[其他]內擺曲柄連桿機構及其增壓器

無效

• 申請號: 85108079
• 申請日: 1985-10-18
• 公開（公告）號: CN85108079A
• 公開（公告）日: 1986-10-15
• 發明（設計）人: 江寧平
• 申請（專利權）人: 江寧平
• 主分類號: F16H21/18
• 分類號: F16H21/18;F02H3/00
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 張恒康,胡嘉平

本發明涉及傳動裝置中曲柄連桿機構，特別涉及往復直線運動與旋轉運動互相轉換的曲柄連桿機構。

已有技術的曲柄連桿機構，沒有能夠很好地利用設備的每一部分，損耗較大。而本發明的內擺曲柄連桿機構是直至現在所提出的機構中既合理又實用的機構。在美國專利3，807，897提出的V型曲柄連桿機構，其缺點在于設備的每部分的利用是以增大設備體積和重量，減慢運行速度為代價的。

而本發明的目的就在于不增加設備體積及重量的前提下，提高設備的運動空間利用率，提高運行速度及活塞的行程，實現二階以上平衡運動慣力的平衡。

設想二支（齒）內擺線“退速”成二條重復兩次的線段。作一差動輪系，其小圓半徑為大圓半徑的一半。使小圓一面繞大圓圓心公轉，一面以兩倍于公轉速度反向自轉，從而將往復直線運動與旋轉運動相互轉換，根據這一原理，將曲軸的曲臂分成二段：帶有主軸頸的作圓周運動的一段為圓周曲臂，另一端帶有軸承座，并配有相應的軸承（或制成曲臂銷），與曲柄銷相連的那段為內擺曲臂。其另一段帶有曲臂銷（或制成軸承孔配有相應的軸承），曲臂銷安裝在相應的軸承里，成為一個完整的曲軸機構。軸承座中心到主軸頸中心的距離，即圓周曲臂的臂長和曲臂銷中心到曲柄銷中心的距離，即內擺曲臂的臂長相等，把工作行程看作大圓的直徑，主軸頸軸心為大圓的圓心，圓周曲臂臂長加內擺曲臂臂長為大圓半徑。內擺曲臂臂長為小圓半徑，曲臂銷中心為小圓圓心，小圓圓心運動的軌跡與曲臂軸承座中心完全重合。由于曲柄銷是通過曲臂銷安裝在軸承中的，當有一往復直線運動通過連桿傳給曲柄銷時，曲柄銷就一面以二倍公轉的速度反向自轉，一面繞主軸頸中心公轉。自轉時通過曲柄銷將往復直線運動轉換成旋轉運動。運動時推動圓周曲臂把旋轉力矩輸出。反之亦然。

從上述機構可以看出，本發明在不增加機構體積、或重量的前提下，使連桿的擺動改變為往復直線運動，從而使機構快速、靈活，損耗降低，效率提高。

為了提高內燃機出力，目前更多的是使用渦輪增壓裝置。而渦輪增壓裝置的缺點是需增設新的較復雜的機構，占用相當大的空間，使設備重量增加，從而限止了設備的使用范圍。

根據內燃機的增壓原理，壓縮進入氣缸前的部分充氣，能提高內燃機輸出功率。

設想利用燃燒室膨脹時活塞下行，活塞底部空氣室中氣體被壓縮，從而達到增壓的目的。

本發明的曲柄連桿機構運用于四沖程內燃機作傳動裝置時，連桿的直線運動，使我們能夠利用活塞底部的空間。

附圖1表示曲柄連桿機構和內擺曲柄連桿機構的受力簡圖。

附圖2表示內擺曲柄機構簡圖。

附圖3表示內擺曲柄連桿機構作為四沖程內燃機傳動部件的橫剖示圖。

如圖1、2所示，曲柄機構是由功率輸出端或稱后端，自由端或稱前端，曲柄與連桿相連部分-曲柄銷〔1〕，圓周曲臂與內擺曲臂相連處-曲臂銷〔2〕、〔2′〕，及支承在機體上的主軸承中的主軸頸〔3〕，〔3′〕等組成。為消除曲柄的前后擺動，在曲軸前后端，留有安裝軸承的前端軸頸〔5〕和后端軸頸〔6〕。圓周曲臂、內擺曲臂二部分相互具有可旋轉性，其由曲臂上的曲臂銷軸承保證。軸向定位由主軸承的翻邊和安裝在曲臂銷上的減磨合金制成的墊片〔4〕調整。

如圖3所示，氣缸〔7〕對稱地布置在內燃機的兩側，活塞〔6〕通過連桿〔5〕安裝在氣缸內。且三者在同一中心線上。連桿可為圓形橫截面，使桿件的抗拉、壓強度提高。中部制成連桿大頭狀，采用兩半吻合，內表面用相應的減磨合金軸襯，與曲柄銷連接，以保證運行的靈活。由于兩列氣缸錯開180°，從而使往復運動平衡慣量得到平衡。

對于四沖程發動機，連桿在活塞組件的限制下，只能作往復直線運動，利用氣缸下部的空間，安裝蓋〔8〕固連在氣缸底部，密封環〔9〕安裝在連桿與安裝蓋接觸處，減少漏氣，進氣閥〔10〕和排氣閥〔11〕，在安裝蓋及氣缸底部的側壁上，可作打開、關閉的相對運動。組成一個增壓比為2∶1的增壓器。

內燃機活塞上行時，氣缸下部空氣室〔13〕體積增大，壓強降低，當空氣壓力低于大氣壓力時，單向排氣閥〔11〕關閉，單向進氣閥〔10〕打開，新鮮空氣進入空氣室〔13〕。

內燃機活塞下行時，空氣室〔13〕體積減小，壓強增大，當其壓力大于氣道〔12〕中空氣壓力時，單向進氣閥〔10〕關閉，單向排氣閥〔11〕打開，新鮮空氣經過壓縮，進入氣道〔12〕。