[发明专利]用于提高四冲程内燃机燃料效率的动力传递机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够提高内燃机燃料效率的动力传递机构，该动力传递机构对将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动而产生驱动力的四冲程内燃机的动力传递机构进行改进，能够使相同排气量的内燃机产生更大的旋转力(Torque)，从而提高加速及爬坡能力，并产生更高的有效功率(实际马力)，由此可提高内燃机的燃料效率。

背景技术

四冲程内燃机是顺次反复吸气、压缩、做功、排气的四个冲程，使活塞进行往复运动，将活塞与曲柄臂通过连杆进行连接，从而将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动而产生旋转力的装置。该内燃机的四个冲程中只有通过做功冲程产生的动力才能够产生旋转力。因此，除做功冲程之外的其他冲程(吸气、压缩、排气)通过其他活塞在做功冲程中产生的旋转力或者飞轮的旋转惯性被完成。

换言之，四冲程内燃机在进行做功冲程的期间产生对引擎功率所需的动力，但进行除做功冲程之外的其他冲程(吸气、压缩、排气)中反而会消耗从其他活塞产生的动力。

即，四冲程内燃机在进行做功冲程的过程中，活塞的动力被传达并转换为曲轴的旋转力，但除做功冲程之外的其他冲程(吸气、压缩、排气)中，通过动力传递方向转换，而使曲轴的旋转力转换成对活塞的冲程所需的动力。

发明内容

技术问题

汽油发动机只将在做功冲程中产生的能量的25至30％转换为对产生引擎功率有效的动力，其余70至75％的能量则被损耗。因此，对动力传递机构进行改进，使通过四冲程内燃机的做功冲程中产生的活塞动力转换为更大的旋转力，并且使动力传递方向转换的压缩和排气冲程中所需的动力由更小的旋转力得到转换，从而提高四冲程内燃机可产生的旋转力，由此提高加速力及爬坡能力并提高有效功率(实际马力)，最终提高四冲程内燃机的燃料消费量的定额功率，即燃料效率。

技术方案

如图2所示，以椭圆形齿轮3代替四冲程内燃机的曲柄臂，并将同样大小的椭圆形齿轮4组装成与之吻合地旋转，并且，为了从旋转中心5和7到动力传递点6的距离根据动力的传递方向而交替可变，如图2所示，使各个椭圆形齿轮组装成从椭圆的中心点8和9沿着椭圆的长轴移动预定距离的位置成为椭圆形齿轮3和4的旋转中心5和7。

从而，通过四冲程内燃机的做功冲程，活塞从上止点向下止点移动期间，从代替曲柄臂的椭圆形齿轮3的旋转中心5到动力传递点6的距离要近，而从与之吻合进行旋转的椭圆形齿轮4的旋转中心7到接收传递动力点6的距离要远，使活塞动力变换为更大的旋转力；当通过四冲程内燃机的吸气冲程或排气冲程，活塞从下止点移动至上止点的期间，从代替曲柄臂的椭圆形齿轮3的旋转中心5到接收传递动力点6的距离要远，而从与之吻合进行旋转的椭圆形齿轮4的旋转中心7到传递动力点6的距离要近，使活塞由比以前更小的旋转力动作。

其中，曲轴将根据活塞的运动位置以不同的速度进行旋转，因此代替曲柄臂的椭圆形齿轮3按活塞单位而进行分离后，再固定为能够分别以不同速度进行旋转的结构，与代替曲柄臂的椭圆形齿轮3吻合地进行旋转的椭圆形齿轮4要组装成为一体化而与旋转轴一起以相同的速度进行旋转。

技术效果

由活塞动力转换的曲轴的旋转力相同时，通过改进型动力传递机构产生于椭圆形齿轮4的最大旋转力是在进行如图2所示的活塞冲程中产生，此时被传递的旋转力的大小将根据从代替曲柄臂的椭圆形齿轮3的旋转中心点5到传递动力点6的距离与吻合地进行旋转的椭圆形齿轮4的旋转中心点7到接收传递动力点6之间的距离的比率而不同。

例如，将改进型动力传递机构适用于八缸内燃机时，参照图3和图4进行计算时，从代替曲柄臂的椭圆形齿轮3的旋转中心点5到传递动力点6的距离和与之吻合地进行旋转的椭圆形齿轮4的旋转中心点到接收传递动力点6之间的距离的比率为1∶2.4142165。

并且，如图2所示，沿着代替曲柄臂的椭圆形齿轮3的椭圆长轴，尽量将从旋转中心点5最远的点作为连杆的下端部结合点10，其中，从代替曲柄臂的椭圆形齿轮3的旋转中心点5到传递动力点6的距离与从旋转中心点5到连杆的下端部点10的距离比率为1.902084。

从而，由改进型四冲程内燃机的做功冲程中产生的最大旋转力将比由现有的四冲程内燃机的做功冲程中产生的最大旋转力增大2.4142165(1.902084F×1.2692481L)倍。