專利名稱：直線運動導(dǎo)軌發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，尤其是將直線運動導(dǎo)軌應(yīng) 用于發(fā)動機之中，固定活塞往復(fù)直線運動，增大活塞行程， 提高發(fā)動機動力性能，經(jīng)濟性能的技術(shù)方案。
背景技術(shù)：
汽、柴油發(fā)動機一般由一機組(機體組)兩個機構(gòu)(曲 柄連桿機構(gòu)，配氣機構(gòu))、五大系統(tǒng)(燃油供給系統(tǒng)、點火 系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和啟動系統(tǒng))組成。曲柄連坤干才幾 構(gòu)由活塞連桿組、曲軸飛輪組組成。是往復(fù)式活塞發(fā)動4幾將 熱能轉(zhuǎn)換為機械能的主要機構(gòu)。在發(fā)動機工作過程中燃燒的 氣體壓力直接作用在活塞上，推動活塞往復(fù)直線運動，經(jīng)活 塞銷、連桿和曲軸、將活塞的往復(fù)直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋 轉(zhuǎn)運動。一 一摘自吳文琳主編的 <〈圖解汔車發(fā)動機構(gòu)造手 冊〉〉 一書。根據(jù)田鳴主編的.〈〈機械技術(shù)基礎(chǔ)>〉 一書中力
對壽由之頭巨 Mx ( F ) = ± Fxy x d = ± Fcos (3 x d的乂^式可^口， 發(fā)動機動力性能取決于力對軸之矩的大小，而力對軸之矩的 大小又取決于燃燒氣體壓力、連桿運動夾角cos (3 、曲軸曲 柄長度尺寸的變化?，F(xiàn)有發(fā)動機技術(shù)的開發(fā)研究重點都放在 燃燒氣體壓力這一塊上了。閆大建主編的《汽車發(fā)動機原理 與汽車?yán)碚摗?一書中，從進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、燃燒過程、做功沖程、排氣沖程來討論實際循環(huán)的工作過程中工質(zhì)損 失、換氣損失、燃燒損失、傳熱損失、不完全燃燒和磨〗察損 失。許多專家學(xué)者和科技人員的精力都花在了這一塊上了。 也取得了巨大的成就。但從網(wǎng)上搜索、查閱相關(guān)資料卻沒有 只增加曲軸曲柄結(jié)構(gòu)尺寸，增大活塞行程來提高動力性能的 研究成果。而這一塊又是最直接最有效的一條提高動力性 能、經(jīng)濟性能的途徑。如果有所突破將會帶來巨大的經(jīng)濟效 益和社會效益。但從現(xiàn)有發(fā)動機結(jié)構(gòu)分析，主要存在下列限 制和制約。
1、 汽缸直徑的限制增加曲軸曲柄長度則增加了活塞 行程、汽缸高度也隨之增加、不增大汽缸直徑、連桿就不能 正常運動而被汽釭卡死。
2、 活塞對汽缸側(cè)壓力和磨擦損耗的制約擺脫汽缸直 徑的限制，最直接的方法是把活塞銷座延長至活塞一君部或活 塞裙「部以外?；钊幱谙轮裹c時，4巴連桿小頭置于汽缸外， 這樣可以擺脫汽缸直徑限制，但發(fā)動機高度增加，只適用于 不受高度制約的電源發(fā)動機組，大中型客貨車。更重要的是 導(dǎo)致了活塞對汽缸側(cè)壓力的增加和磨擦損耗的增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種汽缸直徑小，能固定活塞往復(fù) 直線運動，增大活塞行程的直線運動導(dǎo)軌發(fā)動機。是在保留 原發(fā)動機機體組、曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、燃油供給系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)形式的 基礎(chǔ)上，在汽缸體兩側(cè)內(nèi)壁上裝配直線運動導(dǎo)軌、改進(jìn)活塞 結(jié)構(gòu)，固定活塞往復(fù)直線運動，增大活塞4亍程來實現(xiàn)上述目 的。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是由直線運動導(dǎo)軌(1)、槽板支架
(2 )、活塞頂部、活塞頭部(3 )、活塞銷座(4 )、活 塞環(huán)組成。(附圖)
