專利名稱：增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用曲軸箱內(nèi)容積的變化來進(jìn)行增壓的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，它包括一個(gè)缸體，缸體有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承曲軸的曲軸箱，曲軸借助至少一個(gè)連桿連至至少一個(gè)活塞，該連桿與曲軸箱的內(nèi)圓周壁滑動(dòng)接觸，使得除曲柄角在上死點(diǎn)位置附近外，連桿將曲軸箱內(nèi)部分成二個(gè)氣室，其中，一個(gè)氣室與一個(gè)空氣引入裝置連通，而另一個(gè)氣室經(jīng)過進(jìn)氣通道與燃燒室連通，其中，與燃燒室連通的氣室用作壓縮室，該連桿通過改變曲軸箱的內(nèi)部有效容積而形成一壓縮機(jī)元件。
利用曲柄室作為壓縮室進(jìn)行增壓的現(xiàn)有技術(shù)的增壓機(jī)利用發(fā)動(dòng)機(jī)活塞作為活動(dòng)件，利用曲柄室作為壓縮室來構(gòu)成容積式壓縮機(jī)。該壓縮機(jī)將該被壓縮的進(jìn)氣傳送至進(jìn)氣口側(cè)的進(jìn)氣道內(nèi)。在此類增壓機(jī)中，當(dāng)活塞上升時(shí)，空氣/燃料混合物被吸入曲柄室，當(dāng)活塞下降時(shí)，前述空氣/燃料混合物被推入進(jìn)氣口側(cè)的進(jìn)氣通。
換句話說，曲柄每一回轉(zhuǎn)，增壓的量限于發(fā)動(dòng)機(jī)沖程的容積量。當(dāng)此類曲軸箱增壓方法用于四循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓機(jī)時(shí)，在進(jìn)氣沖程期間的供氣量達(dá)至雙倍。
包括上述結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)的曲軸箱法增壓裝置實(shí)際上僅可將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率提高百分之幾十。這是下列因素造成的曲軸箱容積浪費(fèi)，氣道阻力大及因發(fā)動(dòng)機(jī)熱造成的空氣/燃料混合物充氣系數(shù)低。
另外，增壓作用可通過減小曲軸箱中的過剩容積以及增加初級壓縮比來提高。初級壓縮比是這樣確定的將沖程容積Vh加到活塞在下死點(diǎn)時(shí)所取的曲軸箱容積Vc，然后將此總值除以前述Vc。然而，該容積最小減至多少是有限制的，因?yàn)榍壑g的容積對其有很大的影響。
利用曲軸箱增壓方法的另一種增壓機(jī)在公開號為2-136513的日本專利申請中有所描述，其中，除采用上述的活塞作為活動(dòng)件及構(gòu)成相當(dāng)于上述的壓縮機(jī)外，還在曲軸箱中安裝了金尼(Kinney)式真空泵在該申請中所描述的增壓機(jī)提供在曲軸箱內(nèi)的轉(zhuǎn)子室，由曲軸驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)子可滑動(dòng)地插在該轉(zhuǎn)子室中，曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子并使其以擺動(dòng)方式運(yùn)動(dòng)。其結(jié)構(gòu)是這樣的在轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子室內(nèi)壁之間形成壓縮室，利用容積的變化來將進(jìn)氣送入壓力貯藏室。
然而，利用此類轉(zhuǎn)子來壓縮進(jìn)氣不僅需要復(fù)雜的結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)子連于曲軸，而且還需在曲軸箱中安裝附加閥子來關(guān)閉進(jìn)氣側(cè)通道和出口側(cè)通道，結(jié)果，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，并需要大量另件。
因此，本發(fā)明的目的是改善上述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是增加初級壓縮比并大大增加曲軸箱的供氣容積，同時(shí)又限制另件數(shù)及結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。
上述目的是由如下的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)來完成的它包括一個(gè)缸體，缸體有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承曲軸的曲軸箱，曲軸借助至少一個(gè)連桿連至至少一個(gè)活塞，該連桿與曲軸箱的內(nèi)圓周壁滑動(dòng)接觸，使得除曲柄角在上死點(diǎn)位置附近外，連桿將曲軸箱內(nèi)部分成二個(gè)氣室，其中，一個(gè)氣室與一個(gè)空氣引入裝置連通，而另一個(gè)氣室經(jīng)過進(jìn)氣通道與燃燒室連通，其中，與燃燒室連通的氣室用作壓縮室，該連桿通過改變曲軸箱的內(nèi)部有效容積而形成一壓縮機(jī)元件，其特征在于與活塞的各自活塞銷相連接的連桿的那一端的強(qiáng)度大于連桿的其它部位的強(qiáng)度。
本發(fā)明的初級壓縮比是通過只讓曲軸每轉(zhuǎn)中來自活塞沖程的及由連桿限界的新空氣量被壓縮并被送至燃燒室來增加的。另外，本發(fā)明的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)僅包括一般的發(fā)動(dòng)機(jī)另件。
另外，當(dāng)連桿在構(gòu)成容積式增壓機(jī)中起活動(dòng)件作用時(shí)，除了連接部位以外的連桿的所有部位可由便宜的材料制成，且其重量可以減輕。
另外，已使該結(jié)構(gòu)在容積式壓縮機(jī)的壓縮沖程期間可抵抗壓縮氣室側(cè)的壓縮空氣的泄漏。另外密封性已得到改善。
除了連桿制造成本低外，還最好通過采用比重比金屬小的合成樹脂來使其重量減輕。該結(jié)構(gòu)還用于提高壽命，因?yàn)樵诤铣蓸渲蜌馐业谋诒砻嬷g沒有接觸。
根據(jù)一個(gè)較佳實(shí)施例，合成樹脂的熱膨脹率小于金屬，因此可將氣室壁和連桿之間的間隙保持在一個(gè)絕對的最小值。另外，因該合成樹脂的比重比芯部小，所以連桿的重量可減至最輕。另外，作為加工連桿的最后加工步驟，可將合成樹脂模壓在連桿外側(cè)周圍，因此，不需對連桿本身的外表面再行精加工。因此，如果連桿的外表面由合成樹脂組成，則進(jìn)入曲軸箱的任何外來雜質(zhì)將嵌入該合成樹脂中，其再結(jié)合合成樹脂有自潤性，則可用來防止連桿的燒蝕。
本發(fā)明的其它較佳實(shí)施例描述在其它從屬權(quán)利要求中。
下面結(jié)合附圖借助其幾個(gè)實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。


