專利名稱：新型曲軸連桿機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及曲軸連桿傳動機構(gòu)，特別是內(nèi)燃發(fā)動機用偏置曲軸配合彎曲連 桿的曲軸連桿機構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有內(nèi)燃發(fā)動機的曲軸連桿機構(gòu)中普遍采用普通直連桿，即連桿的大、小軸孔 圓心連線與連桿桿身中線重合。為了與固定在氣缸中線位置的曲軸相配合，普通連桿只 能通過改變連桿長度與不同半徑的曲軸配合來達到實現(xiàn)各種所需扭矩的目的?，F(xiàn)有普通 連桿結(jié)構(gòu)和與曲軸配合方式，在連桿長度與曲軸半徑配合一定時，要額外再增加曲軸扭 力方面均受到種種局限和制約(對于此點，將結(jié)合說明書部分進一步對比分析)。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種與曲軸配合的可選擇范圍更廣、抗應(yīng)變承受力更 大的新型曲軸連桿機構(gòu)。本新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種新型曲軸連桿機構(gòu)，包括，活塞，氣缸，曲 軸，連桿，其中，連桿由連桿小頭、連桿桿身和連桿大頭以及連桿蓋組成，連桿桿身靠 近連桿小頭的部分為直桿段，連桿桿身靠近連桿大頭的部分逐漸向連桿中線一側(cè)彎曲而 形成彎曲段，該彎曲段形成內(nèi)彎肩部和外彎肩部，該彎曲段的彎曲量大于0，該彎曲量為 連桿大頭軸孔圓心至連桿桿身中線之間的距離；該連桿桿身中線為連桿直桿段的中線， 連桿小頭軸孔圓心在連桿桿身中線上或者不在連桿桿身中線上。上述連桿蓋的端面上設(shè)置有防橫向搓動的防滑凹槽，連桿大頭的端面上有與防 滑凹槽相適配的防滑凸齒。上述連桿大頭的內(nèi)彎肩部兩側(cè)分別設(shè)有與連桿大頭軸孔相連的第一加強臂，連 桿大頭的內(nèi)彎肩部與連桿蓋的接合部位上設(shè)有第二加強臂，第二加強臂與該內(nèi)彎肩部兩 側(cè)的第一加強臂相互連接為一體。上述連桿蓋上有兩個螺栓孔，該兩螺栓孔之間設(shè)有形成整體的第三加強臂。上述連桿大頭軸孔內(nèi)位于外彎肩部一側(cè)設(shè)置有曲軸半瓦定位槽。上述連桿桿身的直線段的橫斷面為“H”字形、或偏“H”字形、或“T”字
形、或“工”字形。上述曲軸與連桿配合后曲軸的中線偏離氣缸的中線。還具有與活塞連桿連接的氣缸，該氣缸下部設(shè)有用作與連桿配合的開口。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本新型具有以下特點1、彎曲連桿與偏置曲軸相配合，整體結(jié)構(gòu)更為合理。2、抗應(yīng)變承受力方面彎曲連桿結(jié)構(gòu)的合理運用能滿足配合各種不同偏置曲軸增 加扭力需要，具有普通連桿所不能發(fā)揮的作用。將在具體實施方式
中，從力學(xué)的角度和從連桿曲軸配合的角度作詳細闡述。
