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CN117869063A - 一种十字交叉布置的新型二冲程动力模块 - Google Patents

一种十字交叉布置的新型二冲程动力模块 Download PDF

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CN117869063A
CN117869063A CN202410148756.4A CN202410148756A CN117869063A CN 117869063 A CN117869063 A CN 117869063A CN 202410148756 A CN202410148756 A CN 202410148756A CN 117869063 A CN117869063 A CN 117869063A
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CN
China
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connecting rod
piston
cross
slider
assembly
Prior art date
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Pending
Application number
CN202410148756.4A
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English (en)
Inventor
章振宇
孙瑞婷
张付军
谢礼江
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Beijing Institute of Technology BIT
Original Assignee
Beijing Institute of Technology BIT
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/32—Engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding main groups
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

本发明提供了一种十字交叉布置的新型二冲程动力模块，属于内燃机技术领域。本发明包括两个呈十字交叉设置的止转轭机构，代替曲柄连杆机构作功。本发明通过采用止转轭机构代替曲柄连杆机构对活塞缸作功，使传统的曲柄连杆机构驱动的旋转运动转换为往复直线运动，使连杆与活塞的连接端之间不存在相对运动，活塞对气缸壁无侧压力。曲轴总成在定转速输出的工况下，活塞连杆组件作简谐运动，无二阶往复惯性力。