圖1是裝備有本發(fā)明的增壓器的實(shí)施例的二循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的剖視圖；圖2是由圖1的II-II線截取的剖視圖；圖3是涉及本發(fā)明的增壓器的主曲軸構(gòu)形的透視圖；圖4是用于本發(fā)明的增壓器裝置的連桿視圖；圖5是用于本發(fā)明的增壓器裝置的活塞結(jié)構(gòu)透視圖；圖6是用于本發(fā)明的增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的主要結(jié)構(gòu)沿圖2的VI-VI線所截取的局部剖及透視圖；圖7是用于解釋本發(fā)明工作情況的剖視圖；其中圖7(a)表示在上死點(diǎn)位置時(shí)的曲軸，而圖7(b)表示自其上死點(diǎn)位置旋轉(zhuǎn)約135°時(shí)的曲軸；
圖8表示連桿的其它實(shí)施例，其中圖8(a)是前視圖，圖8(b)是沿圖8(a)的VIIIB-VIIIB線所截取的剖視圖；圖8(c)是沿圖8(a)的VIIIC-VIIIC線截取的剖面圖。
圖9是用于增壓器并僅由金屬制成的連桿的一個(gè)實(shí)施例的剖視圖；圖10是用于圖9的增壓器的連桿的剖視圖；圖11是當(dāng)滑動(dòng)連接部份由不同于其余部份的材料制成以及當(dāng)外表面覆蓋以橡膠膜時(shí)連桿實(shí)施例的剖視圖；圖12是當(dāng)連桿的芯部覆以橡膠時(shí)另一實(shí)施例的剖視圖；圖13是當(dāng)連桿的連接部位裝有滾針軸承時(shí)另一實(shí)施例的剖視圖。
現(xiàn)參閱圖1-圖7詳細(xì)介紹本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是裝備有本發(fā)明的增壓器的二循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的剖視圖；圖2是取自圖1中II-II線截面的剖視圖；圖3是用于本發(fā)明的增壓器的曲軸的主要結(jié)構(gòu)的透視圖；圖4是連桿的前視圖；圖5是活塞主要部份的透視圖；圖6是以透視圖顯示的沿圖2的VI-VI線截取的剖切區(qū)域的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的主要部份的情況；圖7是用于解釋本發(fā)明的增壓器的工作情況的剖視圖，圖7(a)表示在上死點(diǎn)時(shí)的曲軸，圖7(b)表示旋轉(zhuǎn)約135°后在下死點(diǎn)時(shí)的曲軸。
在這些圖中，圖1表示裝備有本發(fā)明的增壓器的一個(gè)實(shí)施例的二循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)(以下稱發(fā)動(dòng)機(jī))，為便于了解其結(jié)構(gòu)，用一單缸機(jī)作為一個(gè)例子。由軸2可旋轉(zhuǎn)地支承在曲軸箱3中，而曲軸箱3由發(fā)動(dòng)機(jī)1的下箱體3a和上箱體3b組成。氣缸5容納著活塞4，。缸體6連在前述曲軸箱3的頂部，連桿7連著前述的曲軸2和上述的活塞4，缸蓋8安裝在前述的缸體6上，火花塞10擰入缸蓋8中，使得其鄰近燃燒室9。
另外，前述氣缸5通過在前述曲軸箱3的頂罩3b和缸體6中形成的一個(gè)進(jìn)氣通道11與曲軸箱內(nèi)部空間12相連通。另外，在缸體6中的排氣道13連著氣缸5和排氣管14。前述的進(jìn)氣通道11進(jìn)入曲軸箱內(nèi)部空間12的開孔區(qū)域分叉成二個(gè)分支，該二個(gè)分支的叉形區(qū)域由圖中的標(biāo)號11a代表，以下其稱為“出口通道”。
前述出口通道11a是這樣的，因其向曲軸箱內(nèi)的前述空間12敞開，它跨過曲軸2的相對兩側(cè)并朝向發(fā)動(dòng)機(jī)，并且該孔與進(jìn)氣管15相連通并通過化油器16與外部大氣相通。該化油器16是二循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)中慣用的型式，其中潤滑油混在空氣/燃油混合物中。
如圖3所示，上述曲軸2包括一對曲柄臂17，17，該曲柄臂由一曲柄銷18連起來。軸頸部分2a支承在曲軸箱3上。二個(gè)曲柄臂的相對表面(面向連桿的表面)是平的，如下所述，其間的尺寸可允許連桿7插入其間。
另外，在兩個(gè)曲柄臂17的周向上形成有缺口17a。這些缺口17a，17a形成在兩個(gè)曲柄臂的相同位置處并且它們分別形成在曲軸臂17的連桿端上及在周向表面上的開孔。該缺口17a位于相對于曲軸2旋轉(zhuǎn)方向的曲柄銷18的前方。
如圖1，2和4所示，連著曲軸2和活塞4的連桿7呈現(xiàn)著通體長長的，薄而平的形狀。更確切地說，該連桿7包括由強(qiáng)度高和壽命長的金屬材料制成的一個(gè)芯部19和包圍著該芯部19的合成樹脂密封件20。前述芯部19可由例如鉻一鉬鋼之類強(qiáng)度高且壽命長的材料鍛造而成。借此，該材料是整體地構(gòu)成的并包括前述曲柄銷穿過的連桿大端上的滑動(dòng)連接區(qū)19a和活塞銷21穿過的連桿小端上的滑動(dòng)連接區(qū)19b以及圍繞著連著連桿上這二個(gè)區(qū)的中心線19c的區(qū)域。該芯部19還需再經(jīng)諸如表面硬化的表面處理，以增加其抗磨損的能力。
前述的密封材料20可用金屬模(未示出)模制于上述芯部19周圍，而且，它可以包括諸如PF(纖維加強(qiáng)的酚醛樹脂)材料或PI(纖維加強(qiáng)的聚酰亞胺樹脂)材料或另一種顯示著熱膨脹率低，比上述芯部19材料比重小但熱變形溫度高和抗汽油性好的這種熱塑性樹脂材料。
通過將朝向曲軸2的軸向的端面弄平，還在該連桿7上構(gòu)成密封表面7a，其從連桿7的大端到小端形成為均一的厚度。另外，在其包圍著前述的大端連接區(qū)19a和前述小端連接區(qū)19b處，該連桿的密封材料20在每一對著密封面7b和7c的這些外圓周表面上形成弧形。另外，在這些密封面7b和7c之間，連桿的側(cè)面7d是直的。
如圖2所示，該連桿7有一厚度t，該厚度t稍小于前述二個(gè)曲柄臂17之間的間隙T，即當(dāng)連桿7插入曲柄臂17，17之間時(shí)，在大端的密封面7a對著曲柄臂17側(cè)面，有一間隙CL，如同一圖所示。該間隙CL的尺寸是這樣確定的，即這可允許上述兩個(gè)另件滑動(dòng)，同時(shí)又保持在其間的密封。
圖5表示上述活塞4的形狀，其裙部制有缺口，此缺口可允許連桿7的插入，以便其自由滑動(dòng)。它包括一個(gè)平的滑動(dòng)接觸面4a，該面4a與形成在與曲軸軸向垂直的連桿端面上的密封表面7a相接觸。一拱形表面包括一個(gè)周向壁表面4b，小端外周向密封表面7c與其滑動(dòng)。平的側(cè)壁表面4c與該周向壁表面4b連接。在圖5中，4d是活塞銷孔，活塞銷21插入該孔中。
活塞4的二個(gè)滑動(dòng)表面4a之間的距離與前述曲柄臂17之間的距離T尺寸相同，即連桿7的小端密封表面7a與滑動(dòng)表面4a相對，有上述的間隙CL1。另外，活塞4的周向壁表面4b的曲率半徑r(圖1)稍大于前述連桿7的密封表面7c的曲率半徑r1。在周向壁表面4b和密封表面7c之間的間隙CL2是這樣的，其允許二者彼此滑動(dòng)，同時(shí)保持密封。
