专利名称：斯特林发动机的多偏心传动结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种传动结构，具体涉及一种斯特林发动机的多偏心传动结构。
背景技术：
斯特林发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。这是一种外燃发动机，使燃料连续地燃烧，蒸发的膨胀氢气(或氦)作为动力气体使活塞运动，膨胀气体在冷气室冷却，反复地进行这样的循环过程。这个过程又称为斯特林循环，是封闭式的，采用定容下吸热的气体循环方式。循环过程是①等容吸热加热；②由外热源等温加热；③等容放热，供吸热用；④向冷体等温放热，完成一个循环。在理想吸热的条件下，这种循环的热效率，等于温度上下限相同的卡诺循环。发动机使用氢气作为工质，在四个封闭的气缸内充有一定容积的工质。气缸一端为热腔，另一端为冷腔。工质在低温冷腔中压缩，然后流到高温热腔中迅速加热，膨胀做功。燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，通过加热器传给工质，工质不直接参与燃烧，也不更换。由于这种循环是封闭式循环，可采用传热性能好的工质，同时，工质的腐蚀性也可以很小，如氮气、氢气等气体。充入的气体工质，还可以加大压力，视封闭系统的情况，能够采用远远大于大气压力的高压气体工作，这样可以提高发动机的单位重量的功率，减小发动机的体积和重量。斯特林发动机的功率传递机构多采用曲柄连杆传动方式。按缸内循环的组成形式分，主要有配气活塞式和双作用式两类。在一个气缸内有两个活塞作规律的相对运动，冷腔与热腔之间用冷却器、回热器和加热器连接，配气活塞推动工质在冷热腔之间往返流动。 热力循环可以分为定温压缩过程、定容回热过程、定温膨胀过程、定容储热过程四个过程。 双作用式，每个气缸内只有一个活塞，兼起配气活塞和动力活塞的作用。各缸的上部为热腔，下部为冷腔。各热腔经加热器、回热器和冷却器与邻缸的下部冷腔连接，组成一个动力单元。斯特林发动机分为单缸、双缸、四缸的形式。斯特林发动机在运行时，由于燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，独立于燃气的工质通过加热器吸热，并按斯特林循环对外做功，因此避免了类似内燃机的震爆做功和间歇燃烧过程，从而实现了高效、低噪和低排放运行。图1是现有技术的曲柄连杆传动结构的连接方式及作用力示意图。如图1所示， 现有技术的曲柄连杆传动结构包括一可绕中心轴5旋转的曲柄4，连接在曲柄4外端或称边缘端的连杆3。连杆3的一端与曲柄4相连，另一端与汽缸1内的活塞2相连。连杆3与曲柄4连接的一端形成有连接孔，连接孔连接在曲柄4上突出的曲柄轴上。曲柄4绕中心轴 5旋转时，带动连杆3的下端做圆周运动，连杆3的上端带动活塞5在汽缸内做上下的反复运动。在此运动过程中，连杆3对活塞5的作用力除有上下方向上的推力和拉力外，还具有左右方向上的横向力，这种横向力会增加活塞与汽缸内壁之间的摩擦，使活塞和汽缸内壁产生不必要的磨损。发明内容本实用新型为了解决上述问题而提供一种连杆与活塞之间无侧向力作用的斯特林发动机的多偏心传动结构。