離心式組合曲軸節(jié)能發(fā)動機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本實用新型所述的離心式組合曲軸節(jié)能發(fā)動機，涉及各種柴油、汽油和天然氣，單缸、雙缸或多缸內(nèi)燃發(fā)動機。適用于各種客貨車及大重型工程機械，尤其大型發(fā)電機組和船舶等。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，各種燃油發(fā)動機的數(shù)量日益增加，排放的有害氣體嚴重威脅著人類和動植物的生存，自然環(huán)境日益惡化，石油的儲存量是有限的。在沒有相應(yīng)的代替品問世之前，節(jié)能減排保護環(huán)境已經(jīng)成為人類之共識，我所研究的發(fā)動機與目前發(fā)動機對比，其特點是：能耗相同，輸出功率最大，或者說是功率相同能耗最小，可達到事半功倍的效果。
[0003]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，世界實用新型壓縮內(nèi)燃發(fā)動機至今，已有一百幾十年的歷史，在這一百多年的時間里尤其是近幾十年，世界各國制造商為降低發(fā)動機耗油量，不斷地對發(fā)動機進行技術(shù)改造。但是傳統(tǒng)的一體式曲軸，至今仍為人所用。現(xiàn)代的人們?nèi)圆扇≡家惑w曲軸作功傳動技術(shù)，其實是很笨拙的，因為一體式曲軸發(fā)動機將壓能轉(zhuǎn)變成動能的傳動技術(shù)，似乎看不到杠桿力事半功倍的影子。
[0004] 由于現(xiàn)有發(fā)動機主軸中心在氣缸垂直中心上，而且曲軸連桿機構(gòu)中曲軸半徑是固定不變的，動力力臂和阻力力臂是基本相同的。使其作功時，力臂的壓力點與主軸中心的距離，和力臂作壓縮功時的受力點，與主軸中心的距離都是一樣的，沒有巧用杠桿力的原理作動力功和壓縮功。尤其是主軸徑中心在氣缸徑垂直中心上，使人們不能實現(xiàn)發(fā)動機能在上止點后，在較小的曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)，以較大的有效作功半徑利用最高壓力作功的愿望。
[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，研究一種相同能耗，輸出功率增大，或是輸出功率相同能耗降低，達到降耗增效的目的。所以設(shè)計一種新型的離心式組合曲軸節(jié)能發(fā)動機，從而彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是研究設(shè)計一種新型的離心式組合曲軸節(jié)能發(fā)動機。用以實現(xiàn)相同能耗，輸出功率增大；輸出功率相同，能耗降低，達到降耗增效的目的。
[〇〇〇7]目前的內(nèi)燃發(fā)動機，無論是以柴油，汽油還是天然氣為燃料，將壓能轉(zhuǎn)變成動能的曲軸結(jié)構(gòu)及其作功傳動性能，仍是傳統(tǒng)的一體曲軸結(jié)構(gòu)，其作功傳動性能也仍是傳統(tǒng)的將壓能轉(zhuǎn)變成動能，直接向外傳輸轉(zhuǎn)矩再無其它功能。而且曲軸與氣缸的位置關(guān)系，也仍是傳統(tǒng)的主軸徑向中心與氣缸中心，是一個中心的位置關(guān)系。所以活塞在作功時，通過連桿壓動連桿銷圍繞主軸中心旋轉(zhuǎn)時，連桿銷中心與主軸的中心距是不變的。
[0008]本實用新型徹底改變了內(nèi)燃發(fā)動機曲軸的結(jié)構(gòu)，和曲軸與氣缸的位置關(guān)系。目的是增加曲軸作功時的性能，和增加作功始點時的有效作功半徑。使曲軸作功半徑隨旋轉(zhuǎn)而變化，增大了發(fā)動機作功時的曲柄半徑，縮小了發(fā)動機壓縮時的曲柄半徑。
