[发明专利]一种能够实现全平衡的结构及多缸组合的活塞式发动机

说明书

本发明公开了一种能够实现全平衡的结构，包括曲轴本体，所述曲轴本体具有一个曲拐，所述曲拐具有一曲柄销，在曲拐的曲柄销上设有至少一偏心滑块，该偏心滑块通过该偏心孔套设在曲拐的曲柄销上；在曲轴上还设有平衡块。本发明还公开了一种多缸组合的活塞式发动机，包括活塞发动机本体，还包括上述能够实现全平衡的结构；在缸体内的活塞的端部设有与偏心滑块相对应的连接孔，所述偏心滑块安装于该连接孔内。本发明能够实现一阶往复惯性力全平衡，消除了二阶以上的往复惯性力引起的振动、噪音等；并且能够适用于不同缸数的发动机，以方便根据功率需求形成不同缸数的发动机。

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种能够实现全平衡的结构及多缸组合的活塞式发动机。

背景技术

众所周知曲柄连杆机构的活塞式发动机，都存在各阶往复惯性力及往复惯性力矩，尤其是二阶以上的往复惯性力及力矩，活塞位移公式为：其中：r为曲柄半径，φ为曲柄转角，l为连杆长度，为曲柄连杆比；用傅里叶级数展开后则产生高阶项且难以平衡；使得发动机稳定性极差。

尤其是对于单缸或多缸直列式等发动机，其二阶及以上的往复惯性力所引起的不平衡效应更加显著，从而会大大增加发动机工作时产生的振动、噪音甚至可靠性寿命等问题。

为了平衡发动机工作中产生的往复惯性力，目前主要采用平衡轴结构和平衡块来对往复惯性力进行平衡。其中，平衡轴结构非常复杂，并且会大大增加整个发动机的重量和成本，使得发动机的功重比非常低。采用平衡块结构进行平衡的，其主要是在曲柄对面增加平衡块，但其实质是将往复惯性力向水平方向转化而已，二阶往复惯性力平衡需要增加一套专门的平衡机构才能实现，而对于二阶以上的往复惯性力一般不作平衡。传统的曲柄连杆结构如果用于小型无人机等，则很难满足其对平衡、重量、功率、成本、工艺性等更高的要求。

另外，目前的发动机的平衡结构通常跟发动机的缸数有直接的关系，通常，发动机平衡结构都是针对发动机的缸数而设置的，从而使得平衡结构的适应性非常差，不利于发动机的生产装配，也进一步提高了发动机的生产成本。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决现有发动机的往复惯性力平衡结构复杂，重量大，平衡效果差的问题，提供一种能够实现全平衡的结构及多缸组合的活塞式发动机，结构简单，加工方便，能够实现一阶往复惯性力全平衡，消除了二阶以上的往复惯性力引起的振动、噪音等；并且能够适用于不同缸数的发动机，以方便根据功率需求形成不同缸数的发动机。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种能够实现全平衡的结构，包括曲轴本体，所述曲轴本体具有一个曲拐，所述曲拐具有一曲柄销，其特征在于：在曲拐的曲柄销上设有至少一偏心滑块，所述偏心滑块呈圆形，在偏心滑块上开设有一偏心孔，该偏心滑块通过该偏心孔套设在曲拐的曲柄销上，并能够自由转动；其中，所述偏心滑块的偏心距e＝曲柄半径r，且偏心滑块绕曲柄销同步反向旋转，偏心滑块的中心的行程L＝4×曲柄半径r；

在曲轴上还设有平衡块，所述平衡块与曲拐分布于曲轴本体的轴心线的相对两侧。

进一步地，所述平衡块靠近曲轴的一侧具有一固定环，并通过该固定环套设在曲轴上且与曲轴固定连接。

进一步地，所述平衡块呈半圆形。

进一步地，所述平衡块为两个，并分布于曲拐的两侧。

一种多缸组合的活塞式发动机，其特征在于：包括活塞发动机本体，所述活塞式发动机本体至少具有一个缸体；还包括上述能够实现全平衡的结构；在缸体内的活塞的端部设有与偏心滑块相对应的连接孔，所述偏心滑块安装于该连接孔内，并能够自由转动。

作为优选，当活塞式发动机本体的缸体为两个时，两缸体呈L形分布或呈“一”字形分布；其中，

当两缸体呈L形分布时，所述偏心滑块为两个，两缸体的活塞分别与一偏心滑块相连；