专利名称：具有偏心件和螺旋弹簧装置连杆轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种最大限度地利用汽缸中产生的压力的螺旋弹簧装置，它能增大内燃发动机和外燃发动机的曲柄上的动量臂，它具有活塞，也包括带火花塞点火装置的类型。
本发明所要解决的技术问题本发明涉及一种内燃发动机和外燃发动机，它具有活塞，也包括带火花塞点火装置的类型。
目前，所有传统发动机中曲轴轴颈的旋转直径都等于活塞行程，不存在活塞行程保持不变而曲轴轴颈的旋转直径可以增大的其它装置。
每一传统发动机中，活塞，连杆和曲柄彼此都是直接安装在一起的，曲轴轴颈的旋转直径都等于活塞行程。在本发明的装置中，设置这样一种装置，它包括一对设置在连杆和曲轴轴颈或皮带轮块之间的与螺旋弹簧协同工作的偏心件，如图3和4所示。在该装置中，连杆以要大的压力驱动曲轴轴颈旋转。此外，由于曲轴轴颈或皮带轮块的旋转半径增大，动量臂也增大，因而能以较大的旋转力和较长的动量臂提供较大的转矩和动力。
附图的简要说明
图1示出了本发明的一发动机的180°旋转圆周的状态，曲轴轴颈角假设为零，同时内外偏心凸轮皆位于上死点位置，并且分别示出连杆和活塞的45°-90°-135°和180°时内外凸轮的螺旋弹簧臂的位置。
图1中各部件用下列标记表示1活塞2汽缸3连杆4内偏心件(凸轮)5弹簧圈(负载)臂6外偏心件(凸轮)7弹簧挂钩8油隙L所需有用直径增量图2示出0°-90°和180°位置时活塞的内外偏心件的位置(当活塞处在上死点位置时，容许的角度为0°，弹簧位置并且也是转动曲轴轴颈的连杆中心的位移)，这为180°位置处的曲轴轴颈的旋转直径提供了“L”那样的补充。
该图中标记9为连接弹簧。
图3示出曲轴，连杆，内偏心件和外偏心件，连接臂和连接弹簧的连接臂(弹簧臂)负荷作用在上死点位置，而弹簧处于连接位置。
图4为说明将弹簧卷绕成有用形状而消耗的能量传递图。
本发明的详细说明弹簧装置可以是液压的，机械的或电的，吸取汽缸中燃油爆炸所产生的有用功，使活塞式内燃机和外燃机中的动量臂伸长，它能安装在曲柄，连杆或活塞上工作。图2和3示出了曲柄上的曲轴连杆的内部结构。
在活塞式含有火花塞点火装置的内燃机和外燃机中，所述弹簧装置最大限度地利用汽缸中产生的压力，使动量臂伸长。由于弹簧装置具有这一特征，在同样条件下可获得一个较其它发动机的曲轴轴颈更大的旋转半径。这样，动量臂也增大，曲轴上的两个偏心件表示在图3中；连杆装设在这些件的外面。当活塞向死点提升时，由支承件7支撑的部件5对偏心件内的弹簧加载；当活塞到达死点时，弹簧完成加载。
图2中的位置1表示当活塞向下死点下降时，弹簧开始退绕，且连杆内的各偏心件沿反方向旋转，向上准动连杆；同时汽缸中爆炸气体所产生的压力将其向下推，这两个力合成，以转动曲柄。
图2中的位置3表示当活塞位于下死点时，弹簧完全松开，而偏心件将使连杆保持在一个具有距离为“L”的升高了的位置。
尽管一典型发动机行程预期只相当于旋转直径，但本发明的发动机却能在相同条件下将旋转直径增大一个“L”值。
这一直径差值(距离“L”)有效地增大了曲轴轴颈的旋转直径，从而曲轴轴颈以较大的直径旋转。由于驱动曲柄旋转的动量臂增大，在相同行程下可获得较传统发动机大的转矩。
此外，由于本发明中活塞在汽缸中保持一个相对于传统发动机更高的位置，作用在活塞上的压力也较大，从而驱动曲轴旋转的力也较大。由于压力和动量臂增大，可获得较大的转矩。
尽管曲柄循环已完成，装设在曲轴上的各偏心件中的弹簧却能借助弹簧挂钩卷绕。卷绕弹簧所消耗的力被恢复，以转动曲柄。这一系统的一个最重要的优点是，在不改变汽缸冲程的情况下，便能增大曲轴轴颈的旋转直径，从而增大冲量臂；并且由于活塞保持一高位，能获得一高压，借助高压和大的动量臂，使扭矩和力都增大。