本發(fā)明連接方式和工作原理是直線運動導(dǎo)軌中的導(dǎo)軌 部件(5 )垂直對中裝配于汽缸體兩側(cè)內(nèi)壁上，直線運動 導(dǎo)軌中的滑塊部件(6 )和槽板支架(2 )連接。工作過 程中，燃燒氣體壓力作用在活塞上， 一方面推動活塞經(jīng)活塞 銷座、槽板支架到直線運動導(dǎo)軌的滑塊上，由直線運動導(dǎo)軌 固定活塞往復(fù)直線運動。另一方面，燃燒氣體壓力作用在活 塞上，推動活塞，經(jīng)活塞銷座推動連桿在槽板支架中的糟隙 間運動，推動曲軸，將活塞的往復(fù)直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋 轉(zhuǎn)運動。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計確定方式
1、 汽缸體結(jié)構(gòu)尺寸、活塞結(jié)構(gòu)尺寸隨曲軸結(jié)構(gòu)尺寸、
連桿結(jié)構(gòu)尺寸、直線運動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)尺寸調(diào)整、設(shè)計確定。
2、 曲柄連桿機構(gòu)結(jié)構(gòu)尺寸，包括直線運動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)尺 寸。隨本發(fā)明直線運動導(dǎo)軌發(fā)動機設(shè)計的技術(shù)參數(shù)來調(diào)整設(shè) 計確定。3、本發(fā)明中的才幾體組、配氣才幾構(gòu)、燃油供給系統(tǒng)、潤 滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸和布局， 隨本發(fā)明中曲柄連桿機構(gòu)、直線運動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)尺寸來設(shè)計、 制造和裝配。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列優(yōu)點
1、能大幅度提高動力性能本發(fā)明應(yīng)用直線運動導(dǎo)軌 固定活塞往復(fù)直線運動后，活塞裙部結(jié)構(gòu)被取消，汽缸高度 可以降低原來活塞裙部所需的導(dǎo)向高度尺寸。連桿則不受汽 缸直徑限制，可以直接增加曲柄長度，增大活塞行程，提高 動力性能。以汽車用TU 32 /K型發(fā)動機做一個對比說明就更 清楚了。該發(fā)動機部分技術(shù)參數(shù)為
缸徑 75mm 汽缸凄t 4
活塞4亍程 77mm 壓縮比9. 3
連桿長度 126. 8隱 這種小轎車用發(fā)動機因受高度制約，就以曲軸曲柄長度
增加10%,即活塞行程增加10%,保留原發(fā)動^L連4干運動夾 角不變，來設(shè)計確定相關(guān)數(shù)據(jù)。
a、 活塞行程增加7. 7隱，即84. 7mm
b、 曲柄增加3. 85，即42. 35腿,動轉(zhuǎn)一圈增加7. 7mm
c、 連;f干增加12. 68mm,總長139. 48mm
d、 壓縮比10.229 (沒有超過6 12范圍)
e、 增加高度7. 7+7. 7+12. 68=28. 08mm本發(fā)明發(fā)動機整體高度只增加28. 08mm，不影響小轎車 4吏用，4旦才艮才居力乂于4由之頭巨Mx ( F ) = ± Fcos |3 x d可^口 Mx (F) =±Fcos P x (d+dx 10/100) =±Fcos P x d + Fcos pxdxio%，就是增加的壓縮比，消除活塞對汽缸側(cè)壓力磨 擦等等因素對動力性能的改善暫時忽略不計，燃燒氣體壓力 對曲軸之矩Mx (F)就在原發(fā)動才幾的基礎(chǔ)上增加Fcos (3 xd xl0°/。 N .m，如果曲柄增加20% ，就增加FcosP xdx20% N .m，且整體高度也只增加56.16mm ,如果不受使用空間制 約，本發(fā)明效果會更好。
2、改善了綜合性能。本發(fā)明增加了曲軸曲柄長度后， 活塞行程增大，汽缸工作容積增加，排量增加，再調(diào)整設(shè)計 好壓縮比，能更進(jìn)一步改善發(fā)動機的動力性能，經(jīng)濟性能和 排放性能。


附圖是本發(fā)明的 一 個結(jié)構(gòu)形式圖，
圖中1 — 一直線運動導(dǎo)軌中的滾動直線導(dǎo)軌副
2— —槽板支架
3——活塞頭部
4——活塞銷座
5——直線運動導(dǎo)軌中的導(dǎo)軌部件 6 _ —直線導(dǎo)軌中的滑塊部件
具體實施方法實施例一、
結(jié)構(gòu)、連接方式、結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計確定方式如

發(fā)明內(nèi)容
中所述。只是汽缸體為直列式4缸、缸徑75mm ,直線運動 導(dǎo)軌為滾動直線導(dǎo)軌中的滾動直線導(dǎo)軌副、曲軸曲柄長度活 塞行程在原發(fā)動機曲軸曲柄、活塞行程基礎(chǔ)上增加10%。 實施例二
