CN101943058A - 一种连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置，属于内燃机技术领域。它解决了现有的内燃机的活塞连杆装置质量重、结构复杂、加工复杂等问题。本连杆导向往复活塞式内燃机中的活塞连杆装置包括活塞、曲轴及由杆柄和杆身组成的连杆，所述的活塞设置在内燃机气缸体内，所述的连杆及曲轴设置在箱体内，所述的连杆杆柄通过活塞销与活塞相连，所述的连杆杆身上设置有一偏心圆旋转体且连杆通过该偏心圆旋转体与曲轴相连，所述的箱体上设置有与连杆相配合且使连杆沿气缸体中心做直线往复运动的导向机构。本连杆导向往复活塞式内燃机中的活塞连杆装置具有使用寿命长、质量轻、加工设计简单的优点。

Description

一种连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置

技术领域

本发明属于内燃机技术领域，涉及一种内燃机的活塞连杆装置，特别是一种连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置。

背景技术

传统内燃机的曲轴连杆机构，连杆随着曲轴转动做平面左右摇摆的复杂运动，由于受力方向的关系，传统连杆传递的力，必须是活塞上下来的气缸压力和汽缸壁面的侧向压力合成通过连杆杆身的力来进行传递，巨大侧向力的产生(由气缸爆发压力、连杆与壁面角度定值)，是活塞气缸组寿命的主要杀手之一，同时还造成大量机械功的损失；同时活塞组产生的往复惯性力，无法由单平衡(曲拐平衡重)完全平衡)，而采用平衡轴双平衡方式，往往又带来齿轮连接噪音等问题和布置的局限往往额外由产生部分扭矩，结构也较复杂。

《内燃机》1981年第8期报导过日本工业大学研制的无连杆内燃机，采用双滑块组合使用，气缸是十字型布置，但其布置做单缸机太过臃肿，而且其为两缸通过双圆滑块联动，容易造成一缸倾斜，润滑油容易窜入活塞顶。1985年实用新型专利申请说明书CN85200337U中提到一种单圆滑块往复活塞式内燃机，采用整体式活塞，取消了连杆，其为了克服上下止点的运动死点，在曲轴和活塞上做了一个2∶1的齿轮副，结构复杂，并在高速运动的时候，齿轮副容易产生噪音，在冲击载荷下，也容易由于偏差而造成断齿。1997年发明专利申请公开说明书95111403.4中有提到一种双圆滑块往复活塞式内燃机，其结构上在1981年日本工业大学的无连杆内燃机基础上，采用双缸90°结构，即使一缸单做滑道使用不装缸头，但用作单缸机使用还是结构臃肿，而且其活塞也是整体式活塞，取消了连杆，其活塞大而长，无法用传统工艺来制作活塞桶面，活塞与汽缸壁不易形成有效的油膜；由于气缸中心与曲柄销中心大部分时候不相交，气缸爆发压力和曲柄销反作用力会产生一翻倒力矩于活塞上，又活塞一侧上端和另一侧下端与汽缸壁的碰触来平衡，虽然相比传统发动机力很小，但单点接触的持续上下运动同样容易破坏油膜，同时活塞保持倾斜，也容易漏气和窜机油；同时由于强度和工艺的考虑，其整体式活塞的体积臃肿，难以减少质量，往往还要使用铸铁做为材料来保证强度，虽然可以通过两缸往复力合成然后增加平衡重的方法来平衡惯性力，但两缸错位，还存在一个计算时忽略的力矩，活塞越重，此力矩越大，同时也导致整体发动机的质量增加许多；其整体式活塞还使拆机检修非常麻烦，要更换活塞，就必须开箱拆卸；同时设计时发动机的行程受到了缸径的限制，其行程与缸径比限制了要小于0.8，上述结构大大限制了发动机的布置，如果想获得大排量的内燃机，导致结果缸径必须做大，缸径大导致活塞质量重，平衡重质量增加，整机质量增加。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构简单、使用寿命长，做直线往复运动的连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置，包括活塞、曲轴及由杆柄和杆身组成的连杆，所述的活塞设置在内燃机气缸体内，所述的连杆及曲轴设置在箱体内，其特征在于，所述的连杆杆柄通过活塞销与活塞相连，所述的连杆杆身上设置有一偏心圆旋转体且连杆通过该偏心圆旋转体与曲轴相连，所述的箱体上设置有与连杆相配合且使连杆沿气缸体中心做直线往复运动的导向机构。

