連桿牽拉曲軸做功和控制連桿與活塞的連接軸應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及活塞或運(yùn)動(dòng)塊、連桿和曲軸的連接做功方法，尤其是能夠較大幅度提 高發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出效率和粟、機(jī)械在往復(fù)運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)的結(jié)合對(duì)力、速度和轉(zhuǎn)角的不同耍 求。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，如所用的活塞缸動(dòng)力源發(fā)動(dòng)機(jī)是W活塞連桿推動(dòng)曲軸來(lái)得到能量的交換輸 出，因?yàn)槟碃顟B(tài)條件的發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸點(diǎn)火做功得到的能量=壓力X體積為一定的值，而連 桿在開(kāi)始推動(dòng)曲軸最大能量做功的前半曲軸角度行程，曲軸兩軸也間連線(xiàn)和連桿兩軸也間 連線(xiàn)分別與活塞運(yùn)動(dòng)軌跡線(xiàn)的夾角基本是在對(duì)向加大狀態(tài)，使活塞的移動(dòng)行程比例超前于 曲軸的轉(zhuǎn)角比例，活塞缸的做功氣體體積增加過(guò)快而造成壓力減小過(guò)快，特別是在雙缸同 一動(dòng)力源時(shí)更快，施加在曲軸的力就減小過(guò)快，再加上曲軸接受活塞連桿輸入力的轉(zhuǎn)角角 度行程《180%這就很大程度地降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的能量輸出效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明耍解決技術(shù)問(wèn)題是提供一種活塞、連桿和曲軸的連接組合方法，使連桿對(duì) 曲軸做功的前半曲軸角度行程活塞缸的氣體體積增加速度減慢，還可W使曲軸接受活塞連 桿輸入力的轉(zhuǎn)角角度行程> 180%增加連桿輸給曲軸的力和角度行程，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的能量 輸出效率，W及機(jī)械或活（柱）塞粟在往復(fù)運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)的結(jié)合對(duì)力、速度和轉(zhuǎn)角的不同 耍求。
[0004] 本發(fā)明耍解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是使活塞或活塞桿推動(dòng)連桿的一端沿穩(wěn)定的 軌跡運(yùn)動(dòng)，再由連桿牽拉曲軸做功輸出，減慢了活塞的移動(dòng)速度，活塞缸的做功氣體體積增 加速度和壓力的減小速度相對(duì)于曲軸轉(zhuǎn)角速度就減慢，輸給曲軸的能量也就得到大幅度的 增加；結(jié)合對(duì)壓縮活塞缸組合的燃燒、壓縮比和力的利用的優(yōu)化；利用活塞運(yùn)動(dòng)在起始點(diǎn) 和末點(diǎn)即發(fā)動(dòng)機(jī)的上止點(diǎn)和下止點(diǎn)時(shí)活塞與連桿連接軸兩位置連線(xiàn)沿長(zhǎng)線(xiàn)不經(jīng)過(guò)曲軸的 軸也時(shí)，曲軸的做功行程角度與回程行程角度可W不相等聲180\W大于180°的行程角度 作為做功行程，增加曲軸的接受能量距離，這原理使機(jī)械或活（柱）塞粟的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與圓周 運(yùn)動(dòng)的組合得到不同的力、速度和轉(zhuǎn)角的耍求。
