专利名称：单摆式曲柄连杆机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种内燃机及其传动机构。
背景技术：
内燃机是一种能量转换装置，将汽油、柴油、天然气等物质的化学能通过在汽缸中燃烧转化为热能，热能通过膨胀转化为机械能，对外做功。现在最普遍使用的往复活塞式内燃机将化学能在汽缸中转化为热能后，热能膨胀，带动活塞运动，从而将热能转化为机械能，再通过曲柄连杆机构将能量转化为曲轴转动的转矩，对外做功。随着曲轴的转动，会有偏缸的现象，活塞连杆与活塞运动方向的夹角增大，作用活塞上的压力会沿着垂直于汽缸轴向的方向和活塞连杆方向分解，产生一个垂直于汽缸的分力使活塞压向缸壁，增加活塞与缸壁间的摩擦阻力，造成内燃机效率下降，这也是造成汽缸磨损加快的主要原因。长时间使用后，汽缸变形严重，影响气密性和机械效率。而且现在所使用的气门在开闭时，需要克服很大的弹簧压力，从而消耗了内燃机的功率；气门的敲击声直接增大了机器的噪音。
发明内容本实用新型要解决的技术问题:针对往复式内燃机使用曲柄连杆机构传递动力存在的偏缸现象及气门的功耗和噪音问题，提供了一种新的内燃机传力机构。本实用新型的技术方案:一种单摆式曲柄连杆机构，包括汽缸、汽缸内的活塞和气门，汽缸为环形，活塞安装在弧形连杆两端， 弧形连杆的中部和摆杆连接，摆杆摆动的悬点位于汽缸的中心，摆杆通过连杆和曲轴联接，分别安装在不同弧形连杆上的相邻的两个活塞在汽缸上隔出工作腔，气门安装在工作腔的中间位置。在汽缸环形内侧的缸壁上开设有条孔，摆杆穿过此条孔，条孔的长度满足摆杆的摆动幅度。气门为旋阀式，是一个中间开设通孔的柱体，每个工作腔内有两个气门，安装在汽缸同一截面的两侧缸壁上。气门的下端伸出一段转轴，转轴上安装有锥形齿轮，和曲轴主轴颈上的锥形齿轮
口四合。设有两个或四个摆杆，分别和不同的曲轴联接，每个曲轴端部安装有曲轴齿轮，曲轴齿轮和中心齿轮啮合，中心齿轮安装在主轴上，主轴位于汽缸的中轴线上。曲轴的两端都安装有曲轴齿轮，主轴上安装有两个中心齿轮。活塞上安装搭口式密封环。本实用新型的有益效果:1.特别设计的单摆式圆体结构，由于摆杆的限制，活塞在弧形运动，通过连杆向曲轴传递动力时，活塞不会对汽缸壁产生抗缸,解决了现有往复式内燃机的偏缸怠力问题；同时也增大了惯力。2.分别安装在不同弧形连杆上的相邻的两个活塞和汽缸共同形成一个工作腔，每个工作腔两头的活塞相向或相背运动，从而使得工作腔的体积变化很大，有利于提高燃气的压缩比。3.采用旋阀式气门，通过旋转来实现气门的开闭，不需要克服弹簧压力做功，间接提高了发动机效率，降低了噪音。4.多个曲轴的转矩通过齿轮机构共同转递给主轴，通过调整齿轮的大小，改变传动比，可以调整主轴的输出转速；同时也通过齿轮的啮合保证各个单摆式结构活塞运动的
一致性。5.活塞上采用搭口式密封环，进一步提高密封性能。6.可以拆下连杆重新改变曲轴和摆杆之间的联接方向再安装，即可达到改变曲轴和主轴转动方向的目的。
:图1为本实用新型实施例1结构示意图，图中左半部分是喷油嘴所在平面的剖视图，右半部分是气门所在平面的剖视图。
具体实施方式
:实施例1:本实施例是一个四冲程的汽油发动机，有两个汽缸I。下面是单个汽缸I的结构:如图1，汽缸I的整体为圆环形，横截面为圆形，环形汽缸I的中轴线处的壳体上有轴套，轴套中安装主轴11，对称的安装有两根摆杆4，每根摆杆4 一端套在轴套上，另一端从汽缸I环形内侧的缸壁上开设的条孔中伸入汽缸1，并安装在弧形连杆3的中部，弧形连杆3的两端安装有活塞2，活塞2的横截面也是圆形，上面安装有搭口式密封环，和汽缸I的圆形内壁形成密封。分别安装在不同弧形连杆3上的相邻的两个活塞2将汽缸I隔出一个工作腔，这样一个汽缸I中就有两个工作腔，在每个工作腔的中间部位的同一圆截面上安装气门9和火花塞10，火花塞10位于中央，两个气门9安装在两侧，一个作为进气门，一个作为排气门。在主轴11两侧安装两根曲轴6，连杆5 —端套在曲轴6的连杆颈上，一端铰接在摆杆4上。曲轴6两端的主轴颈上均安装有曲轴齿轮7和锥形齿轮，曲轴齿轮7和安装在主轴两端的中心齿轮8啮合，将两个曲轴6的转矩传递给主轴。气门9为旋阀式，是一个中间开设通孔的柱体，相应的在汽缸I的缸壁上有一个可以容纳气门9的腔室，腔室两侧开孔，当气门9旋转到一定角度时，气门9的通孔就可以连通这两个孔；气门9的下端伸出转轴，转轴上安装有锥形齿轮，和曲轴6主轴颈上的锥形齿轮啮合，曲轴6对气门9的传动比为2比1，这样在每一个完整的工作循环中每个气门9只打开一次。