曲軸2，連桿7和活塞4用慣用方式組裝，連桿7的大端借助曲柄銷18連于曲軸2，而連桿7的小端借助活塞銷21連于活塞4。在該曲軸總成中，在與曲軸的軸向垂直的連桿端的密封表面7a與曲軸2的曲柄臂17及活塞4的滑動(dòng)表面4a滑動(dòng)，在連桿7小端的外圓周上的密封表面7c與活塞4的周向壁表面4b滑動(dòng)。
如圖6所示，包括有前述曲軸箱3和缸體6的總成的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體E包括一個(gè)圓的凹形區(qū)域22，曲柄臂17插入該區(qū)域并可在此處自由轉(zhuǎn)動(dòng)；該區(qū)域連著連桿7穿過其內(nèi)運(yùn)動(dòng)的另一連桿室空間23。除設(shè)有此連桿窒空間外，還在曲軸箱中設(shè)有連通發(fā)動(dòng)機(jī)外部的進(jìn)氣通道24。另外，前述進(jìn)氣通道11的出口通道11a的開孔設(shè)于前述圓的凹形區(qū)域22的周向壁表面上。上述的在曲軸箱3中的空間包括前述圓的凹形區(qū)域22，連桿室區(qū)域23，進(jìn)氣通道24等等。
上述圓的凹形區(qū)域22的內(nèi)徑及深度分別稍大于曲柄臂17的外徑及其厚度，其構(gòu)形是這樣的，即曲柄壁7插入該圓的凹形區(qū)域22時(shí)僅在它們之間有一微小的間隙。另外，在該圓的凹形區(qū)域22的壁表面和連桿7的大端之間設(shè)有間隙CL3，如圖1所示，該間隙CL3是這樣獲得的使連桿7的大端的外圓周表面(密封表面7b)的曲率半徑r2(圖4)稍小于從連桿大端中心至前述周向壁表面之距離尺寸R。圖1中的雙點(diǎn)劃線C表示當(dāng)曲軸2旋轉(zhuǎn)時(shí)連桿7的大端中心的軌跡圓。另外，在圓的凹形區(qū)域22的周向壁表面和密封表面7b之間的間隙CL3是這樣的，即二者可彼此相對滑動(dòng)并同時(shí)保持密封。在圖6中，標(biāo)號25表示曲軸2的軸頸得以插入的軸孔。
使前述連桿室區(qū)域23的側(cè)壁23a成形，使得其大致相當(dāng)于當(dāng)曲軸總成運(yùn)轉(zhuǎn)而令曲軸2驅(qū)動(dòng)活塞4往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)連桿7的外側(cè)邊運(yùn)行的軌道。由于在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)機(jī)體E中形成了該連桿室區(qū)域23，則連桿7的曲軸軸向端的密封表面7a得以相靠的平的滑動(dòng)表面26及連桿7的外圓周向密封表面7b向可相對其滑動(dòng)的凹形圓周壁表面27得以在該發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體E中形成。上述的滑動(dòng)接觸表面26在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體E內(nèi)彼此相對的二處形成，在該二個(gè)滑動(dòng)接觸表面26之間的距離定為T，與前述曲柄臂17之間的距離及活塞滑動(dòng)表面4a之間的距離相同。
也就是說，在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體E內(nèi)的該曲軸總成的情況下，當(dāng)活塞4達(dá)到下死點(diǎn)時(shí)，連桿7和活塞4將發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體E內(nèi)部分成二個(gè)室。如圖1所示、氣室A在進(jìn)氣通道24一側(cè)，而氣室B在出口通道11a一側(cè)。
前述的叉形出口通道11a是這樣成形的二個(gè)孔對著二個(gè)曲柄臂17的外側(cè)圓周壁，并且它們平行于曲軸2的軸向?qū)R。它們的定位是這樣的它們在周向上與該圓的凹形區(qū)域22齊平，并且，如圖6所示，它們的位置靠近該連桿室區(qū)域23的側(cè)壁23a的曲軸側(cè)端。
因此，當(dāng)曲軸總成裝于機(jī)體E(其包括該類出口通道)及曲軸2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則該出口通道11a由曲柄臂17打開及關(guān)閉。換句話說，如圖7(a)和7(b)所示，當(dāng)曲柄臂17的外圓周壁對著出口通道11a的孔時(shí)，這些出口通道11a的孔被曲柄臂17關(guān)閉。然后，當(dāng)曲軸2旋轉(zhuǎn)至如圖1所示位置時(shí)，曲柄臂17上的缺口17a運(yùn)動(dòng)至與出口通道11a的孔相對的位置，讓出口通道11a經(jīng)缺口17a與氣室B相通，這時(shí)，氣室B和進(jìn)氣通道11經(jīng)該缺口17a和該出口通道11a相連通。
該結(jié)構(gòu)說明，曲柄臂17實(shí)際上是旋轉(zhuǎn)閥，因?yàn)樗纱蜷_及關(guān)閉該出口通道。
在上述結(jié)構(gòu)及曲軸總成裝于機(jī)體E中的情況下，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)1的曲軸2旋轉(zhuǎn)時(shí)，活塞4在氣缸5內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)連桿7以擺動(dòng)似的方式前、后及上、下地在該連桿室部份23中旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)。此時(shí)，連桿7的大端的中心循著示于圖1的旋轉(zhuǎn)軌道C運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)活塞4處于下死點(diǎn)附近時(shí)，曲軸2的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，如圖1箭頭所示，使氣室B內(nèi)部的容積不斷減小，從而使其內(nèi)的氣體被壓縮。此時(shí)，如圖1所示，當(dāng)曲柄臂17上的缺口17a運(yùn)動(dòng)至與出口通道11a的孔相對的位置時(shí)，在氣室b中被壓縮的氣體被推入出口通道11a中，而在氣室A內(nèi)的容積不斷增加，因而空氣隨著來自化油器16的燃油以及與空氣混合的二循環(huán)發(fā)協(xié)機(jī)的機(jī)油從進(jìn)氣管15被吸入。當(dāng)進(jìn)氣通道11打開，發(fā)動(dòng)機(jī)1進(jìn)行其進(jìn)氣沖程時(shí)，在壓力下被送入出口通道11a的空氣被推入燃燒室9。
換句話說，在發(fā)動(dòng)機(jī)1內(nèi)部，連桿室部份23中的構(gòu)形是這樣的，即它成為一個(gè)壓縮室，并且，活塞4和連桿7用作運(yùn)動(dòng)件，使得曲柄臂17起著旋轉(zhuǎn)閥的作用，即其可防止被壓縮空氣的倒流，從而構(gòu)成一個(gè)可稱之為容積式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)。該壓縮機(jī)可用于進(jìn)行增壓工作。該發(fā)動(dòng)機(jī)增壓器的實(shí)施例相當(dāng)于本發(fā)明第4實(shí)施例的增壓器。
