專利名稱：用于中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)的曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)、特別是用于中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)的曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在申請(qǐng)?zhí)枮椤?2125235.1”中國發(fā)明專利申請(qǐng)公開說明書中所描述的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)中，由于副缸內(nèi)的配氣活塞是由另設(shè)的一套曲柄連桿機(jī)構(gòu)所帶動(dòng)，控制配氣活塞的副曲軸要經(jīng)齒輪或鏈條等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)被曲軸帶動(dòng)，這使整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，并且齒輪或鏈條所構(gòu)成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)成為最薄弱的結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)，不利于提高內(nèi)燃機(jī)的可靠性。在申請(qǐng)?zhí)枴?00610080447.X”中國發(fā)明專利申請(qǐng)說明書中描述了一種用燃燒爐供熱的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)的雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)，這種新型的雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)不僅能完全平衡活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，也消除了活塞所受到的側(cè)向作用力，但這種雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)并未與中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)的曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)相結(jié)合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的不足，提供一種改進(jìn)的用于中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)的曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)，同時(shí)也讓這種曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)與中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)中的雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)相組合，這種曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)因能同時(shí)帶動(dòng)動(dòng)力活塞和配氣活塞，不僅結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，也使中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)的工作可靠性進(jìn)一步增加。
本發(fā)明的用于中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)的曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)包括作功汽缸中的動(dòng)力活塞、經(jīng)連桿被帶動(dòng)的曲軸和裝在副缸中的配氣活塞，在作功汽缸的副缸側(cè)靠下位置通過支撐軸銷裝有擺臂，該擺臂具有上短臂和下長(zhǎng)臂，上短臂用其外側(cè)的上擺動(dòng)銷經(jīng)連桿與副缸中的配氣活塞相連，下長(zhǎng)臂用其外側(cè)的下擺動(dòng)銷經(jīng)副連桿與曲軸相連，當(dāng)曲軸經(jīng)副連桿帶動(dòng)擺臂的下長(zhǎng)臂時(shí)，擺臂的支撐軸銷所處位置能使下長(zhǎng)臂外側(cè)的下擺動(dòng)銷所形成的弧線基本上處在上止點(diǎn)后40度～75度所設(shè)定的斜線上，并且，弧線的兩個(gè)端點(diǎn)之間的連線與所設(shè)定的斜線平行或接近平行。
在曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)的具體布置中，當(dāng)作功汽缸采用在缸壁上設(shè)置密封環(huán)的密封方式，裝在副缸中的配氣活塞把副缸分成大副缸和小副缸時(shí)，擺臂的上短臂通過其外側(cè)的上擺動(dòng)銷經(jīng)短連桿、十字頭和穿過小副缸缸蓋的活塞桿與副缸中的配氣活塞相連。
當(dāng)作功汽缸采用在動(dòng)力活塞上設(shè)置活塞環(huán)的密封方式，裝在副缸中的配氣活塞把副缸分成大副缸和小副缸時(shí)，擺臂的上短臂通過上擺動(dòng)銷經(jīng)短連桿、十字頭和穿過小副缸缸蓋的活塞桿與副缸中的配氣活塞相連，擺臂的下長(zhǎng)臂通過下擺動(dòng)銷經(jīng)副連桿與曲軸小半徑位置處的副曲柄銷相連。
在上述兩種布置方案中，還可在副缸外側(cè)設(shè)置與作功汽缸V型排列的壓氣汽缸，壓氣汽缸中的壓氣活塞經(jīng)連桿與擺臂上的下擺動(dòng)銷相連。
在主副連桿機(jī)構(gòu)與采用雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)相配合，作功汽缸也采用在缸壁上設(shè)置密封環(huán)的密封方式時(shí)，所述的帶上短臂和下長(zhǎng)臂的擺臂通過支撐軸銷分別裝在兩作功汽缸的下部左右側(cè)，兩側(cè)擺臂的下長(zhǎng)臂分別經(jīng)各自的副連桿與所對(duì)應(yīng)的雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)的兩曲軸相連，每側(cè)副缸中的配氣活塞把副缸分成大副缸和小副缸，兩側(cè)擺臂的上短臂分別經(jīng)短連桿、十字頭和穿過小副缸缸蓋的活塞桿與副缸中的配氣活塞相連。
在作功汽缸采用在動(dòng)力活塞上設(shè)置活塞環(huán)的密封方式，并且小副缸與大副缸以對(duì)置或并列方式分開布置時(shí)，擺臂的上短臂通過上擺動(dòng)銷經(jīng)連桿與大副缸中的配氣活塞相連，同時(shí)上擺動(dòng)銷還經(jīng)另一連桿與相應(yīng)的小副缸中的小配氣活塞相連。在這一布置方案中，當(dāng)副缸外側(cè)設(shè)置與作功汽缸V型排列的壓氣汽缸時(shí)，壓氣汽缸中的壓氣活塞經(jīng)連桿與擺臂上的下擺動(dòng)銷相連。
中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)采用上述的曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)后，由于作功汽缸內(nèi)的動(dòng)力活塞和副缸內(nèi)的配氣活塞都是經(jīng)可靠的曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相應(yīng)簡(jiǎn)化，增加了內(nèi)燃機(jī)的工作可靠性。另外，通過擺臂的下擺動(dòng)銷被帶動(dòng)的十字頭和V型排列的壓氣汽缸中的壓氣活塞在往復(fù)運(yùn)行中，所受的側(cè)壓力也相對(duì)較小，從而有利于減少所產(chǎn)生的摩擦力。在主副連桿機(jī)構(gòu)與雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)相組合的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)中，不僅帶動(dòng)配氣活塞的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，而且雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)也消除了動(dòng)力活塞和壓氣活塞所受到的側(cè)壓力，從而可獲得更高的傳動(dòng)效率。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
圖1是本發(fā)明曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)第一實(shí)施方式的剖視圖。
圖2是本發(fā)明曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)第二實(shí)施方式的剖視圖。
圖3是圖2中的曲軸的側(cè)視圖。
圖4是本發(fā)明曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)與雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)相組合后的第三實(shí)施方式的剖視圖。
