[实用新型]三连杆内燃机

说明书

本实用新型是关于内燃机，特别是三连杆组成的内燃机，由曲轴箱和设置进气活门和排气活门及火花塞的气缸、以及一个在气缸内运动的活塞和连杆所组成。

在传统内燃机中，连结活塞和曲柄的连杆只有一根。这种结构的连杆在推动曲柄时，连杆和曲柄的连结点逐渐上升，连杆随连结点的上升逐渐变斜，与活塞轴线形成夹角，同时产生一个垂直向下的分力作用在气缸壁上。该分力产生的摩擦力，会使气缸磨损，消耗功率，影响气缸寿命。1995年8月21日中国《经济参考报》公布的德国巴伐利亚一位业余爱好发明者将内燃机中的连杆分成上下两截的发明使传统内燃机气缸和活塞之间的摩擦力减小，延长了活塞处于上止点的时间。但在上止点时，摇臂产生一个抵抗活塞推力的分力，减小了内燃机的功率。其作功的范围仍与传统内燃机基本相同，且不能在传统内燃机上止点前作功，在曲轴返回时摇臂也产生抵抗下连杆的分力而消耗一定的功率。

本实用新型的目的是设计一种较少摩擦力，能延长内燃机寿命的三连杆内燃机。

本实用新型的技术方案是：用于连结内燃机活塞和曲柄的连杆是由与活塞相连的连杆(1)和通过同一铰链(6)的曲柄连杆(2)及摇臂连杆(3)组成。摇臂连杆(3)由固定铰链(4)固在曲轴箱壁上。本实用新型的特殊之处在于：活塞(7)轴线的延长线与过曲柄(5)圆心作原点的直角座标系X轴线相交形成的夹角α是一个锐角。

下例附图描述了本实用新型的一个实施例。

图1为本实用新型结构视图。

图2为本实用新型结构运动原理图。

在图1内燃机中，活塞连杆(1)的一端与活塞(7)相连，活塞连杆(1)的另一端与曲柄连杆(2)和摇臂连杆(3)通过铰链(6)连接在一起，曲柄连杆的一端固定在曲柄(5)上，摇臂连杆(3)一端固定在铰链(4)上。由图2可以看到，当活塞处于压缩状态，曲柄连杆(2)处于上止点位置时，铰链点(6)力F的方向是垂直于摇臂的，力的方向与曲轴连杆(2)有一夹角，此力对曲柄上止点(14)产生力矩，对该点作功，此点不再是死点。图中的点(6)到点(13)之间的弧线是曲柄从上止点(14)旋转到下止点(15)时点(6)的运动轨迹，由于活塞中心轴线与X轴线(相当于传统内燃机上止点与下止点连线的延长线)，有一个锐角α，使得内燃机的上止点(14)始终处于传统内燃机上止点(17)之前。图中斜线复盖区为作功区域，该区域明显大于传统内燃机上止点(17)与下止点(15)连线的半圆作功区域。图中AB(11)弧是铰链(6)的运动轨迹。通过点(16)射出的线段是曲柄连杆(2)的运动状态。图中(12)是铰链(6)运动时上下摆动的最大距离。

由图2我们可以看到本实用新型有如下效果和优点：

1、当点(6)运动到点(13)位置时，两点间直线与AB弧弧线间的距离很小，活塞连杆(1)的前端(6)上、下摆动量比现有技术中的内燃机摆动量(曲轴旋转直径)小得多，从而大大提高了活塞与气缸的寿命。

2、上、下止点也不再是现有技术中的死点。曲轴连杆处于上、下止点所受力的方向与曲柄连杆的夹角，对曲轴旋转中心有力矩作用，使作功区域变大，有用功增加，内燃机的功率提高。

3、由于活塞连杆端点(6)上、下摆动很小，使气缸受到的摩擦分力与传统内燃机相比，大部分被转换成了对曲柄的推动力，减少了活塞对气缸的摩擦阻力和气缸的磨损，使部分作无用功的摩擦力转换成了有用功。

4、压缩比增大，作功范围变宽。从图2可知点(6)到点(13)之间的距离大于曲轴旋转直径点(17)到点(15)之间的距离，活塞行程变长，所以比传统内燃机压缩比大，点火所产生的力量充分发挥，燃料燃烧更充分、均匀，不仅节省了燃料，而且降低了有害气体(一氧化碳，氮氧化合物，焦油等)的排放量。

5、从图2可以看出，摇臂(3)与曲柄连杆(2)之间有一夹角，当点(14)在作功运动时，两杆之间的角度逐渐增大，若作用在点(6)的力是常数，则点(14)在作功运动中是增力过程，而与传统内燃机的减力过程不同，从而增加功率。

6、从图2可以看出，当曲柄连杆(2)从上止点(15)开始固转运动时，它的运动状态用(16)表示出来，曲柄连杆(2)不象传统内燃机的连杆角度大，因此在回转时消耗功率小。

本实用新型广泛用于汽车，摩托车，坦克等内燃机。