本实用新型为解决这一问题所采取的技术方案是本实用新型的斯特林发动机的多偏心传动结构，包括一曲柄和连接在曲柄非圆心处的曲柄轴，内部设置有活塞的第一汽缸和第二汽缸，以及第一连杆和第二连杆；第一连杆的一端与第一汽缸内的活塞连接，另一端形成第一圆环，第一圆环内部连接第一曲轴，第一曲轴的近边缘处形成有与曲柄轴连接的连接孔；第二连杆的一端与第二汽缸内的活塞连接，另一端形成第二圆环，第二圆环内部连接第二曲轴，第二曲轴的近边缘处形成有与曲柄轴连接的连接孔。所述的第一曲轴和第二曲轴均呈圆饼形，且第一曲轴的直径小于第一圆环的内径；第二曲轴的直径小于第二圆环的内径。所述的第一曲轴与第一圆环之间、第一曲轴与第二圆环之间均设置有减小摩擦的轴承。所述的曲柄的一侧连接曲柄轴，另一侧连接有带动曲柄旋转的旋转轴。所述的旋转轴形成在曲柄的圆心处。所述的曲柄及与曲柄轴连接的第一圆环和第二圆环均设置在框架内，框架的相应侧壁上分别形成有使旋转轴、第一连杆和第二连杆穿过的孔。上述的方案适用于发动机双缸的形式，也可以在曲柄轴上再增加两个曲轴和套接在曲轴外并连接连杆的圆环，形成四缸的形式，或者增加更多这样的结构，形成多缸。本实用新型具有的优点和积极效果是本实用新型的斯特林发动机的多偏心传动结构，曲柄带动曲柄轴做圆周运动，以第二汽缸为例，曲柄轴带动第二曲轴转动，第二曲轴转动的外周轨迹呈椭圆形，从而使第二圆环做前后往复运动，与第二圆环连接的第二连杆也随之做前后往复运动，而没有左右方向上的运动，从而对活塞只有平行于汽缸轴向的力的作用，而没有垂直于汽缸轴向的力的作用，即没有横向力的作用。第一汽缸的连杆也采用同样的运动方式，因此减小了活塞与汽缸内壁之间的摩擦力，降低了磨损。
图1是现有技术的曲柄连杆传动结构的连接结构示意图；图2是本实用新型的多偏心传动结构的立体结构示意图；[0020]图3是多偏心传动结构的侧视图。附图中主要部件符号说明1 汽缸2 活塞3:连杆4:曲柄5:中心轴6 旋转轴7 第一连杆8 第一汽缸9 第二汽缸10 第二连杆11:第二曲轴12:第二圆环13 第一圆环14 框架[0029]15:曲柄轴。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本实用新型进行详细的说明，本实用新型与现有技术相同的部件使用了相同的符号。图2是本实用新型的多偏心传动结构的立体结构示意图；图3是本实用新型的多偏心传动结构的侧视图。如图2和图3所示，本实用新型的斯特林发动机的多偏心传动结构，包括一曲柄5和连接在曲柄5非圆心处的曲柄轴15，内部设置有活塞的第一汽缸8和第二汽缸9，以及第一连杆7和第二连杆10。第一连杆7的一端与第一汽缸8内的活塞连接，另一端形成第一圆环13，第一圆环 13内部连接第一曲轴，第一曲轴呈圆饼形，其直径小于第一圆环的内径，第一曲轴与第一圆环之间设置有减小摩擦的轴承。第一曲轴的近边缘处形成有与曲柄轴15连接的连接孔，曲柄轴15连接在连接孔内。第二连杆10的一端与第二汽缸9内的活塞连接，另一端形成第二圆环12，第二圆环12内部连接第二曲轴11，第二曲轴11也呈圆饼形，其直径小于第二圆环12的内径，第二曲轴11与第二圆环12之间设置有减小摩擦的轴承。第二曲轴11的近边缘处形成有与曲柄轴连接的连接孔，曲柄轴15连接在连接孔内。曲柄5的一侧连接曲柄轴15，另一侧连接有带动曲柄5旋转的旋转轴6，旋转轴6 形成在曲柄5的圆心处。上述的曲柄5及与曲柄轴15连接的第一圆环13和第二圆环12均设置在框架14 内，框架14的相应侧壁上分别形成有使旋转轴6、第一连杆7和第二连杆10穿过的孔。