CN101215991A

CN101215991A - 双缸对置式发电机

Info

Publication number: CN101215991A
Application number: CNA2008100191198A
Authority: CN
Inventors: 陈维加
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-01-10
Filing date: 2008-01-10
Publication date: 2008-07-09

Abstract

本发明公开了一种双缸对置式发电机，包括发动机和与发动机连接的发电装置，所述发动机具有位于气缸头内平行排列的两个气缸以及位于曲轴箱内的一个曲轴，两个气缸内的活塞分别通过连杆带动曲轴；其特征在于所述曲轴的两端均连接一套发电装置。本发明在提高发电效率的同时，保持工作稳定，噪音低并具有结构简单，体积小，制造成本低的特点。

Description

双缸对置式发电机

技术领域

本发明属于内燃机驱动的发电机结构改进技术领域，具体涉及一种双缸对置式发电机。

背景技术

目前市场上的内燃机驱动型发电机，尤其是便携式发电机中，作为动力机构的汽油发动机，其动力输出轴或者曲轴上往往只有一个输出端连接安装发电装置，机械能的利用率和发电效率较低。如果动力输出轴或者曲轴的两端都连接安装发电装置，就能在一定程度上提高机械能的利用率，也就提高了发电效率，但是以现有的内燃机驱动型发电机，尤其是便携式发电机要做到这点还存在困难，其原因如下：这类发电机的动力机构多为单缸式或者双缸式汽油发动机，以单缸四冲程发动机为例，其曲轴每转两圈才燃烧做功一次，因此，能明显地感到发动机的工作是断续的，排气声音的断续性更强。在相同排量条件下，和双缸式发动机相比，单缸发动机的运动件惯性力不易互相抵消，因此，在噪声振动方面，单缸式发动机的振动大，特别是高转速时，这个问题表现得尤为突出。

与之相反双缸式发动机由于往复运动及回转运动零件的质量小，其惯性力相对较小，且发动机的爆发次数是单缸发动机的两倍，因此，发动机扭矩变动幅度小，振动比单缸发动机小许多，排气噪声也明显低于单缸机，而输出功率却要比单缸发动机高，也就带来了发电效率的提高。然而目前市场上可用于便携式发电机的具有代表性的小型双缸发动机是V型双缸发动机和直列双缸发动机，先以V型双缸发动机为例，它将两个气缸都设计成V型排列，即将两个气缸错开一个角度，使每个气缸的风冷效果等同于单缸风冷机，但四冲程发动机每一个气缸工作循环为720°，V型双缸机的两个气缸错开一个角度后，一般为90°，则两个气缸分别在90°～270°和540°～720°爆燃作功，相交角为270°和450°，所以工作较不平稳，而且由于相交角的不同造成进气管压力不同，所以就必须使用两个化油器，而一般化油器很难保证在每个角度供油、气量的一致，需通过匹配或制造双联化油器来解决，用在便携式发电机中无疑也增加了成本。

相比V型双缸发动机，直列双缸发动机的两个气缸正好相隔360度做功一次，因此工作更加平稳，噪音低；且消除了V型双缸机由进气相交角不同造成进气管压力不同的情况，由于不存在相位差，所以化油器、配气机构等附件要简单得多。但是目前的直列双缸发动机主要是水冷式发动机，结构布置方式较复杂：其在发动机外设计散热水箱，而缸头内有水道与水箱连接成一个密闭循环水道，然后用水泵使水道中水流动，将发动机的热能从散热水箱中带走。缸头由于水道的原因必须用低压铸造方式制造，加工困难且成本高；而箱体内的配气机构布局一般使用顶置凸轮设计，凸轮轴需经同步带或同步链与正时齿轮连接，使得箱体结构大而复杂，不仅占据了气缸体前后的空间体积，且使得相应的控制气门的摇臂、凸轮轴等配气机构附件的制造成本均相应提高，为此目前常规的上述水冷发动机缸头和箱体必须分开制造，再进行分段式连接，显然其结构本身不适合被用于便携式发电机，更何况还要在其动力输出轴两端均连接安装发电装置，无疑使得最终的便携式发电机包括外在隔音箱体在内的结构体积更大。