[0005] 本發(fā)明的有益效果是在發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用時(shí)可W使燃?xì)飧萌紵?、增加曲軸輸出力和力 的角度距離，提高輸出效率，還能減小或消除活塞側(cè)面受力，減小做功氣體和潤(rùn)滑油的泄 漏；在機(jī)械或活（柱）塞粟應(yīng)用時(shí)，得到往復(fù)運(yùn)動(dòng)與如曲軸的偏也軸圓周運(yùn)動(dòng)的結(jié)合在往程 和返程對(duì)力、速度和轉(zhuǎn)角的不同耍求W及活（柱）塞或運(yùn)動(dòng)體可W作直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
【附圖說(shuō)明】 [0006] 圖1是牽拉式曲軸中也偏離活塞缸中也線(xiàn)的狀態(tài)圖。
[0007] 圖2是牽拉式雙缸組合和傳統(tǒng)推式示意圖。
[0008] 圖3是牽拉式雙曲軸和加軌跡桿組合的示意圖。
[0009] 圖4-9是雙缸或雙缸W上結(jié)合的示意圖。
[0010] 圖10、11中的表1-3是活塞、連桿和曲軸運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0011] 具體實(shí)施例在圖1中，（1)是活塞缸，（2)是曲軸，（3)是活塞或活塞桿，（4)是連 桿與活塞或活塞桿的連接軸，（5)是曲軸連接連桿端軸也的旋轉(zhuǎn)軌跡直徑為D，連桿兩軸也 長(zhǎng)度為L(zhǎng)，Μ是活塞總行程，Η是活塞在起始點(diǎn)和終點(diǎn)時(shí)活塞或活塞桿與連桿的連接軸在兩 位置連線(xiàn)相對(duì)于曲軸旋轉(zhuǎn)軸也的距離，Β是連桿最大擺動(dòng)時(shí)連桿與活塞缸中也線(xiàn)的夾角角 度，A是曲軸可W最大做功輸出的角度，W曲軸旋轉(zhuǎn)中也與活塞缸中也線(xiàn)的距離。
[0012] 在圖3中N是用來(lái)控制活塞與連桿連接處的軸也運(yùn)動(dòng)軌跡的一種連桿或輪狀這里 稱(chēng)為軌跡桿，U是軌跡桿N的固定軸也在垂直方向與曲軸軸也的距離，V是軌跡桿N的固定 軸也在水平方向與曲軸軸也的距離，Η是各狀態(tài)下活塞在總行程Μ的兩端時(shí)活塞與連桿連 接處的軸也的兩個(gè)位置連線(xiàn)相對(duì)于曲軸旋轉(zhuǎn)軸也的距離，C是同步裝置的分度圓。
[0013] 下面結(jié)合各圖和表進(jìn)行具體說(shuō)明；假設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火做功得到的能量沒(méi)有損耗，目口 是壓力X體積的值恒量；壓縮體積最小時(shí)壓力為Q，活塞運(yùn)動(dòng)的壓縮比=10,則有最小體積 =(1/10)X活塞缸體積=10%X活塞缸體積；最大體積=活塞缸X(100+10) %。
[0014] 實(shí)施例1，如圖1和圖10、11中的表1、2所示，整個(gè)活塞包括活塞與連桿連接處 的軸是沿著活塞缸的中也線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)徑0=20,W=5,L=20,曲軸開(kāi)始做功轉(zhuǎn)角15。 時(shí)，活塞從最小體積移動(dòng)總行程的化86%，因?yàn)槟芰康膲毫體積為恒定，這時(shí)壓力=(最 小體積X壓力曲/這時(shí)的體積=(10%X活塞缸體積XQ)/[ (10%+化86%)X活塞缸體 積]=92. 08%Q;曲軸做功轉(zhuǎn)角30°時(shí)，活塞從最小體積移動(dòng)總行程的3. 35%，這時(shí)壓力=(最 小體積X壓力曲/這時(shí)的體積=(10%X活塞缸體積XQ)/[ (10%+3.35%)X活塞缸體 積]=74. 91%Q;……，根據(jù)W上的計(jì)算方法得到下表：