[0009]本實用新型的技術(shù)解決方案是這樣實現(xiàn)的：
[〇〇1〇]本實用新型所述的離心式組合曲軸節(jié)能發(fā)動機，其特征在于所述的離心式組合曲軸節(jié)能發(fā)動機包括箱體、作功傳動機構(gòu)及傳輸機構(gòu)；箱體包括曲軸箱及缸套體；缸套體上加工有2個汽缸；缸套體裝于曲軸箱上部；傳動機構(gòu)通過支撐板固定裝于曲軸箱內(nèi)；活塞裝于汽缸內(nèi)；傳輸機構(gòu)通過軸承座II裝于曲軸箱上；作功傳動機構(gòu)與傳輸機構(gòu)通過齒輪I、齒輪II及齒輪III相連接；
[0011]所述的作功傳動機構(gòu)包括齒輪III、軸承座I、深溝軸承II、支撐板I、定位銷圈、深溝軸承I、主軸滑道I、主軸滑道II、連桿銷滑柄I、連桿銷滑柄II、連桿總成、活塞、軸瓦、支撐板II、齒輪II、內(nèi)六角螺栓I、支撐板III、支撐板IV ;支撐板I與支撐板II相對設(shè)置；支撐板I的內(nèi)側(cè)加工有軸承槽，軸承槽內(nèi)裝有深溝軸承I及定位銷圈；軸承壓板壓在深溝軸承I外圈上，并由沉頭螺釘將軸承壓板緊固在支撐板I上；主軸滑道I裝于支撐板I上，位于支撐板I外側(cè)的主軸滑道I軸上依次裝有軸承座I及齒輪II，深溝軸承II通過孔用卡簧固定于軸承座I內(nèi)；支撐板II的內(nèi)側(cè)加工有軸承槽，軸承槽內(nèi)裝有深溝軸承I及定位銷圈；軸承壓板壓在深溝軸承I外圈上，并由沉頭螺釘將軸承壓板緊固在支撐板II上；主軸滑道II裝于支撐板II上；連桿銷滑柄I的兩側(cè)分別裝于主軸滑道I與主軸滑道II上，連桿銷滑柄I上裝有連桿總成，連桿總成的下端與連桿銷滑柄I的連桿銷相連接，上端與活塞通過銷軸連接；支撐板III與支撐板IV相對設(shè)置；支撐板III的內(nèi)側(cè)加工有軸承槽，軸承槽內(nèi)裝有深溝軸承I及定位銷圈；軸承壓板壓在深溝軸承I外圈上，并由沉頭螺釘將軸承壓板緊固在支撐板III上；主軸滑道III裝于支撐板III上。主軸滑道II在穿過支撐板II外壁的軸面上，加工有一個平鍵槽，平鍵槽內(nèi)裝有平鍵；主軸滑道III的主軸孔內(nèi)壁上加工有一個平鍵槽，與平鍵相匹配；主軸滑道II的主軸插入主軸滑道III的主軸孔內(nèi)，并通過內(nèi)六角螺栓I連接為一體；在主軸滑道III的外部軸上裝有齒輪III ;支撐板IV的內(nèi)側(cè)加工有軸承槽，軸承槽內(nèi)裝有深溝軸承I及定位銷圈；軸承壓板壓在深溝軸承I外圈上，并由沉頭螺釘將軸承壓板緊固在支撐板IV上；主軸滑道IV裝于支撐板IV上，位于支撐板IV外側(cè)的主軸滑道IV軸上依次裝有軸承座I及齒輪II，深溝軸承II通過孔用卡簧固定于軸承座I內(nèi)；連桿銷滑柄II的兩側(cè)分別裝于主軸滑道III與主軸滑道IV上；連桿總成的下端與連桿銷滑柄II的連桿銷相連接，，上端與活塞通過銷軸連接；連桿總成上部的活塞裝于氣缸內(nèi)；
[0012]本實用新型所述的傳輸機構(gòu)包括傳動軸、齒輪I、深溝軸承III、軸承座II、法蘭；傳動軸的兩端通過深溝軸承III與軸承座II裝于曲軸箱上，傳動軸的一端裝有法蘭，另一端裝有止退螺母；傳動軸上裝有三個齒輪I，分別與兩個齒輪II及一個齒輪III相嚙合。
[0013]本實用新型所述的主軸滑道I、主軸滑道II、主軸滑道III與主軸滑道IV同軸芯裝配。
[0014]本實用新型所述的主軸滑道I與支撐板I之間、主軸滑道II與支撐板II之間、主軸滑道III與支撐板III之間、主軸滑道IV與支撐板IV之間都裝有軸瓦。
[0015]本實用新型所述的主軸滑道I、主軸滑道II、主軸滑道III、主軸滑道IV分別與支撐板I、支撐板II、支撐板III及支撐板IV偏心裝配。