圖5是本發(fā)明曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)第四實(shí)施方式的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1給出的本發(fā)明中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)的曲柄主剖連桿機(jī)構(gòu)第一實(shí)施方式中，所設(shè)的作功汽缸5采用了陶瓷隔熱層11進(jìn)行隔熱，相應(yīng)的作功汽缸也采用在缸壁上設(shè)置密封環(huán)7的密封方式，作功汽缸5中的動(dòng)力活塞8經(jīng)連桿10與被帶動(dòng)的曲軸12相連。在作功汽缸5的右側(cè)，設(shè)有斜置的副缸16和其內(nèi)的配氣活塞17，副缸中的配氣活塞把副缸分成大副缸18和小副缸19。為讓配氣活塞17能被曲軸12帶動(dòng)，在作功汽缸5的副缸側(cè)靠下位置通過支撐軸銷28裝有擺臂27，該擺臂具有上短臂29和下長(zhǎng)臂31。在這一實(shí)施方式中，上短臂29通過其外側(cè)的上擺動(dòng)銷30經(jīng)短連桿23、十字頭22和穿過小副缸缸蓋的活塞桿20與副缸中的配氣活塞17相連。下長(zhǎng)臂31通過其外側(cè)的下擺動(dòng)銷32經(jīng)副連桿33與曲軸12相連。圖1中的曲軸12沿箭頭36方向正轉(zhuǎn)到上止點(diǎn)，當(dāng)曲軸在轉(zhuǎn)動(dòng)中經(jīng)副連桿33帶動(dòng)擺臂27的下長(zhǎng)臂31時(shí)，擺臂27的支撐軸銷28所處的位置能使下長(zhǎng)臂外側(cè)的下擺動(dòng)銷32所形成的弧線a基本上處在上止點(diǎn)后40度～75度所設(shè)定的斜線e上，并且弧線的兩個(gè)端點(diǎn)b、c之間的連線d與所設(shè)定的斜線e平行或接近平行。圖中所設(shè)定的斜線e與上止點(diǎn)的角度為56度，在這一角度內(nèi)，開啟的升降制閥34通過燃燒室4把作功汽缸5與大副缸18溝通，以便讓副缸中完成二次壓縮的配氣活塞17能把大副缸內(nèi)已被回?zé)崞骷訜崃说臒釅嚎s空氣壓進(jìn)燃燒室4，與噴入燃燒室中的燃油形成作功燃?xì)夂?，進(jìn)入作功汽缸內(nèi)推動(dòng)的動(dòng)力活塞8下行作功。
在中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)中，為作功汽缸所設(shè)置的壓氣汽缸即可與作功汽缸直列，也可如圖1中所示，在作功汽缸5的副缸16外側(cè)設(shè)置與作功汽缸V型排列的壓氣汽缸1，壓氣汽缸1中的壓氣活塞2經(jīng)連桿3與擺臂27上的下擺動(dòng)銷32相連。讓壓氣活塞經(jīng)連桿被擺臂27帶動(dòng)，因連桿3的擺角很小，壓氣活塞2所受的側(cè)壓力也較小，有利于減少壓氣活塞往復(fù)運(yùn)行時(shí)的摩擦阻力。
圖2和圖3給出的是本發(fā)明中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)的曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)第二個(gè)實(shí)施方式，這種方式中的作功汽缸5采用在動(dòng)力活塞8上設(shè)置活塞環(huán)的密封方式。與圖1方式相同，裝在副缸16中的配氣活塞17把副缸分成大副缸18和小副缸19，擺臂27的上短臂29通過上擺動(dòng)銷30經(jīng)短連桿23、十字頭22和穿過小副缸缸蓋的活塞桿20與副缸中的配氣活塞17相連。采用在動(dòng)力活塞上設(shè)置活塞環(huán)的方式后，因作功汽缸5的高度降低，為減小擺臂27的下長(zhǎng)臂31擺動(dòng)空間，相應(yīng)的在曲軸12的小半徑位置處設(shè)有副曲柄銷15(如圖2所示)，擺臂27的下長(zhǎng)臂31通過下擺動(dòng)銷32經(jīng)副連桿33與曲軸12的小半徑位置副曲柄銷15相連。作功汽缸中的動(dòng)力活塞8經(jīng)連桿10與曲軸12的曲柄銷14相連。
在圖2中，處于作功過程中的曲軸12沿箭頭36方向已離開動(dòng)力活塞的上止點(diǎn)，所處的角度位置通過副連桿33、擺臂27、短連桿23、十字頭22和活塞桿20正使配氣活塞17處在自己的上止點(diǎn)位置，并已經(jīng)把大副缸18內(nèi)的熱壓縮空氣經(jīng)升降控制閥34壓進(jìn)了燃燒室4和作功汽缸5，隨后，升降控制閥34也相應(yīng)關(guān)閉。隨著曲軸的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，作功汽缸5中的高溫高壓作功燃?xì)饫^續(xù)膨脹作功，而大副缸18的進(jìn)氣閥35開啟，使被回?zé)崞骷訜崃说臒釅嚎s空氣隨配氣活塞17充進(jìn)大副缸18。
與圖1中相同，V型排列的壓氣汽缸1中的壓氣活塞2經(jīng)連桿3與擺臂27上的下擺動(dòng)銷32相連。
采用雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)也可以設(shè)置主副連桿機(jī)構(gòu)來帶動(dòng)副缸中的配氣活塞，這種采用了雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)和曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)如圖4第三實(shí)施方式所示，其中的作功汽缸5也采用在缸壁上設(shè)置密封環(huán)7的方式密封。在這一實(shí)施方式中，帶上短臂29和下長(zhǎng)臂31的擺臂27通過支撐軸銷28分別裝在兩個(gè)作功汽缸5的下部左右側(cè)，兩側(cè)擺臂的下長(zhǎng)臂31分別經(jīng)各自的副連桿33與所對(duì)應(yīng)的雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)的兩曲軸13、12相連。每側(cè)副缸16中的配氣活塞17把副缸分成大副缸18和小副缸19，兩側(cè)擺臂27的上短臂29分別經(jīng)短連桿23、十字頭22和穿過小副缸缸蓋的活塞桿20與副缸中的配氣活塞17相連。
