采用摇臂曲柄连杆机构的二冲程活塞对置内燃机的制作方法
【专利摘要】本发明在活塞对置内燃机的传动机构基础上提供了一种改进的采用摇臂曲柄连杆机构的二冲程活塞对置内燃机，在这种内燃机的动力传动机构中，通过在曲轴(3)上设置相隔180度并对称布置的轴颈(1)和两侧的轴颈(2)，使曲轴上所受的压缩、作功和往复惯性力能被完全相互抵消，让曲轴只受到作功的旋转扭矩作用，并使发动机的震动更小。在曲轴(3)上采用大直径的轴颈让曲轴通过滚动轴承(8)被连杆带动时，由于曲轴加长后仍能保持足够的抗扭强度，更有利于把这种四缸的动力单元进行串联布置，以便制成八缸、十二缸和十六缸更大动率的发动机。
【专利说明】
采用摇臂曲柄连杆机构的二冲程活塞对置内燃机
[0001]技术领域本发明涉及一种活塞对置内燃机，特别是采用摇臂曲柄连杆机构的二冲程活塞对置内燃机。
[0002]【背景技术】在申请号“201410734996.9”的活塞对置内燃机中，虽然也采用了摇臂曲柄连杆机构让发动机减少散热损失、减少活塞所受的摩擦力和让曲轴所受的压力被相应抵消等，但由于曲轴上两个相距180度的轴颈并不是对称布置，不能完全让曲轴受力平衡，发动机仍会存在一定的震动。
[0003]
【发明内容】
本发明的目的是在活塞对置内燃机的摇臂曲柄连杆机构基础上进行改进，使曲轴上所受的压缩及作功压力完全平衡，并且也更适合制成二冲程内燃机，从而让发动机的震动处于最小状态。
[0004]在本发明的第一实施方案中，采用摇臂曲柄连杆机构的二冲程活塞对置内燃机包括在曲轴的左右侧布置的汽缸和两侧汽缸中装有的活塞和对置活塞，曲轴上具有两个相隔180°相位角并处在曲柄臂两侧的轴颈，左侧汽缸中的下部活塞与右侧汽缸中的上部对置活塞分别经各侧下部及上部的小连杆通过中部装在支撑座轴上的摇臂和连杆与曲轴上的轴颈相铰接，左侧汽缸中的上部对置活塞与右侧汽缸中的下部活塞分别经各侧上部及下部的小连杆通过中部装在支撑座轴上的摇臂和连杆与曲轴上的另一个轴颈相铰接，在左右侧汽缸中的活塞和对置活塞的两上点之间位置安装有火花塞或喷油器，在活塞和对置活塞下止点的位置上分别设有与扫气栗相连通的扫气口和通向排气管的排气口，以曲轴上的轴颈为中间轴颈，在轴颈的两侧通过相连的曲柄臂形成两个对称布置的轴颈，相应地从两侧轴颈上向上方伸出的两连杆与左汽缸的上侧摇臂向内端伸出的相应两个接头相铰接，从两侧轴颈上向下方伸出的两连杆与右汽缸的下侧摇臂向内端伸出的相应两个接头相铰接，在上、下侧摇臂上的两个接头之间具有让上、下侧摇臂的内端接头自由摆动的间隔距离。
[0005]在轴颈上相铰接的向上或下方向伸出的连杆中，在其中的一侧连杆的大头盖上形成有销座板，另一侧的连杆作为副连杆通过关节销与大头盖上的销座板相铰接。
[0006]在本发明的第二实施方案中，把安装上、下侧摇臂的安装座轴向内侧相应移动，让摇臂内端的摆动距离适当减小，把曲轴上的轴颈和两侧的轴颈的直径相应扩大形成不用曲柄臂直接让曲轴的直轴体把大直径的轴颈相连成一体的曲轴结构，在轴颈和两侧的轴颈上设有安装连杆的滚动轴承，轴颈与两侧的轴颈之间的间隔距离略大于滚动轴承的厚度，在曲轴上当装入滚动轴承侧处的直径较大时，在该处形成有与轴颈直径相同的弧面凹口，该凹口的宽度也略大于滚动轴承的厚度，装在各轴颈上的滚动轴承被两侧的固定夹板通过穿过轴颈的螺栓轴向固定。
[0007]装在大直径滚动轴承上的连杆大头通过关节结构连接伸向上、下侧的连杆，在轴颈和两侧轴颈的滚动轴承上所安装的向上或下侧方向伸出的连杆中，在其中的一侧连杆的连杆大头上形成有销座板，另一侧的连杆作为副连杆通过关节销与连杆大头上的销座板相铰接，设在两侧汽缸中的曲轴的位置相应的向连杆侧偏移。
