[其他]雙曲軸連桿機構

無效

• 申請號: 86204767
• 申請日: 1986-07-03
• 公開（公告）號: CN86204767U
• 公開（公告）日: 1986-12-03
• 發明（設計）人: 劉立陽;張玉斌;韓顯華;馮鐵毅
• 申請（專利權）人: 劉立陽
• 主分類號: F16H21/18
• 分類號: F16H21/18
• 代理公司: 沈陽市專利事務所
• 代理人: 王憲忠,徐慧華

一種將燃氣熱能轉換為機械能的、適用于活塞式內燃機、柴油機和機械壓氣機的雙曲軸連桿機構。

曲軸連桿機構應用于活塞式內燃機上，已有近百年的歷史了。曲軸連桿機構一般由氣缸、氣缸頭、活塞、連桿和帶有飛輪的曲軸以及曲軸箱組成。這種機構當承受氣缸內產生的燃氣壓力后，能迅速地將活塞的往復運動轉變成曲軸的旋轉運動，并將作用力傳送給與其相連的傳力裝置。由于它是較理想的能量轉換機構，所以廣泛地應用于動力機上，并一直沿用至今。

迄今為止，曲軸連桿機構在活塞式發動機上應用的，多系單曲軸連桿機構，其類型有中心曲軸連桿機構、偏心曲軸連桿機構和關節式曲軸連桿機構等。不論哪種類型，由于系單曲軸連桿，當活塞在往復的工作過程中，都會對氣缸內壁（氣缸套）產生側向力Pc，增加了內摩擦功，加劇了活塞和氣缸壁的早期磨損，降低了內燃機的使用壽命。附圖5是現有活塞式內燃機氣缸的受力分析圖。

為了解決上述問題，曾經有人研制過旋轉活塞式內燃機。近年來又出現過蚌線式內燃機等，但由于耐磨、耐熱材料及制造工藝等技術問題沒有得到圓滿的解決，而未能推廣應用。

本實用新型的目的是在不改變常用的活塞式內燃機各部件構造的基礎上，改單曲軸連桿機構為雙曲軸連桿機構，以消除側向力Pc，減少磨損，改變在作功行程中活塞的位移規律，使之有利于內燃機作功，充分挖掘曲軸連桿機構的潛力，提高熱功轉換效率。

本實用新型的任務是這樣實現的：以雙曲軸連桿機構代替現行的單曲軸連桿機構，其特征是，用尺寸形狀相同的兩根曲軸和兩個曲軸連桿（副連桿）組成雙曲軸連桿機構。兩根曲軸通過同步齒輪控制，使之反向同步旋轉；采用常規的連接方法又同兩個曲軸連桿連接在一起。兩個曲軸連桿通過連接銷釘與活塞垂直連桿（主連桿）相鉸接。這樣將活塞的垂直往復運動轉變為曲軸連桿的旋轉運動，并將作用力傳送給傳力機構。

本實用新型中的雙曲軸連桿機構屬于偏心曲軸連桿機構的類型，由于采用雙曲軸連桿并聯結垂直連桿，改變了活塞功行程的位移規律，提高了作功能力。由于采用了雙曲軸連桿機構，活塞運動中對氣缸壁的作用是對稱的，消除了單曲軸連桿系統中活塞對氣缸內壁的側向分力，減少了磨損，提高了發動機的使用壽命；由于雙曲軸連桿分別承擔作功行程中燃氣的爆發力，可靠性提高，所以曲軸連桿的幾何尺寸可以適當地縮小；同時由于兩套曲軸連桿反向同步旋轉，使一部分振動可以對稱抵銷，所以運動平穩，噪音小。另外，使用本實用新型的機構時，不需改變現有活塞式內燃機的基本結構，只增加一套曲軸連桿即可。所以，本實用新型的標準化程度高，工藝繼承性好，易于實現。

本實用新型所述的雙曲軸連桿機構適用于活塞式內燃機、柴油機和獲得真空的機械壓氣機（機械真空泵）等。

以下結合附圖對本實用新型的具體結構加以詳細描述：

圖1是安裝在內燃機上的雙曲軸連桿機構圖。

圖2是雙曲軸連桿機構位于下死點的示意圖。

圖3是雙曲軸連桿機構位于上死點的示意圖。

圖4是雙曲軸連桿機構的曲軸同步齒輪示意圖。

圖5是現有活塞式內燃機氣缸的受力分析圖。

根據附圖1，活塞〔1〕與垂直連桿（主連桿）〔2〕以常規方法相連，垂直連桿〔2〕下端呈三角形，通過聯接銷釘〔5－1〕、〔5－2〕分別與左右兩個尺寸形狀相同的曲軸連桿（副連桿）〔4－1〕、〔4－2〕的小頭相連；兩根曲軸連桿〔4－1〕、〔4－2〕的大頭分別與兩根尺寸形狀相同的曲軸〔3－1〕、〔3－2〕相連。曲軸〔3－1〕、〔3－2〕左右對稱地安置于氣缸中心線的兩側。其偏心距“e”是可以調整的。曲軸〔3－1〕、〔3－2〕、曲軸連桿〔4－1〕、〔4－2〕安裝在曲軸箱〔6〕內。兩根曲軸〔3－1〕〔3－2〕的一端安裝有同步齒輪〔7－1〕、〔7－2〕，兩個齒輪相嚙合，實現兩根曲軸同步反向運行。附圖4就是同步齒輪工作時的轉向示意圖。兩根曲軸的另一端與傳力機構相連，以實現動力的輸出。

表達常用的偏心曲軸連桿內燃機的活塞，從上死點到下死點（作功行程）的移動規律的公知的公式為：

X＝r〔（1－Cosα）＋ (λ)/4 （1－Cos2α）－λtgSinα〕

而雙曲軸連桿式內燃機的活塞，從上死點到下死點的位移規律為：

X_雙＝r〔（1＋Cosα_雙）－ (λ)/4 （1－Cos2α_雙）－λtgCosα_雙〕

根據上述兩個公式可見：當曲軸轉角相同的情況下，即α＝α_雙時，X＞X_雙；當活塞行程相同的情況下，即X＝X_雙時，α＜α_雙。這就是說，在作功行程中，當曲軸轉角相同時，雙曲軸連桿機構活塞的位移量小，所以氣缸內的壓力高，功率扭矩大；當活塞位移量相同時，雙曲軸連桿機構曲軸的轉角大，在相同的轉數情況下，雙曲軸連桿機構的活塞所受沖量大，作功多。