圖1、圖2是兩種典型的普通連桿的主視圖；圖3是本新型彎曲連桿的主視圖；圖4、圖5和圖6分別是具有不同彎曲量和不同連桿蓋與連桿桿身的連接方向和 不同連桿蓋與連桿桿身的連接角度的本新型彎曲連桿的主視圖；圖7、圖8分別是本新型彎曲連桿中連桿宏曲線、彎曲量、連桿桿身中線、連桿 大頭內(nèi)彎局部曲線和外彎局部曲線的示意圖；圖9和圖10是本新型彎曲量較小的兩個彎曲連桿的示意圖；圖11是本新型彎曲連桿上加強臂和防滑結(jié)構(gòu)設(shè)置的示意圖；圖12是圖11所示彎曲連桿的立體圖；圖13 圖28是16種具有不同彎曲量和不同連桿蓋與連桿桿身的連接方向以及 不同內(nèi)(外)彎曲肩部曲線和不同局部加強方式的本新型直邊或圓邊的彎曲連桿的示意 圖；圖29-1、圖29-2分別是現(xiàn)有普通連桿和曲軸配置下的活塞上行程和下行程的示 意圖；圖30-1和圖30-2、圖31-1和圖31-2、圖32_1和圖32_2以及圖33_1和圖33_2 是本新型彎曲連桿的彎曲量以及曲軸偏置量從較小到適中再到較大過渡的四個配合實 例；圖34-1和圖34-2分別是本新型第一種加強型連桿小頭的主視圖和立體圖；圖35-1和圖35-2分別是本新型第二種加強型連桿小頭的主視圖和立體圖；圖36-1和圖36-2分別是本新型第三種加強型連桿小頭的主視圖和立體圖；圖37-1和圖37-2分別是本新型第四種加強型連桿小頭的主視圖和立體圖；圖38-1是本新型第一種彎曲連桿的主視圖；圖38-2是本新型第一種彎曲連桿的立體圖；圖38-3是圖38-2所示連桿桿身直線段(H型)斷面的立體圖；圖39-1是本新型第二種彎曲連桿的立體圖；圖39-2是圖39-1第二種彎曲連桿的主視圖；圖39-3是圖39-1所示連桿桿身直線段(T型)斷面的立體圖；圖40-1是本新型第三種彎曲連桿的主視圖；圖40-2是圖40-1的立體圖；圖40-3是圖40-2所示連桿桿身直線段(偏H型)斷面的立體圖；圖41-1是本新型第四種彎曲連桿的主視圖；圖41-2是圖41-1的立體圖；圖41-3是圖41-2所示連桿桿身直線段(工型)斷面的立體圖；圖42-1和圖42-2均是本新型開口氣缸中第一種連桿與偏置曲軸配合方式的上下 行程示意圖；圖43-1和圖43-2均是本新型開口氣缸中第二種彎曲量的彎曲連桿與偏置曲軸配 合方式的上下行程示意圖；[0044]圖44-1和圖44-2、圖44_3和圖44_4均是本新型第三種彎曲量的彎曲連桿與偏 置曲軸配合方式的上下行程示意圖；圖45是圖44-4所示彎曲連桿與偏置曲軸相配合氣缸開口的立體圖；圖46是本新型的四缸發(fā)動機立體圖；圖47是本新型V8缸發(fā)動機的立體圖。
具體實施方式
圖3示出，本新型包括活塞，氣缸，曲軸，連桿，其中，連桿由連桿小頭1、 連桿桿身3和連桿大頭6以及連桿蓋8組成，連桿桿身3靠近連桿小頭1的部分為直桿 段，連桿桿身靠近連桿大頭的部分逐漸向連桿中線一側(cè)彎曲而形成彎曲段，該彎曲段形 成內(nèi)彎肩部4和外彎肩部5，該彎曲段的彎曲量大于0，該彎曲量為連桿大頭軸孔圓心至 連桿桿身中線之間的距離；該連桿桿身中線為連桿直桿段的中線，連桿小頭軸孔圓心在 連桿桿身中線上或者不在連桿桿身中線上。參見圖11、圖12，連桿蓋8的端面上設(shè)置有防橫向搓動的防滑凹槽14，連桿大 頭的端面上有與防滑凹槽14相適配的防滑凸齒15。連桿大頭6的內(nèi)彎肩部4兩側(cè)分別設(shè) 有與連桿大頭軸孔相連的第一加強臂16，連桿大頭的內(nèi)彎肩部4與連桿蓋8的接合部位上 設(shè)有第二加強臂17，第二加強臂與該內(nèi)彎肩部兩側(cè)的第一加強臂相互連接為一體。連桿 蓋8上有兩個螺栓孔，該兩螺栓孔之間設(shè)有形成整體的第三加強臂18。