水平對置矩陣發動的製造方法
2023-04-27 04:01:56 3
水平對置矩陣發動的製造方法
【專利摘要】本發明涉及內燃機、空壓機、船舶、航空、紡織設備等領域，具體涉及一種水平對置矩陣發動機。其包括曲軸箱體、曲軸、圓缺口曲柄、活塞和缸體；缸體成陣列式排布；缸體的兩端對稱設置有活塞；活塞通過活塞銷、活塞連杆、曲柄銷及曲柄連接；圓缺口曲柄鑲嵌在曲柄內；圓缺口曲柄為圓形盤，其上加工有曲拐槽；圓缺口曲柄的中心軸與缸體的中心軸垂直；曲軸固定在曲軸箱體上；曲軸的中心軸與活塞的移動方向垂直；圓缺口曲柄通過曲拐槽套在曲軸上；曲柄上加工有潤滑油道，用於為圓缺口曲柄和曲柄潤滑。本發明通過將活塞裝配在一個曲柄上，進而在一個衝程中就可以實現多個活塞同時運動，共同做功，從而提高了發動機的工作效率。
【專利說明】水平對置矩陣發動機
【技術領域】
[0001]本發明涉及內燃機、空壓機、船舶、航空、紡織設備等領域，具體而言，涉及一種水平對置矩陣發動機。
【背景技術】
[0002]發動機是一種能夠把其它形式的能轉化為機械能的機器，包括如內燃機(汽油發動機等)、外燃機(斯特林發動機、蒸汽機等)、電動機等。如內燃機通常是把化學能轉化為機械能。發動機既適用於動力裝置，也可指包括動力裝置的整個機器(如:汽油發動機、航空發動機)。
[0003]人們不斷地研製出各種不同類型的發動機，主要可分為:內燃機、外燃機、電動機三類。
[0004]外燃機，就是說它的燃料在發動機的外部燃燒。發動機將這種燃燒產生的熱能轉化成動能，當大量的煤燃燒產生熱能把水加熱成大量的水蒸汽時，高壓便產生了，然後這種高壓又推動機械做功，從而完成了熱能向動能的轉變。
[0005]明白了什麼是外燃機，也就知道了什麼是內燃機。
[0006]內燃機與外燃機的最大不同在於它的燃料在其內部燃燒。內燃機的種類十分繁多，常見的汽油機、柴油機是典型的內燃機。不常見的火箭發動機和飛機上裝配的噴氣式發動機也屬於內燃機。不過，由於動力輸出方式不同，前兩者和後兩者又存在著巨大的差異。一般地，在地面上使用的多是前者，在空中使用的多是後者。當然有些汽車製造者出於創造世界汽車車速新紀錄的目的，也在汽車上裝用過噴氣式發動機，但這總是很特殊的例子，並不存在批量生產的適用性。
[0007]目前，內燃機的活塞都是一個單獨的個體活塞，由曲軸連接活塞和曲柄做往復運動，做功效率低，扭矩小，不能滿足大功率和大扭矩設備的需求，並且功耗轉化率低，不能有效的利用化學能轉化為機械能。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在於提供一種水平對置矩陣發動機，以解決上述的問題。
[0009]在本發明的實施例中提供了一種水平對置矩陣發動機，包括曲軸箱體、曲軸、圓缺口曲柄、活塞和缸體；
[0010]所述缸體成陣列式排布；
[0011]所述缸體的兩端對稱設置有所述活塞；
[0012]所述活塞通過活塞銷、活塞連杆、曲柄銷及曲柄連接；
[0013]所述圓缺口曲柄鑲嵌在所述曲柄內；
[0014]所述圓缺口曲柄為圓形盤，其上加工有曲拐槽；
[0015]所述圓缺口曲柄的中心軸與所述缸體的中心軸垂直；
[0016]所述曲軸固定在所述曲軸箱體上；
[0017]所述曲軸的中心軸與所述活塞的移動方向垂直；
[0018]所述圓缺口曲柄通過所述曲拐槽套在所述曲軸上；
[0019]所述曲柄上加工有潤滑油道，用於為所述圓缺口曲柄和所述曲柄潤滑。
[0020]進一步的，所述曲軸有曲軸支撐體、曲拐和平衡塊組成；
[0021]所述平衡塊分別加工在所述曲拐的兩側；
[0022]所述曲拐的中心軸與所述平衡塊的曲軸圓心所在的軸線同軸；
[0023]所述曲軸中心軸均與所述平衡塊的曲拐圓心所在的軸線同軸；
