專利名稱：短連桿發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機，尤其是短連桿發(fā)動機。
背景技術(shù)：
目前社會上的車輛以及船舶所需要配用的發(fā)動機都是長連桿發(fā)動機，長連桿發(fā)動機存在一個嚴重的先天性缺點，就是連桿使曲軸與活塞的工作配合是一個十分矛盾的配合。即是當活塞在上止點接受點火爆炸的力量假若有100公斤力，但曲軸配合情況是曲軸此時的扭矩力臂處于0°等于零。而曲軸最佳的力角是在大半徑扭矩前85°至89°的轉(zhuǎn)角位置即最佳力角，當活塞將連桿曲軸推送到這最佳力角時，曲軸、連桿使活塞離開上止點已占約一半路程。100公斤的爆炸力按等比計算就只有50公斤了，這50公斤若扣除連桿對活塞的側(cè)壓阻力系數(shù)和熱流失共約20%，這樣只能有80%即40公斤力量去推動曲軸旋轉(zhuǎn)。 這就明顯看出原有100公斤的爆炸力不直接作用至曲軸最佳轉(zhuǎn)角位置。在路程上而是白白浪費60公斤力，實在可惜。人們對長連桿發(fā)動機的熱效偏低只有30 40%很不滿意。早在50年代，人們就提出要克服這連桿先天性缺點，改變曲軸與活塞矛盾配合的關(guān)系，使爆炸力在第一時間就作用到曲軸最大半徑扭矩力臂前的85°至89°最佳轉(zhuǎn)角身上，以此降低消耗提高熱效的公開性議題。但時至今日發(fā)動機始終找不到克服連桿先天性缺點的技術(shù)結(jié)構(gòu)要點，人們只好默默忍受這長連桿高耗能的制約，幾乎成了習慣，更可怕的是有相當大的一部分人以為這類高耗浪費60%熱效是理所當然。在石油能源緊張的今天， 人們只好以別的途徑搞節(jié)能。例如從燃油霧化、氣化燃燒或二次燃燒、或氣缸材料擇優(yōu)、減少磨損和熱流失等方面去挖掘，但收效甚微、不過是提高二至三個百分點，都無濟于損失， 幾乎無可奈何。也曾有人試圖在改變曲軸結(jié)構(gòu)以克服“先天性缺點”，但造成先天性缺點的責任畢竟不在曲軸，而在連桿。所以這種改變曲軸結(jié)構(gòu)的技術(shù)，繞彎路遇新困難較多、實施奏效更艱難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種短連桿發(fā)動機，該發(fā)動機的技術(shù)特點是以設(shè)置短連桿和連桿架及往復定位擺臂以及慣力轉(zhuǎn)移裝置結(jié)合構(gòu)成短連桿裝置，以該裝置取代傳統(tǒng)連桿的工作。該裝置具有使活塞工作往復一次就促使曲軸回轉(zhuǎn)一周，而且活塞行程尺寸與傳統(tǒng)連桿活塞行程尺寸一樣。該裝置具有傳統(tǒng)工作的機理，同時還具有可使活塞每次工作回到上止點時，活塞可稍作休息，待曲軸轉(zhuǎn)到最大半徑扭矩力臂轉(zhuǎn)角之前75°至85°之間供給選擇轉(zhuǎn)角點火時間，使活塞的爆炸力第一時間就作用至最大扭矩力臂85°至89°最佳轉(zhuǎn)角的曲軸身上， 推動曲軸旋轉(zhuǎn)，構(gòu)成曲軸與活塞最佳配合的特點。本發(fā)明的技術(shù)方案(1)設(shè)置短連桿裝置該裝置是由短連桿(短于傳統(tǒng)連桿)與連桿架和連桿架的往復定位擺臂及慣力轉(zhuǎn)移裝置構(gòu)成，以此裝置取代傳統(tǒng)連桿的工作原理。
(2)設(shè)置鎖定短連桿的工作性質(zhì)與傳統(tǒng)連桿工作性質(zhì)不變。傳統(tǒng)連桿的工作性質(zhì)是連桿內(nèi)端與曲軸頸聯(lián)接，可作圓周運動；外端能作直線往復運動與要求直線往復運動工作的活塞裝置聯(lián)接；且可使活塞工作往復一次，就使曲軸回轉(zhuǎn)一周的性質(zhì)機理。同理因此短連桿內(nèi)外兩端的工作性質(zhì)機理也同樣是短連桿的內(nèi)端與曲軸頸聯(lián)接，可作圓周運動；外端能做直線往復運動與要求做直線往復運動的連桿架內(nèi)端聯(lián)接，而連桿架的頂端聯(lián)接著活塞；腳端聯(lián)接往復定位擺臂，盡管往復定位擺臂在回擺過程產(chǎn)生微弧軌跡，但設(shè)置的活塞銷會照顧允許微弧過程，不影響往復。