連桿大頭6軸孔 內(nèi)位于外彎肩部5 —側(cè)設(shè)置有曲軸半瓦定位槽19。參見圖38 41，連桿桿身3的直線段的橫斷面為“H”字形、或偏“H”字 形、或“T”字形、或“工”字形。彎曲連桿配合偏置曲軸的曲軸連桿機構(gòu)能使發(fā)動機在做功行程的曲軸扭矩增 大，要最大限度的發(fā)揮這一優(yōu)勢的關(guān)鍵是，不同曲軸偏置量配合適度彎曲量的彎曲連 桿；相對普通連桿來看，普通連桿是配合固定在氣缸中線位置的曲軸，可選擇范圍只是 連桿長度與不同半徑的曲軸配合，而彎曲連桿配合偏置曲軸的曲軸連桿機構(gòu)的可選擇范 圍較廣泛，不僅是連桿長度與不同半徑的曲軸配合，還可選擇彎曲連桿的彎曲量和與之 相適應(yīng)的曲軸偏置量配合；彎曲連桿配合偏置曲軸，其曲軸偏置距離氣缸中線位置大于 零；彎曲連桿抗應(yīng)變承受力(當材料一定時)取決于曲軸偏置量、曲軸半徑和彎曲連桿的 彎曲量以及相應(yīng)連桿自身整體與局部形狀體積的合理性。1、區(qū)別于普通連桿，彎曲連桿的形狀特征圖1、圖2為兩種典型的普通連桿(1)普通連桿各部位名稱(如圖1) 101、連桿小頭；102、小頭軸孔；103、連 桿大頭；104、大頭軸孔；105、連桿桿身；106、連桿蓋；107、大頭左肩部，108、大 頭右肩部；109、連桿螺栓；圖2中，線段AB為連桿大、小頭軸孔圓心連線；線段CD為連桿桿身中線。普通連桿的特征連桿大、小頭軸孔圓心連線與連桿桿身中線重合；由于連桿 蓋與連桿桿身的連接方向不同，圖1、圖2兩種普通連桿，形成兩種不同的典型連桿肩部 特征，一是(如圖1)左右大頭肩部形狀長短是關(guān)于連桿桿身中線兩側(cè)對稱的；連桿蓋 與連桿桿身的連接方向是與連桿大、小頭軸孔圓心連線垂直的。二是(如圖2)左右大頭肩部形狀長短是關(guān)于連桿桿身中線兩側(cè)非對稱的，圖2中左邊大頭肩部長，右邊大頭 肩部短；連桿蓋與連桿桿身的連接方向與連桿大、小頭軸孔圓心連線成一定角度θ (普 通連桿一般采用45度角)。(2)彎曲連桿的各部位名稱(如圖3) 1、連桿小頭；2、小頭軸孔；3、連桿桿 身；4、(大頭)內(nèi)彎肩部；5、(大頭)外彎肩部；6、連桿大頭；7、大頭軸孔；8、連 桿蓋；9、連桿螺栓。彎曲連桿桿身中線彎曲連桿桿身在連桿小頭方向為直桿段，此段連桿是伸 入氣缸中的部位，因為，就此段連桿而言，相同長度的直桿較曲桿為最短，直桿重量也 最輕，并且直桿的承載力最大，所以，在任何情況下，此段連桿都不會也不應(yīng)該是彎曲 的，因此，連桿桿身的直桿段就存在連桿桿身中線；并且，連桿桿身中線過連桿小頭軸 孔圓心。也有特例，連桿桿身中線不過連桿小頭軸孔圓心(如連桿小頭軸孔旁置)， 但可作過連桿小頭軸孔圓心與連桿桿身中線的平行線代替中線。(彎曲連桿直桿段邊緣可 能有一定鑄造拔模曲線(弧度)，這不影響這段直桿的意義)。圖4、圖5、圖6、線段cd，c' d'、C” d”，稱為彎曲連桿桿身直線段中線。圖4、圖5、圖6、線段bf，b' f'、b” f”，即彎曲連桿桿身中線距離大頭軸
