一種U型活塞往復(fù)發(fā)動機(jī)制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種U型活塞往復(fù)發(fā)動機(jī)。其主要特征是，僅前后兩排缸裝有同軸心的輸出軸(2)，機(jī)體前后設(shè)有兩對應(yīng)相同的齒輪組；兩曲軸(1、3)的標(biāo)定轉(zhuǎn)速相同且為某一定值，等同于現(xiàn)有發(fā)動機(jī)曲軸向外界輸出的標(biāo)定轉(zhuǎn)速，輸出軸的標(biāo)定轉(zhuǎn)速為發(fā)動機(jī)向外界輸出的標(biāo)定轉(zhuǎn)速；齒輪組中，輸出軸齒輪(5)分度圓的直徑可以大于、等于、或小于曲軸齒輪分度圓的直徑，即發(fā)動機(jī)輸出的標(biāo)定轉(zhuǎn)速小于、等于、或大于曲軸標(biāo)定轉(zhuǎn)速，由此發(fā)動機(jī)可輸出多個不同的標(biāo)定轉(zhuǎn)速供不同的設(shè)備應(yīng)用，擴(kuò)大了單臺發(fā)動機(jī)的應(yīng)用范圍。此外，還具有現(xiàn)有L型發(fā)動機(jī)缸體和曲軸結(jié)構(gòu)簡單，易于制造和維護(hù)、造價低、熱效率高、穩(wěn)定性好、以及增加發(fā)動機(jī)缸數(shù)時機(jī)身短便于布置等優(yōu)點。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種U型活塞往復(fù)發(fā)動機(jī)
本專利技術(shù)屬內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種結(jié)構(gòu)新型的活塞往復(fù)發(fā)動機(jī)。
技術(shù)介紹
現(xiàn)有活塞往復(fù)發(fā)動機(jī)，其機(jī)體結(jié)構(gòu)有多種類型，通常使用的有L型或V型發(fā)動機(jī)，此外，還有少量的M型、星型、以及H型等發(fā)動機(jī)。M型和星型發(fā)動機(jī)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造和維護(hù)困難多，價格昂貴，其最大的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、單機(jī)缸數(shù)多、功率大、機(jī)身長度短、便于布置；但由于增壓技術(shù)的成熟和應(yīng)用，同樣也可使單機(jī)功率達(dá)不增壓時功率的3至4倍，因此，M型和星型發(fā)動機(jī)的前途并不樂觀；H型發(fā)動機(jī)只有在需要降低發(fā)動機(jī)重心的設(shè)備上應(yīng)用，其用量也極為有限。L型發(fā)動機(jī)，用途廣、用量大，缸體及連桿結(jié)構(gòu)簡單、價格低、熱效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、低速扭距大、制造和維護(hù)方便，最大的缺點是增加發(fā)動機(jī)缸數(shù)時機(jī)身長，導(dǎo)致在設(shè)備上難以布置；V型發(fā)動機(jī)克服了L型發(fā)動機(jī)的缺點，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造和維護(hù)困難、價格昂貴、平穩(wěn)性差，尤其是V10型發(fā)動機(jī)，需投入大量精力和經(jīng)費(fèi)克服其平穩(wěn)性差的缺陷。以上所述現(xiàn)有發(fā)動機(jī)所共有的缺陷和不足之處是：①不能實現(xiàn)停缸技術(shù)；所謂停缸技術(shù)，即發(fā)動機(jī)啟動或低工況時只用部分發(fā)動缸工作，其他發(fā)動缸處于靜止不運(yùn)動的狀態(tài)，或個別發(fā)動缸發(fā)生故障不能運(yùn)轉(zhuǎn)時，將其停止處于靜止?fàn)顟B(tài)，而其他發(fā)動缸照常工件。