現(xiàn)結(jié)合附圖7(a)，7(b)詳細(xì)介紹具有上述結(jié)構(gòu)的增壓器的工作情況。
首先，如圖7(a)所示，發(fā)動(dòng)機(jī)1處于壓縮沖程終了階段，已被點(diǎn)火，活塞4正下行。隨著活塞4的下行，曲軸2如圖2所示沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，連桿7的大端的外圓周表面7b與圓周壁表面27滑動(dòng)接觸。在連桿室部份23中，連桿7將其分成二個(gè)氣室A和B。此時(shí)，已進(jìn)入連桿室部份23中的空氣進(jìn)入氣室B。
然后，隨著曲軸2的旋轉(zhuǎn)，氣室B的容積逐漸減小，同時(shí)氣室A的容積在增加，因此，氣室B中的空氣被壓縮，新空氣吸入連桿室23中。此狀態(tài)示圖7(b)中。
隨著曲軸2從圖7(b)所示位置進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，氣室B將變得更小，而與此同時(shí)，氣室A的容積增加。此時(shí)，在連桿7的大、小端上的密封表面7b和7c在機(jī)體E的圓周壁27及活塞4的周向壁表面4b上滑動(dòng)，與此同時(shí)，在垂直于曲軸軸向的連桿7端面上的密封表面7a與曲軸2的曲柄臂17，與機(jī)體3的滑動(dòng)表面26及活塞的滑動(dòng)表面4a滑動(dòng)接觸，因此，在氣室A和氣室B之間沒有連通關(guān)系。
當(dāng)曲軸2進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)時(shí)，如圖1所示，在曲柄臂17上形成的缺口17a與出口通道11a的出口孔對正，因此，氣室B通過缺口17a與出口通道11a連通。因此，在越過缺口17a及出口通道11a之后，由于氣室B變窄而被壓縮的空氣/燃料混合物在壓力下被送入進(jìn)氣通道11。換句話說，當(dāng)連桿7在該增壓器裝置中處于其壓縮沖程的開始階段時(shí)，所形成的缺口17a的位置與前述開孔對正。
另一方面，氣室A的容積隨著連桿的運(yùn)動(dòng)及活塞的上升而增加，因此，降低了其內(nèi)的壓力，導(dǎo)致相應(yīng)量的空氣/燃油混合物經(jīng)進(jìn)氣管15而吸入。
當(dāng)曲軸2從示于圖1的位置繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，氣室B的容積逐漸變小，并當(dāng)連桿7的大端的外圓周表面上的密封表面7b達(dá)到出口通道11a的下邊緣時(shí)達(dá)到其最小值。換句話說，在那之前，空氣/燃料混合物一直在壓力下被送入進(jìn)氣通道11。
接著，曲軸2繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)使其達(dá)到圖7(a)所示的位置，此時(shí)，在曲柄臂17上的缺口17a與出口通道11a的出口孔不相對正，而且這些孔是被曲柄臂17封住的，因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)1的壓縮沖程期間，容在連桿室23(在氣室A側(cè))中的空氣燃料混合物倒流入進(jìn)氣通道11的情況得以防止。換句話說，在現(xiàn)有技術(shù)的二循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)中為此目的所需的簧片閥裝置在本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)1中是不需要的。
因此，在上述結(jié)構(gòu)的增壓器裝置的情況下，曲軸2每轉(zhuǎn)一圈，相當(dāng)于連桿室23內(nèi)部容積的空氣量及由活塞4沖程排出的空氣量在壓力下被送入進(jìn)氣通道11。另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)1的進(jìn)氣沖程中，當(dāng)進(jìn)氣通道11敞開時(shí)，在進(jìn)氣通道11中的被壓縮的空氣/燃料混合物被供給燃燒室9。
曲軸2，活塞4和連桿7在其滑動(dòng)表面上的潤滑由含在空氣/燃料混合物中的二循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油來完成。
因此，既然本實(shí)施例的增壓器裝置中連桿的芯部19包覆著合成樹脂密封件20，又因?yàn)楹铣蓸渲臒崤蛎浡时冉饘俚?，所以在連桿7和前述室A和B中的壁表面之間的間隙CL1-CL3值可定得盡可能小。換句話說，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)予熱后，間隙CL1-CL3沒有多大變化，所以該增壓器裝置可以可靠地抵抗壓縮泄漏。
另外，也可以使連桿7的重量降下來，因?yàn)楹铣蓸渲刃静?9的比重小。發(fā)動(dòng)機(jī)還可以進(jìn)一步輕量化，因?yàn)榍?7和軸頸部份2a可以設(shè)計(jì)成較小的直徑；旋轉(zhuǎn)另件重量輕可以減小發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)則是其又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。其還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，因?yàn)闃?gòu)成連桿的最終工序是合成樹脂模壓工藝，其借助模型尺寸使連桿的外表面成形，因此不需再對連桿7的外表面進(jìn)行精加工或機(jī)加工。
當(dāng)連桿7的外表面如上述由合成樹脂成形時(shí)，進(jìn)入曲軸箱的外界雜質(zhì)會(huì)嵌入合成樹脂中，可防止燒蝕。合成樹脂還有自潤性并且對其滑動(dòng)表面的阻力小，這可進(jìn)一步防止連桿7的燒蝕。
在本實(shí)施例中，與曲軸軸向垂直的連桿整個(gè)端面包括一個(gè)密封表面7a，但該密封表面7a的構(gòu)形可加以適當(dāng)改變，只要仍可保持相當(dāng)?shù)拿芊庾饔眉纯?。另外，為了在曲軸2的曲柄臂，連桿7，活塞4和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體E的各滑動(dòng)表面之間減小摩擦和增加密封性，可施以氟樹脂涂層，其與魯茨(Roots)式增壓器轉(zhuǎn)子上采用的相同。
另外，在本實(shí)施例中，是使出口通道11a的孔與曲柄臂17的外圓周表面相對，但也可使該孔的位置與曲柄臂17的軸向端面相對，可獲得與上述實(shí)施例同樣的效果。
另外，本實(shí)施例所述的發(fā)動(dòng)機(jī)1帶有垂直的氣缸軸線，但也可利用帶有水平氣缸軸線的本發(fā)明。例如，示于圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)可旋轉(zhuǎn)90°，而在那個(gè)位置使用發(fā)動(dòng)機(jī)。在此種發(fā)動(dòng)機(jī)的布置下，氣室B將置于氣室A之上，假如曲軸箱3中的潤滑油霧落入氣室B中，此潤滑油可被傳送到連桿7的側(cè)表面7d并流至活塞銷21。
