专利名称：活塞式分圆内燃机的制作方法
技术领域：
本发明属于动力类内燃机技术领域，具体地说是一种活塞式分圆内燃机。
背景技术：
目前，在我国现有活塞式内燃机技术领域中(主要指汽、柴油内燃机)，内燃机中的活塞通过连杆直接与曲柄轴相连，将动力输出。这种结构的内燃机动力损失较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够大幅度提高内燃机扭矩、改善动力性能、节油效果较为明显的活塞式分圆内燃机。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为该活塞式分圆内燃机包括汽缸、活塞、与活塞连接的连杆I、曲柄、冷却系统、润滑系统及点火系统等，所述连杆I的另一端与摆杆I的一端连接，连杆I与摆杆I之间所形成的夹角按锐角计为压力角，初始状态即活塞在上止点位置时，压力角可以在0°-90°间选择；摆杆I的另一端与摆杆II的一端同轴连接，两摆杆之间的夹角为任一定角；摆杆II的另一端与连杆II的一端连接，这两部件之间所形成的夹角按锐角计为加力角，初始状态加力角可在0°-90°间选择；连杆II的另一端与曲柄相连，带动曲柄做圆周运动并将动力输出。
本发明的运动方式为在上止点时，活塞开始向下移动，通过连杆I推动摆杆I向下做圆弧运动；摆杆I与摆杆II同轴，从而带动摆杆II也做相应的圆弧运动；摆杆II与连杆II连接，通过连杆II带动曲柄做顺时针方向的圆周运动。当活塞运行到下止点时，曲柄相应旋转到圆周顶点(180°)，这时曲柄仍向前做圆周运动，从而推动摆杆II改变方向，向上运动；同时带动摆杆I也向上做相应运动，通过连杆I推动活塞向上运动。到上止点时，活塞完成一个往复运动；摆杆I、摆杆II完成一个摆动周期；曲柄完成一个圆周的旋转运动周期。如此往复，相继完成内燃机的吸气、压缩、爆发、排气过程，推动曲柄做连续的圆周运动，将动力输出。
在运动过程中，压力角和加力角是相应变化的，但初始状况，即活塞在上止点位置时，压力角和加力角的度数大小，将决定动力在传递过程中大小变化的基本量。初始状态时，压力角宜在30-90°之间选择确定(按锐角计)。加力角宜在0-60°间选择确定(按锐角计)。加力角确定后，两摆杆摆动的幅度即摆角随之确定，为摆角＝180°-2×加力角，摆杆I与摆杆II的夹角即定角，可在0-360°间任意确定，此角将决定曲柄轴的方位，亦即决定内燃机箱体的基本形状。此角确定后为固定角，在运行中不再变化。摆杆I、摆杆II、曲柄三者的比例及连杆I、连杆II的比例，视设计需求而定，其中摆杆I摆杆II＜1为宜。汽缸位置不再受曲柄轴制约，可依设计需求而定。曲柄旋转方向也可为逆时针方向，具体视设计需求而定。
本发明由于应用了加力角，使原动力有很大增加，相应的力的作用路程将缩短。经过估算，总的作用力还是增加的，尤其是扭矩有大幅度提高，功率有所增加，节油效果较为明显。
图1为活塞式分圆内燃机实施例的结构示意图；图2为活塞式分圆内燃机的侧视图；图3为活塞式分圆内燃机的原理简图；图4为活塞在下止点时各部件的位置示意图；图5为本发明的另一实施例的结构示意图；图6为双汽缸同时运行实施例的结构示意图。
具体实现方式 图1至图2中，1-汽缸；2-活塞；3-活塞销；4-连杆I；5-摆杆I；6-曲柄；7-连杆II；8-摆杆II；9-内燃机箱体。其中摆杆I、摆杆II同轴，摆杆I摆杆II＜1，曲柄按顺时针方向旋转，将动力输出。
图1所示为本发明活塞式分圆内燃机实施例中，活塞2自上向下移动时的状况。其中摆杆I5呈水平位置，其它部件呈相应位置，图中圆弧形虚线为摆杆II8与连杆II7连接点的运动轨迹。该活塞式分圆内燃机包括汽缸1、活塞2、与活塞2销连接的连杆I4、曲柄6以及冷却系统、润滑系统和点火系统等，所述连杆I4的另一端不是直接与曲柄轴连接，而是与摆杆I5的一端连接，连杆I4与摆杆I5之间所形成的夹角按锐角计为压力角，初始状态即活塞2在上止点位置时，加力角可在0°-90°间选择；摆杆I5的另一端与摆杆II8的一端同轴，两摆杆5、8之间夹角为定角，定角可在0°-360°间任意选择；摆杆II8的另一端与连杆II7的一端连接，这两部件7、8之间所形成的夹角按锐角计为加力角，初始状态加力角可在0°-90°间选择；连杆II7的另一端与曲柄6相连，带动曲柄6做圆周运动并将动力输出。
