[发明专利]连杆导向往复活塞式内燃机

说明书

技术领域

本发明属于内燃机技术领域，涉及一种内燃机，特别是一种连杆导向往复活塞式内燃机。

背景技术

传统内燃机的曲轴连杆机构，连杆随着曲轴转动做平面左右摇摆的复杂运动，由于受力方向的关系，传统连杆传递的力，必须是活塞上下来的气缸压力和汽缸壁面的侧向压力合成通过连杆杆身的力来进行传递，巨大侧向力的产生(由气缸爆发压力、连杆与壁面角度定值)，是活塞气缸组寿命的主要杀手之一，同时还造成大量机械功的损失；同时活塞组产生的往复惯性力，无法由单平衡(曲拐平衡重)完全平衡)，而采用平衡轴双平衡方式，往往又带来齿轮连接噪音等问题和布置的局限往往额外由产生部分扭矩，结构也较复杂。

《内燃机》1981年第8期报导过日本工业大学研制的无连杆内燃机，采用双滑块组合使用，气缸是十字型布置，但其布置做单缸机太过臃肿，而且其为两缸通过双圆滑块联动，容易造成一缸倾斜，润滑油容易窜入活塞顶。1985年实用新型专利申请说明书CN85200337U中提到一种单圆滑块往复活塞式内燃机，采用整体式活塞，取消了连杆，其为了克服上下止点的运动死点，在曲轴和活塞上做了一个2∶1的齿轮副，结构复杂，并在高速运动的时候，齿轮副容易产生噪音，在冲击载荷下，也容易由于偏差而造成断齿。1997年中国发明专利申请公开说明书95111403.4中有提到一种双圆滑块往复活塞式内燃机，其结构上在1981年日本工业大学的无连杆内燃机基础上，采用双缸90°结构，即使一缸单做滑道使用不装缸头，但用作单缸机使用还是结构臃肿，而且其活塞也是整体式活塞，取消了连杆，其活塞巨大而长，无法用传统工艺来制作活塞桶面，活塞与汽缸壁不易形成有效的油膜；由于气缸中心与曲柄销中心大部分时候不相交，气缸爆发压力和曲柄销反作用力会产生一翻倒力矩于活塞上，又活塞一侧上端和另一侧下端与汽缸壁的碰触来平衡，虽然相比传统发动机力很小，但单点接触的持续上下运动同样容易破坏油膜，同时活塞保持倾斜，也容易漏气和窜机油；同时由于强度和工艺的考虑，其整体式活塞的体积臃肿，难以减少质量，往往还要使用铸铁做为材料来保证强度，虽然可以通过两缸往复力合成然后增加平衡重的方法来平衡惯性力，但两缸错位，还存在一个计算时忽略的力矩，活塞越重，此力矩越大，同时也导致整体发动机的质量增加许多；其整体式活塞还使拆机检修非常麻烦，要更换活塞，就必须开箱大拆；同时设计时发动机的行程受到了缸径的限制。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种机械效率高、活塞寿命长、平衡性好、制作方便的连杆导向往复活塞式内燃机。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种连杆导向往复活塞式内燃机，包括箱体、气缸体、缸盖、活塞、连杆和曲轴，所述的气缸体固定在在箱体与缸盖之间，所述的活塞设置在内燃机气缸体内，所述的连杆及曲轴设置在箱体内，其特征在于，所述的活塞通过活塞销与连杆固连，所述的连杆与箱体之间设置有引导连杆和活塞沿气缸体中心上下运动的第一导向机构，所述的连杆邻侧安装有动平衡调整方滑块且动平衡调整方滑块和连杆通过偏心圆旋转体连接在一起，所述的动平衡调整方滑块和连杆均轴向定位在曲轴上且所述的动平衡调整方滑块与箱体之间设有引导动平衡调整方滑块沿曲轴径向方向滑动的第二导向机构。

在上述的连杆导向往复活塞式内燃机中，所述的偏心圆旋转体由两个错位设置的圆饼组成，所述的两个圆饼一个安装在连杆上，另一个安装在动平衡调整方滑块上，所述的偏心圆旋转体中间具有曲柄销孔且上述的曲轴穿过该曲柄销孔。

在上述的连杆导向往复活塞式内燃机中，所述的两圆饼中心分居在与曲柄销孔中心两侧且与曲柄销孔中心的距离相等，所述的两圆饼圆心与曲柄销孔圆心连线为一直线。

在上述的连杆导向往复活塞式内燃机中，所述的连杆由具有小孔的杆柄和具有大孔的呈板状的杆体组成，所述的动平衡调整方滑块上具有中间孔，上述的两个圆饼分别安装在大孔和中间孔内，上述的活塞销穿插在小孔内。

在上述的连杆导向往复活塞式内燃机中，所述的第一导向机构为设置在箱体上的两第一滑道，所述的两第一滑道与连杆中心线平行且两第一滑道分布在连杆左右两侧，所述的连杆杆体的左右两侧壁分别与两第一滑道一一对应并相接触。通过两第一滑道与连杆杆体左右两侧壁的配合，从而保证连杆在活塞的带动下沿连杆中心线做垂直上下往复运动。

在上述的连杆导向往复活塞式内燃机中，所述的连杆杆体左右两侧壁上均开设平行设置的喷油小孔，所述的喷油小孔一端与第一滑道相通，另一端与大孔相通。通过喷油小孔将润滑油输送到第一滑道的导面上，从而润滑第一滑道的导面，减少摩擦。