換句話說，這種布置由于使活塞銷保持潤滑，則使通常難以潤滑的活塞銷21的壽命得以延長。
另外，所構(gòu)成的本實(shí)施例是帶有普通形狀的曲柄，但也可將其構(gòu)成為只帶有一個(gè)軸頸2a，一個(gè)曲柄臂17的半曲軸結(jié)構(gòu)，曲柄銷18僅置于一側(cè)。
另外，雖然前述的連桿7是在其長度上軸對稱的，但諸如圖8所示形狀的其它形狀也可被采用。
圖8表示連桿的另一實(shí)施例。在圖8中，(a)是前視圖，(b)是沿圖8(a)的VIIIB-VIIIB線所截取的剖視圖，(c)是沿圖8(a)的VIIIC-VIIIC線所截取的剖視圖。該連桿的與圖4相同或相似的部分用相同的標(biāo)號表示，不再作詳細(xì)的說明。
示于圖8的連桿7包括一旦裝于發(fā)動(dòng)機(jī)即可提供密封表面的外形，即因?yàn)橄喈?dāng)于在前述氣室A側(cè)的連桿7的那一側(cè)部份在壓縮期間無密封表面，因此省去了這部份。在圖8中，標(biāo)號30即為在氣室A側(cè)(與側(cè)壁23相對)的那一側(cè)表面。
從圖8(a)-圖8(c)的實(shí)施例來看很明顯，連桿7不必是對稱的。為壓縮曲柄室內(nèi)的空氣，該連桿7設(shè)有密封表面7a，7b ，7c。特別是表面7b和7c應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽?，以便在為獲得曲柄室內(nèi)的高壓縮比的情況下可密封大曲柄角。另外，側(cè)7d的形狀也可利用來增加壓縮比。另一方面，相對壁的形狀(在圖8(a)中連桿7的凹下區(qū)域)對于發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮及增壓沒有任何作用。因此，為減輕連桿7的重量及增加壓縮比，在該實(shí)施例中的連桿的形狀是非對稱的。
除了如圖1-圖8所示的金屬芯部包以合成樹脂的連桿7的結(jié)構(gòu)外，此種結(jié)構(gòu)也可以僅由如圖9和10所示的金屬構(gòu)成。圖9和10表示涉及發(fā)動(dòng)機(jī)增壓器裝置的本發(fā)明的第一和第二實(shí)施例。
圖9是其中連桿完全由金屬材料制成的增壓器裝置的實(shí)施例的剖視圖。圖10是用于圖9所示增壓器的連桿的剖視圖。與前面圖1-圖7所示的相似或相同的部份用相同的標(biāo)號表示，因而將省去對它們的詳細(xì)解釋。
圖9和10中的增壓器裝置是適于四循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置，在此增壓器中，連桿7在其小端裝有襯套31，活塞銷21可滑動(dòng)地插入其中，在其大端裝有襯套32，曲柄銷18可滑動(dòng)地插入其中。當(dāng)制造連桿時(shí)，將這些襯套31，32壓配入連桿體33中。
前述襯套31，32由結(jié)實(shí)堅(jiān)固的材料(例如鍛造的鉻一鉬鋼)制成，形狀為筒形。連桿體33由比襯套31，32比重小的便宜的輕質(zhì)材料組成。連桿體33的此類材料的例子為鋁合金。
另外，連桿7的小端和大端曲率半徑r1，r2及其厚度t設(shè)計(jì)得使r2＞r＞r1及T＞t。在這里，r表示活塞4的圓周壁表面4b的曲率半徑，R是自連桿大端中心至機(jī)體E的圓的凹形區(qū)域22的圓周壁表面的尺寸，T是活塞4的滑動(dòng)表面之間的間隙(見圖5)及曲柄臂17的滑動(dòng)表面之間的間隙(見圖2)。
在本實(shí)施例中，只有連桿7的連接部位由高強(qiáng)度和長壽命的金屬材料制成，而連桿7的大部份包括在容積式壓縮機(jī)中起著運(yùn)動(dòng)件作用的區(qū)域由便宜的材料組成。另外，由于連桿體33是由諸如鋁金屬的輕質(zhì)材料制成，因此當(dāng)其用作構(gòu)成容積式壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)另件時(shí)，連桿7的重量可以減輕。連桿體的重量可通過由鈦制成而進(jìn)一步減輕。
圖9中的發(fā)動(dòng)機(jī)1是四循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，但為本實(shí)施例簡化起見，所示為一單缸結(jié)構(gòu)。在圖9中，標(biāo)號41是安裝于缸蓋8的動(dòng)力閥結(jié)構(gòu)。該動(dòng)力閥結(jié)構(gòu)41是慣用結(jié)構(gòu)，其進(jìn)氣閥42和排氣閥43由共用凸輪軸44驅(qū)動(dòng)。
標(biāo)號45是進(jìn)氣管，其包括進(jìn)氣通道11的一部份，進(jìn)氣通道11由前述的進(jìn)氣閥42打開和關(guān)閉。標(biāo)號46是安裝于進(jìn)氣通道11中的第一節(jié)流閥，標(biāo)號47是將燃油噴入進(jìn)氣通道11的噴油裝置。通入進(jìn)氣箱48的孔設(shè)在前述進(jìn)氣管45的上游。
該進(jìn)氣箱48與發(fā)動(dòng)機(jī)1側(cè)部結(jié)成整體并借助簧片閥裝置49與曲軸箱3的內(nèi)部空間12連通。該簧片閥裝置49構(gòu)形得使空氣僅可從曲軸箱內(nèi)流向進(jìn)氣箱48。另外，通過曲軸箱內(nèi)之空間12內(nèi)、外側(cè)的進(jìn)氣管15經(jīng)第二節(jié)流閥50通至外側(cè)空氣。該第二節(jié)流閥50和前述第一節(jié)流閥46構(gòu)成得可由操作者同時(shí)打開和關(guān)閉，以控制發(fā)動(dòng)機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，但根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作情況，也可使其設(shè)計(jì)得使第一和第二節(jié)流閥46，50不同時(shí)打開和關(guān)閉。
動(dòng)力閥的潤滑裝置51將潤滑油供給動(dòng)力閥；增壓器的潤滑裝置52將潤滑油供給發(fā)動(dòng)機(jī)1的增壓器，前述的動(dòng)力閥潤滑裝置51借助油泵51b將加壓的四循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油從油箱51a送到缸蓋8內(nèi)，另外，油泵51d將在缸蓋8的動(dòng)力閥室的底部聚集并經(jīng)排油孔51C的機(jī)油返回到油箱51a。
