專利名稱：活塞式分圓內燃機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于動力類內燃機技術領域，具體地說是一種活塞式分圓內燃機。
背景技術：
目前，在我國現(xiàn)有活塞式內燃機技術領域中(主要指汽、柴油內燃機)，內燃機中的活塞通過連桿直接與曲柄軸相連，將動力輸出。這種結構的內燃機動力損失較大。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠大幅度提高內燃機扭矩、改善動力性能、節(jié)油效果較為明顯的活塞式分圓內燃機。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為該活塞式分圓內燃機包括汽缸、活塞、與活塞連接的連桿I、曲柄、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)及點火系統(tǒng)等，所述連桿I的另一端與擺桿I的一端連接，連桿I與擺桿I之間所形成的夾角按銳角計為壓力角，初始狀態(tài)即活塞在上止點位置時，壓力角可以在0°-90°間選擇；擺桿I的另一端與擺桿II的一端同軸連接，兩擺桿之間的夾角為任一定角；擺桿II的另一端與連桿II的一端連接，這兩部件之間所形成的夾角按銳角計為加力角，初始狀態(tài)加力角可在0°-90°間選擇；連桿II的另一端與曲柄相連，帶動曲柄做圓周運動并將動力輸出。
本發(fā)明的運動方式為在上止點時，活塞開始向下移動，通過連桿I推動擺桿I向下做圓弧運動；擺桿I與擺桿II同軸，從而帶動擺桿II也做相應的圓弧運動；擺桿II與連桿II連接，通過連桿II帶動曲柄做順時針方向的圓周運動。當活塞運行到下止點時，曲柄相應旋轉到圓周頂點(180°)，這時曲柄仍向前做圓周運動，從而推動擺桿II改變方向，向上運動；同時帶動擺桿I也向上做相應運動，通過連桿I推動活塞向上運動。到上止點時，活塞完成一個往復運動；擺桿I、擺桿II完成一個擺動周期；曲柄完成一個圓周的旋轉運動周期。如此往復，相繼完成內燃機的吸氣、壓縮、爆發(fā)、排氣過程，推動曲柄做連續(xù)的圓周運動，將動力輸出。
在運動過程中，壓力角和加力角是相應變化的，但初始狀況，即活塞在上止點位置時，壓力角和加力角的度數(shù)大小，將決定動力在傳遞過程中大小變化的基本量。初始狀態(tài)時，壓力角宜在30-90°之間選擇確定(按銳角計)。加力角宜在0-60°間選擇確定(按銳角計)。加力角確定后，兩擺桿擺動的幅度即擺角隨之確定，為擺角＝180°-2×加力角，擺桿I與擺桿II的夾角即定角，可在0-360°間任意確定，此角將決定曲柄軸的方位，亦即決定內燃機箱體的基本形狀。此角確定后為固定角，在運行中不再變化。擺桿I、擺桿II、曲柄三者的比例及連桿I、連桿II的比例，視設計需求而定，其中擺桿I擺桿II＜1為宜。汽缸位置不再受曲柄軸制約，可依設計需求而定。曲柄旋轉方向也可為逆時針方向，具體視設計需求而定。
本發(fā)明由于應用了加力角，使原動力有很大增加，相應的力的作用路程將縮短。經(jīng)過估算，總的作用力還是增加的，尤其是扭矩有大幅度提高，功率有所增加，節(jié)油效果較為明顯。


圖1為活塞式分圓內燃機實施例的結構示意圖；圖2為活塞式分圓內燃機的側視圖；圖3為活塞式分圓內燃機的原理簡圖；圖4為活塞在下止點時各部件的位置示意圖；圖5為本發(fā)明的另一實施例的結構示意圖；圖6為雙汽缸同時運行實施例的結構示意圖。
具體實現(xiàn)方式 圖1至圖2中，1-汽缸；2-活塞；3-活塞銷；4-連桿I；5-擺桿I；6-曲柄；7-連桿II；8-擺桿II；9-內燃機箱體。其中擺桿I、擺桿II同軸，擺桿I擺桿II＜1，曲柄按順時針方向旋轉，將動力輸出。
圖1所示為本發(fā)明活塞式分圓內燃機實施例中，活塞2自上向下移動時的狀況。其中擺桿I5呈水平位置，其它部件呈相應位置，圖中圓弧形虛線為擺桿II8與連桿II7連接點的運動軌跡。該活塞式分圓內燃機包括汽缸1、活塞2、與活塞2銷連接的連桿I4、曲柄6以及冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和點火系統(tǒng)等，所述連桿I4的另一端不是直接與曲柄軸連接，而是與擺桿I5的一端連接，連桿I4與擺桿I5之間所形成的夾角按銳角計為壓力角，初始狀態(tài)即活塞2在上止點位置時，加力角可在0°-90°間選擇；擺桿I5的另一端與擺桿II8的一端同軸，兩擺桿5、8之間夾角為定角，定角可在0°-360°間任意選擇；擺桿II8的另一端與連桿II7的一端連接，這兩部件7、8之間所形成的夾角按銳角計為加力角，初始狀態(tài)加力角可在0°-90°間選擇；連桿II7的另一端與曲柄6相連，帶動曲柄6做圓周運動并將動力輸出。