将活塞和连杆设计为分体式结构，通过活塞销将活塞与连杆固连在一起，这样不仅方便加工设计，而且还降低了内燃机行程对缸径的要求。同时通过通过导向机构使得活塞与连杆做直线往复运动从而无需考虑连杆做旋转运动时惯性力对整机受力的影响。

在上述的连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置中，所述的导向机构包括连杆杆身正反表面的左右边沿均向外延伸形成的凸沿和固定在箱体上的导块，所述的导块的导面位于同一侧的两凸沿之间。

在上述的连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置中，所述的导向机构包括固定在箱体上的具有导槽的导块，上述的连杆杆身左右两侧面分别位于相对应的导块的导槽内。

在上述的连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置中，所述的曲轴由左曲轴和右曲轴组成，所述的右曲轴贯穿偏心圆旋转体并与左曲轴固连。将曲轴设计成左曲轴和右曲轴不仅方便加工，而且还有利于安装。

在上述的连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置中，所述的连杆与右曲轴之间安装有动平衡调整方滑块，所述的连杆夹持在动平衡调整方滑块和左曲轴之间。通过连杆、动平衡调整方滑块和左曲轴三者之间的配合使得连杆沿曲轴轴心线轴向定位在曲轴上。

在上述的连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置中，所述的连杆杆柄顶部具有小孔，上述的活塞销穿插在小孔内。

在上述的连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置中，所述的连杆杆身中部具有大孔，上述的偏心圆旋转体设置在大孔内。

在上述的连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置中，所述的连杆杆身左右两侧面中部均开设有水平设置的油道，所述的油道一端与大孔相通，另一端与导块相通。通过油道将润滑油输送到导块的导面上，从而润滑导块的导面，减少摩擦。

在上述的连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置中，所述的导块与曲轴呈垂直关系。

与现有技术相比，本连杆导向往复活塞式内燃机中的活塞连杆装置将活塞和连杆设计为分体式结构，通过活塞销将活塞与连杆固连在一起，这样不仅方便加工设计，而且还降低了内燃机行程对缸径的要求；同时通过连杆与导块的配合，使得活塞与连杆做直线往复运动从而无需考虑连杆做旋转运动时惯性力对整机受力的影响。

附图说明

图1是本发明安装在内燃机上时的结构示意图。

图2是本发明安装在气缸体上的结构示意图。

图3是本发明曲轴和连杆轴向布置结构示意图。

图4是本发明中连杆的结构示意图。

图5是图4的侧视结构示意图。

图中，1、活塞；2、连杆；21、杆身；22、杆柄；23、油道；24、凸沿；26、大孔；27、小孔；3、气缸体；4、偏心圆旋转体；5、曲轴；51、左曲轴；52、右曲轴；6、导块；7、活塞销；8、箱体；9、动平衡调整方滑块。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至图5所示，本连杆导向往复活塞式内燃机中的活塞连杆装置包括活塞1、曲轴5及由杆柄22和杆身21组成的连杆2，其中活塞1设置在内燃机气缸体3内，连杆2及曲轴5设置在箱体8内。

连杆2杆柄22顶部具有小孔27，连杆2杆柄22通过活塞销7与活塞1相连且活塞销7穿插在小孔27内。连杆2杆身21中部具有大孔26，在连杆2杆身21的大孔26内安装设置有一偏心圆旋转体4且连杆2通过该偏心圆旋转体4与曲轴5相连。将活塞1和连杆2设计为分体式结构，通过活塞销7将活塞1与连杆2固连在一起，这样不仅方便加工设计，而且还降低了内燃机行程对缸径的要求。

