一种高效发动机动力传动机构的制作方法

本发明属于机械传动，具体涉及一种高效率发动机动力传动(转换)机构。

背景技术：

1、现有发动机的动力传动机构, 主要由发动机机体内活塞使用单根连杆推动曲轴旋转构成。这种结构曲轴旋转做功时，曲轴旋转做功角度与消耗角度是等量的，就是在曲轴旋转360°一圈过程中只有180°被活塞推动转换为动力，而其余时间都是在消耗动力。曲轴匀速转动的情况下二冲程单缸发动机一个工作循环曲轴旋转一圈，只有1/2圈在输出动力。对于现有应用最广泛的曲轴旋转两圈一个工作循环的四冲程发动机，单组活塞推动曲轴做功的有效时段只占整个循环的1/4，活塞做功下行时间较短、行程短，造成了能源的浪费。同时现有单连杆曲轴的回转中心与气缸的中心线正交结构，运行时，由于活塞推动单连杆的力是垂直于曲轴轴心，旋转至90°前后曲轴轴心支点与曲轴连杆轴颈的受力点才会形成较长的力臂，从而到达曲轴最大扭矩的输出角，而曲轴0°角和180°角时则力臂为0附近力臂短，动力不能被有效转换内耗高，所以最有效的输出只有活塞行程的中段，正常情况下单连杆发动机必须在缸内压缩比最高且曲轴0°角之前提前点火, 缸内燃料点燃后的爆燃高温会在缸内瞬间产生短暂强暴的最大峰值压力，而后随着温度的急速下降及活塞下行缸容积增大，缸内压力将迅速下降，当曲轴旋转至约35°角之前缸内的峰值压力已经结束，预想达到高效的状态，唯一的方法就是提高转速至约2300rpm以上才会逐渐出现峰值扭矩，就是要在缸内高温压力消失之前使曲轴旋转接近至90°角前后，这时发动机才会有较强的动力和高效率，高转速也就意味着极高的消耗、快磨损、短寿命，很多场景不适用，所以单连杆结构的这些弊端，导致传统发动机高耗低效整体动力弱尤其低转速动力很差、能源浪费严重等问题。

技术实现思路

1、针对现有技术发动机的动力传动机构中机械转换效率低下的问题，本发明提出一种高效发动机动力传动机构，该结构的发动机在低速运转时，具备有高效、大扭矩动力输出的先天优势，避免了现有技术的发动机只能依靠提高转速堆积功耗来提升功率，大大降低了发动机燃料消耗量，全面的提升发动机的热转换效率和输出功率。

2、本发明的技术解决方案一：一种高效发动机动力传动机构，包括曲轴2，所述曲轴2的连杆轴颈与曲轴连杆5的一端铰接，所述曲轴2的回转中心上方且向曲轴2旋转方向一侧横向偏移一定距离设置有气缸7；所述气缸7内设置有可往复运动的活塞1，所述活塞1与活塞连杆4的一端铰接；所述气缸7靠近所述曲轴2一侧设有支撑3，且支撑3纵向位于所述曲轴2回转中心与所述气缸7之间，所述支撑3与摆臂连杆6的一端铰接；所述曲轴连杆5的另一端和所述活塞连杆4的另一端分别在所述摆臂连杆6上铰接。

3、本发明的技术解决方案二：一种高效发动机动力传动机构，包括曲轴2，所述曲轴2的连杆轴颈与曲轴连杆5的一端铰接，所述曲轴2的回转中心上方且向曲轴2旋转方向一侧横向偏移一定距离设置有气缸7；所述气缸7内设置有可往复运动的活塞1，所述活塞1与活塞连杆4的一端铰接；所述气缸7靠近所述曲轴2一侧设有支撑3，且支撑3纵向位于所述曲轴2回转中心与所述气缸7之间，所述支撑3与摆臂连杆6的一端铰接；所述曲轴连杆5的另一端和所述活塞连杆4的另一端铰接；所述摆臂连杆6的另一端铰接在所述曲轴连杆5上或所述活塞连杆4上。

4、本发明的技术解决方案三：一种高效发动机动力传动机构，包括曲轴2，所述曲轴2的连杆轴颈与曲轴连杆5的一端铰接，所述曲轴2的回转中心上方且向曲轴2旋转方向一侧横向偏移一定距离设置有气缸7；所述气缸7内设置有可往复运动的活塞1，所述活塞1与活塞连杆4的一端铰接；所述气缸7靠近所述曲轴2一侧设有支撑3，且支撑3纵向位于所述曲轴2回转中心与所述气缸7之间，所述支撑3与摆臂连杆6的一端铰接；所述曲轴连杆5的另一端、所述活塞连杆4的另一端、所述摆臂连杆6的另一端共同铰接在一起。

5、进一步的，所述支撑3位于当所述活塞1上行至气缸7中部区域时曲轴2的连杆轴颈所在位置附近。

6、进一步的，所述摆臂连杆6通过叉形结构共轴铰接在支撑3上形成枢接结构。

7、有益效果：1、本发明能够在活塞行程不变的情况下，使活塞下行做功时推动曲轴旋转的角度增加，同时曲轴推动活塞上行消耗能量所需旋转的角度减小，实现了二冲程发动机在曲轴运转时做功旋转角大于排气旋转角，一个工作循环曲轴旋转360°过程中，其中270°旋转过程被活塞推动输出动力。活塞推动曲轴旋转一圈产生做功与消耗动能的角度比值由传统1:1提高到接近3:1，活塞推动曲轴旋转做功的角度相比传统传动结构做功角度增加了大约25%。而四冲程发动机一个工作循环，曲轴旋转做功与消耗的角度比值由传统1:3提高到3:5，比值增加了大约12.5%。使活塞推动曲轴做功旋转的角度得到延伸，而相应曲轴推动活塞消耗动能的角度减小了，所以优化后每一次做功所产生的有益效果接近于双倍。

