杠桿式偏置連桿雙曲軸內燃機的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種內燃機，尤其是涉及通過改進內燃機的曲軸連桿機構，提高內燃 機能量轉換效率效率的杠桿式偏置連桿雙曲軸內燃機。
【背景技術】
[0002] 內燃機使用氣缸和活塞機構將燃料的燃燒產生的壓力轉化為機械動力，然后使用 曲軸連桿機構，將活塞的平移轉化為曲軸的旋轉動力向外輸出。曲軸連桿機構是目前普遍 使用的內燃機上的不可或缺的主要部件，其工作原理是利用連桿一端與氣缸活塞鉸接，同 時連桿另一端與曲軸曲頸鉸接，使氣缸活塞的往返運動轉變成曲軸的旋轉運動，再由曲軸 傳遞動力做功。但是由于這種內燃機采用曲軸傳遞動力，其缺點在使用中不斷暴露出來。其 缺點是活塞的連桿和曲軸之間的相互作用力的夾角總是隨著曲軸的旋轉而改變，不能保持 最佳力矩，不僅浪費了機械能還加劇了機械的損耗，所消耗的功很大，因此對燃油的浪費也 是驚人的。便排放大量的污染廢氣是造成城市空氣PM2 ? 5濃度嚴重超標霧霾天氣的主要 造事者。四沖程氣缸活塞的連桿對曲軸的作用力受到作用角度的限制，因此曲軸的旋轉是 不夠平穩的。
[0003] 現有內燃機是在曲柄上以切向獲得扭矩由曲軸輸出。因為連桿和垂直方向夾角 的改變，其切向力值是變化的，缸內氣體膨脹壓力達到最高值，夾角為〇度，因此，對曲軸軸 頸旋轉力矩也為〇,也就是說，當活塞處于上止點，混合氣在最大壓縮狀態下點火，此時，對 曲軸軸頸旋轉力矩的貢獻卻為零，這就使得現有內燃機曲柄連桿機構能量轉換效率不高， 內燃機的整體效率一般不會超過30%，造成能源浪費，而且對曲軸造成沖擊，是發動機噪音 大。
[0004] 為了克服現有內燃機曲柄連桿機構能量轉換效率不高的問題，申請號為 201310178318. 4,名稱為"雙曲軸連桿偏置內燃機"的實用新型專利，該雙曲軸連桿偏置機 構如圖1所示，該機構包括雙曲軸，分別為主曲軸8和副曲軸7 ;并增加了一個斜連桿10,該 斜連桿10的中間與連桿11下端鉸接，其兩端分別與主曲軸8和副曲軸7的主曲軸連桿頸 12和副曲軸連桿頸13鉸接。在主副曲軸7,8上引出主曲軸齒輪14和副曲軸齒輪15,在所 述曲軸齒輪14和15之間設置惰齒輪16。上述結構改善活塞與曲軸之間相互作用，在整個 工作循環中，旋轉力距保持較佳狀態，尤其是當活塞處于壓縮沖程的上止點，可燃氣點火爆 發時，連桿對曲柄軸頸施加一個較大的旋轉力矩，提高了現有內燃機的燃燒效率和機械效 率。
[0005] 但是此種結構也存在問題：由于曲柄連桿機構的限制，以及主曲軸齒輪14、副曲 軸齒輪15和惰齒輪16尺寸的限制，斜連桿10的長度受到限制，連桿11距離主副曲軸連桿 頸12,13較近，使活塞4通過斜連桿10施加在主副曲軸頸上的爆發沖程產生的爆發力，由 于連桿11距離主副曲軸連桿頸12,13較近，距離較短，使得旋轉力矩相對不大，限制內燃機 的功率。
【發明內容】
[0006] 本發明所要解決的技術問題就是提供一種機械效率高的曲柄連桿機構，解決現有 內燃機以及曲軸與活塞之間相互作用造成機械能的浪費和機械損耗的加大，提供一種大功 率的內燃機。
[0007] 為了解決上述技術問題，本發明的內燃機所采用的技術解決方案如下：
[0008] -種杠桿式偏置連桿雙曲軸內燃機，包括進排氣點火系統、氣缸活塞機構和曲柄 連桿機構，其特征在于：
[0009] 所述曲柄連桿機構為雙曲軸曲柄連桿機構，其包括：
[0010] 雙曲軸，分別為主曲軸頸8和副曲軸頸7,所述主曲軸頸8和副曲軸頸7在曲軸箱 壁上的安裝位置為主曲軸8在下，副曲軸7在上，其軸心連線與水平面形成一個夾角；
[0011] 連桿11，所述連桿11上端與氣缸活塞機構的活塞4鉸接；
[0012] 杠桿式拉桿，包括主拉桿10和副拉桿18,所述主拉桿10具有一長臂和一短臂，大 致形成為L形；所述長臂一端通過拉桿銷9與連桿鉸接，另一端與主曲軸連桿頸12鉸接，短 臂與與副拉桿18 -端鉸接；所述副拉桿18的另一端和副曲軸連桿軸頸13鉸接；形成偏置 連桿。
[0013] 所述主曲軸頸8和副曲軸頸7的軸心連線與水平面形成的夾角在15度-50度之 間。
[0014] 所述內燃機分別在所述主副曲軸頸7,8上引出主曲軸齒輪14和副曲軸齒輪15,所 述曲軸齒輪14和15之間設置惰齒輪16,惰齒輪16、主曲軸齒輪14和副曲軸齒輪15與所 述杠桿式拉桿形成一個近似平行四邊形，所述拉桿圍繞惰齒輪16、主曲軸齒輪14和副曲軸 齒輪15的連線運轉。
[0015] 本發明具有了以下優點：
