[发明专利]一种行星轮式内燃机曲轴及用此所制造的内燃机

说明书

一种行星轮式内燃机曲轴及用此所制造的内燃机，属于机械领域。

内燃机的尾气压力仍有巨大能量，而固定的曲轴运转在压缩比的限制下及整个系统条件的约束下，无法充分展开膨胀做功冲程的行程，在电磁气门技术的条件下，一些内燃机在低功率输出时采用完关闭进气气门的方法，获得相对高的等效压缩比，提高了该功率区段的效率，但高功率输出时无效。

本发明目的：在曲轴结构上进行了本质性的改变，将在各功率输出的全程获得相对大的做功冲程的行程，保持甚至略有超出原机的功率输出（功率密度大）。

本发明特点：曲轴的外形不变，可以直接安装，且输出转速降速1倍。

技术关键为：行星轮式内燃机曲轴的构造为：行星齿轮、行星齿轮轴、行星支架轴兼输出轴、行星支架轴轴承、连杆轴与行星齿轮的连接件、连杆轴、齿圈等组成；行星齿轮与连杆轴之间是由连杆轴与行星齿轮的连接件进行固定刚性连接，行星齿轮可以传动来自连接件的力矩；行星支架轴兼输出轴可以绕着、行星支架轴轴承自由转动；其基本工作原理为：当行星齿轮与齿圈的节圆半径比为1：3关系时，且齿圈固定时，行星齿轮公转1周，行星支架轴兼输出轴将反向自转2周；如果活塞在某下止点时对应于行星齿轮最接近气缸的话，那么活塞的下一个下止点状态所对应的行星齿轮位置将是最远离气缸；因而活塞的相邻的2次下止点的位置将不同且交替变化，而上止点位置不变，将使得气缸的进气容量小于排气量，有效的增加了相对压缩比，燃气充分膨胀做功；其本质的特征为：在曲轴中使用了行星齿轮及齿圈；行星齿轮直接承受连杆轴的扭矩，在与固定不动的齿圈齿合下驱动行星支架轴兼输出轴转动；行星齿轮与齿圈的节圆半径比为1：3关系，也就是齿数比是1：3关系，每当行星齿轮（1）转动2圈时，齿圈（8）将同时转动1圈；即：行星齿轮（1）转速是齿圈（8）的2倍。

对于使用行星轮式曲轴所制造的内燃机的基本构造为，由气缸、活塞、连杆、行星轮式内燃机曲轴、正时机构、壳体、冷却系统、润滑系统等组成；基本工作原理：由点火系统或压燃方式不断维持4冲程内燃机的运行；最终由行星轮式内燃机曲轴完成动力输出；其特征就在于：在该内燃机中使用了行星轮式内燃机曲轴作为4冲程活塞的运动生成机构。

以下结合附图对本发明作进一步说明：

图1行星轮式内燃机曲轴构造及与活塞连杆的连接

图24冲程下的曲轴及连杆状态

图示说明：

1   行星齿轮

2   行星齿轮轴

3   活塞

4   行星支架轴兼输出轴

5   行星支架轴轴承

6   连杆轴与行星齿轮的连接件

7   连杆轴

8   齿圈

9   内燃机固定结构部分

10  连杆

11  气缸

12  固定拴

如图1所示：

行星轮式内燃机曲轴部分的组成是由：由行星齿轮（1）、行星齿轮轴（2）、行星支架轴兼输出轴（4）、行星支架轴轴承（5）、行星支架轴兼输出轴（4）、连杆轴与行星齿轮的连接件（6）、连杆轴（7）、齿圈（8）等组成，固定拴（12）将齿圈（8）及行星支架轴轴承（5）部分固定在内燃机固定结构部分（9）上并保持静止。

与传统曲轴不同之处在于：该曲轴的动力输出是由行星支架轴兼输出轴（4）进行输出的，与行星齿轮连接件（6）刚性连接的行星齿轮（1）能直接承受连杆轴（7）所传输的扭矩，在与相对于内燃机壳体固定不动的齿圈（8）齿合下驱动行星支架轴兼输出轴（4）转动；行星齿轮（1）与齿圈（8）的节圆半径比为1：3关系，也就是齿数比是1：3关系，每当行星齿轮（1）转动2圈时，齿圈（8）将同时转动1圈；即：行星齿轮（1）转速是齿圈（8）的2倍。

如果活塞（3）在某一下止点状态时对应于行星齿轮（1）最接近气缸（11）的话，那么活塞（3）的下一个下止点状态所对应的行星齿轮（1）的位置将是最远离气缸（11）；因而活塞（3）的相邻的2次下止点的位置将不同且交替变化，而活塞（3）的上止点位置不变，这样将使得气缸（11）的进气容量小于排气量，有效的增加了相对压缩比。

图中M区域为AB处的局部剖面图，精细显示了行星齿轮（1）、行星齿轮轴（2）、行星支架轴兼输出轴（3）及行星支架轴轴承（5）等位置状态。

固定拴（12）将齿圈（8）及行星支架轴轴承（5）部分固定在内燃机固定结构部分（9）上并保持静止。

如图2所示：

当连杆驱动行星齿轮顺时针转动时，齿圈（8）将逆时针转动。