[实用新型]一种用于发动机的多连杆曲柄装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及内燃机曲柄连杆装置，特别是涉及一种用于发动机的多连杆曲柄装置。

背景技术

对于传统的柴油机，燃油在活塞到达压缩上止点前的某一时刻喷入气缸，紧接着进行混合、燃烧和放热。若供油时间过早，会使滞燃期增长，燃油在压缩行程中就开始着火燃烧，这时由于压力增长过快，对正在压缩行程中的活塞增加运动阻力，使活塞与汽缸产生敲击。若供油时间过迟，会使过后燃烧期增长，使燃烧在气体膨胀过程中进行。这时由于燃烧室逐渐加大，热量损失过多，最高压力点降低，造成柴油机启动困难、水温过高、功率不足等不良后果，影响柴油机的动力性和经济性。传统柴油机的扩散火焰燃烧方式，不可避免地带来燃烧速度缓慢的不利限制，难以完善解决高效与高速之间的矛盾。

为此，美国人Abenavoli Bruno实用新型的新型二冲程形式柴油机(EP1831515A1)，在气缸顶部设有一个机构，当活塞由上止点下行至排气门打开时可以自由滑动。这个可以自由滑动的机构内有一个转换阀，在压缩和燃烧行程里吸入空气或者油气混合气，该活动机构由驱动机构来控制。由于该机构的引入，使得发动机的效率相比较传统机构有一定提升。但滑动机构仅由一根弹簧控制，精度低，在换气阶段存在较大的换气能量损失。

中国实用新型专利CN 92113550公开了凸轮摇杆连杆式内燃机，其特点是，由安装在机器机体上的摇杆连杆机构与主轴上的凸轮一起组成凸轮摇杆连杆机构，使活塞的直线运动和主轴的旋转运动相互转换；通过适当设计凸轮曲线，可使活塞按选取的加速度运动规律作往复运动。

但是，上述机构的引入，都没有从根本上改变柴油机的工作方式，也就对于柴油机工作过程中最重要的核心部分——燃烧特性的改善作用不大。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术中存在的不足之处，提供一种活塞可在上止点附近停留80CA°曲轴转角时间，提高燃烧特性的基于多连杆的曲柄连杆机构。

本实用新型通过曲柄、连杆的组合运动，实现活塞在上止点停留80度曲轴转角这一特殊运动规律。

本实用新型目的通过以下技术方案实现：

一种用于发动机的多连杆曲柄装置，包括曲柄、活塞和连杆，所述连杆由连杆之一、连杆之二和连杆之三组成，曲柄固定于发动机机体上一定点A；连杆之一与曲柄连接；连杆之二一端固定于发动机机体上另一定点B，另一端与连杆之一和连杆之三活动连接；连杆之三作为活塞杆与活塞连接，活塞位于曲柄的斜上方，连杆之二的固定点位于曲柄的斜下方；活塞在缸套内移动，缸套轴线为YO，以过定点A点的水平线为X轴，活塞的中心线为Y轴，曲柄半径的长度为R，则曲柄的固定点A到活塞中心线的距离为2.9R，连杆之二的固定点B到X轴和Y轴的距离分别为2.36R和2.61R，连杆之一、连杆之二和连杆之三的长度分别为3.64R、2.86R和3.63R。

所述的曲柄和连杆之一在一个平面内，连杆之二和连杆之三分别位于该平面的两侧。

本实用新型与现有内燃机的曲柄连杆机构相比，具有如下优点和有益效果：

(1)通过曲柄和三根连杆的组合运动使得活塞可以在上止点附近停留大约80CA曲轴转角时间，传统曲柄连杆机构活塞一瞬间就经过了上止点，不能产生适当时间的等容燃烧过程。为此只能组织快速燃烧的方法使燃料在尽可能短的时间内完全燃烧，以一定程度上接近等容燃烧过程。本实用新型采用新的连杆机构实现柴油机活塞运行中的长时间等容燃烧过程，理论上可以大幅度提高转速、燃烧热效率、功率。彻底解决高功率密度柴油机中高效与高速之间的矛盾，为未来先进的高效、高速柴油机提供技术储备。

(2)解决传统柴油机无法同时实现高效与高速工作过程之间的矛盾，实现柴油机高转速和高热效率。对于新型曲柄连杆机构，由于相应的最大燃烧持续角的增大，在相同绝对燃烧时间的情况下可以使得转速提高，从而提高其功率，并且使得燃料有可能在缸内进行等容燃烧，大大提高了柴油机混合加热循环中等容燃烧部分的加热量，提高了热量利用率。

(3)由于实现等容燃烧，改善燃烧质量，使得柴油机的尾气排放大大提升，减小了对环境的污染。

附图说明

图1基于多连杆机构的内燃机曲柄连杆装置的结构示意图。

图2基于多连杆机构的内燃机曲柄连杆装置的原理图。

图3传统机构与新机构活塞升程对比图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明，但本实用新型要求保护的范围并不局限于实施方式表述的范围。