圖4中雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)的曲軸13、12正轉(zhuǎn)到上止點(diǎn)位置，兩側(cè)作功汽缸5中的動(dòng)力活塞8也相應(yīng)移動(dòng)到上止點(diǎn)位置，作功汽缸上部的升降控制閥34也剛剛開啟，以便隨后讓配氣活塞17把大副缸18內(nèi)的熱壓縮空氣能經(jīng)開啟的升降控制閥34壓進(jìn)作功汽缸上部的燃燒室4，再與噴入的燃油混和燃燒，形成高溫高壓作功燃?xì)夂笸苿?dòng)動(dòng)力活塞8下行作功。兩動(dòng)力活塞8下側(cè)由連接橫桿38相連，使兩同步上下運(yùn)行的動(dòng)力活塞8和中間的壓氣活塞2不再受側(cè)向力作用。同時(shí)，反向旋轉(zhuǎn)的兩曲軸13、12通過其上的平衡塊40也能完全平衡兩動(dòng)力活塞和壓氣活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性力，這些特點(diǎn)，使這種采用雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)和曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)適合制成用于內(nèi)燃機(jī)車、船舶和電站等大功率的動(dòng)力裝置。
本發(fā)明中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)的主副連桿機(jī)構(gòu)第四實(shí)施方式如圖5所示，在這一實(shí)施方式中，作功汽缸5采用在動(dòng)力活塞8上設(shè)置活塞環(huán)9的密封方式，并且，小副缸19與大副缸18以對(duì)置(或并列)的方式分開布置，擺臂27的上短臂29通過外側(cè)的上擺動(dòng)銷30經(jīng)連桿24與上側(cè)的大副缸18中的配氣活塞17相連，同時(shí)，上短臂29的上擺動(dòng)銷還經(jīng)下側(cè)的另一個(gè)連桿26與相應(yīng)的小副缸19中的小配氣活塞25相連。圖中的連桿26并未與上擺動(dòng)銷30直接相連，而是連接在上側(cè)連桿24大頭的連接銷41上。
圖5中作功汽缸5內(nèi)的動(dòng)力活塞8已離開下止點(diǎn)向上移動(dòng)進(jìn)行排氣過程，這時(shí)曲柄12所處的角度正使大副缸18中的配氣活塞17處在下止點(diǎn)位置，同時(shí)讓下側(cè)小副缸19中的小配氣活塞25處在上止點(diǎn)位置。
在圖5中，壓氣汽缸與作功汽缸5直到排列，也可以與圖1和圖2中相同，在副缸外側(cè)設(shè)置與作功汽缸V型排列的壓氣汽缸1(圖中未畫)，并讓其內(nèi)的壓氣活塞2經(jīng)連桿3與擺臂27上的下擺動(dòng)銷32相連。
權(quán)利要求
1.用于中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)的曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)，它包括作功汽缸(5)中的動(dòng)力活塞(8)、經(jīng)連桿(10)被帶動(dòng)的曲軸(12)和裝在副缸(16)中的配氣活塞(17)，本發(fā)明的特征是在作功汽缸(5)的副缸側(cè)靠下位置通過支撐軸銷(28)裝有擺臂(27)，該擺臂具有上短臂(29)和下長(zhǎng)臂(31)，上短臂用其外側(cè)的上擺動(dòng)銷(30)經(jīng)連桿與副缸(16)中的配氣活塞(17)相連，下長(zhǎng)臂用其外側(cè)的下擺動(dòng)銷(32)經(jīng)副連桿(33)與曲軸(12)相連，當(dāng)曲軸(12)經(jīng)副連桿(33)帶動(dòng)擺臂(27)的下長(zhǎng)臂(31)時(shí)，擺臂的支撐軸銷(28)所處位置能使下長(zhǎng)臂外側(cè)的下擺動(dòng)銷(32)所形成的弧線(a)基本上處在上止點(diǎn)后40°-75°所設(shè)定的斜線(e)上，并且，弧線的兩個(gè)端點(diǎn)(b)、(c)之間的連線(d)與所設(shè)定的斜線(e)平行或接近平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)，其特征是作功汽缸(5)采用在缸壁上設(shè)置密封環(huán)的密封方式，裝在副缸(16)中的配氣活塞(17)把副缸分成大副缸(18)和小副缸(19)時(shí)，擺臂(27)的上短臂(29)通過其外側(cè)的上擺動(dòng)銷(30)經(jīng)短連桿(23)、十字頭(22)