[发明专利]用于X形发动机的双作用的苏格兰轭组件

说明书

背景技术

本发明总体上涉及内燃活塞式发动机、流体泵以及类似的机器，且更具体来说涉及用于一个X形发动机配置的一种双作用的苏格兰组件(DASY)。

现今最广泛使用的发动机配置是直列式、“V”形以及水平对置或“卧式”。几乎所有这些发动机在功率转换系统中都使用了常规的连接杆(“连杆”)。连杆由于其运动的性质而产生多阶次的振动，这样使得不存在实际的方法来消除在具有多个连杆的发动机中所产生的所有振动。使用了多个连杆的一些常规的发动机配置(例如，90°V-8)具有平衡的1阶次和2阶次振动，但实际上，具有多个常规的连杆的所有发动机的3阶次以及更高阶次的振动从来都不是平衡的。

苏格兰轭是用于将一个滑动件的线性运动转换成旋转运动或者反之亦然的一个机构。活塞或其他的往复运动零件是通过与该旋转零件上的一个销相接合的一个缝隙直接连接到一个滑动轭上的。一个轴承座使得在曲轴上的旋转运动与在该轭上的滑动线性运动进行交互。在一个恒定的旋转速度的情况下，该活塞的运动的形状随时间的推移是一个纯正弦波。

与现今使用的常规的发动机配置不同，苏格兰轭机构是通过用于往复运动质量的真正的谐和运动而使这些往复运动活塞连接到旋转的曲轴上的一个机构，这样使得如果1阶次的力与力矩是平衡的，那么使用了多个苏格兰轭的一个发动机可以被认为是“对于所有阶次都是100％平衡的”。

关于减少一个发动机中的摩擦，该苏格兰轭机构可以一种双端或“双作用”的方式使用，这样使得每个往复运动组件在每一末端上都具有一个活塞，这样曲轴上的每个曲柄销轴承都被连接到两个活塞上而不是仅仅一个单一的活塞上。因此，以此方式，总的发动机轴承/汽缸的比例减少，并且对于给定数量的汽缸来说，曲轴更短并且更轻。双作用的苏格兰轭的另一个益处在于，曲轴箱内部的流体运动得到最小化，这是因为相对的活塞仅仅将空气推入其间，而在“V”形发动机和直列式发动机中，存在较大质量的空气被围绕发动机的舱隔板推动使得产生更大量的流体摩擦。

发明内容

本发明的一个目的在于提供用于多个X形发动机的一种双作用的苏格兰轭(DASY)机构，这种双作用的苏格兰轭(DASY)机构相对于使用多个连杆的常规的活塞式发动机来说，改善了发动机的效率和性能、减少了噪声和振动、减少了发动机的大小和重量并且降低了生产成本。

在一个方面，一种双作用的苏格兰轭(DASY)机构具有一个往复运动组件，该往复运动组件是刚性地连接在一起的一系列四个部件：“活塞-轭-轭-活塞”，在该组件的相对末端上的两个活塞具有一条共有的中心轴线，其中在该往复运动组件中的这些部件之间的所有这些界面都是平面至平面界面，并且其中这些界面的平面是垂直于这些相对活塞的轴线的。这些界面包括，但并不限于：活塞至轭、轭至轭、轭至活塞。

本发明的DASY组件在每个平面至平面界面上具有多个销钉定位件以便使这些部件对齐，其中这些销钉的轴线是平行于这些相对活塞的共有的中心轴线的，并且在每个界面上的每个部件中具有多个相应的精密孔以便接纳一个销钉。该组件包括多个螺纹紧固件，其中用于该轭至轭界面的这些紧固件的轴线是平行于这些相对活塞的共有的中心轴线的。另外，用于活塞至轭界面和轭至活塞界面的这些紧固件的轴线是平行于这些相对活塞的共有的中心轴线的。此外，该轭是在DASY组件中使用了两次的一个共有的零件，这样使得在该轭的一条支腿上存在一个螺纹孔并且在该轭的另一条支腿上存在一个非螺纹通孔，这导致在组装好的DASY组件中具有对角相对定位的多个紧固件。

另外，DASY组件是连接到一个轴承座组件上的，这个轴承座组件主要由两个完全相同的零件构成以便形成一个箱形的结构，并且具有使这两个主要零件固定在一起的多个紧固件，并且具有穿过该结构的一个侧孔，并且具有固定在该侧孔内的一对壳轴承，其中这些壳轴承在一个曲轴上与一个曲柄销可旋转地接合，并且具有一对线性轴承表面，这对线性轴承表面是都平行于该侧孔的轴线的并且在该箱形结构的相对侧面上都是面朝外的，并且其中每个线性轴承表面的两侧都具有一对面朝内的线性轴承表面，这样使得在垂直于该侧孔的轴线的一个共有平面上的轴承座组件的每个侧面上都在两个地方存在两个线性轴承表面。此外，如从侧面来看，支撑这两对线性轴承表面的结构形成了轴承座组件的最宽部分，这样使得该侧孔的轴线看起来是交叉的。从正确的角度来观察这个突出结构的角宽度，这个角倾向于显著小于90度，这个角宽度存在于每个轴承座组件上的四个地方并由突出部的角与该侧孔限定，该突出部的角从侧面来看由该突出部的最宽点和该侧孔的中心线形成。