孔圓心間的垂直距離B、B'、B”，統(tǒng)稱為彎曲連桿的彎曲量B(即偏離度)。 在氣缸中連桿小頭軸孔圓心是與活塞軸圓心重合同心的，活塞軸圓心始終在氣 缸中線上，也就是連桿小頭軸孔圓心始終在氣缸中線上，彎曲連桿大頭與偏置曲軸曲拐 (也稱曲柄)軸相連，旋轉(zhuǎn)偏置曲軸，此時，彎曲連桿以小頭軸孔圓心為支點在與活塞上 下運動的同時，彎曲連桿桿身能基本保持在氣缸中線兩側(cè)對稱擺動；假設(shè)，我們在偏置 曲軸上換用普通連桿，旋轉(zhuǎn)偏置曲軸，此時，普通連桿以小頭軸孔圓心為支點在與活塞 上下運動的同時，普通連桿桿身會向偏置曲軸方向大弧偏離氣缸中線擺動，曲軸水平偏 置量越大其偏離氣缸中線擺弧就越大。因此，當曲軸水平偏置量距離氣缸中線位置大于 零時，使用具有與曲軸水平偏置距離相等彎曲量的彎曲連桿，可以使彎曲連桿桿身基本 保持在氣缸中線兩側(cè)對稱擺動。我們把彎曲連桿桿身中線也稱為宏直線13，把沿彎曲連桿連接大、小頭軸孔圓 心的曲線稱為宏曲線10，(圖7、圖8)中連桿宏曲線與連桿宏直線指連桿的整體直線與 整體彎曲弧度，是確定連桿整體輪廓的量；連桿的彎曲量Bi、B2是確定連桿宏曲線的 彎曲弧度依據(jù)，不同的彎曲量Bl和B2使彎曲連桿具有完全不同的彎曲輪廓和截面積， 用于配合不同偏置量的曲軸。連桿宏曲線與在連桿邊線上的內(nèi)彎肩部曲線11和外彎肩部 曲線12的區(qū)別是宏曲線是整體彎曲弧度，內(nèi)彎肩部曲線和外彎肩部曲線是拔模彎曲弧 度。同樣的，前面(2)中所說的連桿小頭向直桿段中線，就是指連桿宏直線，直桿段拔 模邊線可以是多樣的。類似的，在確定連桿宏直線和連桿宏曲線后，可鑄造多種拔模形 狀的連桿，如直邊連桿、圓邊連桿等等(如圖19與圖21)；以此優(yōu)化彎曲連桿局部受 力面，配合不同偏置量和不同半徑的曲軸，即適度的曲軸偏置量配合適度彎曲量的彎 曲連桿。這就產(chǎn)生了彎曲連桿彎曲形狀的多樣性，但彎曲連桿有區(qū)別于普通連桿的形狀 特征。(3)彎曲連桿的特征①、(如圖6)彎曲連桿桿身在連桿小頭方向為直桿(圖6:中連桿小頭方向為直桿段，此段是伸入氣缸中的部位)；連桿桿身在靠近連桿大頭方向逐漸向一側(cè)彎曲；②、圖3、圖4、圖5、圖6彎曲連桿大、小頭軸孔圓心連線與連桿桿身中線為不 平行的兩條直線；即彎曲連桿大、小頭軸孔圓心連線偏離連桿桿身中線。③、小彎曲量的彎曲連桿圖4與普通連桿圖2有非常相似的地方，其主要區(qū)別在 于圖4中彎曲連桿大、小頭軸孔圓心連線與連桿桿身中線為不平行的兩條直線；換句 話說彎曲連桿大、小頭軸孔圓心連線不與連桿桿身中線重合。④、圖3、圖4、圖5、圖6中彎曲連桿大頭軸孔圓心都處于各自小頭方向直桿段 中線(連桿桿身中線)的一側(cè)；⑤、彎曲連桿大頭兩側(cè)肩部(即大頭內(nèi)彎肩部和外彎肩部)同時都向一側(cè)彎曲包 圍大頭軸孔；雖然，圖2所示普通連桿也有兩側(cè)肩部同時都向一側(cè)彎曲包圍大頭軸孔， 但圖2所示普通連桿的大、小頭軸孔圓心連線與連桿桿身中線重合。所以，彎曲連桿大 頭兩側(cè)肩部(即大頭內(nèi)彎肩部和外彎肩部)同時都向一側(cè)彎曲包圍大頭軸孔，并且，彎曲 連桿大、小頭軸孔圓心連線不與連桿桿身中線重合。⑥、在特殊情況下(如圖9、圖10，)當彎曲量B較小時，連桿桿身不必彎曲， 連桿桿身是直桿狀的，但連桿大頭軸孔圓心仍處于直桿桿身中線的一側(cè)，連桿大頭外彎 肩部彎曲線等于直線(如圖9)或反向微彎包圍大頭軸孔(如圖10)。 ⑦、圖3、圖4、圖5、圖6中，be、b' e'、b” e”等是過彎曲連桿大頭軸孔 圓心，并與連桿螺栓平行線段，表示連桿蓋與連桿桿身的連接方向；S、δ U δ 2等表 示連桿蓋與連桿桿身的連接角度。