②發(fā)動機(jī)的標(biāo)定轉(zhuǎn)速單一，一臺發(fā)動機(jī)只能輸出一個標(biāo)定轉(zhuǎn)速，局限了發(fā)動機(jī)在標(biāo)定轉(zhuǎn)速要求不同的設(shè)備上應(yīng)用，因而局限了單個發(fā)動機(jī)的應(yīng)用范圍。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了克服上述現(xiàn)有活塞往復(fù)發(fā)動機(jī)的缺陷和不足之處，發(fā)揮L型發(fā)動機(jī)和V型發(fā)動機(jī)的優(yōu)點，特專利技術(shù)一種結(jié)構(gòu)新型的活塞往復(fù)發(fā)動機(jī)。本專利技術(shù)采用L型發(fā)動機(jī)相同的兩缸，類似V型發(fā)動機(jī)左右兩缸并聯(lián)為一排，但并聯(lián)兩缸的四邊垂直平行，由曲軸部分聯(lián)接為一整體，形成U字形狀，發(fā)動機(jī)由多排U型雙缸構(gòu)成，根據(jù)V型發(fā)動機(jī)的命名，將本專利技術(shù)發(fā)動機(jī)簡稱為“U型”發(fā)動機(jī)。由于本專利技術(shù)U型發(fā)動機(jī)的停缸技術(shù)(如前第[0005]段①所述)內(nèi)容較多且復(fù)雜，本申請中暫不作闡述，待另申請專題說明。本申請僅就其他主要技術(shù)特征作出說明。一種U型活塞往復(fù)發(fā)動機(jī)，其特征在于：所述發(fā)動機(jī)，用L型發(fā)動機(jī)相同兩缸四邊垂直平行，左右并聯(lián)為一排形成U形雙缸，此雙缸類似V型發(fā)動機(jī)以V型并聯(lián)為一排的雙缸，并由所述多排U形雙缸構(gòu)成整體發(fā)動機(jī)。發(fā)動機(jī)的功率輸出系統(tǒng)，由左曲軸(1)、右曲軸(3)、功率及轉(zhuǎn)速輸出軸【下簡稱“輸出軸”】(2)、左曲軸齒輪(4)、右曲軸齒輪(6)、輸出軸齒輪(5)構(gòu)成。輸出軸(2)設(shè)置在左右曲軸(1、3)中心連線中間的垂線上，位于兩曲軸中心連線的上面或下面，也可以位于中心連線上。輸出軸可用一整根圓柱形直軸貫穿發(fā)動機(jī)的前后，也可以分段只在發(fā)動機(jī)前后兩排缸上裝配輸出軸(2)。左右曲軸(1、3)中心距輸出軸(2)中心的距離相等，兩曲軸同步轉(zhuǎn)動，故兩曲軸標(biāo)定轉(zhuǎn)速相同，但轉(zhuǎn)動方向相反。左右曲軸齒輪(4、6)分度圓的直徑相同，同為主動齒輪且分別與輸出軸齒輪(5)嚙合形成齒輪組。所述齒輪組中，兩曲軸標(biāo)定轉(zhuǎn)速時其齒輪的轉(zhuǎn)速稱作曲軸齒輪的標(biāo)定轉(zhuǎn)速，此轉(zhuǎn)速為某一定值，等同于現(xiàn)有活塞往復(fù)發(fā)動機(jī)曲軸向外界輸出的標(biāo)定轉(zhuǎn)速。曲軸齒輪標(biāo)定轉(zhuǎn)速時的輸出軸齒輪(5)的轉(zhuǎn)速，為輸出軸齒輪(5)的標(biāo)定轉(zhuǎn)速，此轉(zhuǎn)速即是輸出軸(2)的標(biāo)定轉(zhuǎn)速，也即本專利技術(shù)U型發(fā)動機(jī)向外界輸出的標(biāo)定轉(zhuǎn)速；只前后兩排缸分別裝有輸出軸的發(fā)動機(jī)，其前后分別裝有彼此對應(yīng)相同的齒輪組。曲軸齒輪分度圓直徑與輸出軸齒輪分度圓直徑之比：設(shè)曲軸齒輪分度圓直徑為D1，標(biāo)定轉(zhuǎn)速為h1，輸出軸齒輪分度圓直徑為D2，其標(biāo)定轉(zhuǎn)速為h2；h1和h2為已知的設(shè)計要求作出的數(shù)值。根據(jù)公式D1∶D2＝h2∶h1，可以得出D1∶D2的比值；如h2∶h1＝1∶3，則D1∶D2＝1∶3。