[发明专利]热气机用曲轴箱以及热气机

说明书

本发明公开了一种热气机用曲轴箱及热气机。该热气机用曲轴箱包括曲轴箱本体，于曲轴箱的上侧安装面上开设有缸套孔，以四个缸套孔为一个缸套单元，缸套单元设置有多个；于曲轴箱本体内部设置有曲轴，于曲轴箱本体上开设有用于安装曲轴的曲轴孔；在同一个缸套单元中，四个缸套孔两两为一组分设于中轴面的两侧，且四个缸套孔在安装面上作为顶点构成四边形；所有缸套孔与中轴面成V型结构，且所有缸套孔的轴线均指向曲轴孔的旋转轴线；在同一个缸套单元中，缸套孔轴与曲轴箱中轴面夹角两两不同。本发明提供的热气机用曲轴箱采用新型V型结构设计，实现多缸热气机的传动，这样可以提高热气机工作的稳定性以及可靠性。

技术领域

本发明涉及动力设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种热气机用曲轴箱以及一种安装有该热气机用曲轴箱的热气机。

背景技术

热气机又称斯特林发动机，其是一种外燃的、闭式循环往复活塞式热力发动机。热气机的工作原理如下：使用氢、氮、氦或空气等作为工质，按斯特林循环工作，在热气机封闭的气缸内充有一定容积的工质，气缸一端为热腔，另一端为冷腔，工质在低温的冷腔中进行压缩，然后流到高温热腔中迅速加热，膨胀作功燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，通过加热器传给工质，工质不直接参与燃烧也不进行更换。

在现有技术中，典型的热气机结构如下：包括有曲轴箱、传动系统、润滑系统以及热气机机身。传统系统由曲轴以及与曲轴动力连接的传动轴组成，热气机机身包括有动力活塞，动力活塞通过连杆与曲轴实现动力连接，热气机通过动力活塞以及连杆将动力传递到曲轴上，然后再通过传动轴实现动力输出。润滑系统用于实现润滑油的循环流动，从而对运动机械部件进行润滑。曲轴箱用于实现传动系统、润滑系统以及热气机机身的组装，在其内部安装曲轴以及连杆，在使用状态下，曲轴箱的上部安装热气机机身，曲轴箱的下部安装润滑系统。

曲轴箱作为热气机的主要受力结构件，其结构强度的特性决定了热气机整机的强度、刚性以及振动特性。

请参考图1至图3，其中，图1为现有技术中一种典型的热气机用曲轴箱的轴测图；图2为现有技术中一种典型的热气机用曲轴箱的仰视图；图3为现有技术中一种典型的热气机用曲轴箱的局部剖视图。

传统曲轴箱采用U型传动，曲轴箱1'的上部平面为机身安装面2'，在机身安装面2'上开设有八个缸套孔3'，通过缸套孔3'将缸套安装到曲轴箱1'上，通过缸套安装热气机机身。缸套孔3'竖直平行布置，四个缸套孔为一个单元，在一个单元中四个缸套孔呈方形分布，在一个机身安装面上设置有两个单元。

在此需要进行说明：U型传动是三轴传动轴系，U型传动由一根输出轴和两根曲轴组成。对应U型传动的三根轴，曲轴箱内部设置有三个轴孔，分别是输出轴位置孔4'和曲轴位置孔5'，三个轴孔呈对称三角形分布。左、右曲轴各自通过六档轴承座和轴承盖支承固定，输出轴通过输出轴孔以插装方式安装在曲轴箱上。在曲轴箱的自由端铸造成型有向外突出的罩盖，在罩盖内设置机油泵以及工质压缩机传动机构，罩盖外部设置机油滤器和工质压缩机。在曲轴箱内部设置有机油流道，利用机油流道为主轴瓦和缸套提供润滑油。

现有的曲轴箱虽然符合热气机设计要求，但其整体结构不对称，增加了热气机运行的振动以及噪声。并且，曲轴箱的局部设计较为复杂，特别是自由端独特的罩盖部分，极大地增加了铸造难度。另外，输出轴采用插装方式安装到曲轴箱内，这样增加了输出轴的安装难度。

综上所述，如何对曲轴箱进行结构改进，从而简化曲轴箱结构、提高热气机运行稳定性，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高热气机运行稳定性的曲轴箱。

本发明提供的技术方案如下：

一种热气机用曲轴箱，包括有曲轴箱本体，所述曲轴箱本体的上侧面为安装面，于所述安装面上开设有缸套孔，以四个所述缸套孔为一个缸套单元，所述缸套单元设置有多个，全部的所述缸套单元沿直线排列设置；