連桿蓋與連桿桿身的連接方向直接影響彎曲連桿大頭 內(nèi)彎肩部和外彎肩部的長短；根據(jù)彎曲連桿的不同彎曲量，連桿蓋與連桿桿身的不同連 接方向，在連桿蓋與彎曲連桿大頭內(nèi)彎肩部和外彎肩部連接形成圓周整體的同時，可發(fā) 揮連桿蓋對彎曲連桿大頭的內(nèi)彎肩部在側(cè)向受力時和外彎肩部(圖3至圖6有不同δ角 度)的連接助力作用。2.根據(jù)發(fā)動機用途性質(zhì)不同，需要根據(jù)不同曲軸偏置量配合適度彎曲量的彎曲 連桿。彎曲連桿的彎曲量B與曲軸的偏置量成正比關(guān)系，根據(jù)連桿的彎曲量B和連桿 彎曲弧度(連桿宏曲度)配合所需的曲軸偏置量，來確定連桿內(nèi)彎肩部曲線傾度和肩部 形狀厚度，進一步確定連桿蓋與連桿桿身不同的連接方向的角度，連桿蓋與連桿桿身的 連接方向自然影響連桿大頭內(nèi)彎肩部的弧長(包括肩部形狀厚度和長短)，對連桿局部和 整體的強度有顯著的影響；由于彎曲連桿配合偏置曲軸工作較普通連桿配合無偏置曲軸 工作情況更為復(fù)雜，需要根據(jù)曲軸的偏置量和曲軸半徑大小、活塞直徑等因素確定彎曲 連桿承載力限度，配合適當彎曲量的彎曲連桿和確定連桿蓋與連桿桿身不同的連接方向 的角度，下面列出多種不同彎曲量和連桿蓋以及連桿桿身不同的連接方向角度的彎曲連 桿如圖13至圖28。圖29-1、圖29-2是普通發(fā)動機(普通連桿與無偏置曲軸)配合(上下行程)實 例。圖30-1、圖30-2至圖33-1、圖33_2是彎曲連桿的彎曲量與曲軸偏置量從較小 到適中再到較大過渡的配合(上下行程)實例；其中圖30-1、圖30-2是用圖13彎曲 連桿的配合實例，圖31-1、圖31-2是用圖18彎曲連桿的配合實例，圖32-1、圖32_2是用圖19彎曲連桿的配合實例，圖33-1、圖33-2是用圖25彎曲連桿的配合實例。從以上圖列中可以看出，彎曲連桿的彎曲量是與曲軸偏置量相適應(yīng)的，當連桿 的彎曲量與曲軸偏置量均為零時，就是現(xiàn)有普通發(fā)動機；當連桿的彎曲量與曲軸偏置量 (由零開始)從小到大逐漸匹配增加到適當?shù)牧繒r(適當?shù)牧恐高B桿的彎曲量與曲軸偏置 量在合理的限度內(nèi))，就能達到從現(xiàn)有普通發(fā)動機向彎曲連桿偏置曲軸發(fā)動機逐漸過渡， 實現(xiàn)增加不同曲軸扭矩的系列發(fā)動機。由于彎曲連桿的彎曲量可任意選擇，彎曲連桿的用途范圍適用于曲軸偏置量大 于零的曲軸配合，因此，可以說彎曲連桿偏置曲軸發(fā)動機的特征是彎曲連桿的彎曲量 大于零，并且曲軸偏置量大于零。3.彎曲連桿整體抗應(yīng)變承受力(當材料一定時)取決于曲軸偏置量、曲軸半徑和 彎曲連桿的彎曲量以及相應(yīng)連桿自身整體與局部形狀體積的合理性。與普通直連桿不同，彎曲連桿以彎曲方式傳導(dǎo)動力，由于連桿各處應(yīng)力是在單 位面積上所承受的附加內(nèi)力，活塞與曲軸通過彎曲連桿相互作用，彎曲連桿大、小頭軸 孔在工作中受活塞與曲軸的擠壓(過彎曲連桿小頭圓心與大頭圓心連線的部位受力較 大)，動力是從小頭軸孔通過連桿桿身傳導(dǎo)到大頭軸孔，因此彎曲連桿在動力傳導(dǎo)路徑上 側(cè)拉應(yīng)力和壓應(yīng)力同時存在，彎曲連桿整體抗應(yīng)變承受力(當材料一定時)取決于曲軸偏 置量、曲軸半徑和彎曲連桿的彎曲量以及相應(yīng)連桿自身整體與局部形狀體積的合理性。 