以上的方案适用于发动机双缸的形式，也可以在曲柄轴15上再增加两个曲轴和套接在曲轴外并连接连杆的圆环，形成四缸的形式，或者增加更多这样的结构，形成多缸。以下详细说明本实用新型的工作过程本实用新型的斯特林发动机的多偏心传动结构，曲柄5在旋转轴6的带动下旋转， 带动曲柄轴15做圆周运动，以第二汽缸为例，曲柄轴15带动第二曲轴11转动，第二曲轴11 转动的外周轨迹呈椭圆形，从而使第二圆环12做前后往复运动，与第二圆环12连接的第二连杆10也随之做前后往复运动，而没有左右方向上的运动，从而对活塞只有平行于汽缸轴向的力的作用，而没有垂直于汽缸轴向的力的作用，即没有横向力的作用。第一汽缸的连杆也采用同样的运动方式，如果是多缸的连接方式，每一个汽缸内的活塞都只受到平行于汽缸轴向的力的作用，而不会受到垂直于汽缸轴向的横向力的作用。因此减小了活塞与汽缸内壁之间的摩擦力，降低了磨损。
权利要求1.一种斯特林发动机的多偏心传动结构，包括一曲柄(5)和连接在曲柄非圆心处的曲柄轴(15)，内部设置有活塞的第一汽缸(8)和第二汽缸(9)，以及第一连杆(7)和第二连杆(10)；其特征在于第一连杆(7)的一端与第一汽缸内的活塞连接，另一端形成第一圆环 (13)，第一圆环内部连接第一曲轴，第一曲轴的近边缘处形成有与曲柄轴(15)连接的连接孔；第二连杆(10)的一端与第二汽缸内的活塞连接，另一端形成第二圆环(12)，第二圆环内部连接第二曲轴(11 )，第二曲轴的近边缘处形成有与曲柄轴(15)连接的连接孔。
2.根据权利要求1所述的斯特林发动机的多偏心传动结构，其特征在于第一曲轴和第二曲轴(11)均呈圆饼形，且第一曲轴的直径小于第一圆环(13)的内径；第二曲轴(11)的直径小于第二圆环(12)的内径。
3.根据权利要求1所述的斯特林发动机的多偏心传动结构，其特征在于第一曲轴与第一圆环之间、第一曲轴与第二圆环之间均设置有减小摩擦的轴承。
4.根据权利要求1所述的斯特林发动机的多偏心传动结构，其特征在于曲柄(5)的一侧连接曲柄轴(15)，另一侧连接有带动曲柄(5)旋转的旋转轴(6)。
5.根据权利要求4所述的斯特林发动机的多偏心传动结构，其特征在于旋转轴(6)形成在曲柄(5)的圆心处。
6.根据权利要求1所述的斯特林发动机的多偏心传动结构，其特征在于曲柄(5)及与曲柄轴(15)连接的第一圆环(13)和第二圆环(12)均设置在框架(14)内，框架(14)的相应侧壁上分别形成有使旋转轴(6)、第一连杆(7)和第二连杆(10)穿过的孔。
专利摘要一种斯特林发动机的多偏心传动结构，包括一曲柄和连接在曲柄非圆心处的曲柄轴，内部设置有活塞的汽缸和连杆；连杆的一端与汽缸内的活塞连接，另一端形成圆环，圆环内部连接曲轴，曲轴的近边缘处形成有与曲柄轴连接的连接孔。本实用新型的斯特林发动机的多偏心传动结构，曲柄带动曲柄轴做圆周运动，曲柄轴带动曲轴转动，曲轴转动的外周轨迹呈椭圆形，从而使圆环做前后往复运动，与圆环连接的连杆也随之做前后往复运动，而没有左右方向上的运动，从而对活塞只有平行于汽缸轴向的力的作用，而没有垂直于汽缸轴向的力的作用，即没有横向力的作用。因此减小了活塞与汽缸内壁之间的摩擦力，降低了磨损。
文档编号F02G1/044GK202001137SQ20112004880
公开日2011年10月5日 申请日期2011年2月28日 优先权日2011年2月28日
发明者常金星, 陈安丽, 陈贤 申请人:天津启星动力科技有限公司