8、2. 本发明可以通过调整三根连杆长度配合，较大幅偏度移汽缸的位置，能优化的设计出活塞到达顶点(点火)时的曲轴的角度，使曲轴的做功起始角度延后，再叠加汽缸偏移距离形成较大的力矩，实现缸内每次燃烧做功时产生的峰值推动力，在曲轴处于远离曲轴轴心大扭矩的状态下输出动力，让发动机在低速运转时，高效的将缸内的峰值压力转换输出，以更经济且合理转速运行，能适用多种应用场景。

9、3.本发明在曲轴匀速旋转和活塞行程不变的情况下，使活塞做功推动曲轴旋转的角度增加，即等同于延长了活塞下行做功时间，增加了燃料在气缸内燃烧的时间，燃烧更充分减少污染。并使活塞每一次推动曲轴做功输出的时间增加，充分的将热能转换为动能输出。并能够使曲轴推动活塞上行所需旋转的角度增减小，即加速活塞上行的速度，使活塞上行的压缩冲程和排气冲程时间缩短，减少空气压缩期间气缸内空气的泄露时间，减少了排气对动能消耗的时间。

10、4.本发明延长了活塞下行时间，同时延长四冲程发动机进气冲程的时间，使气缸内空气吸入更加充足，因此无需发动机使用高成本气门的行程技术和外部的空气增压设备，即可满足发动机做功时的配气需求。

11、

技术特征：

1.一种高效发动机动力传动机构，发动机的机体内包括曲轴，其特征在于：所述曲轴的连杆轴颈与曲轴连杆的一端铰接，所述曲轴的回转中心上方且向曲轴旋转方向一侧横向偏移一定距离设置有气缸；所述气缸内设置有可往复运动的活塞，所述活塞与活塞连杆的一端铰接；所述气缸靠近所述曲轴一侧设有支撑，且支撑纵向位于所述曲轴回转中心与所述气缸之间，所述支撑与摆臂连杆的一端铰接；所述曲轴连杆的另一端和所述活塞连杆的另一端分别在所述摆臂连杆上铰接。

2.一种高效发动机动力传动机构，发动机的机体内包括曲轴，其特征在于：所述曲轴的连杆轴颈与曲轴连杆的一端铰接，所述曲轴的回转中心上方且向曲轴旋转方向一侧横向偏移一定距离设置有气缸；所述气缸内设置有可往复运动的活塞，所述活塞与活塞连杆的一端铰接；所述气缸靠近所述曲轴一侧设有支撑，且支撑纵向位于所述曲轴回转中心与所述气缸之间，所述支撑与摆臂连杆的一端铰接；所述曲轴连杆的另一端和所述活塞连杆的另一端铰接；所述摆臂连杆的另一端铰接在所述曲轴连杆上或所述活塞连杆上。

3.一种高效发动机动力传动机构，发动机的机体内包括曲轴，其特征在于：所述曲轴的连杆轴颈与曲轴连杆的一端铰接，所述曲轴的回转中心上方且向曲轴旋转方向一侧横向偏移一定距离设置有气缸；所述气缸内设置有可往复运动的活塞，所述活塞与活塞连杆的一端铰接；所述气缸靠近所述曲轴一侧设有支撑，且支撑纵向位于所述曲轴回转中心与所述气缸之间，所述支撑与摆臂连杆的一端铰接；所述曲轴连杆的另一端、所述活塞连杆的另一端、所述摆臂连杆的另一端共同铰接在一起。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种高效发动机动力传动机构，其特征在于：所述支撑位于当所述活塞上行至气缸中部区域时曲轴的连杆轴颈所在位置附近。

5.根据权利要求4所述的一种高效发动机动力传动机构，其特征在于：所述摆臂连杆通过叉形结构共轴铰接在支撑上形成枢接结构。

技术总结一种高效发动机动力传动机构,包括曲轴,所述曲轴的连杆轴颈与曲轴连杆的一端铰接,所述曲轴的回转中心上方且向曲轴旋转方向一侧横向偏移一定距离设置有气缸,所述气缸内设置有可往复运动的活塞,所述活塞与活塞连杆的一端铰接,所述气缸靠近所述曲轴一侧设有支撑,且支撑纵向位于所述曲轴回转中心与所述气缸之间,所述支撑与摆臂连杆的一端铰接,所述曲轴连杆的另一端和所述活塞连杆的另一端铰接,所述摆臂连杆的另一端铰接在所述曲轴连杆上；该机构的发动机实现了活塞下行大力矩推动曲轴旋转做功,并增加曲轴做功角度范围、延长燃料在气缸内燃烧做功的时长,使其在低速运转时能产生峰值扭矩,并具备高效低耗的先天优势,可全面提升了发动机的能量转换效率。技术研发人员：田利军受保护的技术使用者：田利军技术研发日：技术公布日：2024/6/5