[实用新型]四冲程往复活塞式内燃机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种四冲程往复活塞式内燃机。

背景技术

目前公知的内燃机主要构造是由气缸、活塞、连杆、曲轴以及位于气缸盖的进排气门、火花塞、喷油嘴等构成。在活塞上止点与气缸盖之间空间为燃烧室，通过曲轴的旋转完成吸气、压缩、作功、排气四冲程循环。

目前的内燃机所存在的问题是由于活塞行程固定，在排气冲程末，气缸内仍然残留相当于燃烧室容积的高温高压废气，废气排放不彻底，阻碍了下一吸气冲程的进气量，限制了内燃机的功率提升和压缩比。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种四冲程往复活塞式内燃机，以达到在排气行程彻底排尽缸内废气、吸气行程吸入更多的低温新鲜空气的目的。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种四冲程往复活塞式内燃机，包括活塞、连杆和曲轴，活塞通过连杆连接在曲轴的连杆轴颈上，在所述连杆轴颈上套接有一偏心轴，所述连杆的连杆大头连接在该偏心轴上，在偏心轴上还设有能将偏心轴与连杆大头和曲轴的曲柄之间交替锁定的切换锁定机构，在吸气和排气行程中，偏心轴与连杆大头锁定，连杆大头携偏心轴绕连杆轴颈旋转，在作功和压缩行程中，偏心轴与曲柄锁定，连杆大头绕偏心轴旋转，在吸气和排气行程中活塞行程要大于在作功和压缩行程中的活塞行程。

所述切换锁定机构包括锁定柱，在所述偏心轴的外圆周面上靠近端部位置的锁定柱插孔，锁定柱一部分插入该锁定柱插孔内，另一部分位于锁定柱插孔外部，在该锁定柱的外部设有与锁定柱同轴的一扇形的锁定块和一齿轮，相应的在所述连杆和曲柄上设有与该锁定块配合的弧形的卡槽，锁定块位于锁定柱的端部，齿轮由分别设在连杆和曲柄上的齿条驱动。

所述卡槽设在所述连杆和曲柄相对的面上，当所述活塞处于下止点时，连杆和曲柄上的卡槽位置相对齐。 

所述锁定柱设有两个，分别设在所述偏心轴上靠近两端部的位置，所述切换锁定机构还包括矫正弹簧组件，在所述偏心轴上设有沿偏心轴轴向延伸的两端与所述锁定柱插孔连通的矫正弹簧孔，矫正弹簧组件沿偏心轴轴向布置在该矫正弹簧孔中，矫正弹簧组件包括弹簧和连接在弹簧两端的金属嵌块，该两金属嵌块分别抵在两端的锁定柱上，在所述锁定柱的位于锁定柱插孔内的柱身上设有平行且对称的两个锁止平面，其中一个锁止平面与所述锁定块位于锁定柱的同一侧，金属嵌块与锁定柱相作用，在每次切换时，所述齿条与齿轮啮合驱动锁定柱旋转，当锁定块边缘达到与其吻合的所述卡槽中点时即与该卡槽解锁，随着该卡槽的继续转动，卡槽的后半段推动锁定块边缘使锁定块继续向另一卡槽内旋转，先前的卡槽脱离锁定块后，锁定柱旋转超过90度，使金属嵌块从与锁定柱一侧的锁止平面接触变成与另一侧的锁止平面与锁定柱柱身连接处接触时，在弹簧的压力下金属嵌块即能驱动锁定柱继续转动，直至锁定块与后一卡槽完全锁定，此时齿轮与齿条不再啮合。

锁定柱旋转驱动力先后分三部分：1）对侧齿条驱动；2）先前的卡槽的后半段推动；3）矫正弹簧组件的压力下自转。

设所述锁定块的弧度为α，设所述卡槽的弧度为β，设两个所述锁止平面间的圆弧的弧度为γ，有π>α≥γ+（π-β），π>β≥π-（α-γ）。

设所述曲柄和连杆上的齿条的长度为L，齿条设置为以所述卡槽的弧形中点至卡槽圆心连线为起点，向卡槽运行轨迹的前方延伸，其长度L应为：πr/2<L≤πr/2+（90o-α/2）πr/180o，r为齿轮半径，α越小驱动齿条应越长。

所述金属嵌块能在所述矫正弹簧孔中滑动，相应在矫正弹簧孔中设有滑槽。

所述偏心轴沿轴孔分为厚缘块和薄缘块，厚缘块和薄缘块通过螺栓紧固连接，所述切换锁定机构设在该厚缘块上。

在所述活塞顶部对应气缸顶突出部位及排气门对应位置预留凹槽，在排气冲程使活塞顶与气缸顶完全贴合。

本实用新型采用上述技术方案，与现有技术相比，本内燃机在吸气和排气行程中延长活塞的行程，在排气行程中使活塞行程延长达气缸顶部，活塞顶部对应气缸顶突出部位及排气门对应位置预留凹槽，使活塞顶能与气缸顶完全贴合，以彻底排尽缸内废气，降低气缸内的温度，内燃机排气行程末气缸内高温高压废气可完全排出，使下一个吸气冲程能吸进更多的新鲜低温空气，燃烧充分，提升内燃机功率；由于气缸内混合气温度降低，可将内燃机压缩比设计的更高，进一步提高功率；吸气行程进入的完全是新鲜低温空气，氧气充足，燃料燃烧充分，排气行程将高温废气迅速排出，使有害气体生成减少；本内燃机在结构上仅在连杆轴颈的外层增加了一个偏心轴及切换锁定机构，结构简单。