[发明专利]一种对置双活塞偏心圆曲柄机构无效

专利信息
申请号: 92106867.0 申请日: 1992-03-27
公开(公告)号: CN1076990A 公开(公告)日: 1993-10-06
发明(设计)人: 贺贤成 申请(专利权)人: 航空航天工业部南方动力机械公司
主分类号: F01B7/06 分类号: F01B7/06
代理公司: 航空工业部南方专利事务所 代理人: 毛华学,张继纲
地址: 41200*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 活塞 偏心 曲柄 机构
【说明书】:

发明涉及一种对置双活塞偏心圆曲柄机构,它属于有对置的往复式活塞的发动机类。

《现代机构百科》上册第384~385页(李宗良、林永立编译全华科技图书股份有限公司印行,世界图书出版公司重印,1990年6月第一版),公开了一种双气缸发动机的活塞曲柄机构,如附图1、附图2所示那样,一对活塞5通过活塞杆1和2固连接,经由连杆4因曲柄3而作往复运动,反之亦然。机构中连杆4的长度与曲柄3长度相等,曲柄转轴7的轴线9与连杆销轴8的轴线10平行,且位于过活塞5轴线11的平面内。故活塞5的运动行程为:

S=2r(1-Cosωt)

运动速度为:

V=2rωsinωt

式中r为连杆4和曲柄3长度,ω为曲柄旋转角速度。

从该机构的结构特点不难看出,其具有以下优点:一是活塞体的运动为简单的简谐运动,无高次部份,活塞体惯性力平衡较好实现;二是由于活塞体上无须设置连杆销孔,故活塞体沿圆周的刚度是均匀的。因此,活塞裙部可以设置成正圆柱形,这给活塞的加工制造带来了极大的便利;三是活塞作功运动时,因连杆、曲柄作用而产生的对气缸壁的侧压力,由于相接的对置活塞的分担作用,则相对每个气缸来说,侧压力降低了一半,这就大大减轻了活塞与汽缸壁之间的磨损,从而可提高发动机的寿命;另外,在这种机构中,曲柄长度仅为活塞运动行程的四分之一,这对降低曲柄不平衡旋转质量离心力,从而改善发动机曲轴轴承工作状况亦有一定的好处。但问题是这种运动机构在发动机上应用还存在一定的问题,最主要的问题是这种运动机构的曲柄销轴6必须悬臂设置,否则如附图2所示那样,曲柄3、连杆4的旋转将受到活塞杆的干涉,整个机构无法运转起来,而销轴6悬臂设置,从受力的角度看是极为不可取的,故有进一步改进的必要。

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种新型的对置双活塞偏心圆曲柄机构,其能保有前述提到的现有技术的优点,克服其存在的不足。

本发明的对置双活塞偏心圆曲柄机构,包括对置设置的一对活塞5以及由曲柄3、曲柄销轴6、曲柄转轴7构成的曲轴,所述活塞5通过活塞杆1固连接,其技术要点在于:活塞杆1中部有一膨涨毂16,膨涨毂16内设有一可在其内绕其几何中心14旋转的偏心圆12,曲柄3通过曲柄销轴6在偏心圆12的偏心15处与偏心圆12绞接,偏心圆12的偏心15到偏心圆12的几何中心14的距离等于曲柄3的长度,同时,曲柄转轴7与偏心圆轴线13平行,均位于过活塞5轴线11的平面内。

本发明与现有技术的不同之处在于用偏心圆机构代替了现有技术中的连杆4以及其与活塞杆1连接的回转副。这样一来,由于偏心圆12绕其几何中心14的转动是在膨涨毂16内完成的,如附图3所示那样子,曲柄销轴6随偏心圆12绕偏心圆12几何中心14的转动亦是在膨涨毂16内完成的,从而克服了活塞杆1对曲柄销轴6旋转的干涉,曲柄销轴6不必再设置成悬臂状态。

在本发明中,偏心圆12的偏心15到偏心圆12几何中心14的距离等于曲柄3的长度,同时曲柄转轴7与偏心圆轴线13平行。且均位于过活塞5轴线11的平面内。不难得出,整个机构的运动规律与现有技术同,活塞5最大运动行程为曲柄3长度的4倍。活塞5运动速度亦为简谐运动,无高次部分等等。总之,现有技术所具有的优点得以保留。

本发明的机构,可用于对置双缸发动机,亦可用于单缸和其它非对置双活塞的多缸发动机,在用于单缸和其它非对置双活塞的多缸发动机的情况下,只一边活塞作功,另一边活塞变成了一滑块,与发动机机座构成一移动副,起支承作用。

附图1是现有的一种双气缸发动机活塞曲柄机构结构简图;

附图2是附图1所展示的运动机构在其曲柄销轴6非悬臂设置情况下,运动发生干涉的状况简图;

附图3是本发明实施例1一种对置双活塞偏心圆曲柄机构结构简图;

附图4是本发明实施例2一种采用对置双活塞偏心圆曲柄机构构成的单缸发动机结构简图。

以下将结合实施例及其附图对本发明作进一步说明:

实施例1:

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