這樣構(gòu)成了相互聯(lián)動的結(jié)構(gòu)。(3)設(shè)置鎖定短連桿外端工作直線往復的所朝方向，與傳統(tǒng)連桿外端工作朝向相反。因此短連桿外端是向下直線往復下工作。并且設(shè)置短連桿兩端的中心距尺寸與曲軸的偏心距尺寸等同。由于傳統(tǒng)發(fā)動機的連桿兩端的中心距都必須大于曲軸偏心距三倍以上， 否則無法與活塞聯(lián)接工作。而本發(fā)明的連桿中心距只是與曲軸偏心距等同，所以本發(fā)明稱為短連桿發(fā)動機。構(gòu)成短連桿工作兩端交錯推與拖變化用力功能。所以短連桿直線往復的行程尺寸產(chǎn)生就是曲軸回轉(zhuǎn)到下止點時，短連桿的外端向下為下止點，曲軸回轉(zhuǎn)到上止點時短連桿的外端直線回縮的上止點正好落在曲軸的中心位置(因為中心距尺寸與偏心距尺寸等同)，形成與曲軸中心復合重疊的一個行程。這行程的尺寸就是短連桿兩端的中心距尺寸加上曲軸偏心距的尺寸，因此與傳統(tǒng)曲軸回轉(zhuǎn)直徑的行程尺寸等同。在短連桿取得同樣的行程尺寸的同時，短連桿的外端在上止點與曲軸形成同中心重疊復合的行程休息空間時間。而短連桿的內(nèi)端與曲軸頸在上止點起，共同作曲軸回轉(zhuǎn)上半圓周的同心圓工作運動。由于短連桿外端直線往復工作回程到達上止點時即同時產(chǎn)生獲取與曲軸同心重疊，相互復合的行程休息空間時間。在此時間曲軸回轉(zhuǎn)于上半徑的慣性力量對短連桿的外端是沒有任何的推動或拖動作用的時間。又由于獲取得這休息時間，所以能夠供給爆炸沖程提前選擇轉(zhuǎn)角點火時間，并可實現(xiàn)曲軸與活塞構(gòu)成最佳配合；使活塞的爆炸力在第一時間就用準確作用到曲軸最大半徑扭矩力臂前的85°至89°最佳轉(zhuǎn)角身上。并推動曲軸旋轉(zhuǎn)。這樣的方案就是圓了 50年代以來人們對發(fā)動機提出的曲軸與活塞工作要構(gòu)成最佳配合的夢想和愿望的公開議考題。在這短連桿外端工作可與曲軸產(chǎn)生同心重疊復合的特點，所以發(fā)動機又可稱為復合連桿發(fā)動機。(4)以曲軸慣性力量實現(xiàn)排氣、吸氣、壓縮三個沖程的技術(shù)方案。①排氣、壓縮二個沖程工作純屬由曲軸慣性回轉(zhuǎn)力量直接將短連桿外端直線拖回上點、無需轉(zhuǎn)移慣力。②吸氣沖程就不同，沒有外力給活塞或給短連桿裝置，活塞連桿裝置就不會作直線吸氣沖程工作，因此需要設(shè)置慣力轉(zhuǎn)移裝置將力量用到短連桿裝置的擺臂使其向下擺動拖動短連桿裝置作吸氣沖程工作。慣力轉(zhuǎn)移裝置包括轉(zhuǎn)動擺軸、傳動可調(diào)觸腳擺臂，含齒輪和軸的凸輪組合，動力齒輪及傳動鏈條等所組成的裝置。結(jié)構(gòu)特征短連桿發(fā)動機結(jié)構(gòu)上采取在設(shè)置的含潤滑系統(tǒng)和氣缸的機殼機身裝置1的氣缸腳下的機身上設(shè)置曲軸2，在曲軸頸2b與設(shè)置的短連桿裝置3的短連桿3A的內(nèi)端聯(lián)接。而短連桿的外端3A2與連桿架:3B的內(nèi)端SB1聯(lián)接，且連桿架的頂端3 與設(shè)置在氣缸內(nèi)的含活塞銷的活塞裝置4聯(lián)接；連桿架的下端:3 與往復定位擺臂3C的外端3Q聯(lián)接；而內(nèi)端3C2與設(shè)置的傳動擺軸的內(nèi)端6Aa聯(lián)接。在氣缸面的機身IA上與設(shè)置含供油、供氣、排氣、點火系統(tǒng)的氣缸蓋裝置5作緊實聯(lián)接。在短連桿裝置3設(shè)置的短連桿3A內(nèi)外兩端中心距與曲軸偏心距等同，外端3A2往復工作朝向是向下，且與連桿架內(nèi)端SB1聯(lián)接，內(nèi)端與曲軸頸2b聯(lián)接。在傳動擺軸外端6Ab設(shè)置傳動可調(diào)觸腳擺臂，在觸腳旁緊靠設(shè)置含傳動齒輪及軸的凸輪組合6BP64A&。在曲軸輸出端2~設(shè)置齒輪6B4。動力齒輪直徑與傳動齒輪直徑等同，這樣才確保移用慣力同步。在兩齒輪身上設(shè)置傳動鏈條6A5使其嚙合松緊可調(diào)。由以上6個系統(tǒng)裝置構(gòu)成短連桿發(fā)動機。以此連桿技術(shù)結(jié)構(gòu)的特點，來提高熱效、減少能耗和排放，使本發(fā)明發(fā)動機也可成為節(jié)能降耗低碳發(fā)動機。


