基于瓦特Ⅰ型机构的往复式内燃机结构的制作方法

本发明属于机械设备技术领域，特别是涉及到一种六杆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mce-5发动机通过组合偏心轴和通过伺服电动机取代三元连杆；mayflower他通过给连杆轨迹提供围绕曲轴轴线的椭圆形路径来改变压缩比的，这是通过控制来实现的。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：提供一种基于瓦特ⅰ型机构的往复式内燃机结构，其独特的运动特性例如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使得所获得的机构成为实验室发动机的良好解决方案，像具有滑块-曲柄机构的发动机，其在保持运动条件的同时提高效率。

基于瓦特ⅰ型机构的往复式内燃机结构，其特征是：包括支座、曲柄、三元连杆、连杆ⅱ、连杆ⅰ、滑块以及缸体，所述支座为往复式内燃机的固定连杆，固定设置在缸体的一侧；所述曲柄为t形结构，且t形的竖边一端与支座转动连接，t形的横边一端与连杆ⅰ的一端转动连接；所述三元连杆为t形结构，t形的竖边一端与滑块转动连接，且t形的横边一端与曲柄t形的横边另一端转动连接，三元连杆的t形横边另一端与连杆ⅱ的一端转动连接；所述连杆ⅱ的另一端与连杆ⅰ的另一端转动连接；所述滑块设置在缸体缸套位置。

所述曲柄为输入连杆。

所述滑块为输出连杆。

所述滑块为往复式内燃机活塞。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：基于瓦特ⅰ型机构的往复式内燃机结构，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。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。

本发明提出的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。

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为本发明基于瓦特ⅰ型机构的往复式内燃机结构示意图。

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

具体实施方式

基于瓦特ⅰ型机构的往复式内燃机结构，如图1所示，包括支座1、曲柄2、三元连杆3、连杆ⅱ4、连杆ⅰ5、滑块6以及缸体7，所述支座1为往复式内燃机的固定连杆，固定设置在缸体7的一侧；所述曲柄2为t形结构，且t形的竖边一端与支座1转动连接，t形的横边一端与连杆ⅰ5的一端转动连接；所述三元连杆3为t形结构，t形的竖边一端与滑块6转动连接，且t形的横边一端与曲柄2t形的横边另一端转动连接，三元连杆3的t形横边另一端与连杆ⅱ4的一端转动连接；所述连杆ⅱ4的另一端与连杆ⅰ5的另一端转动连接；所述滑块6设置在缸体7缸套位置。

所述曲柄2为输入连杆。

所述滑块6为输出连杆。

所述滑块6为往复式内燃机活塞。

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2相对于支座1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3和连杆ⅱ4以及旋转接头f、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6可以执行谐波运动，新的运动旋转对旋转接头f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
基于瓦特Ⅰ型机构的往复式内燃机结构，属于机械设备技术领域，包括支座、曲柄、三元连杆、连杆Ⅱ、连杆Ⅰ、滑块以及缸体，滑块对应发动机的活塞；所述支座是发动机的固定连杆对应发动机缸体；所述曲柄对应发动机的曲轴，且曲轴与支座转动连接；所述三元连杆保留给负责关闭不同链的链路，称为辅助链路；所述连杆Ⅰ的一端与曲柄的一端转动连接，另一端与连杆Ⅱ转动连接；所述连杆Ⅱ另一端与三元连杆转动连接。本发明具有独特的运动特性例如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。

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：2018.12.18