Description

一种十字交叉布置的新型二冲程动力模块
技术领域
本发明涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种十字交叉布置的新型二冲程动力模块，及其在内燃机中的应用。
背景技术
常见的二冲程动力装置布置型式呈直列、V型或者水平对置；同时，传统内燃机用运动转换机构是曲柄连杆机构，其自身存在着难以克服的不足，活塞运动时对气缸壁产生侧压力，当内燃机活塞运动到上止点和下止点附近时，此时活塞运动方向发生变化，在侧压力的作用下，活塞从气缸的一侧摆动到气缸的另一侧，活塞拍打气缸壁，产生了所谓的“敲缸”现象，会产生比较大的振动和噪声，降低内燃机使用寿命。同时，发动机工作过程中往复件存在一阶惯性力和二阶惯性力，是造成发动机不平衡和振动的主要原因。
发明内容
有鉴于此，为解决内燃机中传统的曲柄连杆机构驱动活塞运动时对气缸壁产生侧压力的技术问题，一方面，本发明提供了一种十字交叉布置的新型二冲程动力模块，其通过采用止转轭机构代替曲柄连杆机构对活塞缸作功，使传统的曲柄连杆机构驱动的旋转运动转换为往复直线运动，使连杆与活塞的连接端之间不存在相对运动，活塞对气缸壁无侧压力。曲轴总成在定转速输出的工况下，活塞连杆组件作简谐运动，无二阶往复惯性力。
为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：
一种十字交叉布置的新型二冲程动力模块，包括两个呈十字交叉设置的止转轭机构，代替曲柄连杆机构作功。
优选地，所述止转轭机构包括曲轴总成、结构相同且呈十字交叉布置的第一活塞连杆总成和第二活塞连杆总成；
所述第一活塞连杆总成包括：
连杆部件，其内滑动连接有滑块轴瓦；
连杆A，其一端连接于所述连杆部件的右端；
连杆B，其一端连接于所述连杆部件的左端；
所述连杆A和所述连杆B的另一端均连接有活塞；
所述第一活塞连杆总成和所述第二活塞连杆总成中的滑块轴瓦分别与所述曲轴总成中的第一连杆轴径和第二连杆轴径相连接，所述第一活塞连杆总成和第二活塞连杆总成的往复直线运动驱动所述曲轴总成运动。
优选地，所述滑块轴瓦由滑块A和滑块B围合而成，所述滑块A和所述滑块B分别与所述连杆部件滑动连接。
优选地，所述滑块A和所述滑块B与所述连杆部件滑动连接的部位均设置有耐磨片。
优选地，所述连杆A和所述连杆B上均套设有油封部件，用于对所述活塞缸进行密封。
另一方面，本发明还提供了上述十字交叉布置的新型二冲程动力模块在内燃机中的应用。
本发明相对于现有技术，具有如下的有益效果：
1）本发明提供的十字交叉布置的新型二冲程动力模块，通过采用止转轭机构作为运动转换机构，代替曲柄连杆机构对活塞缸作功，使传统的曲柄连杆机构驱动的旋转运动转换为往复直线运动，由于活塞与连杆连接为一体，使连杆与活塞的连接端之间不存在相对运动，活塞对气缸壁无侧压力。
2）本发明提供的十字交叉布置的新型二冲程动力模块，在运动过程中，在曲轴总成在定转速输出的情况下，活塞做简谐运动，没有二阶往复惯性力，运动更为平稳。
3）本发明提供的十字交叉布置的新型二冲程动力模块，整体质量和体积很小，有益于实现动力输出单元的小型化、轻量化和模块化。
附图说明
图1为本发明整体装配示意图；
图2为本发明装配于内燃机上的整体机构示意图；
图3为活塞连杆总成的结构示意图，其中，活塞连杆总成指的是第一活塞连杆总成或第二活塞连杆总成；
图4为滑块轴瓦的结构示意图；
图5为曲轴总成的结构示意图；
图中，1.止转轭机构，11.曲轴总成，111.第一连杆轴径，112.第二连杆轴径，113.第一平衡块，114.第二平衡块，12.第一活塞连杆总成，121.连杆部件，122.滑块轴瓦，1221.滑块A，1222.滑块B，1223.耐磨片，123.连杆A，124.连杆B，125.第一活塞，126.第二活塞，127.油封部件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-2所示，本发明提供了一种十字交叉布置的新型二冲程动力模块，包括两个呈十字交叉设置的止转轭机构1，代替曲柄连杆机构作功，通过止转轭机构1作为动力转换机构，代替传统的曲柄连杆机构将传统的曲柄连杆机构驱动的旋转运动转换为往复直线运动，使连杆与活塞的连接端之间不存在相对运动，活塞对气缸壁无侧压力，活塞在止转轭机构1的作用下做简谐运动，没有二阶往复惯性力，运动更为平稳。
如图3-5所示，本发明提供了一种止转轭机构的具体实施方式，所述止转轭机构1包括曲轴总成11、结构相同且呈十字交叉布置的第一活塞连杆总成12和第二活塞连杆总成；
所述第一活塞连杆总成12包括：
连杆部件121，其内滑动连接有滑块轴瓦122，其中，滑块轴瓦122优选由滑块A1221和滑块B1222围合而成，所述滑块A1221和所述滑块B1222分别与所述连杆部件121滑动连接；
连杆A123，其一端连接于所述连杆部件121的右端；
连杆B124，其一端连接于所述连杆部件121的左端；
所述连杆A123和所述连杆B124的另一端均连接有活塞，其中，与连杆A123相连接的一端定义为第一活塞125，与连杆B124连接的一端定义为第二活塞126，连杆A123和连杆B124优选分别与第一活塞125和第二活塞126通过活塞销连接，活塞销与活塞销孔采用过盈配合，连杆销孔与活塞销孔采用过盈配合，将连杆A123和连杆B124分别与第一活塞125和第二活塞126连接为一体，使连杆与活塞的连接端之间不存在相对运动，活塞对气缸壁无侧压力，活塞在止转轭机构1的作用下做简谐运动，没有二阶往复惯性力，运动更为平稳；
所述第一活塞连杆总成12和所述第二活塞连杆总成中的滑块轴瓦122分别与所述曲轴总成11中的第一连杆轴径111和第二连杆轴径112相连接，所述第一活塞连杆总成12和第二活塞连杆总成的往复直线运动驱动所述曲轴总成11运动；
其中，曲轴总成11优选为曲柄结构，通过驱动机构分别驱动其上的第一平衡块113和第二平衡块114转动，带动第一连杆轴径111和第二连杆轴径112转动。
活塞缸内的气体爆炸燃烧驱动第一活塞125和第二活塞126往复直线运动，进而驱动连杆部件121左右两端的连杆A123和连杆B124做往复直线运动，通过滑块轴瓦122带动第一连杆轴径111和第二连杆轴径112转动，带动第一平衡块113和第二平衡块114转动，进而实现曲轴总成11的运动。
本发明中，连杆A123和连杆B124与连接部件121之间的连接优选各采用2颗M8螺栓连接并固定，滑块A1221和滑块B1222优选通过采用2颗M8螺栓连接并固定。
如图4所示，在本发明中，为提高滑块轴瓦122的使用寿命，所述滑块A1221和所述滑块B1222与所述连杆部件滑动连接的部位均设置有耐磨片1223。
如图3所示，在本发明中，所述连杆A123和所述连杆B124上均套设有油封部件127，用于对所述活塞缸进行密封。
另一方面，本发明还提供了上述十字交叉布置的新型二冲程动力模块在内燃机中的应用。
本发明的工作原理如下：
二冲程发动机工作周期为360°曲轴转角，每缸活塞工作间隔为90°曲轴转角顺序发火，当活塞从上止点向下止点运动时，此活塞与之相连的连杆、处于对置位置的活塞均作同方向的直线运动，与此同时，垂直方向的两个活塞作垂直于上述方向的直线运动，两个滑块在连杆中沿连杆侧壁作相对于连杆的往复直线运动，从全局看来，滑块绕曲轴作平面旋转运动，从而带动滑块轴瓦中的曲轴作旋转运动，实现运动转换，将活塞的直线运动转换为曲轴的旋转运动输出。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种十字交叉布置的新型二冲程动力模块，其特征在于，包括两个呈十字交叉设置的止转轭机构，代替曲柄连杆机构作功。
2.根据权利要求1所述的一种十字交叉布置的新型二冲程动力模块，其特征在于，所述止转轭机构包括曲轴总成、结构相同且呈十字交叉布置的第一活塞连杆总成和第二活塞连杆总成；
所述第一活塞连杆总成包括：
连杆部件，其内滑动连接有滑块轴瓦；
连杆A，其一端连接于所述连杆部件的右端；
连杆B，其一端连接于所述连杆部件的左端；
所述连杆A和所述连杆B的另一端均连接有活塞；
所述第一活塞连杆总成和所述第二活塞连杆总成中的滑块轴瓦分别与所述曲轴总成中的第一连杆轴径和第二连杆轴径相连接，所述第一活塞连杆总成和第二活塞连杆总成的往复直线运动驱动所述曲轴总成运动。
3.根据权利要求2所述的一种十字交叉布置的新型二冲程动力模块，其特征在于，所述滑块轴瓦由滑块A和滑块B围合而成，所述滑块A和所述滑块B分别与所述连杆部件滑动连接。
4.根据权利要求3所述的一种十字交叉布置的新型二冲程动力模块，其特征在于，所述滑块A和所述滑块B与所述连杆部件滑动连接的部位均设置有耐磨片。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种十字交叉布置的新型二冲程动力模块，其特征在于，所述连杆A和所述连杆B上均套设有油封部件，用于对所述活塞缸进行密封。
6.权利要求1-5中任一项所述的一种十字交叉布置的新型二冲程动力模块在内燃机中的应用。
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