CN208749444U - 发动机气缸及活塞连杆组 - Google Patents

Abstract

一种发动机气缸及活塞连杆组，气缸为圆弧形，活塞的内气腔与活塞头内腔连通，活塞头上有进气槽，活塞头上其截面大于活塞头的两个侧裙，后一侧裙的外凸位置上有出气孔，该出气孔与活塞的环形外气腔连通，活塞后端上有与外气腔连通的引入配气系统废气的软管接头；曲轴沿曲轴箱轴心线设置在曲轴箱内，每组两个气缸以中心对称方式设置在曲轴箱内，且多组气缸沿曲轴箱轴心线方向设置，每组气缸与曲轴的连接方式为：曲环两端分别与该组两个气缸的后端固联，连杆上端铰接在曲环中部，连杆的条孔卡接在曲轴臂上的轴承上，连杆下端套装在辅助轴的轴承上。本实用新型具有发动机体积小，热效率高，气缸内活塞头与气缸体之间形成气密封，解决了现有活塞环密封磨损大的问题。

Description

发动机气缸及活塞连杆组

技术领域

本实用新型涉及活塞式发动机部件，特别是适用于减少发动机所占空间，增加输出功率，以及减少活塞环与气缸壁的磨损的活塞式发动气缸及活塞连杆组件。

背景技术

内燃机自19世纪60年代以来，得到了充分的发展和改良，尤其是奥托在1876年研制的第一台往复式、卧式、单缸、四冲程内燃机，在当时功率和热效率都是最高的。当今，往复式发动机在汽车行业里被广泛使用，因为相比于转子发动机，往复式发动机具有排放污染小，燃烧效率高等优点。

但是，随着科技的发展，在汽车行业，人们日益需求效率更高、占用空间更少的发动机，同时不增加或基本不增加其油耗和排放。并且，活塞与气缸壁之间的磨损问题也不能忽视，因为活塞环的磨损脱落会导致发动机运作过程中卡死。

基于此，迫切需要提出一种发动机气缸及活塞连杆组，以解决现有发动机占用空间大的问题，并提高压缩比，同时减小活塞环的磨损，因此开发出本新型实用O10发动机气缸及活塞连杆组。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种发动机气缸及活塞连杆组，以解决现有发动机占用空间大的问题，并提高压缩比，同时减小活塞环的磨损。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种发动机气缸及活塞连杆组，包括曲轴，气缸由气缸体和置于气缸体内的活塞组成，所述气缸结构为：圆弧形的活塞前端有活塞头，活塞头上有前、后两个截面大于活塞头的侧裙，活塞头内腔形成一个气室，活塞后端有活塞臂以及软管接头，活塞内设置有沿其轴心线延伸的内气腔以及环形的外气腔，内气腔在活塞后端面形成排气圆孔，外气腔后端与软管接头连通，外气腔前端与位于活塞头上的出气孔连通，内气腔与活塞头内腔连通，活塞头上开有与其内腔连通的进气槽；曲轴箱是截面为圆形或正八边形的筒体，所述曲轴平行于且偏心于该筒体轴心线可转动地设置在曲轴箱内，曲轴的曲轴臂上固定有圆柱销，圆柱销上安装有轴承；上述两个气缸为一组，按中心对称方式设置在曲轴箱内，其该两个气缸位于垂直于曲轴箱筒体轴心线的同一个圆周上，该圆周的圆心位于曲轴箱筒体轴心线上；曲轴箱内沿其筒体轴心线方向设置有多组气缸，每组气缸与曲轴按以下方式连接：曲环的两端分别经螺栓与该组两个气缸的活塞臂连接，连杆上端铰接或固定在曲环中部的连杆销上，辅助轴沿曲轴箱筒体轴心线固定在曲轴箱筒体的前、后端板上，连杆上条形孔的开槽卡接在曲轴的曲轴臂的圆柱销的轴承上，连杆下端上的开孔套装在辅助轴的轴承上；蜗轮设置在曲轴箱外部，用于接收配气系统来废气的蜗轮接管B接于蜗轮进口，蜗轮出口上的蜗轮接管A与多个输气管连通，每根输气管接于一个气缸的软管接头。

