發動機傳動系的製作方法

2023-08-05 14:39:36

專利名稱：發動機傳動系的製作方法
技術領域：
本發明涉及柴油內燃機領域，特別涉及一種柴油發動機的傳動系。
在柴油機領域，目前廣泛使用的活塞連杆式內燃機是通過活塞運動推動連杆，帶動曲軸轉動的方式來進行工作。此類發動機活塞運動方向與連杆方向不一致，活塞對缸體產生較大的側向壓力，發動機機械損失的50％～60％源出於此，產生較大的振動和噪聲。這一傳動結構的缺陷使發動機傳動效率低下，缸體活塞過早磨損，能量損失較大。
本發明的目的在於提供一種機械能轉化率高、能耗小、可延長缸體活塞使用壽命、工作穩定的發動機傳動系。
為了達到以上所述目的，本發明是通過以下技術方案來實現的一種發動機傳動系，雙曲拐曲軸安裝於機座上，兩擺盤軸頭向外相對放置，由中梁相連構成環擺體，滑盤對稱分布於環擺體中心軸線兩側，其中心軸線與環擺體軸線平行且共面，曲軸的兩曲柄部分別設有滑塊，滑塊在滑盤中可沿其軸線方向往復滑移，曲軸軸線與環擺體軸線於其二者中點處正交，擺杆與擺盤同軸，擺杆的上、下端分別與活塞相連。
所述的雙拐曲軸中部設有慣性輪，擺杆與擺盤是一體的且同軸，夾板與擺盤同軸；所述的活塞是同軸圓柱型雙連活塞，活塞中心矩形滑槽中裝有滑塊軸，滑塊軸一端軸頭裝入擺杆孔中，另一端裝入夾板孔中，中部位於活塞的中心矩形滑槽中，夾板和擺杆與雙連活塞的滑塊軸間是活動連接，滑塊軸可在矩形滑槽中上、下滑動。
本發明的工作過程如下高壓氣體導入作功活塞氣缸，推動活塞運動；對應端活塞同時進行排氣，活塞中心矩形滑槽中的滑塊軸隨活塞同向移動，同時沿槽側面滑動，推動擺杆，使環擺體擺動；滑盤隨環擺體同步擺動，同時驅使滑盤中可滑動的滑塊，帶動曲軸繞其軸線轉動。活塞作功和排氣行程功能每交替變化一次，曲軸完成一周旋轉運動。
本發明的優點在於由於發動機活塞平動轉換成曲軸轉動過程中採用環擺體結構，活塞運動方向與施力方向一致，對氣缸無側向壓力，力傳遞過程中損耗較少，機械能轉化率高、能耗小，對氣缸的磨損小，延長氣缸使用壽命。對應的缸體間對發動機的非作功分力均得到平衡，從而保證了發動機工作平穩性。本發動機傳動繫結構簡單緊湊。
為了更加清楚的說明本發明，下面將結合附圖來進行詳細說明

