专利名称：往复活塞式内燃机曲轴偏置机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及往复活塞式内燃机。
往复活塞式内燃机是使用最广泛的发动机，自发明至今已经历了百年的历程，其结构和性能有了很大的改进和提高。但是，目前的往复活塞式内燃机仍沿用了曲轴正置的结构形式，即曲轴轴心位于气缸中心线上，形成了活塞在越过上下止点时必须换向的工作方式。因此，这种结构存在以下缺陷和不足1.因气缸内气体压力和活塞环惯性力及磨擦阻力的作用，使环紧贴在环槽一侧，当活塞换向时，由于活塞与缸壁之间存有间隙，便造成了环对环槽侧面的磨损，使环槽宽度增大，环在环槽中上下游动时加大了漏气量，同时，环对缸壁承推面的磨擦力显著增大，导致其周向的不均匀磨损。特别是第一道环和环槽，处在高温、高压和润滑边缘的恶劣工况下，磨损尤为严重。结果造成气缸内孔在上止点附近呈椭圆形，活塞环因气缸内孔形而与缸壁贴合失密，漏气显著增多。这种现象在压缩、膨胀行程表现尤为突出；2.活塞与缸壁之间的间隙造成了活塞在换向时对缸壁的撞击，引起振动和噪声，还由于冷机起动时间隙大润滑不良，以及高温下润滑油膜在受到撞击时易被破坏，均可导致活塞与缸壁的局部直接金属接触，造成活塞拉毛，这种现象一旦发生就发展得很快，振动和噪声显著增大，最后导致活塞失效；3.今后无论是柴油机还是汽油机，普通采用增压方式以提高升功率和燃料经济性以及减少有害排放，是肯定无疑的技术发展方向，但增压后热负荷和机械负荷较高，加剧了缸套和活塞组件的磨损，缩短内燃机使用寿命。
本发明的目的旨在将往复活塞式内燃机的曲轴偏置，使四冲程机在压缩、膨胀和排气行程以及二冲程机的全部行程中活塞无换向，以消除相应的机件磨损和振动及噪声，使其使用寿命得以显著延长。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的在气缸中心线的一侧将曲轴安置在机体上，并使曲轴轴心与气缸中心线的垂直距离等于或大于曲柄半径，曲柄经连杆与活塞相连接。这样，连杆只能在气缸中心线的一侧作摆动，四冲程机在压缩、膨胀和排气行程中，气缸内的气体压力使活塞始终靠在缸壁的一侧，而在进气行程中，气缸内温度和压力已大幅度下降，活塞换向时对缸壁的撞击较弱，相应的磨损和振动及噪声也较小，尤其是对缸套的变形磨损甚微。二冲程机则完全消除了活塞的换向及相应的磨损、振动和噪声。
上述技术方案除适用于现有的各种单列式、双列式内燃机外，还派生出一种平行并列式内燃机(附图2所示)，即左右两气缸的中心线相互平行，曲轴轴心与两气缸中心线的垂直距离相等且分别大于曲柄半径。另外，本发明由于气缸和活塞在安置曲轴的气缸中心线一侧侧推力较小，故长度较短，活塞轻量，有利于提高转速和降低整机高度。
本发明与现有技术相比，主要有以下优点二冲程机的全部行程和四冲程机除进气行程外，完全消除了活塞对缸壁的撞击和相应的磨损、振动和噪声，避免了气缸内孔的变形及由此造成的环与缸壁贴合失密而漏气显著增多的现象，大幅度延长了缸套和活塞组件的使用寿命，由于内燃机使用寿命(耐久性、大修期)的长短取决于缸套和曲轴的磨损速率，而缸套处在高温、高压、润滑不良的恶劣工况下，磨损较重，故其磨损速率是决定内燃机使用寿命的最主要因素，因此，本发明对于相同的设计和工艺质量，可将内燃机的使用寿命显著延长并提高内燃机的强化指标(如提高转速和增压比等)，亦即与现有内燃机相比，相同的成本却具有转速高、功率大、振动小、噪声低、维修费用低，尤其是使用寿命长的优点。
下面结合附图对本发明作具体说明
图1实施例示意图。
图2平行并列式内燃机结构示意图。
图1所示，在气缸中心线的一侧，曲轴安置在机体上，曲轴轴心与气缸中心线的垂直距离等于曲柄半径，曲柄经连杆与活塞相连接。气缸和活塞在安置曲轴的气缸中心线一侧长度较短。工作时，连杆只能在气缸中心线的一侧作摆动，四冲程机除进气行程外，其它行程由于气体压力作用，活塞始终靠在缸壁的主推力面上。二冲程机则在全部行程无活塞换向。
权利要求
1.包括机体、气缸、曲轴、连杆、活塞的往复活塞式内燃机曲轴偏置机构，其特征是，在气缸中心线一侧，安置于机体上的曲轴其轴心与气缸中心线的垂直距离等于或大于曲柄半径，曲柄经连杆与活塞相连接。
2.根据权利要求1所述的往复活塞式内燃机曲轴偏置机构，其特征是，气缸和活塞在安置曲轴的气缸中心线一侧长度较短。
3.根据权利要求1所述的往复活塞式内燃机曲轴偏置机构，其特征是，该机构适用的机型可以是单列式，可以是双列式。
4.根据权利要求1所述的往复活塞式内燃机曲轴偏置机构，其特征是，该机构可用于一种平行并列式内燃机，这种平行并列式内燃机的左右两气缸中心线相互平行，曲轴轴心与两气缸中心线的垂直距离相等且分别大于曲柄半径。
全文摘要
往复活塞式内燃机曲轴偏置机构，其特征是曲轴安置在气缸中心线一侧，轴心与中心线垂直距离等于或大于曲柄半径。其优点是只需对现有内燃机作曲轴偏置和气缸及活塞一侧削短的简单改进，使二、四冲程机除进气行程外活塞无换向撞击及相应的磨损、振动和噪声，缸套无变形磨损及相应漏气，活塞轻量，在不增加成本的前提下可使整机转速高功率大，振动小噪声低，使用寿命显著延长。适用于单、双列式和一种平行并列式机型。
文档编号F02B75/26GK1123877SQ9511059
公开日1996年6月5日 申请日期1995年8月22日 优先权日1995年8月22日
发明者张贵生 申请人:张贵生