由已知曲軸和輸出軸位置固定不變由各齒輪圓心位置不變，兩曲軸齒輪圓心距輸出軸齒輪圓心的距離相等且為已知設(shè)計的某一定數(shù)值，那么，根據(jù)上述計算方法得出的D1∶D2之比就可以作出在設(shè)計參數(shù)h1和h2下工作的齒輪組，裝上所述齒輪組，U型發(fā)動機(jī)就在設(shè)計的h1和h2參數(shù)下輸出發(fā)動機(jī)的標(biāo)定轉(zhuǎn)速。綜上所述，U型發(fā)動機(jī)用所述齒輪組的聯(lián)接而構(gòu)成的發(fā)動機(jī)有機(jī)的運(yùn)動，替代了V型發(fā)動機(jī)各排發(fā)動缸用連桿分別聯(lián)在同一曲軸各自曲軸銷上而構(gòu)成的發(fā)動機(jī)有機(jī)地運(yùn)動；用輸出軸輸出發(fā)動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速替代現(xiàn)有活塞往復(fù)發(fā)動機(jī)用曲軸輸出發(fā)動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速。從附圖和公式D1∶D2＝h2∶h1可以得出：一臺發(fā)動機(jī)中可以作出輸出軸齒輪分度圓直徑D2大于、等于、或小于曲軸齒輪分度圓直徑D1的齒輪組，即可以作出輸出軸標(biāo)定轉(zhuǎn)速小于、等于、或大于曲軸標(biāo)定轉(zhuǎn)速的齒輪組；由此，一臺發(fā)動機(jī)裝上輸出軸標(biāo)定轉(zhuǎn)速不同的齒輪組，就可以向外界輸出不同的標(biāo)定轉(zhuǎn)速；相對于現(xiàn)有活塞往復(fù)中速發(fā)動機(jī)，則可分別構(gòu)成低速、中速或者高速發(fā)動機(jī)。用一整根直圓柱形輸出軸的發(fā)動機(jī)，可只在機(jī)體的前面或后面裝配所述齒輪組，也可在機(jī)體的前面和后面都裝配上兩對應(yīng)相同的齒輪組。積極效果由前[0007]、[0009]段所述，本專利技術(shù)的U型發(fā)動機(jī)，是用現(xiàn)有L型發(fā)動機(jī)相同兩缸垂直并聯(lián)為一排的多排雙缸構(gòu)成，因此，具有L型發(fā)動機(jī)缸體和曲軸結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、價格低、熱效率高、穩(wěn)定性好、低速扭距好、便于裝配和維修等優(yōu)點；同時具有V型發(fā)動機(jī)增加發(fā)動缸數(shù)時機(jī)身短，便于布置的優(yōu)點。克服了V型發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價昂貴、不利于保養(yǎng)維護(hù)、穩(wěn)定性差，尤其是V10型發(fā)動機(jī)需投入大量精力和費(fèi)用克服其穩(wěn)定性差的缺陷及不足之處。左右兩缸垂直平行對稱、兩缸活塞、連桿、曲軸、曲軸齒輪等運(yùn)動件質(zhì)量相同、運(yùn)動速度相同且方向相反，很自然的消除了各種不平衡的因素，發(fā)動機(jī)的平穩(wěn)性能優(yōu)于現(xiàn)有各類活塞往復(fù)發(fā)動機(jī)。由第[0020]段所述，一臺發(fā)動機(jī)換上輸出軸標(biāo)定轉(zhuǎn)速不同的齒輪組，發(fā)動機(jī)就可以輸出不同的標(biāo)定轉(zhuǎn)速，由此，相對于現(xiàn)有一臺既定標(biāo)定轉(zhuǎn)速的發(fā)動機(jī)，可方便地滿足不同設(shè)備對發(fā)動機(jī)具有不同標(biāo)定轉(zhuǎn)速的要求，減少對發(fā)動標(biāo)定轉(zhuǎn)速設(shè)計的麻煩，減少不同設(shè)備因發(fā)動機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)速不同而制造不同類發(fā)動機(jī)耗用的資金和生產(chǎn)設(shè)備的投入，擴(kuò)大了單個類型發(fā)動機(jī)的應(yīng)用范圍。