箱体8上设置有与连杆2相配合且使连杆2沿气缸体3中心做直线往复运动的导向机构，导向机构包括连杆2杆身21正反表面的左右边沿均向外延伸形成的凸沿24和固定在箱体8上的导块6，导块6的导面位于同一侧的两凸沿24之间，其中导块6与曲轴5呈垂直关系。也可以根据实际情况，将导向机构设计为固定在箱体8上的具有导槽的导块6，连杆2杆身21左右两侧面分别位于相对应的导块6的导槽内。这样同样能使连杆2沿着导块6做上下直线往复运动。曲轴5由左曲轴51和右曲轴52组成，右曲轴52贯穿偏心圆旋转体4并与左曲轴51固连。将曲轴5设计成左曲轴51和右曲轴52不仅方便加工，而且还有利于安装。在连杆2与右曲轴52之间安装有动平衡调整方滑块9，连杆2夹持在动平衡调整方滑块9和左曲轴51之间。通过连杆2、动平衡调整方滑块9和左曲轴51三者之间的配合使得连杆2沿曲轴5轴心线轴向定位在曲轴5上。

在连杆2杆身21左右两侧面中部均开设有水平设置的油道23，油道23一端与大孔26相通，另一端与导块6相通。通过油道23将润滑油输送到导块6的导面上，从而润滑导块6的导面，减少摩擦。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置，包括活塞(1)、曲轴(5)及由杆柄(22)和杆身(21)组成的连杆(2)，所述的活塞(1)设置在内燃机气缸体(3)内，所述的连杆(2)及曲轴(5)设置在箱体(8)内，其特征在于，所述的连杆(2)杆柄(22)通过活塞销(7)与活塞(1)相连，所述的连杆(2)杆身(21)上设置有一偏心圆旋转体(4)且连杆(2)通过该偏心圆旋转体(4)与曲轴(5)相连，所述的箱体(8)上设置有与连杆(2)相配合且使连杆(2)沿气缸体(3)中心做直线往复运动的导向机构。

2.根据权利要求1所述的连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置，其特征在于，所述的导向机构包括连杆(2)杆身(21)正反表面的左右边沿均向外延伸形成的凸沿(24)和固定在箱体(8)上的导块(6)，所述的导块(6)的导面位于同一侧的两凸沿(24)之间。

3.根据权利要求1所述的连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置，其特征在于，所述的导向机构包括固定在箱体(8)上的具有导槽的导块(6)，上述的连杆(2)杆身(21)左右两侧面分别位于相对应的导块(6)的导槽内。

4.根据权利要求1或2或3所述的连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置，其特征在于，所述的曲轴(5)由左曲轴(51)和右曲轴(52)组成，所述的右曲轴(52)贯穿偏心圆旋转体(4)并与左曲轴(51)固连。

5.根据权利要求4所述的连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置，其特征在于，所述的连杆(2)与右曲轴(52)之间安装有动平衡调整方滑块(9)，所述的连杆(2)夹持在动平衡调整方滑块(9)和左曲轴(51)之间。

6.根据权利要求1或2或3所述的连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置，其特征在于，所述的连杆(2)杆柄(22)顶部具有小孔(27)，上述的活塞销(7)穿插在小孔(27)内。

7.根据权利要求1或2或3所述的连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置，其特征在于，所述的连杆(2)杆身(21)中部具有大孔(26)，上述的偏心圆旋转体(4)设置在大孔(26)内。

8.根据权利要求2或3所述的连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置，其特征在于，所述的连杆(2)杆身(21)左右两侧面中部均开设有水平设置的油道(23)，所述的油道(23)一端与大孔(26)相通，另一端与导块(6)相通。

9.根据权利要求8所述的连杆导向往复活塞式内燃机的活塞连杆装置，其特征在于，所述的导块(6)与曲轴(5)呈垂直关系。

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