上述的增壓器潤滑裝置利用油泵52b將二循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油箱52a中的機(jī)油泵送至發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體E內(nèi)的各個(gè)滑動(dòng)區(qū)域以及進(jìn)氣管15內(nèi)。另外，單向閥52C設(shè)置在各個(gè)通道內(nèi)以便將機(jī)油供給機(jī)體E內(nèi)的各滑動(dòng)表面并防止被壓縮空氣倒流。借助缸體6內(nèi)的油道將機(jī)油供給活塞4的滑動(dòng)區(qū)域。曲軸2內(nèi)的油道，與過去采用的普通供油結(jié)構(gòu)相似，讓機(jī)油供給軸頸部份2a和連桿7大端的滑動(dòng)區(qū)域。機(jī)油得以通過的支路52d也將機(jī)油供給進(jìn)氣管15，而且至這些油道的機(jī)油要在壓力下供給，以克服大流量的阻力并保證油流的穩(wěn)定。
因此，本發(fā)明的增壓器即使與四循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)連用也能提供與示于附圖1-8中實(shí)施例的同類效果。在該增壓器實(shí)施例中，對于曲軸2的每一轉(zhuǎn)，在連桿室部份23中的空氣量以及來自活塞沖程的空氣量在壓力下傳遞以貯存在進(jìn)氣箱48中。然后，在發(fā)動(dòng)機(jī)1進(jìn)氣沖程期間。進(jìn)氣閥42打開，二倍于由前述的一轉(zhuǎn)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的氣量的空氣量被供入燃燒室中。
另外，將連桿7構(gòu)形成如圖11，12所示的形狀。
圖11表示連桿的另一實(shí)施例，其中，連接區(qū)以外的區(qū)域由不同的材料構(gòu)成，并且連桿的外表面包以橡膠密封件。圖12表示又另一個(gè)實(shí)施例，其中，連桿芯部包以橡膠。在這些附圖中，相當(dāng)于前示附圖1-10中示出的部件的那些部件用相同的標(biāo)號表示，因此將省掉詳細(xì)的說明。示于圖11和12的連桿結(jié)構(gòu)相當(dāng)于本發(fā)明的第三實(shí)施例。
示于圖11的連桿7在小端采用了襯套31，活塞銷可滑動(dòng)地穿入其中，在大端采用了襯套32，曲柄銷可滑動(dòng)地穿入其中。這些襯套31，32壓配入連桿體33中，然后連桿體33的外表面再覆以一層橡膠膜34。
前述析橡膠膜34由高耐熱和高耐汽油的橡膠制成并利用諸如硫化粘結(jié)劑的方式將其粘結(jié)在連桿體33的外表面，并且該材料覆蓋在連桿7的密封表面7a，7b上。另外，包覆連桿7大端的橡膠膜34的曲率半徑r2比自連桿大端中心到機(jī)體E的圓的凹形區(qū)域22的圓周壁的曲率半徑R(圖1和圖9)稍大，換句話說，其模制得R＜r2。另外，該連桿7的厚度t比活塞4的滑動(dòng)表面4a(見圖5)之間及二個(gè)曲柄臂17之間(見圖2)的尺寸T稍小。另外，其等于或稍大于示于圖11的襯套的長度t0。換句話說，其模制得T＞t≥t0。
因此，以此方式成形的連桿7與對著氣室A，B(圖1，9)的壁表面處于經(jīng)常的壓力接觸；密封性得以加強(qiáng)，因此，在如此構(gòu)成的容積式空氣壓縮機(jī)的壓縮沖程期間，壓縮空氣難于從氣室B泄漏。
在圖12中，連桿7包括芯部19和包著該芯部的橡膠密封35。用于此密封35的橡膠材料是具有高耐熱及耐汽油的材料，其模制在該芯部19的周圍，形成一個(gè)單一的部份。在本實(shí)施例中，連桿7大、小端的曲率半徑及該桿的厚度是這樣的，即這些區(qū)域與氣室A和B的壁表面是經(jīng)常接觸的，該結(jié)構(gòu)可提供與示于圖11的結(jié)構(gòu)同樣的效果。
如圖12所示，連桿7的芯部19包括二個(gè)沿徑向向外伸出的整體的凸臺區(qū)19a和19b，該結(jié)構(gòu)可增加芯部的強(qiáng)度。
還可以將示于圖1-7的連桿7以示于圖13的方式構(gòu)成。
圖13示出連桿的另一實(shí)施例，其中，滾針軸承裝于其與活塞銷和曲柄銷的連接處。省略了對該圖各部份的詳細(xì)描述，該各部份與示于圖1-7的各部份相似，這些部份用相同的標(biāo)號表示。
示于圖13的連桿7包覆以加強(qiáng)材料41，該材料41起著構(gòu)成包圍芯部19的壓縮室的作用，但這還起著加強(qiáng)材料的作用，該材料可使作用于芯部周圍的燃燒爆發(fā)力轉(zhuǎn)移。該連桿還包括滾針軸承組件42，43，其外軸承座位于芯部19中，即分別在大端的連接部位19a和小端的連接部位19b與曲柄銷18和活塞銷21之間。前述芯部19由淬硬碳鋼制成，而前述加強(qiáng)材料41可包括合成樹脂，或當(dāng)其主要功能是構(gòu)成壓縮室時(shí)包括橡膠，但當(dāng)它還必須予以加強(qiáng)時(shí)，它可由鋁合金或其它輕質(zhì)材料制成。在本實(shí)施例中，該加強(qiáng)材料41是一種輕質(zhì)材料，其由硬模鑄造構(gòu)于芯部19插入件周圍，結(jié)果，芯部19與加強(qiáng)材料41結(jié)成整體。
另外，在該連桿7中，在芯部19的連接部位19a，19b的軸向端部通過加強(qiáng)材料41暴露出來，換句話說，加強(qiáng)材料41在連桿芯部19的中線19c附近較薄。
上述的滾針軸承42，43包括其各自外軸承座42a，43a及滾針軸承42b，43b。外軸承座42a，43a壓配入芯部19的突出部位19a，19b。因此，多個(gè)滾針軸承42b，43b可自由旋轉(zhuǎn)并配入這些軸承座42a，43a和曲柄銷18及活塞銷21之間。這些滾針42b，43b是由與外軸承座42a，43a相似的材料制成(例如為SU1鋼)。
即，在示于圖13的連桿7中，滾針軸承42，43由比其它部位強(qiáng)度高、壽命長的材料制成，而且其采納本發(fā)明第一實(shí)施例的連桿結(jié)構(gòu)。
在圖13所示的結(jié)構(gòu)中，還可以采用滾針軸承但省略外軸承座。在該類結(jié)構(gòu)中，前述的連接部位19a，19b需有較硬的表面(由表面淬火或氮化處理實(shí)現(xiàn))。
也可以在圖8-12所示的連桿7中采用上述的滾針軸承。在此情況下、需將滾針軸承壓配入連桿7的連接部位19a，19b或襯套31，32中，而曲柄銷和活塞銷可活動(dòng)地裝配在滾針軸承內(nèi)。
另外，圖9-12的襯套31，32可由外軸承座42a，43a來代替。在此情況下，外軸承座42a，43a必須為圓筒形并由硬度高，壽命長及強(qiáng)度高的材料(例如SUJ)制成。
如上所述，本發(fā)明的第一實(shí)施例的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)是這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，軸向地支承著曲軸的曲軸箱包括一個(gè)內(nèi)圓周壁，連桿與該壁滑動(dòng)接觸運(yùn)動(dòng)，除曲柄角處于上死點(diǎn)附近的時(shí)間外，連桿將曲軸箱分成二個(gè)室；其中，二室之一與新氣引入裝置連通，而另一個(gè)經(jīng)進(jìn)氣通道與燃燒室連通，并且，在這里，與燃燒室連通的該氣室是壓縮室，在其中，連桿作為構(gòu)成容積式壓縮機(jī)的活動(dòng)件來工作；并且在這里，至少前述連桿的二個(gè)連接部位的活塞銷連接端是由比連桿的基它部位強(qiáng)度高，壽命長的材料制成，并且在這里，對于曲軸的每一轉(zhuǎn)，相當(dāng)于由活塞沖程排出的空氣量及由連桿所包容的空氣量在壓力下被送入燃燒室，借此增加初級壓縮比。