图2从侧视角度清楚显示出活塞2运行到接近下止点位置时，即摆杆I5垂直向下时各部件的位置。由图中可看出摆杆I5与摆杆II8同轴，带动连杆II7驱动曲柄6旋转，将动力输出。
图3至图6均为原理简图。为避免线条混淆，各部件不再使用标引线，直接用代号标出。图中l1为连杆I；l2为连杆II；r1为摆杆I；r2为摆杆II；r3为曲柄；∠f为压力角；∠q为加力角；∠d为定角；O1为摆杆轴；O2为曲柄轴，各销、轴处简化为圆点，虚线表示运动轨迹。
图3中各部件尺寸同图1，图中所示为活塞在上止点时各部件位置，即初始状态时方位。此时压力角∠f＝75°、加力角∠q＝22.5°、定角∠d＝65°。摆角＝180°-2×加力角＝180°-45°＝135°。依据加力角可确定原动力的基本增量，本实施例为1/sin∠q＝1/sin22.5≈2.6这个量在运行时是变化的，力在传递过程中的大小变化，还受其它部件相互间的角度、比例、尺寸的影响，力的最终增量是一个综合的结果。
图4与图3配套，图中各部件尺寸同图1，图示为活塞在下止点时各部件位置。
图中r1∶r2∶r3＝2∶3∶2.8
l1∶l2＝5.9∶4图5为本发明的另一实施例的结构原理图，即当摆杆I摆杆II＞1时的情形。
图中压力角∠F＝65°、加力角∠q＝17.5°、定角∠d＝60°、摆角＝145°r1∶r2∶r3＝2.5∶2∶1.85l1∶l2＝6.9∶9图6为本发明的再一实施例的结构示意图。图中摆杆IIr2同时与两个摆杆Ir1、r1同轴，再分别通过两个连杆Il1、l1与两个汽缸中的活塞连接，形成两个汽缸同时运行，当左边汽缸活塞为上止点时，右边汽缸活塞为下止点，互为动力。运行原理一样，只是右边汽缸作功时对曲柄r3的力是拉力。
图中压力角∠F＝70°、加力角∠q＝40°、定角∠d＝15°、摆角＝110°r1∶r2∶r3＝3∶2∶1.55l1∶l2＝6∶权利要求
1.一种活塞式分圆内燃机，包括汽缸(1)、活塞(2)、与活塞(2)连接的连杆I(4)、曲柄(6)、冷却系统、润滑系统及点火系统等，其特征在于所述连杆I(4)的另一端与摆杆I(5)的一端连接，连杆I(4)与摆杆I(5)之间所形成的夹角按锐角计为压力角，初始状态即活塞(2)在上止点位置时，压力角可在0°-90°间选择；摆杆I(5)的另一端与摆杆II(8)的一端同轴连接，两摆杆(5、8)之间的夹角为任一定角；摆杆II(8)的另一端与连杆II(7)的一端连接，这两部件(7、8)之间所形成的夹角按锐角计为加力角，初始状态加力角可在0°-90°间选择；连杆II(7)的另一端与曲柄(6)相连，带动曲柄(6)做圆周运动并将动力输出。
2.根据权利要求1所述的活塞式分圆内燃机，其特征在于所述摆杆II(8)同时与两个摆杆I(5)同轴，分别通过两个连杆I(4)与两个汽缸(1)中的活塞(2)连接，双气缸同时运行、互为动力。
3.根据权利要求1或2所述的活塞式分圆内燃机，其特征在于所述压力角在初始状态即活塞(2)在上止点位置时，宜在30°-90°间选择；所述加力角宜在0°-60°间选择；所述摆杆I摆杆II＜1为宜。
4.根据权利要求3所述的活塞式分圆内燃机，其特征在于所述压力角在初始状态即活塞(2)在上止点位置时，可选择75°；所述加力角可选择22.5°；所述定角可选择65°；摆杆Ir1摆杆IIr2曲柄r3之间的比例可选择2∶3∶2.8。
全文摘要
一种活塞式分圆内燃机，包括汽缸(1)、活塞(2)、连杆I(4)、曲柄(6)等，所述连杆I(4)与摆杆I(5)连接，它们之间所形成的夹角按锐角计为压力角，初始状态压力角可在0°－90°间选择；摆杆I(5)另一端与摆杆II(8)同轴，两摆杆(5、8)之间的夹角为任一定角；摆杆II(8)另一端与连杆II(7)连接，这两部件(7、8)之间所形成的夹角按锐角计为加力角，初始状态加力角可在0°－90°间选择；连杆II(7)另一端与曲柄(6)相连，带动曲柄(6)做圆周运动并将动力输出。该内燃机由于应用了加力角，使原动力有很大增加，相应的力的作用路程将缩短。经过估算，总的作用力得以增加，尤其是扭矩有大幅度提高，功率有所增加，节油效果较为明显。
文档编号F02B75/32GK1502796SQ02152539
公开日2004年6月9日 申请日期2002年11月22日 优先权日2002年11月22日
发明者王长征 申请人:王长征