[0024]所述曲拐穿過所述曲拐槽與所述圓缺口曲柄轉動連接；
[0025]所述曲軸支撐體設置在所述平衡塊遠離所述曲拐的一側。
[0026]進一步的,所述曲拐與曲柄通過圓缺口曲柄連接。
[0027]進一步的，所述圓缺口曲柄上加工有圓缺口曲柄潤滑油道；
[0028]所述圓缺口曲柄潤滑油道的一端在所述圓缺口曲柄的周圍，另一端加工在所述曲拐槽內；
[0029]所述曲柄潤滑油道與所述圓缺口曲柄潤滑油道直徑相同。
[0030]進一步的，所述圓缺口曲柄上加工有離心平衡塊，用於改變所述圓缺口曲柄的配重。
[0031 ]進一步的，所述曲軸箱體上加工有曲軸固定支座體，用於支撐所述曲軸。
[0032]進一步的，所述曲柄與所述活塞連杆通過曲柄銷連接。
[0033]進一步的，所述活塞連杆與所述活塞通過活塞銷連接。
[0034]進一步的，所述活塞與所述曲柄在一側成陣列式連接，另一側水平對稱。
[0035]進一步的，所述缸體在所述曲軸箱體一側成陣列式排列，另一側水平對稱。
[0036]進一步的，所述活塞在所述缸體內做活塞運動。
[0037]進一步的，所述活塞在所述缸體內做活塞運動；
[0038]當曲軸轉動一個衝程時，在曲軸箱體一側水平方向上的所有所述活塞能夠同時做功。
[0039]本發明提供的水平對置矩陣發動機，通過將活塞裝配在一個曲柄上，進而在一個衝程中就可以實現多個活塞同時運動，共同做功，從而提高了發動機的工作效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0040]為了更清楚地說明本發明【具體實施方式】或現有技術中的技術方案，下面將對【具體實施方式】或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0041]圖1為本發明水平對置矩陣發動機的結構示意圖；
[0042]圖2為本發明水平對置矩陣發動機的曲軸箱、缸體、曲軸、固定支座體的結構示意圖；
[0043]圖3為本發明水平對置矩陣發動機的整個陣列式發動機缸體的結構示意圖；
[0044]圖4為本發明水平對置矩陣發動機的單個活塞組件的裝配的結構示意圖；
[0045]圖5為本發明水平對置矩陣發動機的圓缺口曲柄結構的立體圖；
[0046]圖6為本發明水平對置矩陣發動機的水平對置式曲軸的結構示意圖；
[0047]圖7為本發明水平對置矩陣發動機的水平對置式曲軸裝配的結構示意圖。
[0048]附圖標記:
[0049]1:曲軸箱體 2:曲軸3:曲柄組件
[0050]4:活塞組件 5:活塞6:活塞銷
[0051]7:曲柄銷8:活塞連杆9:曲柄
[0052]10:離心平衡重 11:圓缺口曲柄12:曲拐槽
[0053]13:缸體14:曲軸支撐體 15:曲軸支持座
[0054]16:平衡塊17:曲拐
【具體實施方式】
[0055]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明的技術方案進行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都屬於本發明所保護的範圍。
[0056]在本發明的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、
「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0057]在本發明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0058]如附圖所示，本發明提供了一種水平對置矩陣發動機，包括曲軸箱體1、曲軸2、圓缺口曲柄11、活塞5和缸體13 ；