圖1是短連桿發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是短連桿與連桿架示意圖。圖3是曲軸與短連桿示意圖。圖中所示1.是含潤滑系統(tǒng)和氣缸的機殼機身裝置；2.是曲軸裝置(含兩軸端 2~、2A2、曲軸頸2b)。3.是短連桿裝置(含短連桿3A，連桿架和往復定位擺臂3C) ；4.是含銷及活塞環(huán)的活塞裝置；5.是含供油、供氣、排氣、關(guān)火系統(tǒng)的氣缸蓋裝置；6.是慣力轉(zhuǎn)移裝置(含傳動可調(diào)觸腳擺臂、含傳動齒輪及軸的凸輪組合SB1AhJB3、軸6Aa、6Ab及傳動動力齒輪6B4、傳動鏈條6A5)。點Ptl是曲軸上止點，點0至點P1是取大半徑扭矩力臂，點P2是曲軸下止點。
具體實施例方式短連桿發(fā)動機的具體實施方式
是在設(shè)置含潤滑系統(tǒng)和氣缸的機殼機身裝置1的氣缸腳下設(shè)置曲軸裝置2，且可輕松轉(zhuǎn)動。在曲軸頸2b與設(shè)置的短連桿裝置3的短連桿3A 的內(nèi)端作可轉(zhuǎn)動聯(lián)接；外端3A2與連桿架:3B的內(nèi)端SB1作可轉(zhuǎn)動聯(lián)接。而連桿架的上端3 與設(shè)置在氣缸內(nèi)的活塞裝置4連接，且在氣缸面的機身上Ia與設(shè)置的含供油、供氣、 排氣點火系統(tǒng)的氣缸蓋5作緊實密封聯(lián)接。在連桿架;3B的下端3 與往復定位擺臂3C的外端SC1作往復回擺的落點均在氣缸腳下的中心線上可擺動聯(lián)接。而擺臂3C的內(nèi)端3C2與慣力轉(zhuǎn)移裝置6的擺軸內(nèi)端6慫緊固聯(lián)接，而擺軸是設(shè)置在氣缸腳下旁邊的機身內(nèi)，且可轉(zhuǎn)動。在擺軸的上端6Ab設(shè)置傳動可調(diào)觸腳擺臂，在觸腳旁緊靠設(shè)置含傳動齒輪及軸的凸輪組合6Bi、6B2、6B3。在曲軸輸出端 2A,上設(shè)置傳動動力齒輪6B4，在動力和傳動兩齒輪身上設(shè)置傳動鏈條6A5，將兩齒輪聯(lián)接松緊可調(diào)適度。這樣整機通過這六個系統(tǒng)裝置結(jié)合而成。
權(quán)利要求
1.一種短連桿發(fā)動機，其特征是在短連桿裝置(3)設(shè)置的短連桿(3A)內(nèi)外兩端中心距與曲軸偏心距等同，外端(3A2)往復工作朝向是向下，且與連桿架內(nèi)端CBB1)聯(lián)接，內(nèi)端 (SA1)與曲軸頸(2b)聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的短連桿發(fā)動機，其特征是在短連桿裝置C3)設(shè)置的往復定位擺臂(3C)的外端OC1)與連桿架下端(3 )聯(lián)接；內(nèi)端(3C2)與傳動擺軸內(nèi)端(6Aa)聯(lián)接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種短連桿發(fā)動機，所采取的技術(shù)方案是在短連桿裝置設(shè)置的短連桿內(nèi)外兩端中心距與曲軸偏心距等同，外端往復工作朝向是向下，且與連桿架內(nèi)端聯(lián)接，內(nèi)端與曲軸頸聯(lián)接。在短連桿裝置設(shè)置的往復定位擺臂的外端與連桿架下端聯(lián)接；內(nèi)端與傳動擺軸內(nèi)端聯(lián)接。以此連桿技術(shù)結(jié)構(gòu)的特點，來提高熱效、減少能耗和排放，使本發(fā)明發(fā)動機也可成為節(jié)能降耗低碳發(fā)動機。
文檔編號F02B75/32GK102322346SQ20111019883
公開日2012年1月18日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者何觀龍 申請人:何觀龍