[实用新型]弯曲连杆偏置曲轴机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及活塞式内燃发动机的传动机构，特别是通过改变曲轴位置和配合弯曲状连杆来达到增大发动机扭矩的曲轴连杆传动机构及其发动机。

背景技术

现在传统活塞式发动机的曲轴中心位置，都在气缸缸径下方中心线上，其活塞在气缸中往复运行，通过连杆推动曲轴旋转，曲轴旋转使连杆产生柔性对称摆弧；四冲程发动机而言，四个冲程中，只有一个冲程为做功燃爆冲程，即源动力出发点是活塞顶面受力后集中于活塞连杆轴销，并通连杆向下对曲轴曲拐传递动力；其余另三个冲程动力出发点刚好相反，即动力出发点是通过曲轴曲拐向连杆传递动力(冲程动力)，推动活塞完成排气、进气、压缩三个冲程，并且，现有发动机活塞连杆在曲轴上运转，上下止点是对称的，各为180度；而且，活塞上下行程等于曲轴直径；另外，在做功燃爆源动力冲程中，当曲轴曲拐转到90度时，曲轴扭矩最大，但是，连杆倾角也最大，连杆倾角越大，活塞产生的侧向水平分力越大，而损失部分动力和容易造成气缸过渡磨损或敲缸。

02123737.9号专利提出了曲轴的轴向中心向相对气缸垂直中线水平偏置设置方案，其“偏置量为曲轴半径(即曲轴中心至曲柄销中心的距离)R的3-35％。…其优点是内然机可以更接近理想的定容燃烧，可从增加扭矩”，我们认为35％以内的无条件曲轴偏置不足以对改善气缸工况产生影响或较大影响，因为，无论偏置与否，或多少偏置量，活塞的上止点都在当曲轴圆中点、曲拐轴圆中点和活塞轴圆中点三点重合为一线时，即偏置后上止点也偏移，并且，曲轴曲拐越过上止点后不会再上升，只会下降；所以，该无条件曲轴偏置方案与传统曲轴无偏置方案(气缸为同一高度时)比较，当曲轴曲拐都越过各自上止点后都产生所述α角度，此方案此时活塞下降距离为β+α转角量(即加上止点前倾角β)比传统曲轴无偏置方案下降距离为α转角量更多，即压缩比下降更多；任何发动机气缸高度在制造时都可从设定为理想燃烧室高度，“理想定容燃烧”并不是一个因变量，因此，不存在所谓所产生出“理想定容燃烧”问题；同时，在曲轴曲拐越过上止点附近，α角度是较小的，偏置与否都不会使活塞对气缸壁面产生较大的有害水平分力；另外，当曲轴曲拐从上止点转过90度时，连杆倾角最大，35％以内的无条件曲轴偏置和传统曲轴无偏置，都同样会产生活塞对气缸壁面较大的有害水平分力；该无条件曲轴偏置方案也没解决偏置后曲轴旋转回程时产生的连杆摆弧也向偏置一方增大，那么，我们推理：只有提高气缸位置高度和加长连杆长度来消化连杆摆弧向一侧增大可能对气缸体的碰撞，但这样还会提高整个发动机的重心高度，这不是所希望的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种弯曲连杆偏置曲轴机构，旨在通过改变曲轴位置和配用弯曲状连杆以使发动机扭矩增大，有效转矩持续时间加长，燃烧及进气持续时间延长。

本新型的目的是这样实现的：一种弯曲连杆偏置曲轴机构，包括气缸，活塞，连杆，曲轴以及曲轴曲拐，进气凸轮及进气摇臂滚子轮，排气凸轮及排气摇臂滚子轮，曲轴圆中点偏离气缸垂直中线设置，该偏置量＞曲轴半径的35％。

上述连杆为弯曲状连杆，且该连杆在机构中的弯曲方向与曲轴偏置方向相反。

上述同一气缸中，按凸轮轴旋转方向，进气凸轮转角落后排气凸轮转角，且二者转角差等于90度减去二分之一曲轴上、下止点倾角差。

上述进气凸轮轮廓与排气凸轮轮廓完全相同，且进气摇臂滚子轮直径大于排气摇臂滚子轮直径。

上述进气凸轮轮廓大于排气凸轮轮廓，且进气摇臂滚子轮直径等于排气摇臂滚子轮直径。

上述弯曲状连杆从曲轴孔位置处分为上、下两个部件，上、下两个部件经螺栓连接，且上部件内开有贯穿连杆上的曲轴孔和活塞轴孔的油孔。

通过弯曲(折)状连杆，水平偏置气缸体上曲轴孔位置，使曲轴安放在偏离气缸垂直中心线外，偏置曲轴是有条件偏置，决定偏置距离因素有连杆弯曲(折)程度(所称弯曲程度包含连杆上两孔间直线距离。下同)与曲轴半径比，和视发动机用途性质而定。但至少应考虑两方面的因素为好，一是以弯曲(折)状连杆在曲轴旋一周内的左右摆弧为对称，来决定曲轴偏置距，这样不会增加额外震动；二是连杆在最大摆弧时使活塞侧向水平分力在可承受范围内最小；但偏置距离至少大于曲轴半径的35％以上。