[0016] 該技術方案使用的杠桿式連桿10,18能夠對主副曲軸連桿頸12,13產生較大的旋 轉力矩，因此，在壓縮過程，活塞4到達上止點時即可點火，可燃氣體燃燒推動活塞4下行做 工。由此改善活塞與曲軸之間相互作用，在整個工作循環中，旋轉力距保持最佳狀態，尤其 是當活塞處于壓縮沖程的上止點，可燃氣點火爆發時，連桿對曲柄軸頸施加一個較大的旋 轉力矩，提高了現有內燃機的燃燒效率和機械效率。
【附圖說明】
[0017]圖1是現有技術雙曲軸連桿偏置機構示意圖；
[0018] 圖2是本發明杠桿式偏置連桿雙曲軸機構示意圖；
[0019] 圖3-圖6顯示杠桿式偏置連桿雙曲軸機構工作過程；
[0020] 圖中
【主權項】
1. 一種杠桿式偏置連桿雙曲軸內燃機，包括進排氣點火系統、氣缸活塞機構和曲柄連 桿機構，其特征在于 ： 所述曲柄連桿機構為雙曲軸曲柄連桿機構，其包括： 雙曲軸，分別為主曲軸頸⑶和副曲軸頸（7)，所述主曲軸頸⑶和副曲軸頸（7)在曲 軸箱壁上的安裝位置為主曲軸（8)在下，副曲軸（7)在上，其軸心連線與水平面形成一個夾 角； 連桿（11)，所述連桿（11)上端與氣缸活塞機構的活塞（4)鉸接； 杠桿式拉桿，包括主拉桿（10)和副拉桿（18)，所述主拉桿（10)具有一長臂和一短臂， 大致形成為L形；所述一端通過拉桿銷（9)與連桿鉸接，另一端與主曲軸連桿頸（12)鉸接， 短臂與與副拉桿（18) -端鉸接；所述副拉桿（18)的另一端和副曲軸連桿軸頸（13)鉸接； 形成偏置連桿。
2. 根據權利要求1所述的內燃機，其特征在于：所述主曲軸頸⑶和副曲軸頸（7)的 軸心連線與水平面形成的夾角在15度-50度之間。
3. 根據權利2所述的內燃機，其特征在于：所述內燃機分別在所述主副曲軸頸（7,8) 上引出主曲軸齒輪（14)和副曲軸齒輪（15)，所述曲軸齒輪（14)和（15)之間設置惰齒輪 (16)，惰齒輪（16)、主曲軸齒輪（14)和副曲軸齒輪（15)與所述杠桿式拉桿形成一個近似平 行四邊形，所述拉桿圍繞惰齒輪（16)、主曲軸齒輪（14)和副曲軸齒輪（15)的連線運轉。
4. 根據權利要求1-3所述的內燃機其特征在于：長臂（9-12)短臂（12-19)拉桿（18) 形成資態不變的杠桿、作用于支點主曲軸連桿頸（12)上，上止點時安裝動力臂（9-12)連線 在支點主曲軸連桿頸（12)成水平夾角15度-45度，從而產生在主曲軸連桿頸（12)向左旋 轉切向力矩（F-12)。
5. 根據權利要求4所述主曲軸連桿頸為支點，其特征在于：所述主曲軸連桿頸（12)與 (19)形成杠桿短臂與拉桿（18)左端鉸接，主曲軸連桿頸（12)至杠桿連桿銷（9)形成動力 臂與連桿（11)鉸接，受氣缸膨脹壓力活塞向下運動產生推力（F)作用，經支點主曲軸連桿 頸短臂（12,19)向左旋轉經拉桿連接鈾（19)向左拉副曲軸連桿頸（13)，形成反作用力f、 設支點主曲軸連桿頸承受壓力為大小將等于活塞推力F加反作用f，（F$= F十f)、（f =F ? LI / L2)。
6. 根據權利要求5所述反作用力f?其特征是副曲軸連桿頸（13)承受杠桿拉桿向左的 拉力去平衡受氣缸膨脹壓力活塞向下運動推力F產生的，上止點時拉動副曲軸連桿頸向左 旋轉、經副曲軸齒輪、惰軸齒輪、主曲軸齒輪相互嚙合連動推動主曲軸向左旋轉對外功或儲 存飛輪隕性中、且主軸旋轉運動方向與杠桿作用力方向、反作用平衡力f方向相同、產生的 合力方向都相同一至；(F支=F十F，L1 / L2)。
【專利摘要】本發明是一種杠桿式偏置連桿雙曲軸內燃機，該曲柄連桿機構為雙曲軸曲柄連桿機構，包括：主曲軸頸(8)和副曲軸頸(7)，其軸心連線與水平面形成一個夾角；杠桿式拉桿，包括主拉桿(10)和副拉桿(18)，所述主拉桿(10)具有一長臂和一短臂，大致形成為L形；所述長臂一端與連桿鉸接，另一端與主曲軸連桿頸(12)鉸接，短臂與副拉桿(18)一端鉸接；副拉桿(18)的另一端和副曲軸連桿軸頸(13)鉸接；形成偏置連桿。本發明改善活塞與曲軸之間相互作用，在整個工作循環中，旋轉力距保持最佳狀態，減少了機械損耗，提高了內燃機效率；運行平穩、結構緊湊，適用于各種多缸柴油和汽油內燃機，對傳統的結構改動小，加工容易，節約成本。
【IPC分類】F02B75-32
【公開號】CN104879213
【申請號】CN201410077385
【發明人】陳作應
【申請人】陳作應
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2014年2月28日