[0059]缸體13成陣列式排布；
[0060]缸體13的兩端對稱設置有活塞5 ；
[0061]活塞5通過活塞銷6、活塞連杆8、曲柄銷7及曲柄9連接；
[0062]圓缺口曲柄11鑲嵌在曲柄9內；
[0063]圓缺口曲柄11為圓形盤，其上加工有曲拐槽12 ；
[0064]圓缺口曲柄11的中心軸與缸體13的中心軸垂直；
[0065]曲軸2固定在曲軸箱體I上；
[0066]曲軸2的中心軸與活塞5的移動方向垂直；
[0067]圓缺口曲柄11通過曲拐槽12套在曲軸2上；
[0068]曲柄9上加工有潤滑油道，用於為圓缺口曲柄11和曲柄9潤滑。
[0069]曲軸箱體I上加工有兩列4個，共計8個缸體13，活塞5裝配在缸體13內；活塞5通過曲柄9連接；圓缺口曲柄11鑲嵌在在曲柄9內；圓缺口曲柄11為圓形盤，其上加工有曲拐槽12 ;圓缺口曲柄11的中心軸與缸體13的中心軸垂直；曲軸2通過曲軸2固定上、下支撐座固定在曲軸箱體I上；曲柄9上加工有曲柄9潤滑油道，用於為圓缺口曲柄11和曲柄9潤滑。
[0070]安裝時，先將兩個活塞5裝配在曲軸箱體I中的缸體13內，然後將兩個活塞5通過活塞連杆8及活塞銷6等活塞組件4和曲柄銷7及曲柄9等曲柄組件3連接；將曲軸2通過圓缺口曲柄11上的曲拐槽12裝配在曲軸2上的曲拐17，曲軸支撐體14將曲軸2固定在曲軸箱體I上。
[0071]當活塞5驅動曲軸2轉動時，由於活塞5通過活塞銷6與活塞連杆8固定，活塞連杆8與曲柄銷7固定，活塞5在缸體13內做往復運動，由於缸體13的軸線與曲軸2的軸線垂直，使曲柄9隻能沿曲軸2上的曲拐17的軸線做圓周運動。在圓缺口曲柄11轉動時，曲拐槽12的中心繞圓缺口曲柄11的中心轉動，進而驅動圓缺口曲柄11沿缸體13的軸線做圓周運動，進一步驅動了曲拐17繞曲軸2的軸線做圓周運動。
[0072]需要指出的是，陣列可以是矩陣式陣列，也可以是其他形式的陣列，如圓形陣列坐寸ο
[0073]由於曲拐17工作間較長時，會使其與曲柄9之間的摩擦產生較大的熱量，進而影響曲柄9的運動，加劇曲柄9與曲拐17之間的摩擦，縮短零部件的使用壽命。為此在曲柄9上加工曲柄9潤滑油道，使潤滑油能夠沿曲柄9潤滑油道進入到曲柄9與圓缺口曲柄11之間，進而減少了兩者之間的摩擦，增加零部件的使用壽命。
[0074]優選的實施方式為，曲軸2有曲軸支撐體14、曲拐17和平衡塊16組成；
[0075]平衡塊16分別加工在曲拐17的兩側；
[0076]曲拐17的中心軸與平衡塊16的曲軸2圓心所在的軸線同軸；
[0077]曲軸2中心軸均與平衡塊16的曲拐17圓心所在的軸線同軸；
[0078]曲拐17穿過曲拐槽12與圓缺口曲柄11轉動連接；
[0079]曲軸支撐體14設置在平衡塊16遠離曲拐17的一側。
[0080]將兩個平衡塊I6分別加工在曲拐17的兩端，且曲拐17與平衡塊16上的曲拐17圓心所在的軸線同軸，曲軸支持座15加工在兩個平衡塊16的外側的一側，曲軸2和曲軸支撐體14的軸線均與平衡塊16的曲軸2圓心的軸線同軸。
[0081]當曲軸2轉動時，帶動平衡塊16繞曲軸2圓心所在的軸線做圓周運動，由於曲軸2圓心與曲拐17圓心不同心，進而使曲拐17圓心所在的軸線沿曲軸2圓心所在的軸線做圓周運動，即能夠使曲拐17繞曲軸2的軸線轉動。此時，又由於曲拐17穿過圓缺口曲柄11的曲拐槽12，進而可以使曲拐17帶動圓缺口曲柄11做繞曲拐17的軸線做圓周運動，進一步的驅動曲柄9帶動活塞5沿缸體13做往復運動。
[0082]在平衡塊16的外側的另一側加工一個曲軸支撐體14，與平衡塊16的一端固定連接，而曲軸支撐體14的另一端可以再固定連接一個平衡塊16，依次循環，可以將多個曲柄9通過曲軸支持座15連接，使曲軸2能夠帶動多個活塞5在多個缸體13內做往復運動。