結(jié)構(gòu)、連接方式、結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計確定方式與例一相同， 不同之處是汽缸體為V型6缸，汽釭直徑80mm ,直線運動 導(dǎo)軌為滾動直線導(dǎo)軌中的滾動花鍵副，曲軸曲柄長度、活塞 行程在原發(fā)動才幾曲軸曲柄、活塞4亍禾呈的基礎(chǔ)上增加20% 。
實施例三
結(jié)構(gòu)、連接方式、結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計確定方式與例一相同， 不同之處是直線運動導(dǎo)軌為滾動直線導(dǎo)軌中的滾動導(dǎo)軌塊。 曲軸曲柄長度、活塞行程在原發(fā)動機曲軸曲柄、活塞行程基 礎(chǔ)上增加30% ，壓縮比調(diào)整設(shè)計，汽油機壓縮比在6 ~ 12之 間，柴油機壓縮比在14 ~ 22之間。
實施例四
結(jié)構(gòu)、連4妻方式、結(jié)構(gòu)尺寸的i殳計確定方式如
發(fā)明內(nèi)容
中所述，只是汽缸體為V型6缸，汽缸直徑100mm ，曲軸 曲柄長度150 mm ,壓縮比22 ,直線運動導(dǎo)軌為滑動導(dǎo)軌 中的直線導(dǎo)軌。
權(quán)利要求
1、直線運動導(dǎo)軌發(fā)動機，結(jié)構(gòu)組成中包括機體組、配氣機構(gòu)、燃油供給系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)、曲軸飛輪組、連桿組、活塞。其特征是結(jié)構(gòu)組成中應(yīng)用了能固定活塞往復(fù)直線運動的直線運動導(dǎo)軌。
2、 按權(quán)力要求1所述的直線運動導(dǎo)軌發(fā)動機，其特征 是結(jié)構(gòu)由直線運動導(dǎo)軌(1)、槽板支架(2),活塞頂部、 活塞頭部(3 ),活塞銷座(4 )、活塞環(huán)等組成。
3、 按權(quán)力要求1或2所述的直線運動導(dǎo)軌發(fā)動機，其 特征是，連接方式為直線運動導(dǎo)軌中的導(dǎo)軌部件(1)垂 直對中裝配于汽缸體兩側(cè)內(nèi)壁上，直線運動導(dǎo)軌中的滑塊部 件(5)和槽板支架(2)連接，由直線運動導(dǎo)軌固定活塞往 復(fù)直線運動。
4、 按權(quán)力要求1或2所述的直線運動導(dǎo)軌發(fā)動機，其 特征是，結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計確定方式為a、 汽缸體結(jié)構(gòu)尺寸、活塞結(jié)構(gòu)尺寸隨曲軸結(jié)構(gòu)尺寸、 連桿結(jié)構(gòu)尺寸、直線運動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)尺寸調(diào)整、設(shè)計確定。b、 曲柄連桿才幾構(gòu)結(jié)構(gòu)尺寸、包括直線運動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)尺寸、隨本發(fā)明直線運動導(dǎo)軌發(fā)動機設(shè)計的技術(shù)參數(shù)來調(diào)整 i殳計、確定。C、本發(fā)明中的機體組，配氣機構(gòu)、燃油供給系統(tǒng)、潤 滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸和布 局。隨本發(fā)明中曲柄連桿機構(gòu)、直線運動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)尺寸來 設(shè)計、制造和裝配。
全文摘要
直線運動導(dǎo)軌發(fā)動機，是在保留原發(fā)動機整體結(jié)構(gòu)形式基礎(chǔ)上，裝配應(yīng)用直線運動導(dǎo)軌，為發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域提供一種低消耗、大功率的直線運動導(dǎo)軌發(fā)動機。其技術(shù)方案的要點是在汽缸體兩側(cè)內(nèi)壁上裝配直線運動導(dǎo)軌，固定活塞往復(fù)直線運動，改進(jìn)活塞結(jié)構(gòu)，降低汽缸高度，增大活塞行程，提高輸出功率，改善發(fā)動機動力性能、經(jīng)濟性能和排放性能。
文檔編號F02B75/32GK101526029SQ20091012981
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者李長松 申請人:李長松