两个汽缸I都安装在同一主轴11上。工作原理:为便于描述，将两个汽缸I编为一号汽缸和二号汽缸，一号汽缸中的工作腔编为左一工作腔、右一工作腔，二号汽缸中的工作腔编为左二工作腔、右二工作腔，以一个完整工作循环作为说明。循环一:一号气缸中的两根摆杆4从左向右运动,左一工作腔中的排气门关闭,进气门打开，左一工作腔开始吸气；右一工作腔两个气门9均关闭，作压缩冲程。二号汽缸中的两根摆杆4从右向左运动，右二工作腔的气门9全部关闭，火花塞10点火，作做功冲程；左二工作腔中排气门打开，进气门关闭，作排气冲程。循环二:一号气缸中的两根摆杆4从右向左运动,左一工作腔中的气门9均关闭，左一工作腔作压缩冲程；右一工作腔两个气门9均关闭，火花塞10点火，作做功冲程。二号汽缸中的两根摆杆4从左向右运动，右二工作腔的排气门打开，作排气冲程；左二工作腔中排气门关闭，进气门打开，作吸气冲程。循环三:一号气缸中的两根摆杆4从左向右运动,左一工作腔中的气门9全部关闭，火花塞10点火，作做功冲程；右一工作腔排气门打开，作排气冲程。二号汽缸中的两根摆杆4从右向左运动，右二工作腔的进气门打开，作吸气冲程；左二工作腔中气门9全部关闭，作压缩冲程。循环四:一号气缸中的两根摆杆4从右向左运动,左一工作腔中的排气门打开,作排气冲程；右一工作腔进气门打开，作进气冲程。二号汽缸中的两根摆杆4从左向右运动，右二工作腔的气门9全部关闭，作压缩冲程；左二工作腔中气门9全部关闭，火花塞10点火，作做功冲程。以上就是一个完整的工作循环。实施例2:每个汽缸I中也可以安装4根摆杆4,根据实施例1对应每根摆杆4设置其他相应的机构，这样就可以形成4个工作腔，在各个工作腔中可以同时进行不同的冲程。
权利要求1.一种单摆式曲柄连杆机构，包括汽缸(I)、汽缸(I)内的活塞(2)和气门(9)，其特征在于:汽缸(I)为环弧形，活塞(2)安装在弧形连杆(3)两端，弧形连杆(3)的中部和摆杆(4)连接，摆杆(4)摆动的悬点位于汽缸(I)的中心，摆杆(4)通过连杆(5)和曲轴(6)联接，分别安装在不同弧形连杆(3)上的相邻的两个活塞(2)在汽缸(I)上隔出工作腔，气门(9)安装在工作腔的中间位置。
2.根据权利要求1所述的单摆式曲柄连杆机构，其特征在于:在汽缸(I)环形内侧的缸壁上开设有条孔，摆杆(4)穿过此条孔，条孔的长度满足摆杆(4)的摆动幅度。
3.根据权利要求1所述的单摆式曲柄连杆机构，其特征在于:气门(9)为旋阀式，是一个中间开设通孔的柱体，每个工作腔内有两个气门(9)，安装在汽缸(I)同一截面的两侧缸壁上。
4.根据权利要求3所述的单摆式曲柄连杆机构，其特征在于:气门(9)的下端有转轴，转轴上安装有锥形齿轮，和曲轴(6)主轴颈上的锥形齿轮啮合。
5.根据权利要求1所述的单摆式曲柄连杆机构，其特征在于:设有两个或四个摆杆(4)，分别和不同的曲轴(6)联接，每个曲轴(6)端部安装有曲轴齿轮(7)，曲轴齿轮(7)和中心齿轮(8)啮合，中心齿轮(8)安装在主轴(11)上，主轴(11)位于汽缸(I)的中轴线上。
6.根据权利要求5所述的单摆式曲柄连杆机构，其特征在于:曲轴(6)的两端都安装有曲轴齿轮(7)，主轴(6)上安装有两个中心齿轮(8)。
7.根据权利要求1-6所述的任一单摆式曲柄连杆机构，其特征在于:活塞(2)上安装搭口式密封环。
专利摘要本实用新型公布了一种单摆式曲柄连杆机构，包括汽缸(1)、汽缸(1)内的活塞(2)和气门(9)，汽缸(1)为环形，活塞(2)安装在弧形连杆(3)两端，弧形杆(3)的中部和摆杆(4)连接，摆杆(4)摆动的悬点位于汽缸(1)的中心，摆杆(4)通过连杆(5)和曲轴(6)联接，分别安装在不同弧形连杆(3)上的相邻的两个活塞(2)在汽缸(1)上隔出工作腔，气门(9)安装在工作腔的中间位置。本实用新型特别设计的单摆式结构，由于摆杆的限制，在通过连杆向曲轴传递动力时，活塞不会对汽缸壁产生额外的挤压，解决了现有往复式内燃机的偏缸问题，降低了噪音和自身耗能，提高了动力，节约了能源。
文档编号F02B55/08GK203022876SQ20122049554
公开日2013年6月26日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者郭彪, 汪建文, 李丹宁 申请人:贵州科学院