在進(jìn)行曲軸箱增壓中初級壓縮比的增加可提高增壓性能。另外，在設(shè)計(jì)采用連桿作為活動(dòng)件的容積式壓縮器時(shí)，除連接部位外，連桿的所有部位都有可由不昂貴的材料制成，借此使制造成本降低。
最好是，除了由高強(qiáng)度及長壽命材料制成的部位以外的連桿部位由比重小重量輕的材料制成，以便當(dāng)采用連桿作為活動(dòng)件形成容積式壓縮機(jī)時(shí)，連桿的重量可以減輕，借此，使曲軸的曲柄，軸頸和其它部位較小，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)和增壓器更緊湊。因此可獲得減小振動(dòng)的另一優(yōu)點(diǎn)。
另外，靠著氣室的壁表面滑動(dòng)的部位是由橡膠制成的，并在壓力下與這些表面滑動(dòng)接觸，與此同時(shí)形成采用連桿作為活動(dòng)件的容積式壓縮機(jī)，該結(jié)構(gòu)可阻止在容積式壓縮機(jī)壓縮沖程期間被壓縮氣體從壓縮室側(cè)的泄漏。
該結(jié)構(gòu)可提供改善的密封性及高增壓性能。
最好是，與氣室的壁表面滑動(dòng)接觸的連桿的那些部位由合成樹脂制成，在這些合成樹脂部位和前述的壁表面之間有微小的間隙，同時(shí)采用連桿作為活動(dòng)件形成容積式壓縮機(jī)。該結(jié)構(gòu)，除了可允許連桿的較為經(jīng)濟(jì)地制造外，還由于合成樹脂的比重比金屬小而使重量減輕。
因此，曲柄臂，軸頸及曲軸的其它部位可以較小，可允許獲得更緊湊的發(fā)動(dòng)機(jī)和增壓器。另一優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)小。
另外，因?yàn)楹铣蓸渲采w的部位不與壁表面實(shí)際接觸，所以所得增壓器提高了抗磨損性并延長了壽命。
另外，因?yàn)楹铣蓸渲冉饘贌崤蛎浡实?，在連桿和氣室壁表面之間的間隙可設(shè)計(jì)得較小，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的變化導(dǎo)致的間隙的變化很小，因此，可保證高密封性和高增壓性。
另一優(yōu)點(diǎn)是該連桿的最終加工步驟是合成樹脂的模壓，其中，連桿的外表面由金屬模成形，因此，不需要再精加工連桿的外表面。另外，進(jìn)入曲軸箱的外來雜質(zhì)嵌入該合成樹脂中，其結(jié)果，再結(jié)合樹脂的自潤性，可有效地防止連桿的燒蝕。
根據(jù)另一較佳實(shí)施例，增壓發(fā)動(dòng)機(jī)是這樣一種發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，軸向支承著曲軸的曲軸箱包括內(nèi)圓周壁，并且，除了曲柄角在上死點(diǎn)附近的時(shí)間外，連桿將曲軸箱分成二個(gè)室；其中，二個(gè)室中的一個(gè)室與新氣引入裝置相連通，而另一室經(jīng)進(jìn)氣通道與燃燒室相連通，并且在這里，與該燃燒室連通的該室是壓縮室，其中，連桿起著構(gòu)成容積式壓縮機(jī)的活動(dòng)件的作用；并且在這里，高強(qiáng)度，長壽命材料的整體芯部包圍著與活塞稍和曲柄銷滑動(dòng)的前述連桿的連接部位并沿著連桿的中心線將這些部位連接起來；并且在這里，該芯部包覆以密封材料，該密封材料與上述氣室的壁表面相對；并且在這里，該密封材料是其比重比前述芯部小的合成樹脂，因此，由于合成樹脂的熱膨脹率比金屬的小，所以，在連桿和壁表面之間的間隙可設(shè)計(jì)得絕對地最小，因此，由于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度而產(chǎn)生的間隙的變化較小，則增壓器的密封性及性能得以改善。
合成樹脂比芯部的比重小這一事實(shí)表明，連桿的重量可以減輕，借此，可使曲柄臂，軸頸及其它部位具有較小的直徑，發(fā)動(dòng)機(jī)和增壓器裝置可更緊湊，發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)因而可進(jìn)一步減小。
另外，因最后的加工步驟是將合成樹脂模壓在連桿芯部周圍，連桿的外表面由模子的金屬表面成形，因而不需精加工。另外，由于利用合成樹脂構(gòu)成連桿的外表面，進(jìn)入曲軸箱的任何外界雜質(zhì)可嵌入合成樹脂中，借此，再結(jié)合合成樹脂的自潤性，則連桿的燒蝕可基本避免。
再者，因本發(fā)明的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)僅采用一般的發(fā)動(dòng)機(jī)另件，所以它比現(xiàn)有技術(shù)的增壓器結(jié)構(gòu)簡單，另件數(shù)較少。特別是，因曲柄臂完全構(gòu)成了防止被壓縮氣體倒流的旋轉(zhuǎn)閥，所以該裝置不需采用進(jìn)氣系統(tǒng)的單向閥。與現(xiàn)有技術(shù)的曲軸箱式的增壓器比較，其進(jìn)氣阻力降低了，結(jié)構(gòu)簡化了。
另外，因自增壓器裝置的輸出量取決于連桿的寬度、氣缸及沖程，因此在設(shè)計(jì)所需輸出量方面有很大的選擇余地。
權(quán)利要求
1.一種增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，它包括一個(gè)缸體(6)，缸體(6)有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承曲軸(2)的曲軸箱(3)，曲軸(2)借助至少一個(gè)連桿(7)連至至少一個(gè)活塞(4)，該連桿(7)與曲軸箱(3)的內(nèi)圓周壁滑動(dòng)接觸，使得除曲柄角在上死點(diǎn)位置附近外，連桿將曲軸箱(3)內(nèi)部分成二個(gè)氣室(A，B)，其中，一個(gè)氣室與一個(gè)空氣引入裝置連通，而另一個(gè)氣室經(jīng)過進(jìn)氣通道與燃燒室(9)通道，其中，與燃燒室(9)連通的氣室用作壓縮室，該連桿(7)通過改變曲軸箱(3)的內(nèi)部有效容積而形成一壓縮機(jī)元件，其特征在于與活塞(4)的各自活塞銷(21)相連接的連桿(7)的那一端(19b)的強(qiáng)度大于連桿(7)的其它部位的強(qiáng)度。
2.如權(quán)利要求1所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于該較高強(qiáng)度部位比連桿(7)的其它部位的剛度也較大。
3.如權(quán)利要求1和2所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于至少連桿(7)有高強(qiáng)度的那一端(19b)由不同于連桿(7)的其它部位的材料的材料所制成。
4.如前述權(quán)利要求1-3中至少一個(gè)權(quán)利要求所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，在除了采用高強(qiáng)度高剛度材料的部位以外的部位，連桿(7)是由其比重小于較高強(qiáng)度部位的輕質(zhì)合金材料制成的。