还有可能将消耗于卷绕弹簧的能量转换成一有用的形式，这样汽缸可以设计成能提供高的空气充气量，以将空气抽入汽缸中。
这样，压缩比可以这样的方式改善爆发冲程之后汽缸中的压力会足够高。
这种弹簧装置可用在曲柄的外侧，也可用在曲柄的内侧。例如，连杆可由彼此配合的两个部件和一个卷绕成的同时又与该两个部件配装的弹簧构成。该弹簧的卷绕和退绕由辅助装置控制，即由取向导块提供所要求的转动。例如，可在连杆、弹簧挂钩等元件上设置缓冲器，以阻止活塞冲向死点。此外，用液压、机械和电磁系统也可提供同样优良的系统，并且曲柄轴颈的旋转直径也可增大，而活塞行程(冲程)保持不变或变化不明显。除扭矩和力增大外，这种方案还具有更大的优点。然而最重要的一个争议点在于一适当的弹簧要通过计算与结构和力的作用部位有关的内外偏心件之间的弹簧力来选择。这样，弹簧的选择便取决于结构。该弹簧可成形为螺旋弹簧，螺盘弹簧或片簧。
如图4所示，卷绕弹簧所消耗的能量可转换成有用的形式供给系统，这已在同一图中示出。
在图4所示的动量图中a-弹簧作用下的动量臂；b-驱动压缩机活塞的动量臂；b+c弹簧卷绕臂(挂钩)；pm-作用在挂钩支承上的垂直力；pk-当活塞向上死点运动时，所提供的建立卷绕弹簧的压缩空气的力(从曲柄皮带轮接受的力)；py-卷绕弹簧所产生的作用力；这种系统从如下配置开始py(a+b+c)-pk(b+c)+ph(c)＝pm从“0”等式开始，py(a+b+c)+ph(c)＝pk(b+c)。
然后通过置换ph，pm变为“0”。这样作用在弹簧卷绕挂钩上的压力几乎成为0。随着力临近“H”点，用一气缸将空气抽入发动机气缸或储气罐。该空气被送出发动机气缸，使更多的空气充入汽缸。这有助于提高发动机功率、循环、效率以及转矩。空气可用于不同的用途。
这种方案有利于制造大小偏心件。因此，消耗于卷绕弹簧的力从两侧以空气的形式得到恢复。
本发明可用于所有活塞式内燃机和外燃机(包括带火花塞点火式)。然而，这种装置应在发动机的制造阶段生产。
权利要求
1.一种最大限度地利用汽缸中所产生的压力的螺旋弹簧装置，它能增大内燃发动机和外燃发动机的动量臂，上述发动机包括带火花塞点火装置的类型，其特征在于，该装置包括一个安装在活塞曲轴上的连杆(1)，其中设有互相配合的外部(2)和内部(3)偏心件，一螺旋弹簧，弹簧卷绕臂(5)，在所述偏心件(2，3)之间的弹簧运动通道(6)内的弹簧卷绕臂支承(挂钩)(7)，一曲柄皮带轮(4)和内/外偏心件(2，3)之间的油隙。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，当活塞向上死点提升时，由弹簧挂钩(7)支撑的弹簧卷绕臂(5)卷绕在内外偏心件(2，3)间的弹簧，对其加载；而当活塞向下死点下降时，弹簧退绕，偏心件(2，3)沿反方向旋转，从而向上推动连杆，而因汽缸中爆炸所产生的压力向下推动所述连杆，这样便驱使曲轴旋转，同时曲柄完成其循环，两偏心件内的弹簧借助于与装在曲轴上的各偏心件相连接的弹簧卷绕销(轴)重新卷绕。
全文摘要
一种最大限度地利用汽缸中产生的压力的螺旋弹簧装置,它能增大内燃发动机和外燃发动机的动量臂,该发动机具有活塞,也包括带火花塞点火装置的类型,该系统中,当活塞处于上死点位置时螺旋弹簧处于卷紧状态。当向下死点下降时,弹簧偏心件向上推动连杆中心。然而由于爆炸产生的压力,活塞向下推动连杆,因而各偏心件也向下推动连杆,并转动曲轴。该系统中,曲轴将活塞保持在上死点附近的某一点,与传统发动机比较,借助偏心件,压力在每点都较高。此外,在行程(冲程)不变的情况下,曲轴轴颈的旋转直径可增大,从而动量臂和力矩也都增大。
文档编号F01B9/02GK1188529SQ9619491
公开日1998年7月22日 申请日期1996年6月21日 优先权日1995年6月22日
发明者哈森·巴斯利·奥兹达马 申请人:哈森·巴斯利·奥兹达马