所述活塞头上的进气槽为两个，均为四边形进气槽。

所述活塞头上的出气孔均为6个，并且均匀分布。

还具有支撑架，支撑架安装在曲轴箱内壁上；所述一个气缸体固定在一个支撑架上。

所述气缸为五组；所述曲轴箱内有四个隔板，四个隔板将曲轴箱分隔为五个包含气缸的空间。

O10发动机气缸及活塞连杆组，包括：

曲轴箱，气缸、曲轴、辅助轴、隔板等一系列零部件的装配基础；

气缸体，共五组，依次排列，每组两缸组成部分圆形，安装在曲轴箱内，包含气缸上一切经典零部件，如进气孔、排气孔，气缸盖等；

曲环，为一半环，连接每组中两个活塞的末端，其半环上伸出一圆柱销；

连杆，上端铰接曲环伸出的圆柱销上，下端通过轴承连接在辅助轴上，其上靠近辅助轴一端处有一开槽；

曲轴，连杆开槽卡接在通过曲轴圆柱销的轴承上，该轴承安装在两曲轴臂之间的圆柱销上。曲轴颈通过轴承固定在曲轴箱两侧和隔板上；

辅助轴，贯穿整个曲轴箱，

活塞体及其经典配件，出气孔（排气圆孔）分布在活塞末端圆周上，活塞末端为一弯杆，杆径略细，其上有排气圆孔；

蜗轮，安装在曲轴箱外，与配气系统中的排气管相连；

出气孔，分布在活塞头部两侧裙内侧面圆周上；

连杆销，用于连接连杆和曲环；

轴承；

蜗轮接管，共两个，连接配气系统和蜗轮；

排气圆孔，分布于活塞末端，

软管接头，内部采用热塑橡胶，

输气管，

四边形进气槽，分布在活塞头部。

进一步，所述曲轴箱内置有四个隔板将整个箱体划分为五个包含气缸体的空间（每个空间一个气缸）。

进一步，所述气缸体圆周有三个支撑架，分别安装在曲轴箱内壁上；气缸底部活塞连杆进出口处设有圆角。

进一步，所述曲环每一端有两个相同的异型孔，与两个活塞末端相接；

所述圆柱销从曲轴上伸出，末端的直径大于颈和底端的直径。

进一步，所述连杆一端有一销孔，与上述圆柱销配合，另一端有一圆孔；

上述圆孔与辅助轴通过轴承配合。

进一步，所述连杆以长轴为中心轴分为两半，两部分对应区域打有螺孔，利用螺栓、螺母拼合。

进一步，所述活塞内部分为内、外两个气腔，活塞头部两端伸出向内凹的侧裙，形成一个气室；

上述活塞末端外气腔与蜗轮接管相连，并在活塞头圆周设有两圈出气孔，每圈六个；

上述两圈出气孔分别等间距设置于活塞体两端侧裙圆周上；

上述活塞气室底部有两个大四边形进气槽与内气腔相连；内气腔一直延伸到活塞末端，与活塞末端的排气圆孔相连。

进一步，上述曲环上打有一孔，连杆销进行插入，并用螺母进行固定；连杆销通过轴承与连杆一端的开槽配合，使其在槽中滑动。

进一步，所述曲轴的曲轴颈通过轴承与隔板及曲轴箱两壁开口配合；

上述隔板上固定着辅助轴，且固定处设有圆角；上述活塞末端突出的活塞臂底部也设有圆角。

进一步，所述输气管在曲轴箱内外侧均有分布，由配气系统通过曲轴箱上是开口进入曲轴箱，与活塞末端的软管接头相连。

需要说明的是，发动机气缸及活塞连杆组还包括其他细节，但这些细节与本实用新型的创新性基本无关。因此，本实用新型中未提及的细节均为常见往复式内燃机的经典设计。

与现有技术相比，本实用新型具有如下特点和优点：

本实用新型述及的O10发动机，包括曲轴箱，气缸体，曲环，连杆，曲轴，辅助轴，活塞及其经典配件，蜗轮机，出气孔，连杆销，轴承，蜗轮接管，软管接头，输气管。本实用新型的气缸体采用圆形设计，并将曲轴装配在圆形气缸中间，相对于其他气缸排列方式，如V型，直列型等，该设计减少了气缸体及曲轴等部件的占用空间，并可以增加活塞的行程。因此这样可以相应增加输出功率，提高发动机的热效应。其次，本实用新型的涡轮机，利用一部分发动机高温高压废气使涡轮机运作，将外部空气吸入增压，通过涡轮机接管进入活塞，从活塞的出气孔排除，可在活塞侧圆周的气室中形成一层高压气垫，不仅可以减少活塞与气缸壁的磨损，还可以利用其高压气室，密封燃烧室的气体，同时还可以带出一些活塞的热量，减小机油的使用。本实用新型设计简单精巧，成本低，可以有效的减小发动机尺寸，增大其效率并延长其活塞及气缸的使用寿命。

本实用新型构思巧妙，结构新颖，具有发动机体积小，气缸内活塞头与气缸体之间形成气密封，解决了现有活塞环密封磨损大，寿命短的问题。

附图说明

图1为本发动机曲轴箱的等轴侧视图；

图2为（O10）发动机气缸及活塞连杆组的活塞剖视图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为本实用新型中O10发动机气缸及活塞连杆组的示意图；

