[发明专利]对称摆杆式大扭矩输出发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机，特别是一种将活塞的往复运动转化成动力输出轴的旋 转运动的对称摆杆式大扭矩输出发动机。

背景技术

目前，传统往复活塞式发动机的运动机构大部分为曲柄连杆机构，该曲柄连杆 机构由活塞1′、连杆2′和曲柄3′组成(如图1所示)，其作用是将活塞1′的往 复运动，通过曲柄连杆机构转化成曲柄轴4′的旋转运动。其工作原理是，发动机 工作时燃料在气缸5′内燃烧产生热能，气体受热膨胀推动活塞1′移动，经过连杆 2′传递到曲柄轴4′并使其旋转做功。在工作过程中，经过从热能到机械能要实现 无数次的连续转变，每次转变都经历一个工作循环，活塞1′从上到下或从下到上 运动一次称为一个行程，一般往复活塞式发动机完成一个工作循环需要4个行程， 即吸气行程、压缩行程、做功(爆发)行程和排气行程。一个工作循环，活塞1′上 下往复4次，曲柄轴4′旋转两圈。在一个工作循环中，只有做功行程是由活塞1′ 推动曲柄连杆机构的主动行程，其余三个行程的动力，对于单缸发动机，是由储能 飞轮6′的惯性力带动曲柄连杆机构运动的，对于多缸发动机，则是由进行做功行 程的活塞1′带动其它非做功行程的气缸5′工作的。

在做功行程，当活塞1′在上止点位置时，燃料被喷入被活塞1′压缩的空气中， 燃料燃烧爆炸，气体膨胀推动活塞1′向下运动做功，此时活塞1′受力最大。由曲 柄连杆机构的特性决定了，此时曲柄3′与连杆2′成直线，活塞1′作用力相对于 曲柄轴4′中心的力矩半径很小，对曲柄轴4′产生的扭矩等于力与力矩半径的积， 因此由曲柄轴4′向外输出的扭矩较小。而且，随活塞1′的向下运动，曲柄3′也 同时转动，作用于曲柄轴4′中心的力矩半径随之增大，但由于气缸5′的体积同时 扩大，气体对活塞1′的压力迅速减小，因此，曲柄轴4′的扭矩输出也没有达到最 好状态，未能充分发挥燃料燃烧爆炸所产生的最佳效能。在活塞1′的运动过程中， 作用力和力矩半径的变化也比较大，造成了曲柄轴4′扭矩输出的不稳定性，不能 充分发挥活塞1′在上止点时，燃料燃烧产生的对活塞1′最大推力的作用，直接影 响发动机效率水平发挥，造成能源的巨大浪费。

针对上述问题，国内外大量专家学者一直致力于解决这方面的问题，已有许多 如旋转活塞式发动机等新型发动机原理方面的专利出现(如下列技术文件所述)，但 由于其结构复杂，控制系统难以实现等技术问题，而未能在生产上大量应用。而且， 现在应用的柴油机、汽油机等内燃机其运动机构仍然是曲柄连杆结构。

技术文献1：新型旋转活塞式发动机，专利申请号200810030021。

技术文献2：旋转活塞式发动机，专利申请号200510103234。

技术文献3：偏转式往复运动发动机，专利申请号200710163913。

技术文献4：机体旋转式内燃发动机，专利申请号200710133585。

技术文献5：滑片转子发动机，专利申请号200710148485。

技术文献6：多连杆式发动机，专利申请号200810173230。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的是提供一种将活塞的往复运动转化成动力输出轴 的旋转运动的对称摆杆式大扭矩输出发动机。