发明内容

本发明目的是：提供一种在动力机构的输出轴两端均同轴安装发电装置的双缸对置式发电机，能在提高发电效率的同时，保持工作稳定，噪音低并具有结构简单，体积小，制造成本低的特点。

本发明的技术方案是：一种双缸对置式发电机，包括发动机和与发动机连接的发电装置，所述发动机具有位于气缸头内平行排列的两个气缸以及位于曲轴箱内的一个曲轴，两个气缸内的活塞分别通过连杆带动曲轴；其特征在于所述曲轴的两端均连接一套发电装置。

本发明进一步的技术方案是：一种双缸对置式发电机，包括发动机和与发动机连接的发电装置，所述发动机具有位于气缸头内平行排列的两个气缸以及位于曲轴箱内的曲轴，两个气缸内的活塞分别通过连杆带动曲轴；每个气缸都具有一套独立的配气机构，两套配气机构分别位于两个气缸的外侧，并相对于两个气缸的结合面对置，同时曲轴的两端均连接一套发电装置。所述曲轴的每一端进一步均固定有飞轮，飞轮上设有风叶；发电装置包括转子和定子，转子和定子均同轴安装在曲轴上。而所述发动机和发电装置均安装固定在导风罩内。而每个配气机构中的正时齿轮安装在曲轴上并带动凸轮轴，凸轮轴上的凸轮顶触挺杆，挺杆顶触推杆，推杆通过摇臂控制气门的开关；对于每个配气机构而言，所述凸轮轴有两根，这两根凸轮轴并列且分别与曲轴平行设置，每根凸轮轴上设有一个凸轮，所述曲轴上的正时齿轮为主动齿轮，并与固定在其中一个凸轮轴上的从动齿轮啮合，两根凸轮轴上分别固定有互相啮合的传动齿轮。

本发明更详细的技术方案是：一种双缸对置式发电机，包括发动机和与发动机连接的发电装置，所述发动机具有位于气缸头内平行排列的两个气缸以及位于曲轴箱内的曲轴，两个气缸内的活塞分别通过连杆带动曲轴；每个气缸都具有一套独立的配气机构，两套配气机构分别位于两个气缸的外侧，并相对于两个气缸的结合面对置，同时曲轴的两端均连接一套发电装置。所述曲轴的每一端进一步均固定有飞轮，飞轮上设有风叶；发电装置包括转子和定子，转子和定子均同轴安装在曲轴上。而所述发动机和发电装置均安装固定在导风罩内。而每个配气机构中的正时齿轮安装在曲轴上并带动凸轮轴，凸轮轴上的凸轮顶触挺杆，挺杆顶触推杆，推杆通过摇臂控制气门的开关；对于每个配气机构而言，所述凸轮轴有两根，这两根凸轮轴并列且分别与曲轴平行设置，每根凸轮轴上设有一个凸轮，所述曲轴上的正时齿轮为主动齿轮，并与固定在其中一个凸轮轴上的从动齿轮啮合，两根凸轮轴上分别固定有互相啮合的传动齿轮。所述两个凸轮轴上的凸轮位于同一平面内，且该平面与曲轴和凸轮轴垂直；所述同一气缸上的气门为进气门和出气门，它们的连线与曲轴和凸轮轴垂直。

即本发明中每一气缸上的进气门和出气门对置分布在曲轴两侧，而曲轴的两端均安装风叶，故每个配气机构上的进气门和出气门间的连线与冷却风的风向垂直。对于本发明来说相当于两个单气缸头背靠背的并列组合，每个气缸头的配气机构都是朝向外侧，且组合后的整个双缸对置式发电机的整体结构可以是完全对称的。