图5为本实用新型中O10发动机气缸及活塞连杆组的曲轴示意图；

图6为曲轴箱另一视角方向的立体图；

图7为本实用新型中O10发动机气缸及活塞连杆组的活塞及气缸排列示意图。

其中，1-曲轴箱，2-气缸体，3-曲环，4-连杆，5-曲轴，6-辅助轴，7-活塞（及其经典配件），8-蜗轮，9-出气孔，10-连杆销，11-轴承，12-蜗轮接管A，13-蜗轮接管B，14-排气圆孔，15-螺栓，16-螺母，17-隔板，18-（四边形）进气槽，19-外气腔，20-内气腔，21-侧裙，22-软管接头，23-输气管，活塞头-24，配气系统-25，曲轴臂-26，圆柱销-27，活塞臂-28，异型孔-29，（连杆）开槽-30。

具体实施方式

图1、图2、图3示出，一种发动机气缸及活塞连杆组，包括曲轴，气缸由气缸体和置于气缸体内的活塞组成，所述气缸结构为：圆弧形的活塞7前端有活塞头24，活塞头24上有前、后两个截面大于活塞头24的侧裙21，活塞头24内腔形成一个气室，活塞7后端有活塞臂28以及软管接头22，活塞7内设置有沿其轴心线延伸的内气腔20以及环形的外气腔19，内气腔20在活塞7后端面形成排气圆孔14，外气腔19后端与软管接头22连通，外气腔19前端与位于活塞头24上的出气孔9连通，内气腔20与活塞头24内腔连通，活塞头24上开有与其内腔连通的进气槽18；曲轴箱1是截面为圆形或正八边形的筒体，所述曲轴5平行于且偏心于该筒体轴心线可转动地设置在曲轴箱1内，曲轴5的曲轴臂26上固定有圆柱销27，圆柱销上安装有轴承11；上述两个气缸为一组，按中心对称方式设置在曲轴箱内，其该两个气缸位于垂直于曲轴箱筒体轴心线的同一个圆周上，该圆周的圆心位于曲轴箱筒体轴心线上；曲轴箱1内沿其筒体轴心线方向设置有多组气缸，每组气缸与曲轴5按以下方式连接：曲环3的两端分别经螺栓15与该组两个气缸的活塞臂28连接，连杆4上端铰接或固定在曲环3中部的连杆销10上，辅助轴6沿曲轴箱1筒体轴心线固定在曲轴箱筒体的前、后端板上，连杆4上条形孔的开槽30卡接在曲轴5的曲轴臂的圆柱销27的轴承11上，连杆下端上的开孔套装在辅助轴6的轴承上；蜗轮8设置在曲轴箱1外部，用于接收配气系统25来废气的蜗轮接管B13接于蜗轮8进口，蜗轮出口上的蜗轮接管A12与多个输气管23连通，每根输气管接于一个气缸的软管接头22。

活塞头的两侧裙（截面为圆形）与气缸体形成滑动配合。后侧裙上的出气孔图3中位于其右侧，前侧裙上的出气孔（图3中）位于其左侧，即两个侧裙的出气孔位于二者的内侧。

活塞头24上的进气槽18为两个，均为四边形进气槽。

活塞头24上的出气孔均为6个，并且均匀分布。

曲轴箱1内设置多组隔板17，其目的是减少发动机运作时曲轴5和辅助轴6的振动，同时将各气缸体2分隔开来，减小其之间的相互影响；上述曲轴5通过轴承11与隔板17及曲轴箱1两壁配合，其目的是保持曲轴转动顺畅。

活塞头24两端向外凸起，并略微向内靠拢，作为侧裙21，其目的是形成气室；活塞末端套有软管接头22，其目的是使蜗轮8吸入的空气通过输气管23进入活塞外气腔19，在气室中形成气垫；活塞体及其经典配件7的活塞头24有两圈出气孔9，这些出气孔9与活塞的外气腔19相连；两圈出气孔9中间有两个四边形进气槽18，与活塞的内气腔20相连，内气腔20延伸至活塞末端从排气圆孔14处排走，其目的是使多余的气体排出。

曲环3与活塞体及其经典配件7中的活塞臂28通过两组螺栓15螺母16穿过异型孔29固定，其目的是防止活塞7与曲环3发生相对移动；上述曲环3一孔插入连杆销10，此连杆销10为圆柱体，末端直径稍大，与连杆4通过轴承11进行，并利用螺母16与曲环3进行固定。