圖1是目前活塞連杆式發動機活塞處受力圖。
圖2是本發明的整體結構示意圖(右側活塞未示出)。
圖3是本發明的剖視圖。
圖4是本發明雙連活塞運動輸出部示意圖。
如圖1所示，目前廣泛使用的發動機由於活塞運動方向V與連杆L方向不一致，活塞對缸體產生了較大的側向壓力Fx，使能量損失較大，產生了較大的振動和噪聲。
如圖2、圖3所示，本發明所提出的發動機傳動系，機座上裝配有雙曲拐曲軸1，雙拐曲軸中部設有慣性輪2，兩擺盤3軸頭向外相對放置，由中梁4相連構成環擺體5，滑盤6對稱分布於環擺體中心軸線兩側，其中心軸線與環擺體5軸線平行且共面，曲軸1的兩曲柄部分別設有滑塊7，滑塊在滑盤6中可沿其軸線方向往復滑移，曲軸1軸線與環擺體5軸線於其二者中點處正交，夾板8和擺杆9與擺盤3同軸，擺杆9與擺盤3是一體的，夾板8與擺杆9的上、下端分別與各自雙連活塞10相連，雙連活塞10的進氣口與配氣部分相接。
如圖4所示，雙連活塞是直缸型活塞，活塞10的中心矩形滑11槽中裝有滑塊軸12，滑塊軸12一端軸頭裝入擺盤3端面外的擺杆9孔中，另一端裝入夾板8孔中，中部位於活塞10的中心矩形滑槽中，夾板8和擺杆9與雙連活塞的滑塊軸間可以轉動，滑塊軸12可在矩形滑槽11中滑動。
結合圖2、圖3、圖4所示，在本發明中，高壓氣體推動活塞10運動，並帶動活塞中心矩形滑槽11中的滑塊軸12運動，滑塊軸12帶動擺杆9運動，使環擺體3擺動；活塞的平動通過滑塊軸轉化為作用在擺杆9上的切向力和一個微小的法向力，切向力形成的力矩驅動環擺體的擺動；法向力為平衡力相互抵消，機械能損失小。雙拐曲軸安裝於機架上，環擺體3擺動迫使滑塊7在滑盤6中滑動，帶動曲軸1轉動半周。下半周的轉動由另一組缸體作功，上一組缸體排氣，以上過程周而復始，完成連續轉動。
滑塊7在滑盤6中滑移越接近中間部時刻其滑移速率越小，在接近行程中止點時刻其滑移速率越大，故在行程作功區間，曲軸獲得的有效轉矩大。同時，環擺體與它一起擺動的滑盤與滑塊構成一個典型的物理擺(儘管它不斷受活塞策動力周期性作用)，這一突出的運動特點使整個傳動部分機械效率大幅度提高。
在本發明中，活塞僅有全行程排氣和全行程作功的交替變化，不存在傳統二行程發動機難以擺脫的換氣過程，減少能量損耗。活塞運動方向與施力方向基本一致，對缸體無側向壓力，使能量損失較小，對應的缸體間對發動機的側向力相互抵消，減小了發動機振動和噪聲，使發動機工作平穩。
在本發明中，所述的雙連活塞可以是如前所述的直缸型，也可以採用環缸型的，環缸型的活塞僅在活塞與擺杆部改進即可。
權利要求
1.一種發動機傳動系，雙曲拐曲軸安裝於機座上，其特徵在於兩擺盤軸頭向外相對放置，由中梁相連構成環擺體，滑盤對稱分布於環擺體中心軸線兩側，其中心軸線與環擺體軸線平行且共面，曲軸的兩曲柄部分別設有滑塊，滑塊在滑盤中可沿其軸線方向往復滑移，曲軸軸線與環擺體軸線於其二者中點處正交，擺杆與擺盤同軸，擺杆的上、下端分別與活塞相連。
2.根據權利要求1所述發動機傳動系，其特徵在於所述的雙拐曲軸中部設有慣性輪，擺杆與擺盤是一體的且同軸，夾板與擺盤同軸；所述的活塞是同軸圓柱型雙連活塞，活塞中心矩形滑槽中裝有滑塊軸，滑塊軸一端軸頭裝入擺杆孔中，另一端裝入夾板孔中，中部位於活塞的中心矩形滑槽中，夾板和擺杆與雙連活塞的滑塊軸間是活動連接，滑塊軸可在矩形滑槽中上、下滑動。
全文摘要
一種發動機傳動系,兩擺盤軸頭向外相對放置,由中梁相連構成環擺體,曲軸的兩曲柄部分別設有滑塊,滑塊在滑盤中可沿其軸線方向往復滑移,曲軸軸線與環擺體軸線於其二者中點處正交,擺杆與擺盤同軸,擺杆的上、下端分別與活塞相連。由於本發動機傳動系採用環擺體結構,活塞運動方向與施力方向一致,對氣缸無側向壓力,力傳遞過程中損耗較少,機械能轉化率高,對氣缸的磨損小,延長氣缸使用壽命。
文檔編號F02B75/32GK1281942SQ9911391
公開日2001年1月31日 申請日期1999年7月27日 優先權日1999年7月27日
發明者王亞民, 許廷智, 陳卓資, 陳醒宇, 姚天文 申請人:王亞民, 許廷智, 陳卓資, 陳醒宇, 姚天文