5.如前述權(quán)利要求1-4中至少一個(gè)權(quán)利要求所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于與曲軸箱(3)的壁表面(27)滑動(dòng)接觸的連桿(7)的表面(7b)是由橡膠(35)制成的，并且由此橡膠(35)與該壁表面(27)壓縮接觸。
6.如前權(quán)利要求1-5中至少一個(gè)權(quán)利要求所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于與曲軸箱(3)的壁表面(27)滑動(dòng)接觸的連桿(7)的表面(7b)是由合成樹脂制成的。
7.如權(quán)利要求6所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于在連桿(7)的合成樹脂與曲軸箱(3)的壁表面(27)之間有一微小間隙(CL3)。
8.如前述權(quán)利要求1-7中至少一項(xiàng)權(quán)利要求所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于在與活塞(4)滑動(dòng)接觸的部位，在與曲柄銷(18)滑動(dòng)接觸的部位及在沿著連著前述二個(gè)部位的連桿(7)的軸線的芯部(19)，連桿(7)是由高強(qiáng)度和/或高剛度的材料制成的。
9.如權(quán)利要求8所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于提供密封材料涂層(20)來包覆連桿(7)的芯部(19)的外部，與由軸箱(3)的相對壁表面(27)和/或相鄰曲柄臂(17)表成密封。
10.如權(quán)利要求9所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于密封材料是其比重小于構(gòu)成連桿(7)的芯部(19)的材料的比重的合成樹脂。
11.如前述權(quán)利要求1-10中至少一個(gè)權(quán)利要求所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于連桿(7)包括由高強(qiáng)度金屬材料制成的芯部(19)和模壓在其上并形成密封的合成樹脂外包覆層(20)。
12.如前述權(quán)利要求1-11中至少一個(gè)權(quán)利要求所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于曲軸(2)包括一對由曲柄銷(18)連接的曲柄臂(17)，該曲柄臂(17)有面向連桿(7)的平表面并包括在二個(gè)曲柄臂(17)圓周上的缺口(17a)，該缺口(17a)形成在限定著在曲柄臂(17)的連桿側(cè)及其圓周表面上的孔的相同位置處。
13.如權(quán)利要求12所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于缺口(17a)位于相對曲軸(2)旋轉(zhuǎn)方向的曲柄銷的前面。
14.如權(quán)利要求11所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于通過將朝向曲軸(2)軸向的連桿(7)的端表面弄平而在連桿上設(shè)置密封表面(7a)。
15.如權(quán)利要求13和14所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于連桿(7)的厚度(t)稍小于二個(gè)相鄰曲柄臂(17)之間的間隙(T)，而且設(shè)于連桿(7)大端側(cè)對著相關(guān)曲柄臂(17a)的側(cè)表面的該密封表面(7a)以間隙(CL1)面向該側(cè)表面，該間隙的尺寸定得可允許曲柄臂(17)和連桿(7)大端滑動(dòng)，同時(shí)又保持在其間的密封。
16.如權(quán)利要求15所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于相似的間隙(CL1)于連桿(7)的小端處設(shè)在連桿(7)的側(cè)表面(7a)和相關(guān)活塞(4)的相對的平的側(cè)壁表面(4a)之間。
17.如前述權(quán)利要求1-16中至少一個(gè)權(quán)利要求所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于連桿(7)包括有一個(gè)非對稱的形狀，而且該連桿的芯部(19)只局部地包覆一合成樹脂涂層(20)。
18.如權(quán)利要求1-17中至少一項(xiàng)權(quán)利要求所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于連桿(7)包括于大，小端壓配入連桿體(33)的襯套(31)。
19.如權(quán)利要求18所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于連桿體(33)包括其比重比襯套(31)小的輕質(zhì)材料，具體來說、連桿體(33)包括鋁金屬。
20.如權(quán)利要求1-19中至少一個(gè)權(quán)利要求所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于連桿(7)的外表面包覆以橡膠密封(34，35)。
21.如權(quán)利要求20所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于連桿(7)包括連桿體(33)，連桿體(33)在其小端和大端支承著壓配入的襯套(31)，用于分別可滑動(dòng)地接納活塞銷和曲柄銷(18，21)，其中，連桿體的外表面包覆以一層橡膠膜(34)。
22.如權(quán)利要求21所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于由橡膠制成的連桿(7)的包覆層是高耐熱及高耐汽油的并模制于連桿體(33)的周圍。
23.如前權(quán)利要求1-22中至少一個(gè)權(quán)利要求所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于連桿(7)包覆以一種加強(qiáng)材料(41)。
24.如權(quán)利要求23所述的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于連桿(7)在其小端和大端包括滾針軸承(42，43)。
全文摘要
本發(fā)明涉及曲軸箱壓縮式增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，連著燃燒室的曲軸箱內(nèi)形成的氣室用作壓縮室，介于曲軸和活塞之間的連桿通過改變曲軸箱的內(nèi)部有效容積而構(gòu)成壓縮機(jī)元件，其中，至少連著各個(gè)活塞頭的活塞銷的連桿的那一端的強(qiáng)度大于連桿其它部位的強(qiáng)度。
文檔編號F02B41/00GK1168946SQ9510645
公開日1997年12月31日 申請日期1995年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月27日
發(fā)明者Y·牧野 申請人:雅馬哈發(fā)動(dòng)機(jī)株式會(huì)社