连杆4通过轴承11套在辅助轴6上；曲轴5的曲轴臂26间的圆柱销27与连杆开槽30通过轴承配合。其目的是形成摇杆机构，使曲轴5顺畅运转。

蜗轮8将配气系统25收集的废气通过蜗轮接管B 13输入带动蜗轮转动吸取空气，通过蜗轮接管A 12进入活塞。

输气管23与配气系统25和活塞末端的软管接头22相连，其目的是将蜗轮8所收集的空气经配气系统25送入活塞。

还具有支撑架，支撑架安装在曲轴箱内壁上；所述一个气缸体2固定在一个支撑架上。

气缸为五组；所述曲轴箱1内有四个隔板，四个隔板将曲轴箱分隔为五个包含气缸的空间。

图6示出，10根输气管安装在曲轴箱外部，每一根输气管与一个气缸的活塞的软管接头22连接，为该活塞的外气腔输入由配气系统来的废气，该废气经外气腔（参见图3）、出气孔9后，充溢在活塞头的内、外侧裙之间，起到气密封作用，多余的废气经由进气槽18，内气腔20和排气圆孔14（参见图2）向外排出。

本实用新型创新地使用了圆形排列的气缸，将曲轴等置于气缸组成的圆的中心处，节省了空间，这样可以有更多的空间以增加活塞行程，提高发动机效率。其次，本实用新型的活塞不同于传统活塞，其利用气缸的废气驱动蜗轮吸入空气形成气垫作为润滑机制，并利用排气系统排出多余气体，以减少气室内气体对燃烧室气体造成的影响，同时，这部分空气可以带走活塞的部分热量，这样可以减少机油的使用，延长活塞和气缸的寿命。本实用新型设计精巧，制造成本和维护开销低，适于以后在汽车行业改善、发展和推广。

以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的参考下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。

Claims (5)

1.一种发动机气缸及活塞连杆组，包括，曲轴，气缸由气缸体和置于气缸体内的活塞组成，其特征在于，所述气缸结构为：圆弧形的活塞（7）前端有活塞头（24），活塞头（24）上有前、后两个截面大于活塞头（24）的侧裙（21），活塞头（24）内腔形成一个气室，活塞（7）后端有活塞臂（28）以及软管接头（22），活塞（7）内设置有沿其轴心线延伸的内气腔（20）以及环形的外气腔（19），内气腔（20）在活塞（7）后端面形成排气圆孔（14），外气腔（19）后端与软管接头（22）连通，外气腔（19）前端与位于活塞头（24）上的出气孔（9）连通，内气腔（20）与活塞头（24）内腔连通，活塞头（24）上开有与其内腔连通的进气槽（18）；曲轴箱（1）是截面为圆形或正八边形的筒体，所述曲轴（5）平行于且偏心于该筒体轴心线可转动地设置在曲轴箱（1）内，曲轴（5）的曲轴臂（26）上固定有圆柱销（27），圆柱销上安装有轴承（11）；上述两个气缸为一组，按中心对称方式设置在曲轴箱内，其该两个气缸位于垂直于曲轴箱筒体轴心线的同一个圆周上，该圆周的圆心位于曲轴箱筒体轴心线上；曲轴箱（1）内沿其筒体轴心线方向设置有多组气缸，每组气缸与曲轴（5）按以下方式连接：曲环（3）的两端分别经螺栓（15）与该组两个气缸的活塞臂（28）连接，连杆（4）上端铰接或固定在曲环（3）中部的连杆销（10）上，辅助轴（6）沿曲轴箱（1）筒体轴心线固定在曲轴箱筒体的前、后端板上，连杆（4）上条形孔的开槽（30）卡接在曲轴（5）的曲轴臂的圆柱销（27）的轴承（11）上，连杆下端上的开孔套装在辅助轴（6）的轴承上；蜗轮（8）设置在曲轴箱（1）外部，用于接收配气系统（25）来废气的蜗轮接管B（13）接于蜗轮（8）进口，蜗轮出口上的蜗轮接管A（12）与多个输气管（23）连通，每根输气管接于一个气缸的软管接头（22）。

2.根据权利要求1所述的一种发动机气缸及活塞连杆组，其特征在于，所述活塞头（24）上的进气槽（18）为两个，均为四边形进气槽。

3.根据权利要求2所述的一种发动机气缸及活塞连杆组，其特征在于，所述活塞头（24）上的出气孔均为6个，并且均匀分布。

4.根据权利要求3所述的一种发动机气缸及活塞连杆组，其特征在于，还具有支撑架，支撑架安装在曲轴箱内壁上；所述一个气缸体（2）固定在一个支撑架上。

5.根据权利要求1～4任一权利要求所述的一种发动机气缸及活塞连杆组，其特征在于，所述气缸为五组；所述曲轴箱（1）内有四个隔板，四个隔板将曲轴箱分隔为五个包含气缸的空间。