[0008]当把四缸一组的动力单元进行串联时，可把处于曲轴上位于中间位置的两个相邻的轴颈制成最大直径，让两边外侧的各轴颈直径依次微量减小，让相应尺寸的内侧滚动轴承在安装时容易移过外侧小直径的轴颈。
[0009]安装上下侧摇臂的各侧支撑座处在左、右分开的整体结构件上，两整体结构件通过螺栓连接成一体，其中的一侧整体结构件作为基础构件与下侧的机座架形成一体，曲轴用轴承盖安装在作为基础构件的整体结构件上。
[0010]由于曲轴上所设的轴颈能被对称布置，使曲轴上所受的压缩和作功压力及惯性力被完全相互抵消，让曲轴只受到旋转的作功扭力，也会大大减小发动机的震动。另外，在采用大直径的轴颈形成直轴式曲轴后，也有利于把这种四缸一组的动力单元进行串联，形成八缸、十二缸和十六缸大功率发动机。
[0011]【附图说明】下面通过附图对本发明采用摇臂曲柄连杆机构的二冲程活塞对置内燃机进行详细的说明。
[0012]图1是本发明采用摇臂曲柄连杆机构的二冲程活塞对置内燃机的结构剖视图。
[0013]图2是图1中内燃机的曲轴结构图。
[0014]图3是图1中内燃机的摇臂布置结构图。
[0015]图4是与上、下侧摇臂相连的连杆及副连杆结构图。
[0016]图5是采用大直径轴颈、让轴颈经滚动轴承与连杆相连的二冲程活塞对置内燃机结构剖视图。
[0017]图6是图5中直轴曲轴结构上的中间轴颈与相隔180度的两侧轴颈及其上的滚动轴承和连杆的结构剖视图。
[0018]【具体实施方式】在本发明采用摇臂曲柄连杆机构的二冲程活塞对置内燃机第一实施方式中，曲轴上采用对称布置的轴颈、相应的摇臂布置及连杆的结构如图1、图2、图3和图4所示。在图1给出的二冲程活塞对置内燃机中，这种内燃机包括在曲轴3的左右侧布置的汽缸11、1广和两侧汽缸中装有的活塞12和对置活塞13，曲轴3上具有相隔180°相位角的轴颈1、2，左侧汽缸11中的下部活塞12与右侧汽缸IP中的上部对置活塞13分别经各侧下部及上部的小连杆14、通过中部装在支撑座轴22上的摇臂15和连杆24与曲轴3上的轴颈I相铰接，左侧汽缸11中的上部对置活塞13与右侧汽缸IP中的下部活塞12分别经各侧上部及下部的小连杆14、通过中部装在支撑座轴22'上的摇臂17和连杆25与曲轴3上的另一个轴颈2相铰接，在左右侧汽缸11、1广中的活塞12和对置活塞13的两上点之间位置安装有火花塞或喷油器34，形成柴油发动机，如安装火花塞便可制成二冲程汽油机。在活塞和对置活塞下止点的位置上分别设有与扫气栗相连通的扫气口 36和通向排气管的排气口 38。曲轴3上的轴颈布置如图2所示，以曲轴3上的轴颈I为中间轴颈，在轴颈I的两侧通过相连的曲柄臂6形成两个对称布置的轴颈2，相应地从两侧轴颈2上向上方伸出的两连杆25与左汽缸11的上侧摇臂17向内端伸出的相应两个接头18相铰接(参看图
3)，从两侧轴颈2上向下方伸出的两连杆25与右汽缸IP的下侧摇臂17向内端伸出的相应两个接头18相铰接，在上、下侧摇臂17上的两个接头18之间具有让上、下侧摇臂15的内端接头16自由摆动的间隔距离。
[0019]与图2中曲轴3相配合的连杆结构如图4所示，在轴颈1、2上相铰接的向上或下方向伸出的连杆中，如不采用叉形连杆大头结构，也可在其中的一侧连杆24、25的大头盖28上形成有销座板29，让另一侧的连杆作为副连杆,25r通过关节销30与大头盖28上的销座板29相铰接。