本发明的优点是：

1.本发明双缸对置式发电机中为两个气缸分别设置了独立且对置于气缸头两侧的配气机构，同常规的直列双缸发动机结构比较，简化了复杂的箱体结构，使得常规直列双缸发动机的缸头和箱体可以一体设计，省去了缸头昂贵的低压铸造费用；模具出模，零件加工都十分方便，大大降低了成本，而相比V型双缸发动机，又保持了低噪音，工作稳定，化油器、配气机构等附件结构简单的特点，因此适合用作体积较小的便携式发电机动力输出机构，也就保证了本发明能在曲轴两端安装两个发电装置以提高发电效率。

2.由于本发明中的每个配气机构均设有两根与曲轴平行的凸轮轴，两根凸轮轴上分别设置一个凸轮，因此，缩短了凸轮轴的长度，减小了曲轴箱的体积，进一步减小了发动机体积和重量，因此也就保证了本发明能在曲轴两端安装两个发电装置，提高发电效率，同时也便于用户携带。

3.由于本发明中的每个配气机构的两根凸轮轴并列设置，两个凸轮位于同一平面内，因此，同一气缸的两个气门之间的连线与曲轴和凸轮轴相垂直，也就是与冷却风的风向垂直，与现有技术相比转过90度，从而有利于气缸头的散热，也就有利于减小了气缸内的噪音，也就保证了能在曲轴两端安装两个发电装置，提高发电效率。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1的A-A剖面视图；

图3为本发明控制同一气缸气门的传动齿轮组结构简图。

其中：1、气缸头；2、气缸；3、曲轴箱；4、曲轴；5、活塞；6、连杆；7、正时齿轮；8、凸轮轴；9、凸轮；10、挺杆；11、推杆；12、摇臂；13、进气门；14、出气门；15、从动齿轮；16、传动齿轮；17、飞轮；18、风叶；19、转子；20、定子；21、导风罩。

具体实施方式

实施例：结合图1、图2、图3所示为本发明双缸对置式发电机的的具体实施方式，它包括位于气缸头1内的平行排列的两个气缸2和位于曲轴箱3内的曲轴4，每个气缸2内的活塞5通过连杆10带动曲轴4，曲轴4的每一端均固定有飞轮17，飞轮17上设有风叶18；曲轴4的每一端还安装有发电装置，所述发电装置为现有技术，包括转子19和定子20，转子19和定子20均同轴安装在曲轴4上。同时本实施例中的发动机和发电装置均安装固定在导风罩21内。

本实施例中每个气缸2都具有一套独立的配气机构，而两个配气机构分别位于两个气缸2的外侧，并相对于两个气缸2的结合面对置。

所述的每套配气机构包括正时齿轮7、凸轮周8、凸轮9、挺杆10、推杆11和摇臂12，正时齿轮7安装在曲轴4上并带动凸轮轴8，凸轮轴8上的凸轮9顶触对应的挺杆10，挺杆10顶触对应的推杆11，推杆11通过对应的摇臂12控制气缸2上的进气门13和出气门14的开关，且进气门13和出气门1 4之间的连线与曲轴4和凸轮轴8垂直。

每个配气机构中的凸轮轴8有两根，这两根凸轮轴8并列且分别与曲轴4平行设置，每根凸轮轴8上设有一个凸轮9，两个凸轮9位于同一平面内，且该平面与曲轴4和凸轮轴8垂直。所述曲轴4上的正时齿轮7为主动齿轮，其与固定在其中一个凸轮轴8上的从动齿轮15啮合，而两个凸轮轴8上又分别固定有互相啮合的传动齿轮16。