圖2從側視角度清楚顯示出活塞2運行到接近下止點位置時，即擺桿I5垂直向下時各部件的位置。由圖中可看出擺桿I5與擺桿II8同軸，帶動連桿II7驅動曲柄6旋轉，將動力輸出。
圖3至圖6均為原理簡圖。為避免線條混淆，各部件不再使用標引線，直接用代號標出。圖中l(wèi)1為連桿I；l2為連桿II；r1為擺桿I；r2為擺桿II；r3為曲柄；∠f為壓力角；∠q為加力角；∠d為定角；O1為擺桿軸；O2為曲柄軸，各銷、軸處簡化為圓點，虛線表示運動軌跡。
圖3中各部件尺寸同圖1，圖中所示為活塞在上止點時各部件位置，即初始狀態(tài)時方位。此時壓力角∠f＝75°、加力角∠q＝22.5°、定角∠d＝65°。擺角＝180°-2×加力角＝180°-45°＝135°。依據(jù)加力角可確定原動力的基本增量，本實施例為1/sin∠q＝1/sin22.5≈2.6這個量在運行時是變化的，力在傳遞過程中的大小變化，還受其它部件相互間的角度、比例、尺寸的影響，力的最終增量是一個綜合的結果。
圖4與圖3配套，圖中各部件尺寸同圖1，圖示為活塞在下止點時各部件位置。
圖中r1∶r2∶r3＝2∶3∶2.8
l1∶l2＝5.9∶4圖5為本發(fā)明的另一實施例的結構原理圖，即當擺桿I擺桿II＞1時的情形。
圖中壓力角∠F＝65°、加力角∠q＝17.5°、定角∠d＝60°、擺角＝145°r1∶r2∶r3＝2.5∶2∶1.85l1∶l2＝6.9∶9圖6為本發(fā)明的再一實施例的結構示意圖。圖中擺桿IIr2同時與兩個擺桿Ir1、r1同軸，再分別通過兩個連桿Il1、l1與兩個汽缸中的活塞連接，形成兩個汽缸同時運行，當左邊汽缸活塞為上止點時，右邊汽缸活塞為下止點，互為動力。運行原理一樣，只是右邊汽缸作功時對曲柄r3的力是拉力。
圖中壓力角∠F＝70°、加力角∠q＝40°、定角∠d＝15°、擺角＝110°r1∶r2∶r3＝3∶2∶1.55l1∶l2＝6∶權利要求
1.一種活塞式分圓內燃機，包括汽缸(1)、活塞(2)、與活塞(2)連接的連桿I(4)、曲柄(6)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)及點火系統(tǒng)等，其特征在于所述連桿I(4)的另一端與擺桿I(5)的一端連接，連桿I(4)與擺桿I(5)之間所形成的夾角按銳角計為壓力角，初始狀態(tài)即活塞(2)在上止點位置時，壓力角可在0°-90°間選擇；擺桿I(5)的另一端與擺桿II(8)的一端同軸連接，兩擺桿(5、8)之間的夾角為任一定角；擺桿II(8)的另一端與連桿II(7)的一端連接，這兩部件(7、8)之間所形成的夾角按銳角計為加力角，初始狀態(tài)加力角可在0°-90°間選擇；連桿II(7)的另一端與曲柄(6)相連，帶動曲柄(6)做圓周運動并將動力輸出。
2.根據(jù)權利要求1所述的活塞式分圓內燃機，其特征在于所述擺桿II(8)同時與兩個擺桿I(5)同軸，分別通過兩個連桿I(4)與兩個汽缸(1)中的活塞(2)連接，雙氣缸同時運行、互為動力。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的活塞式分圓內燃機，其特征在于所述壓力角在初始狀態(tài)即活塞(2)在上止點位置時，宜在30°-90°間選擇；所述加力角宜在0°-60°間選擇；所述擺桿I擺桿II＜1為宜。
4.根據(jù)權利要求3所述的活塞式分圓內燃機，其特征在于所述壓力角在初始狀態(tài)即活塞(2)在上止點位置時，可選擇75°；所述加力角可選擇22.5°；所述定角可選擇65°；擺桿Ir1擺桿IIr2曲柄r3之間的比例可選擇2∶3∶2.8。
全文摘要
一種活塞式分圓內燃機，包括汽缸(1)、活塞(2)、連桿I(4)、曲柄(6)等，所述連桿I(4)與擺桿I(5)連接，它們之間所形成的夾角按銳角計為壓力角，初始狀態(tài)壓力角可在0°－90°間選擇；擺桿I(5)另一端與擺桿II(8)同軸，兩擺桿(5、8)之間的夾角為任一定角；擺桿II(8)另一端與連桿II(7)連接，這兩部件(7、8)之間所形成的夾角按銳角計為加力角，初始狀態(tài)加力角可在0°－90°間選擇；連桿II(7)另一端與曲柄(6)相連，帶動曲柄(6)做圓周運動并將動力輸出。該內燃機由于應用了加力角，使原動力有很大增加，相應的力的作用路程將縮短。經(jīng)過估算，總的作用力得以增加，尤其是扭矩有大幅度提高，功率有所增加，節(jié)油效果較為明顯。
文檔編號F02B75/32GK1502796SQ02152539
公開日2004年6月9日 申請日期2002年11月22日 優(yōu)先權日2002年11月22日
發(fā)明者王長征 申請人:王長征