要提高零件的整體性剛度，可選用高彈性模量的材料(如高強度的鑄造合金鋼 或鈦合金等)和適當加大承載的橫截面積，尤其是連桿小頭和彎曲連桿大頭內(nèi)彎肩部 (內(nèi)彎肩部曲線傾度和內(nèi)彎肩部厚度以及適當減小彎曲連桿的連桿蓋與連桿桿身的連接角 度，比如圖6中δ2角度)的形狀體積，可提高連桿局部和整體的強度，在必要時，當內(nèi) 彎肩部厚度(例如圖28彎曲連桿的內(nèi)彎肩部厚度就較其他彎曲連桿內(nèi)彎肩部要厚實些) 增到一定程度時可以匹配的調(diào)整曲軸相對氣缸下緣的垂直高度距離h(圖33-1)。彎曲連桿有很多方式可合理優(yōu)化彎曲連桿的局部形狀持征，下面給出一些實 例，說明可合理優(yōu)化彎曲連桿各個部位的形狀①、彎曲連桿大頭處各加強臂，即彎曲連桿桿身經(jīng)螺栓與連桿蓋連接形成連桿 大頭整體的周邊各加強臂的應(yīng)用形式和作用以圖11、圖12為例，由于彎曲連桿是在偏置曲軸上工作的，它不同于普通直連 桿工作時的受力部位，在連桿大頭內(nèi)彎肩部兩側(cè)設(shè)有與螺釘口和大頭軸孔相連的第一加 強臂16 ；連桿大頭內(nèi)彎肩部與連桿蓋二者的連接面上均設(shè)有用于相互連接為一體的第二 加強臂17 ；在連桿桿身與連桿蓋的連接處設(shè)有防橫向搓動的防滑凹槽14和防滑凸齒15 ； 同時連桿蓋兩螺栓孔之間也設(shè)有使其形成整體的第三加強臂18，使內(nèi)彎肩部通過連桿蓋 經(jīng)螺栓連接與外彎肩部連成圓周整體，在與連桿桿身與連桿蓋連接處的防橫向搓動防滑 凹槽、防滑凸齒和上述各加強臂的共同作用下，使內(nèi)彎肩部通過連桿蓋經(jīng)螺栓連接與外 彎肩部同時承受彎曲連桿的側(cè)向應(yīng)力；在此情況下，內(nèi)彎肩部要想變形的前提是大頭軸 孔必須變大或整個圓周失圓變形，發(fā)揮連桿蓋與連桿桿身的連接形成整體作用，使大頭 軸孔圓周難以增大變形。②、彎曲連桿小頭存在側(cè)向受力，其大小與彎曲連桿的彎曲量有關(guān)；彎曲連 桿小頭和小頭頸部(連桿小頭與桿身連接外)周邊各加強臂的應(yīng)用形式和作用的形狀特征由于受力與形狀體積密切相關(guān)，視圖本身可以說明彎曲連桿小頭和小頭頸部周 邊各加強臂的應(yīng)用形式和作用的形狀特征在彎曲連桿小頭有如圖34-1、圖34-2、圖35_1、圖35_2、圖36_1、圖36_2、 圖37-1、圖37-2等幾種形式的連桿小頭加強方式。③、彎曲連桿的各種截面類型，也是為了適應(yīng)各種彎曲連桿的需要在增強彎曲連桿局部強度的同時，連桿的整體重量會增加，為了減輕連桿桿身 的重量，可使用適當?shù)倪B桿桿身橫截面，至少有四種形式即“H”字形(圖38-1、圖 38-2、圖 38-3)、" "字形(圖 39-1、圖 39-2、圖 39-3)、偏 “H” 字形(圖 40-1、 圖 40-2、圖 40-3)、 “工”字形(圖 41-1、圖 41-2、圖 41-3)。④、大頭軸孔中曲軸半瓦定位槽19設(shè)置在靠近受力相對較小的連桿大頭外彎肩 部一側(cè)(如圖12)；總之，根據(jù)發(fā)動機用途與曲軸偏置量以及活塞直徑和活塞行程(即排量大小)等 綜合確 定適當?shù)膹澢B桿參數(shù)和形狀體積，才能充分發(fā)揮彎曲連桿配合偏置曲軸的曲軸 連桿機構(gòu)的作用。4.彎曲連桿的彎曲量與曲軸的偏置量不成比例關(guān)系的配合方式。