[发明专利]杠杆式偏置连杆双曲轴内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机，尤其是涉及通过改进内燃机的曲轴连杆机构，提高内燃机能量转换效率效率的杠杆式偏置连杆双曲轴内燃机。

背景技术

内燃机使用气缸和活塞机构将燃料的燃烧产生的压力转化为机械动力，然后使用曲轴连杆机构，将活塞的平移转化为曲轴的旋转动力向外输出。曲轴连杆机构是目前普遍使用的内燃机上的不可或缺的主要部件，其工作原理是利用连杆一端与气缸活塞铰接，同时连杆另一端与曲轴曲颈铰接，使气缸活塞的往返运动转变成曲轴的旋转运动，再由曲轴传递动力做功。但是由于这种内燃机采用曲轴传递动力，其缺点在使用中不断暴露出来。其缺点是活塞的连杆和曲轴之间的相互作用力的夹角总是随着曲轴的旋转而改变，不能保持最佳力矩，不仅浪费了机械能还加剧了机械的损耗，所消耗的功很大，因此对燃油的浪费也是惊人的。便排放大量的污染废气是造成城市空气PM2·5浓度严重超标雾霾天气的主要造事者。四冲程气缸活塞的连杆对曲轴的作用力受到作用角度的限制，因此曲轴的旋转是不够平稳的。

现有内燃机是在曲柄上以切向获得扭矩由曲轴输出。因为连杆和垂直方向夹角的改变，其切向力值是变化的，缸内气体膨胀压力达到最高值，夹角为0度，因此，对曲轴轴颈旋转力矩也为0，也就是说，当活塞处于上止点，混合气在最大压缩状态下点火，此时，对曲轴轴颈旋转力矩的贡献却为零，这就使得现有内燃机曲柄连杆机构能量转换效率不高，内燃机的整体效率一般不会超过30％，造成能源浪费，而且对曲轴造成冲击，是发动机噪音大。

为了克服现有内燃机曲柄连杆机构能量转换效率不高的问题，申请号为201310178318.4，名称为“双曲轴连杆偏置内燃机”的实用新型专利，该双曲轴连杆偏置机构如图1所示，该机构包括双曲轴，分别为主曲轴8和副曲轴7；并增加了一个斜连杆10，该斜连杆10的中间与连杆11下端铰接，其两端分别与主曲轴8和副曲轴7的主曲轴连杆颈12和副曲轴连杆颈13铰接。在主副曲轴7，8上引出主曲轴齿轮14和副曲轴齿轮15，在所述曲轴齿轮14和15之间设置惰齿轮16。上述结构改善活塞与曲轴之间相互作用，在整个工作循环中，旋转力距保持较佳状态，尤其是当活塞处于压缩冲程的上止点，可燃气点火爆发时，连杆对曲柄轴颈施加一个较大的旋转力矩，提高了现有内燃机的燃烧效率和机械效率。

但是此种结构也存在问题：由于曲柄连杆机构的限制，以及主曲轴齿轮14、副曲轴齿轮15和惰齿轮16尺寸的限制，斜连杆10的长度受到限制，连杆11距离主副曲轴连杆颈12，13较近，使活塞4通过斜连杆10施加在主副曲轴颈上的爆发冲程产生的爆发力，由于连杆11距离主副曲轴连杆颈12，13较近，距离较短，使得旋转力矩相对不大，限制内燃机的功率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种机械效率高的曲柄连杆机构，解决现有内燃机以及曲轴与活塞之间相互作用造成机械能的浪费和机械损耗的加大，提供一种大功率的内燃机。

为了解决上述技术问题，本发明的内燃机所采用的技术解决方案如下：

一种杠杆式偏置连杆双曲轴内燃机，包括进排气点火系统、气缸活塞机构和曲柄连杆机构，其特征在于：

所述曲柄连杆机构为双曲轴曲柄连杆机构，其包括：

双曲轴，分别为主曲轴颈8和副曲轴颈7，所述主曲轴颈8和副曲轴颈7在曲轴箱壁上的安装位置为主曲轴8在下，副曲轴7在上，其轴心连线与水平面形成一个夹角；

连杆11，所述连杆11上端与气缸活塞机构的活塞4铰接；

杠杆式拉杆，包括主拉杆10和副拉杆18，所述主拉杆10具有一长臂和一短臂，大致形成为L形；所述长臂一端通过拉杆销9与连杆铰接，另一端与主曲轴连杆颈12铰接，短臂与与副拉杆18一端铰接；所述副拉杆18的另一端和副曲轴连杆轴颈13铰接；形成偏置连杆。

所述主曲轴颈8和副曲轴颈7的轴心连线与水平面形成的夹角在15度-50度之间。

所述内燃机分别在所述主副曲轴颈7，8上引出主曲轴齿轮14和副曲轴齿轮15，所述曲轴齿轮14和15之间设置惰齿轮16，惰齿轮16、主曲轴齿轮14和副曲轴齿轮15与所述杠杆式拉杆形成一个近似平行四边形，所述拉杆围绕惰齿轮16、主曲轴齿轮14和副曲轴齿轮15的连线运转。

本发明具有了以下优点：