[0020]由于图2中的曲轴上已增加了两个中间的曲柄臂6，因此采用这种曲轴结构的发动机只适合构成单独的动力单元，如把这种动力单元串联制成大功率发动机，有可能出现曲轴抗扭强度不够的问题，为避免这一不足，也可采用图5和图6中本发明的第二种实施方式。在图5中的本发明第二种二冲程活塞对置内燃机中，把安装上、下侧摇臂15、17的安装座轴22、22'向内侧进行了相应的移动，让摇臂内端的摆动距离适当减小，把曲轴3上的轴颈I和两侧的轴颈2的直径相应扩大、形成不用曲柄臂直接让曲轴的直轴体7把大直径的轴颈1、2相连成一体的曲轴结构。在轴颈I和两侧的轴颈2上设有安装连杆的滚动轴承8，轴颈I与两侧的轴颈2之间的间隔距离5略大于滚动轴承8的厚度，以便让移过一个轴颈的滚动轴承在径向侧移后，能再装入或移过另一个轴颈。在曲轴3上当装入滚动轴承侧处的直径较大时，在该处形成有与轴颈2直径相同的面凹口 39，该凹口的宽度也略大于滚动轴承8的厚度，以便让滚动轴承能从该处移过及装入最外侧的轴颈。装在各轴颈上的滚动轴承8被两侧的固定夹板9通过穿过轴颈的螺栓10轴向固定。
[0021]与大直径轴颈曲轴相配合的连杆结构如图6所示，装在大直径滚动轴承8上的连杆大头27通过关节结构连接伸向上、下侧的连杆，在轴颈I和两侧轴颈2的滚动轴承8上所安装的向上或下侧方向伸出的连杆中，在其中的一侧连杆24、25的连杆大头27上形成有销座板29，另一侧的连杆作为副连杆,25r通过关节销30与连杆24、25大头上的销座板29相铰接，设在两侧汽缸11、1广中的曲轴3的位置相应的向连杆24、25侧偏移。
[0022]当把四缸一组的动力单元进行串联时，可把处于曲轴3上位于中间位置的两个相邻的轴颈2制成最大直径，让两边外侧的各轴颈直径依次微量减小，让相应尺寸的内侧滚动轴承在安装时容易移过外侧小直径的轴颈。
[0023]安装上下侧摇臂的各侧支撑座23处在左、右分开的整体结构件40、41上，两整体结构件通过螺栓连接成一体，其中的一侧整体结构件41作为基础构件与下侧的机座架42形成一体，曲轴3用轴承盖安装在作为基础构件的整体结构件41上。在上述两种二冲程活塞对置发动机中，由于传给曲轴的压缩、作功和往复惯性力被曲轴上相隔180度对称布置的轴颈完全抵消，曲轴本身只受到旋转作功扭矩作用，再加上活塞、摇臂和连杆的对动布置，能大大减小发动机的往复震动力。在第二种采用大直径轴颈的曲轴结构发动机中，在把连杆大头制成整体结构后，那么在这种发动机的传动机构中便可取消受力很大的紧固螺栓，固定曲轴的轴承盖螺栓只需承受曲轴的重力作用，轴颈上用于定位滚动轴承8的螺栓10受力更小。
【主权项】
1.采用摇臂曲柄连杆机构的二冲程活塞对置内燃机，包括在曲轴(3)的左右侧布置的汽缸(11、1广)和两侧汽缸中装有的活塞(12)和对置活塞(13)，曲轴(3)上具有两个相隔180°相位角并处在曲柄臂两侧的轴颈(1、2)，左侧汽缸(11)中的下部活塞(12)与右侧汽缸(1P )中的上部对置活塞(13)分别经各侧下部及上部的小连杆(14)、通过中部装在支撑座轴(22)上的摇臂(15)和连杆(24)与曲轴(3)上的轴颈⑴相铰接，左侧汽缸(11)中的上部对置活塞(13)与右侧汽缸(1P )中的下部活塞(12)分别经各侧上部及下部的小连杆(14)、通过中部装在支撑座轴(22^ )上的摇臂(17)和连杆(25)与曲轴(3)上的另一个轴颈(2)相铰接，在左右侧汽缸(11、1广)中的活塞(12)和对置活塞(13)的两上点之间位置安装有火花塞或喷油器(34)，在活塞和对置活塞下止点的位置上分别设有与扫气栗相连通的扫气口(36)和通向排气管的排气口(38)，其特征在于:以曲轴(3)上的轴颈(I)为中间轴颈，在轴颈(I)的两侧通过相连的曲柄臂形成两个对称布置的轴颈(2)，相应地从两侧轴颈⑵上向上方伸出的两连杆(25)与左汽缸(11)的上侧摇臂(17)向内端伸出的相应两个接头(18)相铰接，从两侧轴颈(2)上向下方伸出的两连杆(25)与右汽缸(Ilr )的下侧摇臂(17)向内端伸出的相应两个接头(18)相铰接，在上、下侧摇臂(17)上的两个接头(18)之间具有让上、下侧摇臂(15)的内端接头(16)自由摆动的间隔距离。2.根据权利要求1所述的采用摇臂曲柄连杆机构的二冲程活塞对置内燃机，其特征在于:在轴颈(1、2)上相铰接的向上或下方向伸出的连杆中，在其中的一侧连杆(24、25)的大头盖(28)上形成有销座板(29)，另一侧的连杆作为副连杆(2f ,25r )通过关节销(30)与大头盖(28)上的销座板(29)相铰接。3.根据权利要求1所述的采用摇臂曲柄连杆机构的二冲程活塞对置内燃机，其特征在于:把安装上、下侧摇臂(15、17)的安装座轴(22、22')向内侧相应移动，让摇臂内端的摆动距离适当减小，把曲轴(3)上的轴颈(I)和两侧的轴颈(2)的直径相应扩大、形成不用曲柄臂直接让曲轴的直轴体(7)把大直径的轴颈(1、2)相连成一体的曲轴结构，在轴颈(I)和两侧的轴颈(2)上设有安装连杆的滚动轴承(8)，轴颈(I)与两侧的轴颈(2)之间的间隔距离(5)略大于滚动轴承(8)的厚度，在曲轴(3)上当装入滚动轴承侧处的直径较大时，在该处形成有与轴颈(2)直径相同的弧面凹口(39)，该凹口的宽度也略大于滚动轴承(8)的厚度，装在各轴颈上的滚动轴承(8)被两侧的固定夹板(9)通过穿过轴颈的螺栓(10)轴向固定。4.根据权利要求3所述的采用摇臂曲柄连杆机构的二冲程活塞对置内燃机，其特征在于:装在大直径滚动轴承(8)上的连杆大头通过关节结构连接伸向上、下侧的连杆，在轴颈(I)和两侧轴颈(2)的滚动轴承(8)上所安装的向上或下侧方向伸出的连杆中，在其中的一侧连杆(24、25)的连杆大头(27)上形成有销座板(29)，另一侧的连杆作为副连杆(2^、25r )通过关节销(30)与连杆(24、25)大头上的销座板(29)相铰接，设在两侧汽缸(11、Ilr )中的曲轴(3)的位置相应的向连杆(24、25)侧偏移。5.根据权利要求3所述的采用摇臂曲柄连杆机构的二冲程活塞对置内燃机，其特征在于:当把四缸一组的动力单元进行串联时，可把处于曲轴(3)上位于中间位置的两个相邻的轴颈(2)制成最大直径，让两边外侧的各轴颈直径依次微量减小，让相应尺寸的内侧滚动轴承在安装时容易移过外侧小直径的轴颈。6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的采用摇臂曲柄连杆机构的二冲程活塞对置内然机，其特征在于:安装上下侧摇臂的各侧支撑座(23)处在左、右分开的整体结构件(40、41)上，两整体结构件通过螺栓连接成一体，其中的一侧整体结构件(41)作为基础构件与下侧的机座架(42)形成一体，曲轴(3)用轴承盖安装在作为基础构件的整体结构件(41)上。
【文档编号】F02B75/32GK105888838SQ201410773479
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年12月16日
【发明人】韩培洲
【申请人】韩培洲