圖43-1、43-2、與圖44-1、44-2、44-3、44-4,是另一種配合方式彎曲連桿 的彎曲量與曲軸的偏置量不成比例關(guān)系，即較小彎曲量的彎曲連桿與較大偏置量的曲軸 配合，其中圖43-1、圖43-2是用圖15彎曲連桿的配合實例；圖44_1、至圖44_4是用 圖17彎曲連桿的配合實例。這種配合有兩方面意義，一在做功行程(如圖43-1和圖44-1)，可使小彎曲量的 彎曲連桿桿身在受力做功方向更靠近垂直做功方向，使活塞側(cè)向水平分力轉(zhuǎn)化為有效動 力。二較小彎曲量的彎曲連桿的耐受力較好，適宜滿足大功率發(fā)動機使用，與較大偏置 量的曲軸配合，實現(xiàn)曲軸產(chǎn)生更大扭力。較小彎曲量的彎曲連桿與較大偏置量的曲軸配合，自然全產(chǎn)生活塞上行時，如 壓縮行程，由于連桿彎曲量較小，使得彎曲連桿桿身因較大偏置量的曲軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的較 大擺動，超出氣缸下邊緣界線，我們在氣缸下邊緣靠近曲軸偏置方向開口(如圖43-1和 圖44-4)(圖45示出氣缸開口 20)，開口高度最高不高過，活塞下止點時活塞掃油環(huán)下線 (最好距活塞掃油環(huán)下線一定距離)，寬度以適當超過連桿厚度，深度掏穿缸套深及缸體 (深度具有使連桿運動的空間，圖中沒有示出缸體)。這種配合在壓縮行程，活塞上行時，如圖44-2、圖44-3、圖44_4，當壓縮行程 前期(約行程的一半)，如圖44-2到圖44-3，氣缸內(nèi)壓力從零逐漸增大(活塞頂部箭頭 大小多少表示)，活塞壓縮到行程約一半時氣缸內(nèi)壓力不大，活塞側(cè)向水平分力也不大； 當壓縮行程后期，如圖44-3到圖44-4，氣缸內(nèi)壓力逐漸增大(活塞頂部箭頭大小多少表 示)，但此階段，如圖中軸心旋轉(zhuǎn)箭頭所示，曲軸曲柄帶動連桿，沿曲柄圓周逐漸向氣缸 中線方向運動，使連桿相對氣缸中線的傾度逐漸變小，所以，在氣缸內(nèi)壓力逐漸增大的 同時活塞側(cè)向水平分力不會隨之增大；還因為，壓縮行程氣缸內(nèi)達到最大壓力時，遠遠 小于做功燃爆行程時的氣缸內(nèi)壓力，如圖44-1與圖44-4的比較(活塞頂部箭頭大小多 少表示)；所以，偏置曲軸在壓縮行程不會產(chǎn)生活塞側(cè)向水平分力隨之增大的情況。如上可行性分析的意義，同樣適用于圖30-1、圖30-2;圖31-1、圖31-2;圖32-1、圖 32-2；圖33-1、圖33-2，彎曲連桿配合偏置曲軸使活塞在壓縮行程時有類似情況。如圖42-1、圖42-2，還有另一種氣缸開口配合方式普通連桿與有一定偏置量 的曲軸配合，有一定偏置量是指，活塞在壓縮行程時連桿的最大擺動在氣缸最大開口量 (開口高度在活塞下止點時，活塞掃油環(huán)下線以內(nèi))的限度內(nèi)。圖46是本新型運用圖25彎曲連桿配合偏置曲軸的四缸發(fā)動機實例；圖47是本 新型運用圖2 6彎曲連桿配合偏置曲軸的V型8缸發(fā)動機的實例。
