[发明专利]一种曲轴半径可变式活塞内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机曲轴相关技术领域，特别提供了一种曲轴半径可变式活塞内燃机。

背景技术

鉴于目前活塞内燃机做功冲程在上止点压力最大时，曲轴力臂却为零，所谓“死点”，当然做功势必无从谈起。对应造成内燃机有效热效率较低的技术瓶颈。以目前的汽油内燃机为例，在活塞上部位最大压力通常在50P₀，效率提高势在必然。

人们期望获得一种技术效果更好的活塞式内燃机。

发明内容

本发明的目的是提供一种技术效果更好的曲轴半径可变式活塞内燃机。

本发明一种曲轴半径可变式活塞内燃机，其包含有气缸缸体3、活塞5、连杆6、曲轴；其所使用的曲轴与活塞5配合安装使用，活塞5设置在气缸缸体3内并沿其内壁滑动；其特征在于：所述曲轴半径可变式活塞内燃机所使用的曲轴满足下述要求：曲轴包含有曲轴水平杆A20、曲轴水平杆B9、曲轴水平杆端部约束槽板14；其中：

曲轴水平杆A20与曲轴外支撑旋转轴线基本重合，曲轴水平杆B9与曲轴外支撑旋转轴线平行；

曲轴水平杆端部约束槽板14成对布置，曲轴水平杆端部约束槽板14与安装基础相对固定不转，曲轴水平杆端部约束槽板14上还设置有曲轴水平杆端部约束槽11，曲轴水平杆端部约束槽11具体设置在成对布置的两个曲轴水平杆端部约束槽板14的相对的两个侧面上，且成对布置的两个曲轴水平杆端部约束槽板14上的曲轴水平杆端部约束槽11为轴向对称布置；

曲轴水平杆B9的两端称为曲轴水平杆B端部10；曲轴水平杆B9布置在成对的两个曲轴水平杆端部约束槽板14之间且与曲轴水平杆端部约束槽板14构成活动连接，具体连接形式为：曲轴水平杆B端部10在成对的两个曲轴水平杆端部约束槽板14上轴向对称布置的曲轴水平杆端部约束槽11内沿着曲轴水平杆端部约束槽11滑动。

曲轴水平杆A20与曲轴水平杆B9之间通过连接构件连接在一起，所述连接构件具有能够在相互平行布置的曲轴水平杆A20与曲轴水平杆B9轴线距离改变时同步改变其长度的功能。

本发明所述曲轴半径可变式活塞内燃机，还要求保护下述结构：

所述曲轴半径可变式活塞内燃机的曲轴中，曲轴水平杆端部约束槽11为一闭合曲线路径。

所述曲轴半径可变式活塞内燃机的曲轴中的曲轴水平杆端部约束槽11的大部分路径沿半径相同的圆布置；

其余的少部分路径在整个路径中为连续的一部分或者被间断分隔开的两部分，且其与曲轴外支撑旋转轴线之间的距离为前述的等半径圆轨迹的半径的60～250％；

所述非等圆路径部分在圆周方向所占据的对应圆心角范围是30°～140°。

所述曲轴水平杆端部约束槽11的非等半径路径部分的具体形状为以下三种之一或者其一、其二分别与其三构成的组合：

其一，所述非等半径路径与等半径路径的圆心的距离小于等于等半径圆弧的半径；所述非等半径路径与等半径路径的圆心之间的距离最小处为等半径圆轨迹半径的65～95％；所述非等半径部分与等半径部分平滑连接；这一部分在圆周方向所占据的对应圆心角范围是30°～50°；

其二，所述非等半径路径与等半径路径的圆心之间的距离为等半径圆轨迹半径的90～150％；所述非等半径部分与等半径部分平滑连接；这一部分在圆周方向所占据的对应圆心角范围是30°～88°；

其三，所述非等半径路径与等半径路径的圆心的距离大于等于等半径圆弧的半径；所述非等半径路径与等半径路径的圆心之间的距离最小处为等半径圆轨迹半径的105～250％；所述非等半径部分与等半径部分平滑连接；这一部分在圆周方向所占据的对应圆心角范围是20°～60°。此种路径对于优化进气系数具有突出的效果。

进一步优选：所述曲轴水平杆端部约束槽11的非等半径路径部分的具体形状为以下三种之一或者其一、其二分别与其三构成的组合：

其一，所述非等半径圆弧路径为以连杆6的长度为半径，圆心在远离等半径圆轨迹圆心一侧的圆弧；所述非等半径路径与等半径路径的圆心之间的距离最小处为等半径圆轨迹半径的80～90％；且路径为向靠近旋转中心方向凹陷的等半径圆弧或者近似圆弧；所述非等半径部分与等半径部分平滑连接；这一部分在圆周方向所占据的对应圆心角范围是35°～45°；

其二，所述非等半径路径与等半径路径的圆心之间的距离为等半径圆轨迹半径的95～135％；所述非等半径部分与等半径部分平滑连接；这一部分在圆周方向所占据的对应圆心角范围是50°～86°