[0083]曲拐17與曲柄9通過圓缺口曲柄11連接。
[0084]優選的實施方式為，圓缺口曲柄11上加工有圓缺口曲柄11潤滑油道；圓缺口曲柄11潤滑油道的一端在圓缺口曲柄11的周圍，另一端加工在曲拐槽12內；曲柄9潤滑油道與圓缺口曲柄11潤滑油道直徑相同。
[0085]由於圓缺口曲柄11與曲拐17連接，使曲拐17與圓缺口曲柄11之間產生摩擦，進而會由於摩擦生熱而在快速轉動時對圓缺口曲柄11和曲拐17之間產生較大的摩擦力，由於部件之間潤滑不均勻，影響到圓缺口曲柄11和曲拐17部件的使用壽命，進而影響到整個發動機的使用壽命，並增加客戶的維修成本。
[0086]在圓缺口曲柄11上加工圓缺口曲柄11潤滑油道，使其能夠與曲柄9潤滑油道連通，將機油從曲柄9潤滑油道到圓缺口曲柄11潤滑油道進入曲拐槽12，為圓缺口曲柄11與曲拐17之間進行潤滑，進而減少兩者之間的摩擦，並冷卻部件和潤滑部件，進一步提高了圓缺口曲柄11和曲拐17部件的使用壽命。
[0087]優選的實施方式為，圓缺口曲柄11上加工有離心平衡重10，用於改變圓缺口曲柄11的配重。
[0088]將圓缺口曲柄11上打孔，主要用來平衡曲拐17做圓周運動時的動不平衡，而且能夠減輕圓缺口曲柄11部件的重量，節省了材料，並降低成本。
[0089]需要指出的是，離心平衡重10可以是一個，也可以是多個，其主要能夠實現所需要調整的曲拐17運動的偏心量和減少發動機震動，提高發動機運轉的平穩性。
[0090]還需要指出的是，還可以通過曲拐槽12進行調整，曲拐槽12加工可以是加工在圓缺口曲柄11內，也可以是與圓缺口曲柄11的外周相交，即在圓缺口曲柄11上加工與曲拐槽12相連通的開口，其只要能夠通過曲拐槽12帶動圓缺口曲柄11繞軸向做圓周運動即可。
[0091]優選的實施方式為，曲軸箱體I上加工有曲軸支持座15，用於支撐曲軸2。
[0092]曲軸2裝配在曲軸箱體I上，為能夠使曲軸2的高度與曲柄9的高度相適應，在曲軸箱體I下方加工曲軸支持座15，曲軸支持座15上加工有半圓形凹槽，使曲軸2的中曲軸2能夠在半圓形凹槽內，進而使整個曲軸2裝配在曲軸2固定上支座上。
[0093]曲軸支持座15與曲軸箱體I固定連接，也可以是一體加工。
[0094]優選的實施方式為，曲柄9與活塞連杆8通過曲柄銷7連接。
[0095]也就是說，曲柄9與活塞5通過銷軸連接。
[0096]在曲柄9的一端分別加工兩個曲柄銷孔，在曲柄銷孔上加工有與缸體13的軸線和曲柄9的軸線均垂直的曲柄銷孔，將與活塞5與活塞銷6連接的活塞連杆8的曲柄銷固定在一起，這樣就使曲柄9的一端連接兩組活塞5,另一端在曲柄9的軸線上對稱連接。
[0097]需要指出的是，曲柄9與活塞5的連接方式可以是銷軸連接，但其不僅僅局限於銷軸連接，其還可以是其他的連接方式，如螺紋連接，如焊接，又如鉸接等，其只要能夠將活塞5連接在曲柄9上即可。
[0098]優選的實施方式為，活塞連杆8與活塞5通過活塞銷6連接。
[0099]同上述一樣，將活塞連杆8與活塞5也通過銷軸連接，簡單方便且實用性強。
[0100]優選的實施方式為，活塞5對稱加工在曲柄9的兩端。
[0101]優選的實施方式為，所有的所述曲拐17在與其軸線垂直的平面上的投影呈圓周均布。
[0102]也就是說，所有的曲拐17的軸線以曲軸2的軸線為中心，均勻分布。當有兩個曲拐17時，其分別加工在曲軸2的兩側，當有三個曲拐17時，其圓周均布在曲軸2的周圍。即相鄰的兩個曲拐17的軸線與曲軸2的軸線形成的面之間的夾角為。除以曲拐17的個數。
[0103]優選的實施方式為，活塞5與曲柄9在一側成陣列式連接，另一側水平對稱。
[0104]優選的實施方式為，缸體13在曲軸箱體I 一側成陣列式排列，另一側水平對稱。