和穿過小副缸缸蓋的活塞桿(20)與副缸中的配氣活塞(17)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)，其特征是作功汽缸(5)采用在動(dòng)力活塞(8)上設(shè)置活塞環(huán)的密封方式，裝在副缸(16)中的配氣活塞(17)把副缸分成大副缸(18)和小副缸(19)時(shí)，擺臂(27)的上短臂(29)通過上擺動(dòng)銷(30)經(jīng)短連桿(23)、十字頭(22)和穿過小副缸缸蓋的活塞桿(20)與副缸中的配氣活塞(17)相連，擺臂的下長(zhǎng)臂(31)通過下擺動(dòng)銷(32)經(jīng)副連桿(33)與曲軸(12)小半徑位置處的副曲柄銷(15)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)，其特征是在副缸(16)外側(cè)設(shè)置與作功汽缸(5)V型排列的壓氣汽缸(1)，壓氣汽缸中的壓氣活塞(2)經(jīng)連桿(3)與擺臂(27)上的下擺動(dòng)銷(32)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)，其特征是在中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)采用雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)，作功汽缸(5)也采用在缸壁上設(shè)置密封環(huán)的密封方式時(shí)，所述的帶上短臂(29)和下長(zhǎng)臂(31)的擺臂(27)通過支撐軸銷(28)分別裝在兩作功汽缸(5)的下部左右側(cè)，兩側(cè)擺臂的下長(zhǎng)臂分別經(jīng)各自的副連桿(33)與所對(duì)應(yīng)的雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)的兩曲軸(13)、(12)相連，每側(cè)副缸(16)中的配氣活塞(17)把副缸分成大副缸(18)和小副缸(19)，兩側(cè)擺臂(27)的上短臂(29)分別經(jīng)短連桿(23)、十字頭(22)和穿過小副缸缸蓋的活塞桿(20)與副缸中的配氣活塞(17)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)，其特征是作功汽缸(5)采用在動(dòng)力活塞(8)上設(shè)置活塞環(huán)的密封方式，并且小副缸(19)與大副缸(18)以對(duì)置或并列方式分開布置，擺臂(27)的上短臂(29)通過上擺動(dòng)銷(30)經(jīng)連桿(24)與大副缸(18)中的配氣活塞(17)相連，同時(shí)上擺動(dòng)銷還經(jīng)另一連桿(26)與相應(yīng)的小副缸(19)中的小配氣活塞(25)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)，其特征是在副缸外側(cè)設(shè)置與作功汽缸(5)V型排列的壓氣汽缸(1)，壓氣汽缸中的壓氣活塞(2)經(jīng)連桿(3)與擺臂(27)上的下擺動(dòng)銷(32)相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)的曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)在作功汽缸的副缸側(cè)靠下位置通過支撐軸銷28裝有擺臂27，該擺臂具有上短臂29和下長(zhǎng)臂31，上短臂用其外側(cè)的上擺動(dòng)銷30經(jīng)連桿23與副缸16中的配氣活塞17相連，下長(zhǎng)臂用其外側(cè)的下擺動(dòng)銷32經(jīng)副連桿33與曲軸12相連。中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)采用曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)后，由于作功汽缸5內(nèi)的動(dòng)力活塞8和副缸16內(nèi)的配氣活塞17都是經(jīng)可靠的曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相應(yīng)簡(jiǎn)化，也增加了內(nèi)燃機(jī)的工作可靠性。在把本發(fā)明的曲柄主副連桿機(jī)構(gòu)與雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)相組合后，不僅能消除活塞所受到的側(cè)壓力，使活塞的往復(fù)慣性質(zhì)量被完全平衡，也使中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)適合向大型化發(fā)展。
文檔編號(hào)F02B75/32GK101078365SQ200610081118
公開日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2006年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月22日
發(fā)明者韓培洲 申請(qǐng)人:韓培洲