為了表格的簡(jiǎn)潔直觀，在下述用P表示活塞在曲軸某轉(zhuǎn)角的壓力相對(duì)于壓力Q的百分 比，在壓力百分比表中如10. 26%XQ直接用數(shù)據(jù)10. 26表示。
[0015] 根據(jù)壓力X體積的值恒量的計(jì)算方法，計(jì)算活塞運(yùn)動(dòng)在活塞缸中也線(xiàn)上相同的D 值不同的W、L值W及傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿推曲軸式作對(duì)比得到的活塞在曲軸某轉(zhuǎn)角的壓力相 對(duì)于壓力Q的百分比數(shù)據(jù)表如下；D=20缸的直徑相同
從w上表中的數(shù)據(jù)可w看出，計(jì)算活塞運(yùn)動(dòng)在活塞缸中也線(xiàn)上時(shí)，在曲軸的旋轉(zhuǎn)直 徑不變的情況下，曲軸旋轉(zhuǎn)軸也距離活塞缸中也線(xiàn)值W越大，曲軸做功轉(zhuǎn)角超過(guò)約30°后 得到的壓力比就越大；牽拉曲軸的連桿長(zhǎng)度L越短即是L/D的值越小得到的壓力比也越大； 對(duì)比條件為W=5、L=20與傳統(tǒng)推式L=20的壓力比值在15°時(shí)大12.日9、30°時(shí)大24. 66、45。 時(shí)大25. 67、60。時(shí)大21. 24、90。時(shí)大12. 24、120。時(shí)大5. 81，30。W上至120。的壓力比增大 接近一倍，也就是這些壓力大利用率高的角度段曲軸的輸出力增加近一倍，杠桿原理中一 定的水平力拉桿的角度越大垂直的拉力越大，加上活塞桿的推動(dòng)方向和曲軸的轉(zhuǎn)向趨近趨 同，這些都有利于曲軸輸出效率的提高。
[001引實(shí)施例2 ;如圖3和圖11的表2、3所示，根據(jù)實(shí)施例1的壓力X體積的值恒量的 計(jì)算方法，曲軸軸也在活塞缸中也線(xiàn)上加上軌跡桿N得到如下的曲軸在某轉(zhuǎn)角活塞所受壓 力與最小體積時(shí)的壓力Q的百分比；0=20、N=36缸的直徑相同
從W上表中看出，D、L、N的值不變時(shí)，U和V值的改變對(duì)整個(gè)做功活塞的壓力比有很 大影響，是因?yàn)樵陂_(kāi)始做功時(shí)連桿的兩端軸也在圖3-3中的垂直方向W相反方向運(yùn)動(dòng)，使 曲軸的轉(zhuǎn)角速度比活塞的移動(dòng)速度更趨前，曲軸在某些轉(zhuǎn)角得到活塞W更小體積更大壓力 推動(dòng)，上表的后兩行拉式與傳統(tǒng)推式對(duì)比中，45°時(shí)63. 41/32. 1、120°時(shí)18. 21/10. 54、60°時(shí) 5化48/22.巧、90°時(shí)30. 67/13. 61，在曲軸轉(zhuǎn)角45和120度時(shí)拉式比傳統(tǒng)推式的活塞壓力 比接近大一倍，在60和90度時(shí)更大一倍W上，這個(gè)力通過(guò)連桿施加到曲軸輸出上，得到功 率的提升。這種加軌跡桿N牽拉做功的方式的缺點(diǎn)是前半程活塞桿的推動(dòng)方向與曲軸的旋 轉(zhuǎn)方向在圖3的垂直方向上為反向，還有連桿的擺動(dòng)角度B較大，在30°時(shí)16. 4\在60°時(shí) 32. 3\在90 時(shí) 44. 1\120° 時(shí) 46. 7\150° 時(shí) 45. 6\165° 時(shí) 36. 5% 不利于力的輸出。
[0017] 實(shí)施例3,圖10、11的表1、2所示，根據(jù)實(shí)施例1的壓力X體積的值恒量的計(jì)算方 法，活塞在活塞缸中也線(xiàn)上，整個(gè)活塞包括活塞與連桿連接處的軸是沿著活塞缸的中也線(xiàn) 往復(fù)運(yùn)動(dòng)D=20L=20W=5的牽拉式做功與傳統(tǒng)推式做功D=20L=20在不同的壓縮比曲軸在