權(quán)利要求1.一種新型曲軸連桿機構(gòu)，包括，活塞，氣缸，曲軸，連桿，其中，連桿由連桿小 頭(1)、連桿桿身(3)和連桿大頭(6)以及連桿蓋(8)組成，其特征是所述連桿桿身(3) 靠近連桿小頭(1)的部分為直桿段，連桿桿身靠近連桿大頭的部分逐漸向連桿中線一側(cè) 彎曲而形成彎曲段，該彎曲段形成內(nèi)彎肩部(4)和外彎肩部(5)，該彎曲段的彎曲量大于 0，該彎曲量為連桿大頭軸孔圓心至連桿桿身中線之間的距離；該連桿桿身中線為連桿直 桿段的中線，連桿小頭軸孔圓心在連桿桿身中線上或者不在連桿桿身中線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型曲軸連桿機構(gòu)，其特征是所述連桿蓋(8)的端面上設(shè)置 有防橫向搓動的防滑凹槽(14)，連桿大頭的端面上有與防滑凹槽(14)相適配的防滑凸齒 (15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述新型曲軸連桿機構(gòu)，其特征是所述連桿大頭(6)的內(nèi)彎肩部 (4)兩側(cè)分別設(shè)有與連桿大頭軸孔相連的第一加強臂(16)，連桿大頭的內(nèi)彎肩部(4)與連 桿蓋(8)的接合部位上設(shè)有第二加強臂(17)，第二加強臂與該內(nèi)彎肩部兩側(cè)的第一加強 臂相互連接為一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述新型曲軸連桿機構(gòu)，其特征是所述連桿蓋(8)上有兩個螺栓 孔，該兩螺栓孔之間設(shè)有形成整體的第三加強臂(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述新型曲軸連桿機構(gòu)，其特征是所述連桿大頭(6)軸孔內(nèi)位于 外彎肩部(5) —側(cè)設(shè)置有曲軸半瓦定位槽(19)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一權(quán)利要求所述新型曲軸連桿機構(gòu)，其特征是所述連桿桿 身(3)的直線段的橫斷面為“H”字形、或偏“H”字形、或“T”字形、或“工”字 形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述新型曲軸連桿機構(gòu)，其特征是所述曲軸與連桿配合后曲軸 的中線偏離氣缸的中線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述新型曲軸連桿機構(gòu)，其特征是還具有與活塞連桿連接的氣 缸，該氣缸下部設(shè)有用作與連桿配合的開口(20)。
專利摘要一種新型曲軸連桿機構(gòu)，屬內(nèi)燃發(fā)動機用曲軸連桿機構(gòu)。包括，活塞，氣缸，曲軸，連桿，其中，連桿由連桿小頭、連桿桿身和連桿大頭以及連桿蓋組成，連桿桿身靠近連桿小頭的部分為直桿段，連桿桿身靠近連桿大頭的部分逐漸向連桿中線一側(cè)彎曲而形成彎曲段，該彎曲段形成內(nèi)彎肩部和外彎肩部，該彎曲段的彎曲量大于0，該彎曲量為連桿大頭軸孔圓心至連桿桿身中線之間的距離；該連桿桿身中線為連桿直桿段的中線，連桿小頭軸孔圓心在連桿桿身中線上或者不在連桿桿身中線上。彎曲連桿與偏置曲軸相配合，在整體結(jié)構(gòu)上設(shè)計合理，具有傳動效率高的特點。彎曲連桿結(jié)構(gòu)的合理運用能滿足配合各種不同偏置曲軸增加扭力需要，具有普通連桿所不能發(fā)揮的作用。
文檔編號F16C7/02GK201794904SQ201020529688
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者劉若丹 申請人:劉若丹