[发明专利]悬浮活塞连杆系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种具有降低机械动力装置摩擦功损耗，提高能源利用效率的机械结构，尤其是涉及往复活塞式动力机械技术领域的一种悬浮活塞连杆系统。

背景技术：

目前，往复活塞式动力机械的密封是由活塞及其上的活塞环组以其强大的弹性涨力绷紧缸体来实现的，在这种垂直于缸体的正压力作用下，曲轴在带动活塞上、下往复运动时将产生巨大的运转阻力，从而存在燃料消耗量大、污染物排放高、使用寿命短等缺陷。据科学测定，内燃发动机中活塞、活塞环与缸体的摩擦功损耗约占内燃发动机总摩擦功损耗的70％以上。

发电机输出功率的大小与发电机运转时切割磁力线所产生的磁阻力是成正比的，依据能量转化守恒定律——混合动力机动车的运行，其内燃发动机所消耗的能量必然要克服空气阻力、轮胎与地面的滚动阻力和发电机为蓄电池(载荷)充电时强大的磁阻力等，换句话说：“混合动力机动车在转换为蓄电池驱动的行驶过程中，燃料能源已经消耗在为蓄电池补充电能的过程中”。为驱动车辆行驶所配备的蓄电池自身重量也为机动车的运行增加了额外的负担。燃煤取电是二次能源——电力能源的主要来源，煤炭与石油均为不可再生的一次能源。从城市局部来看，纯电动车的运行确是清洁排放。但为巨量电动车充电所需的电力能源将燃烧掉巨量的煤炭资源和排放到大气环境的以百万吨计量的二氧化碳、氮氧化物和硫化物等，有害物质的排放已构成严重的地球温室效应，威胁到地球物种的生存。因此，靠推行电力行驶的机动车来降低能耗和环保，其实并不划算。对于代用燃料而言，只能说是更换了廉价的燃料而已，其动力性能并不出色，它的燃料消耗量、污染物排放量等指标也未得到有效改善。因此，研究降低往复活塞式动力机械的摩擦功损耗才是节约能源、提高做功效率、改善生存环境的一条有效途径和延长使用寿命的最主要手段。

发明内容：

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种悬浮活塞连杆系统。其设计思想是以去掉套在活塞上的活塞环组来实现活塞与汽缸体零摩擦功耗运行。活塞沿缸体做上、下往复运行是依靠曲轴上的偏心部件连杆轴颈带动连杆做半径R＝e(e-偏心距)的圆周运动，连杆上部通过活塞销孔与活塞连接，拖动活塞沿缸体做往复直线运动。连杆以活塞销孔为轴线以缸体轴线为对称中心线，做上、下往复运动及偏心距e为半径的摆幅，连杆在达到最大摆幅角度α时，活塞在缸体的中部。在连杆的小端设置凸轮，以连杆摆动为基础条件，推动一种柱塞泵形成压力油的密封状态，活塞在压力油的包裹作用下悬浮于缸体运行，工作运行阻力极低，有效解决了现有技术中存在的问题。

本发明可以通过采用以下技术方案来实现：所述的悬浮活塞连杆系统，包括有汽缸体(1)，其内设有活塞(2)，活塞销(3)与连杆(4)的小端相连接，连杆(4)的大端与曲柄(5)固连，其特点在于：在所述的活塞(2)的上内表面设有连杆架(27)，连杆架(27)上设有活塞销孔(27-1)，活塞销孔(27-1)位于活塞(2)的中部，从而使活塞受热更均匀，消除了热应力集中于传统活塞销孔处导致的热膨胀变形不匀等弊端。连杆架(27)上设有活塞主油腔(26)和活塞辅助油腔(24)；在所述活塞(2)的上部沿径向设有活塞分油通道(9)，活塞分油通道(9)为1～6个，活塞(2)的外壁上设有出油口(9-1)，活塞分油通道(9)的入口通过活塞主油孔(12)与活塞主油腔(26)连通。所述的活塞(2)上设有变径柱塞卡簧(22)，在所述的变径柱塞(15)上设有变径柱塞底盖卡簧(21)。

在所述的活塞(2)的活塞主油腔(26)、活塞辅助油腔(24)内设有变径柱塞(15)，在活塞主油腔(26)与变径柱塞(15)之间设有主油腔弹簧(14)；变径柱塞(15)上设有与活塞主油腔(26)下部的锥形面相配合的锥形面；在变径柱塞(15)内设有减压阀(17)，变径柱塞(15)下部设有变径柱塞底盖(20)，减压阀弹簧(18)设在减压阀(17)与变径柱塞底盖(20)之间。在所述的变径柱塞(15)上端的表面沿轴向设有1～3个变径柱塞导油槽(15-1)，减压阀(17)的阀芯表面设有1～3个减压阀导油槽(17-1)，所述的变径柱塞(15)与减压阀(17)为锥形配合密封。