[0105]優選的實施方式為，缸體13為兩列，每列有4個缸體13，在曲軸箱體I上成水平對稱。
[0106]活塞5在缸體13內做活塞5運動；
[0107]當曲軸2轉動一個衝程時，在曲軸箱體I 一側水平方向上的所有活塞5能夠同時做功。
[0108]本發明提供的水平對置矩陣發動機，通過將活塞5成對加工，進而在一個行程中就可以實現兩列活塞5同時往復運動，進而提高發動機工作效率，通過曲拐17和圓缺口曲柄11的配合，實現了將活塞5的往復運動方向和驅動方向垂直，在本說明圖中，活塞5在一個衝程內有曲柄9驅動兩列活塞5同時做功，提高發動機的工作效率，增大扭矩。有效利用化學能轉換為機械能的利用率。
[0109]最後應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。
【權利要求】
1.一種水平對置矩陣發動機，其特徵在於，包括曲軸箱體、曲軸、圓缺口曲柄、活塞和缸體； 所述缸體成陣列式排布； 所述缸體的兩端對稱設置有所述活塞； 所述活塞通過活塞銷、活塞連杆、曲柄銷及曲柄連接； 所述圓缺口曲柄鑲嵌在所述曲柄內； 所述圓缺口曲柄為圓形盤，其上加工有曲拐槽； 所述圓缺口曲柄的中心軸與所述缸體的中心軸垂直； 所述曲軸固定在所述曲軸箱體上； 所述曲軸的中心軸與所述活塞的移動方向垂直； 所述圓缺口曲柄通過所述曲拐槽套在所述曲軸上； 所述曲柄上加工有潤滑油道，用於為所述圓缺口曲柄和所述曲柄潤滑。
2.根據權利要求1所述的水平對置矩陣發動機，其特徵在於，所述曲軸有曲軸支撐體、曲拐和平衡塊組成； 所述平衡塊分別加工在所述曲拐的兩側； 所述曲拐的中心軸與所述平衡塊的曲軸圓心所在的軸線同軸； 所述曲軸中心軸均與所述平衡塊的曲拐圓心所在的軸線同軸； 所述曲拐穿過所述曲拐槽與所述圓缺口曲柄轉動連接； 所述曲軸支撐體設置在所述平衡塊遠離所述曲拐的一側。
3.根據權利要求2所述的水平對置矩陣發動機，其特徵在於，所述曲拐與所述曲柄通過圓缺口曲柄連接。
4.根據權利要求1所述的水平對置矩陣發動機，其特徵在於，所述圓缺口曲柄上加工有圓缺口曲柄潤滑油道； 所述圓缺口曲柄潤滑油道的一端在所述圓缺口曲柄的周圍，另一端加工在所述曲拐槽內； 所述曲柄潤滑油道與所述圓缺口曲柄潤滑油道直徑相同。
5.根據權利要求1所述的水平對置矩陣發動機，其特徵在於，所述圓缺口曲柄上加工有離心平衡塊，用於改變所述圓缺口曲柄的配重。
6.根據權利要求1所述的水平對置矩陣發動機，其特徵在於，所述曲軸箱體上加工有曲軸固定支座體，用於支撐所述曲軸。
7.根據權利要求1所述的水平對置矩陣發動機，其特徵在於，所述曲柄與所述活塞連杆通過曲柄銷連接。
8.根據權利要求1所述的水平對置矩陣發動機，其特徵在於，所述活塞連杆與所述活塞通過活塞銷連接。
9.根據權利要求1所述的水平對置矩陣發動機，其特徵在於，所述活塞與所述曲柄在一側成陣列式連接，另一側水平對稱。
10.根據權利要求1所述的水平對置矩陣發動機，其特徵在於，所述缸體在所述曲軸箱體一側成陣列式排列，另一側水平對稱。
11.根據權利要求1所述的水平對置矩陣發動機，其特徵在於，所述活塞在所述缸體內做活塞運動。
12.根據權利要求1-11任一項所述的水平對置矩陣發動機，其特徵在於，所述活塞在所述缸體內做活塞運動； 當曲軸轉動一個衝程時，在曲軸箱體一側水平方向上的所有所述活塞能夠同時做功。
【文檔編號】F02B75/32GK104500221SQ201410734491
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月4日 優先權日:2014年12月4日
【發明者】白雲龍, 馮京, 王平 申請人:白雲龍