[发明专利]往复式发动机压力不同心连杆曲轴

说明书

一、技术领域

本发明涉及各种往复式发动机的做功部件的连杆曲轴结构；尤其是通过连杆与曲轴之间作用力点和角度配合、提高性能与做功效率的连杆曲轴结构。

二、背景技术

现有往复式发动机做功原理是将活塞连杆的往复运动，内燃机气缸或蒸气机的活塞的做功通过连杆和曲轴的配合转换成旋转运动，用来驱动曲轴做功。这是从瓦特蒸气机和狄塞尔内燃机发明至今仍然保持最初原理和结构的发动机连杆曲轴结构。

连杆曲轴结构的这种配合，为了保证强度和功率传送.连杆与曲轴和轴颈成一条直线时或在直线附近的相当角度时，连杆包裹轴颈的孔径具有曲轴轴颈的直径，连杆可以对曲轴和轴颈可以施加作用力，但无法将力矩输出，此不足明显存在着连杆与曲轴角度之间的不协调，使能量损失很大。连杆与曲轴轴颈之间角度有较大区域(角度范围)处在非常不利的传动配合状态。尤其是在活塞到达上止点燃烧室爆发呈最大压力状态时，此刻连杆与轴颈之间正好形成在一条直线(活塞的上止点位置，包括在此直线附近的角度范围)上。轴颈未能向连杆提供可形成扭力的倾角，无法将这发动机燃曝时将直线压力转换成扭矩即驱动曲轴旋转的旋转力，尤其是顺直线传给了整个机体，并且形成了震动源。随后在惯力的作用下，轴颈与连杆之间倾角才逐渐形成。但是；也随着活塞的下滑、导致汽缸余隙增大、压力也随之迅速下降。角度虽已逐渐得到改善，但是压力也越来越差。呈现出压力最强时反而角度最差，形成这种劣势循环的曲轴连杆循环运动。目前是以提高转速获得充足的惯力，和给燃油加入抗暴剂，用来掩盖0角度所引起的爆震等不良反应。

三、发明内容：

本发明目的是：通过对连杆结构的改造，使原来连杆对曲轴180度同心压力改变成90度左右的偏心压力，从而使连杆压力向一边倾斜，实现了连杆形态上无法实现的角度调整，同时还可使曲轴扭距发挥出最大扭力效果。

发动机连杆曲轴结构，包括连杆和曲轴，在连杆上设有包裹曲轴的轴孔，其特征是连杆上轴孔的沿连杆伸出的直线方向和垂直直线方向构成的第一象限的XY轴的±15度的位置设有大于轴孔直径的外圆或弧线，连杆在第二象限对曲轴提供力矩。尤其是在整个0-90度圆周范围将内径扩大，使扩大的0-90度区域直径大于原来轴孔的圆周，本发明也包括在第一象限的2-10至80-88度、或5-15至80-90度、0-10至60-75度的区域开设直径大于原来轴孔的圆周。

轴孔上镶有轴瓦或轴承，在轴孔上或轴瓦或轴承的包裹曲轴轴颈第一象限±10度的位置设有大于轴承或轴瓦直径的外圆或弧线。

由于上述轴孔(包括镶有轴瓦或轴承时)第一象限直径的大于原来轴孔的区域，连杆与曲轴始终存在90度不能形成配合的间隙，成为无压力区。迫使汽缸在最大做功状态时连杆原来的180度对同轴轴心压力，改成向轴心90度偏心(第二象限)的作用力，从而使曲轴连杆之间有限的扭距发挥出最大力距效果。

上述的压力偏心也可通过将连杆轴孔的轴瓦上瓦的0-90度将内圆弧扩大，使压力向另90度偏心效果。将原有的连杆瓦改为滚针轴承或两半组合式滚针(滚珠)轴承，轴承内套亦如轴瓦加工，使连杆瓦直接摩擦改为滚动摩擦。

本发明的特点是：该发明使连杆与轴颈之间无论处在什么位置，都可获得由压力偏心带来的倾角效果，不影响曲轴带动连杆的运动。该发明能有效的解决曲轴与连杆形成0角度配合的影响。即具备着允许设计制造更大压缩比的可能。加大压缩比能提高燃烧值，同时又能减小燃烧室余隙损失。该发明解决了连杆曲轴呈0角度(发动机汽缸燃曝做功时，包括0角度附近)不能产生扭力的弊端，所以；减轻了曲轴在运转中对惯力循环的依赖，显然发动机也具有更大的扭矩。从而具备设计低转速往复式发动机的可能，或设计更合适的压缩比(如提高压缩比)，并带来在汽油发动机设计上带来重要改变。低转速适宜加大活塞行程的制造，活塞行程长有利于能量充分利用。该项发明缓解了暴燃对连杆瓦的冲击，意味着可以将原来的连杆轴瓦改用滚针或滚珠轴承。使直接摩擦成为滚动摩擦，会更少磨损。用于发动机设计与现有发动机的改造。

本发明在改装上运用具有极为优异的效果，用本发明方法改装后，车辆的动力性能明显提高，节油效果极为明显，本发明经改装后节油率普遍达30％以上，用于新车设计也能大大提高车辆的动力性能(由于扭矩增大)，可以提高汽油发动机的压缩比，做功充分；而且节油效果也能达到15％左右或更多。

本发明可用于各种内燃机，用于汽油和柴油发动机均可，尤其是汽油发动机和混合燃料的效果更好，包括甲醇、乙醇、二甲醚及与汽油混合的发动机效果亦明显。

四、附图说明

图1是连杆曲轴工作原理图