[发明专利]一种往复式活塞发动机组合曲轴

说明书

技术领域

本发明属于发动机领域，具体涉及一种往复式活塞发动机组合曲轴，通过自动改变活塞连杆作用于曲轴轴颈的曲柄力臂提高燃料热能利用率，降低发动机废热。

背景技术

现有的往复式活塞发动机通过燃料燃烧产生热能对活塞做功，活塞通过活塞连杆连接曲轴的曲柄将活塞的上下运动转化为曲轴的旋转运动。活塞在做功冲程中，从活塞上止点到下止点，活塞缸内燃料燃烧产生高温高压大部分转换为活塞做功，其热能逐渐降低，由于曲轴曲柄臂固定，活塞连杆作用于曲柄轴颈的力臂固定，导致燃料热能的转换不均衡，仍有相当一部分的热能作为发动机的废热从废气排放到大气中，对环境造成影响。

发明内容

针对现有的发动机的热能浪费过高导致的环境问题，本发明公开了一种曲轴曲柄臂可以自动变化的往复式活塞发动机组合曲轴，合理转化活塞做功冲程中的热能，使活塞在活塞缸内处于高温高压时多做功，提高发动机燃料热能的利用率，同时降低发动机废气废热的排放。

为实现以上技术目的，本发明采用如下技术方案：一种往复式活塞发动机组合曲轴，包括主曲轴5和副曲轴3，所述主曲轴5采用现有发动机曲轴，所述副曲轴3设于主曲轴5的两主轴颈曲柄之间，所述副曲轴3采用圆柱轴作为其主轴颈固设于发动机机体6内，其端面偏心设置有副曲轴连杆轴颈7与活塞连杆1连接，在副曲轴连杆轴颈7上沿副曲轴径向设有通槽8；主曲轴连杆轴颈10插装在副曲轴连杆轴颈7的通槽8内并可回转和往复滑动，所述主曲轴主轴颈9固设于发动机机体6内作为发动机动力输出轴，其中心轴线位于副曲轴3中心轴线上方。

在本发明中，所述通槽8为腰形孔通槽。

在本发明中，主曲轴连杆轴颈10在通槽8内的往复滑动距离等于所述主曲轴主轴颈9中心轴线与副曲轴3中心轴线距离的两倍。

在本发明中，在副曲轴3的外圆周设有增加所述副曲轴主轴颈与发动机机体受力面的加强边11。

在本发明中，所述加强边11在与副曲轴连杆轴颈7对称的位置厚度大于其余位置作为副曲轴3的平衡重。

在本发明中，副曲轴连杆轴颈与活塞连杆连接，活塞的行程为副曲轴曲柄长度的两倍，主曲轴主轴颈输出旋转动力，因此副曲轴连杆轴颈轴线到主曲轴主轴颈轴线的距离为本发明中组合曲轴的实际曲柄臂长度，主曲轴连杆轴颈在副曲轴连杆轴颈上的通槽内运动，实现本发明中组合曲轴曲柄长度的自动变化。在活塞的做功冲程中，当活塞位于上止点时，副曲轴连杆轴颈位于副曲轴的上顶点，主曲轴连杆轴颈同样位于通槽的上顶点，此时组合曲轴实际曲柄臂的距离最小，而且应该要小于副曲轴曲柄的长度，活塞需要对曲轴做更多的功才能驱动曲轴转动，此时活塞缸内的热能为最大值，活塞从上止点向下做功的过程中能够消耗更多的热能转换成曲轴转动的动能；当活塞到达下止点的过程中，活塞缸内的热能逐渐减少，实际曲柄臂的距离则逐渐增加，活塞驱动曲轴转动所做的功也相应减少，活塞到达下止点后，主曲轴和副曲轴同时转动180°，主曲轴连杆轴颈达到通槽的下顶点，实际曲柄臂的距离达到最大，而且应该大于副曲轴曲柄的长度，此时活塞做功冲程结束，发动机内其他的活塞开始做功冲程驱动此活塞回程。

由上所述，本发明通过增加一个副曲轴实现整个组合曲轴曲柄臂距离的自动变化，合理地将更多的热能转化成曲轴转动的动能，提高了发动机燃料热能的利用率，大大地减少发动机废气中废热的排放。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为副曲轴的主视图。

图3为副曲轴的左视图（图2的A向视图）。

图4为副曲轴的右视图。

图5为主曲轴和副曲轴在活塞位于上止点时的运动示意图。

图6为图5旋转90°时的示意图。

图7为图5旋转180°时的示意图。

图8为图5旋转270°时的示意图。

图中标号：1-活塞连杆，2-第一轴承，3-副曲轴，4-第二轴承，5-主曲轴，6-发动机机体，7-副曲轴连杆轴颈，8-通槽，9-主曲轴主轴颈，10-主曲轴连杆轴颈，11-加强边，12-滑动轴套。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

实施例