对于本实施例来说相当于两个单气缸头背靠背的并列组合，每个气缸头的配气机构都是朝向外侧，且组合后的整个双缸对置式发电机的整体结构是完全对称的。

本实施例的双缸对置式发电机中为两个气缸2分别设置了独立且对置于气缸头1两侧的配气机构，同常规的直列双缸发动机结构比较，简化了复杂的箱体结构，使得常规直列双缸发动机的缸头和箱体可以一体设计，省去了缸头昂贵的低压铸造费用；模具出模，零件加工都十分方便，大大降低了成本，而相比V型双缸发动机，又保持了低噪音，工作稳定，化油器、电子燃油喷射***等附件结构简单的特点，因此适合用作体积较小的便携式发电机动力输出机构，也就保证了本发明能在曲轴两端安装两个发电装置以提高发电效率。

由于本实施例中的每个配气机构均设有两根与曲轴4平行的凸轮轴8，两根凸轮轴8上又分别设置一个凸轮9，因此，缩短了凸轮轴8的长度，减小了曲轴箱3的体积，进一步减小了发动机体积和重量，因此也就保证了能在曲轴两端安装两个发电装置，提高发电效率，便于用户携带。

由于本实施例中的每个配气机构的两根凸轮轴8并列设置，两个凸轮9位于同一平面内，因此，同一气缸2的两个气门之间的连线与曲轴4和凸轮轴8相垂直，也就是与冷却风的风向垂直，与现有技术相比转过90度，从而有利于气缸头的散热，也就有利于减小了气缸内的噪音，这也保证了能在曲轴两端安装两个发电装置，提高发电效率。

Claims

1.一种双缸对置式发电机，包括发动机和与发动机连接的发电装置，所述发动机具有位于气缸头(1)内平行排列的两个气缸(2)以及位于曲轴箱(3)内的一个曲轴(4)，两个气缸(2)内的活塞(5)分别通过连杆(6)带动曲轴(4)；其特征在于所述曲轴(4)的两端均连接一套发电装置。

2.根据权利要求1所述的双缸对置式发电机，其特征在于所述每个气缸(2)都具有一套独立的配气机构，两套配气机构分别位于两个气缸(2)的外侧，并相对于两个气缸(2)的结合面对置。

3.根据权利要求2所述的双缸对置式发电机，其特征在于所述每个配气机构包括正时齿轮(7)、凸轮轴(8)、凸轮(9)、挺杆(10)、推杆(11)和摇臂(12)，安装在曲轴(4)上的正时齿轮(7)带动凸轮轴(8)，凸轮轴(8)上的凸轮(9)顶触挺杆(10)，挺杆(10)顶触推杆(11)，推杆(11)通过摇臂(12)控制气门的开闭。

4.根据权利要求3所述的双缸对置式发电机，其特征在于：每个配气机构中的凸轮轴(8)有两根，这两根凸轮轴(8)并列且都与曲轴(4)平行设置，每根凸轮轴(8)上设有一个凸轮(9)。

5.根据权利要求4所述的双缸对置式发电机，其特征在于：对于每个配气机构而言，安装在曲轴(4)上的正时齿轮(7)为主动齿轮，并与固定在一个凸轮轴(8)上的从动齿轮(15)啮合，而两个凸轮轴(8)上分别固定有互相啮合的传动齿轮(16)。

6.根据权利要求4或5所述的双缸对置式发电机，其特征在于：对于每个配气机构而言，两根凸轮轴(8)上的凸轮(9)位于同一平面内。

7.根据权利要求4或5所述的双缸对置式发电机，其特征在于：每个配气机构中的进气门(13)和出气门(14)之间的连线与曲轴(4)和凸轮轴(8)垂直。

8.根据权利要求1所述的双缸对置式发电机，其特征在于所述曲轴(4)的每一端均固定有飞轮(17)，飞轮(17)上设有风叶(18)；发电装置包括转子(19)和定子(20)，转子(19)和定子(20)均同轴安装在曲轴(4)上。

9.根据权利要求1所述的双缸对置式发电机，其特征在于所述发动机和发电装置均安装固定在导风罩(21)内。