[0016]本實用新型所述的連桿銷滑柄I與連桿銷滑柄II均為U型結(jié)構(gòu)；其結(jié)構(gòu)包括一個連桿銷與兩個曲柄；連桿銷與兩個曲柄的內(nèi)平面首部加工為一體；兩個曲柄外平面各與一個長度與曲柄長度相同，寬度小于曲柄寬度的滑塊加工為一體；連桿銷與兩端的曲柄組成U型結(jié)構(gòu)；另在連桿銷兩端的曲柄尾部，各加工有一個同心定位銷孔。
[0017]本實用新型所述的定位銷圈上加工有銷軸。
[0018]本實用新型所述的主軸滑道I、主軸滑道II、主軸滑道III、主軸滑道IV上加工有滑道槽。
[0019]本實用新型所述的連桿銷滑柄I兩側(cè)的滑塊分別置于主軸滑道I與主軸滑道II的滑道槽內(nèi)，尾部的銷孔套在銷軸上；連桿銷滑柄II兩側(cè)的滑塊分別置于主軸滑道III與主軸滑道IV的滑道槽內(nèi)，上部尾端上的銷孔套在銷軸上。
[0020]本實用新型所述的支撐板I、支撐板II、支撐板III及支撐板IV上均加工有油道。
[0021]本實用新型所述的離心式組合曲軸節(jié)能發(fā)動機技術(shù)，適用于以柴油、汽油和天然氣為燃料的單缸、雙缸和多缸內(nèi)燃機發(fā)動機。
[0022]本實用新型的作功傳動原理：
[0023]本實用新型改進后的曲軸不是一體的，而且主軸徑中心是偏高氣缸徑中心的。下面以本實用新型雙缸發(fā)動機的一個單元為例，介紹一下本專利的作功傳動特點：
[0024]—個連桿銷與兩個曲柄為一體，兩個曲柄外平面與加工的滑塊為一體，故在此總稱連桿銷滑柄。單缸發(fā)動機需兩個主軸，每個主軸一端與一個曲柄為一體，每個曲柄平面加工成凹形槽，槽內(nèi)兩側(cè)是耐磨滑面，故在此稱之為主軸滑道。兩個主軸滑道槽面對槽面，分別將連桿銷滑柄兩端曲柄外平面的滑塊含在槽內(nèi)，使連桿銷兩端曲柄外平面的滑塊，能在兩側(cè)滑道槽內(nèi)同時前后滑動，至此，兩個主軸滑道與一個連桿銷滑柄組合的曲軸，在此稱之為組合曲軸。
[0025]組合曲軸兩端的主軸分別由內(nèi)向外，從兩個支撐板的偏心軸承孔穿出。兩個支撐板偏心軸承孔中心，是橫向偏離氣缸垂直中心線的，偏向壓縮一面。偏心尺寸大約是發(fā)動機曲柄半徑的40%左右。
[0026]兩個支撐板鏡面軸承槽內(nèi)與軸承外徑緊配合各壓裝一套深溝軸承I，大功率發(fā)動機需各壓裝兩套深溝軸承I，并與軸承內(nèi)徑緊配合各壓裝一個定位銷圈，兩個定位銷圈從內(nèi)徑向外的平面上各有一個軸向圓柱定位銷軸，軸承與定位銷圈中心與支撐板中心是一個中心，也是在氣缸徑垂直中心線上。
[0027]連桿銷兩端滑柄平面尾部各有一個定位銷孔，組裝時，組合曲軸兩端的主軸，在分別從兩個支撐板內(nèi)側(cè)偏心軸承孔穿入的同時，將兩側(cè)定位銷圈上的定位銷軸，分另嵌入兩個滑柄尾部的定位銷孔內(nèi)。因此就形成了被含在左右兩側(cè)主軸滑道槽內(nèi)的兩個滑柄，在尾端的定位銷軸的牽制下，使活塞作功時通過連桿壓動連桿銷，連桿銷通過兩端的滑柄在兩側(cè)的滑道槽內(nèi)，扭動主軸滑道一同旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)的同時，由于支撐板主軸承孔，是橫向偏離支撐板中心的偏向壓縮一面。而定位銷軸確是圍繞支撐板中心旋轉(zhuǎn)的，所以連桿銷滑柄扭動兩側(cè)的主軸滑道每旋轉(zhuǎn)一圈，連桿銷滑柄尾部在定位銷軸的牽制下，連桿銷兩端滑柄的滑塊，在兩側(cè)的滑道槽內(nèi)前后滑動運行一次。
[0028]當活塞向下作功運行至橫向90°曲軸轉(zhuǎn)角時，定位銷軸將連桿銷滑柄向前推至極限，使此時的連桿銷中心與主軸的中心距最大，反之活塞由下止點向上止點做壓縮功，運行至橫向90°曲軸轉(zhuǎn)角時，定位銷軸又將連桿銷滑柄回拉至極限，此時連桿銷中心與主軸中心距最小。但活塞在上下止點時的曲軸轉(zhuǎn)角，（連桿銷中心）乃在氣缸徑的垂直中心線上。而且作功和壓縮至橫向90°曲軸轉(zhuǎn)角時，連桿銷中心與支撐板的中心距，也就是氣缸徑的垂直中心點都是一樣的。這就是本實用新型