基于斯蒂芬森Ⅲ型机构的往复式内燃机的制作方法

本发明属于机械设备技术领域，特别是涉及到一种滑块-曲柄机构的往复式内燃机结构。

背景技术：

内燃机已经成为人类生活发展的基础。为了提高效率和提高对环境有害物质的排放水平，通过实施新的材料和系统，改进压缩比。对发动机性能的最大影响在于压缩比，可变压缩比可以改善往复式发动机性能和燃油经济性，并且其变化的控制成为发动机制造商的主要研发目标之一。现代文献中已发表了许多关于可变压缩比的研究，但是其中许多研究为追求压缩比的改变，发动机机构的几何空间都已受到改变，甚至相关研究中的发动机循环受到影响。例如daimler-bens通过改变发动机内部结构，在系统内填充了一个改变活塞上部长度的腔室进而改变压缩比；yanm.对活塞进行了修改，使得每个循环产生四个冲程，而车身执行一个冲程，因此，不仅压缩比被修改发动机循环也受到影响被改变。在此项研究中追求的可变压缩比系统尽量和实际发动机的几何形状和空间一致，才具有普及应用的目的。现有的通过连杆结构改变压缩比的研究存在的缺点有：

1.为追求改变压缩比忽略发动机的构造和组装的特性；

2.改变了发动机的几何形状，不具有普及使用性。

因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于斯蒂芬森ⅲ型机构的往复式内燃机用于解决现有技术中为追求压缩比的改变，改变了发动机的几何形状不具有普及使用性的技术问题。

基于斯蒂芬森ⅲ型机构的往复式内燃机，包括滑块、三元连杆、连杆ⅰ、曲柄、支座ⅰ、连杆ⅱ、支座ⅱ和缸体，所述滑块设置在缸体的气缸套处并且与气缸套的内侧壁连接；所述三元连杆包括一根竖杆和一根横杆；所述竖杆的一端与横杆的中部固定连接，竖杆的另一端与滑块的中部转动连接；所述横杆的一端与连杆ⅰ的一端转动连接，横杆的另一端与连杆ⅱ的一端转动连接；所述曲柄的一端与连杆ⅰ的另一端转动连接，曲柄的另一端与支座ⅰ转动连接；所述支座ⅱ固定在缸体的一侧，支座ⅱ与连杆ⅱ的另一端转动连接。

所述竖杆与横杆的连接处设置有加强筋。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：

本发明基于斯蒂芬森ⅲ型机构的往复式内燃机，以其压缩比可变行程长度、进入和伸展行程的较长时间、曲轴和连杆之间的角度等独特的运动特性，使得所获得的机构成为实验室发动机的良好解决方案，例如具有滑块-曲柄机构的发动机，其在保持运动条件的同时提高效率。

本发明可最佳地接近所选发动机的构造和组装特性。通过在连杆和基本滑块-曲柄机构的曲柄之间放置多连杆机构，传统的发动机就可以转换成可变压缩比发动机。本发明提出了一种完整的曲柄滑块机构的合成，此机构是获得具有活塞的有利位移特性的可变压缩比发动机所需要的。

本发明设计的压缩比机构可用于组装在商用单缸柴油发动机中，作为测试不同燃料辛烷值测试台的基本设备，在此研究中寻求的可变压缩比符合活塞、曲柄、主轴承、发动机缸体(气缸套和曲轴轴线位置)、曲轴箱、气缸盖和petterpj1柴油机气门机构的几何形状和空间。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：

图1为本发明基于斯蒂芬森ⅲ型机构的往复式内燃机的结构示意图。

图中1-滑块、2-三元连杆、3-连杆ⅰ、4-曲柄、5-支座ⅰ、6-连杆ⅱ、7-支座ⅱ、8-缸体。

具体实施方式

如图1所示，基于斯蒂芬森ⅲ型机构的往复式内燃机，包括滑块1、三元连杆2、连杆ⅰ3、曲柄4、支座ⅰ5、连杆ⅱ6、支座ⅱ7和缸体8，

所述滑块1设置在气缸套位置，对应于发动机的活塞，且滑块1与三元连杆2通过旋转接头b转动连接；所述三元连杆2包括一根竖杆和一根横杆，其中竖杆的一端与横杆的中部固定连接，竖杆的另一端通过旋转接头b与滑块1的中部转动连接，横杆的一端通过旋转接头f与连杆ⅰ3的一端转动连接，横杆的另一端通过旋转接头c与连杆ⅱ6的一端转动连接。

所述支座ⅰ5是发动机的固定连杆对应于发动机缸体；所述曲柄4设置在缸体8的内部，曲柄4对应于发动机的曲轴，且曲柄4的一端通过旋转接头a与支座ⅰ5转动连接；所述三元连杆2保留给负责关闭不同链的链路，称为辅助链路；所述连杆ⅰ3的一端通过旋转接头g与曲柄4的另一端转动连接，连杆ⅰ3的另一端通过旋转接头f与三元连杆2转动连接；所述连杆ⅱ6对应于缸体8的控制连杆，连杆ⅱ6的一端通过旋转接头d与支座ⅱ7转动连接，连杆ⅱ6的另一端通过旋转接头c与三元连杆2转动连接；所述支座ⅱ7固定在缸体8的一侧，以避免引起动力传动系统的振动。

本发明是通过如下方法实现对发动机压缩比进行改变的，曲柄4和滑块1分别为输入连杆和输出连杆，曲柄4相对于支座ⅰ5的旋转运动构成ⅰ级机构，通过在基础pj1发动机的结构中加入由三元连杆2和连杆ⅱ6以及旋转接头b、旋转接头c和旋转接头d形成的rrr型ⅱ级的机构，以便滑块1可以执行谐波运动，由新的运动旋转对旋转接头f点处描述的轨迹是椭圆形的，这样的六杆运动产生的发动机压缩比变化范围就会满足商用单缸发动机所要求的最佳范围。

技术特征：

技术总结
基于斯蒂芬森Ⅲ型机构的往复式内燃机属于机械设备技术领域，包括滑块、三元连杆、连杆Ⅰ、曲柄、支座Ⅰ、连杆Ⅱ、支座Ⅱ和缸体。本发明基于斯蒂芬森Ⅲ型机构的往复式内燃机，以其压缩比可变行程长度、进入和伸展行程的较长时间、曲轴和连杆之间的角度等独特的运动特性，使得所获得的机构成为实验室发动机的良好解决方案。本发明可最佳地接近所选发动机的构造和组装特性。通过在连杆和基本滑块‑曲柄机构的曲柄之间放置多连杆机构，传统的发动机就可以转换成可变压缩比发动机。本发明提出了一种完整的机构的合成，此机构是获得具有活塞的有利位移特性的可变压缩比发动机所需要的。

技术研发人员：孙建伟;薛娜;刘文瑞;宋广生;张嘉辉
受保护的技术使用者：长春工业大学
技术研发日：2018.10.19
技术公布日：2018.12.21