如將中速發(fā)動機(jī)裝上低速發(fā)動機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)速的齒輪組，發(fā)動機(jī)就構(gòu)成了低速發(fā)動機(jī)，相對于現(xiàn)有低速發(fā)動機(jī)，則降低了發(fā)動機(jī)的高度和寬度，大幅度地減小了發(fā)動機(jī)單位功率的體積和重量。由第[0011]段所述，輸出軸可位于左右兩曲軸中心連線的上面，也可以位于兩曲軸中心連線的上面或下面；由此可使發(fā)動機(jī)最大限度地適應(yīng)在設(shè)備上安裝的要求；或調(diào)整發(fā)動機(jī)重心在設(shè)備上的高度，滿足優(yōu)化設(shè)備性能的要求。為實現(xiàn)停缸技術(shù)創(chuàng)造了必須的技術(shù)條件。用途廣泛，適用于制造各類大、中、小型以及高、低、中速發(fā)動機(jī)。能充分地利用現(xiàn)有技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備，減少研發(fā)和形成規(guī)模生產(chǎn)的時間，在短期內(nèi)發(fā)揮顯著的經(jīng)濟(jì)效果和社會效益。附圖說明圖1：雙缸U型并聯(lián)結(jié)構(gòu)圖；圖2：齒輪組及發(fā)動機(jī)前后排輸出軸布置圖；圖3：等速齒輪組主視圖；圖4：輸出軸位置圖；圖5：發(fā)動機(jī)整根輸出軸示圖；圖6：輸出軸標(biāo)定轉(zhuǎn)速小于曲軸標(biāo)定轉(zhuǎn)速齒輪組示圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)技術(shù)特征作出進(jìn)一步清楚地說明。圖1和圖4示出：將L型發(fā)動機(jī)兩相同的單缸垂直平行以U型并聯(lián)起來，構(gòu)成U型雙缸；輸出軸(2)設(shè)置在左右曲軸(1、3)中心連線中間的垂線上，圖1示出輸出軸(2)位于兩曲軸中心連線的上面，也可以位于兩曲軸中心連線的下面(如圖中本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種U型活塞往復(fù)發(fā)動機(jī)，其特征在于：將L型發(fā)動機(jī)相同兩缸垂直平行左右并聯(lián)為一排形成U形雙缸，由多排U形雙缸構(gòu)成整體發(fā)動機(jī)；其功率輸出系統(tǒng)由左曲軸(1)、右曲軸(3)、輸出軸(2)、左曲軸齒輪(4)、右曲軸齒輪(6)、輸出軸齒輪(5)構(gòu)成；輸出軸(2)設(shè)置在左右曲軸(1、3)中心連線中間的垂線上，位于兩曲軸中心連線的上面或下面，也可以位于兩曲軸中心連線上；輸出軸可用一根圓柱形直軸貫穿發(fā)動機(jī)前后，也可以分段只在發(fā)動機(jī)前后兩排缸分別裝配輸出軸；左右曲軸齒輪(4、6)的分度圓直徑相同，同為主動齒輪且分別與輸出軸齒輪(5)嚙合形成齒輪組；發(fā)動機(jī)前后分別裝有彼此對應(yīng)相同的齒輪組。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種U型活塞往復(fù)發(fā)動機(jī)，其特征在于：將L型發(fā)動機(jī)相同兩缸垂直平行左右并聯(lián)為一排形成U形雙缸，由多排U形雙缸構(gòu)成整體發(fā)動機(jī)；其功率輸出系統(tǒng)由左曲軸(1)、右曲軸(3)、輸出軸(2)、左曲軸齒輪(4)、右曲軸齒輪(6)、輸出軸齒輪(5)構(gòu)成；輸出軸(2)設(shè)置在左右曲軸(1、3)中心連線中間的垂線上，位于兩曲軸中心連線的上面或下面，也可以位于兩曲軸中心連線上；輸出軸可用一根圓柱形直軸貫穿發(fā)動機(jī)前后，也可以分段只在發(fā)動機(jī)前后兩排缸分別裝配輸出軸；左右曲軸齒輪(4、6)的分度圓直徑相同，同為主動齒輪且分別與輸出軸齒輪(5)嚙合形成齒輪組；發(fā)動機(jī)前后分別裝有彼此對應(yīng)相同的齒輪組。2.如權(quán)利要求1所述的一種U型活塞往復(fù)發(fā)動機(jī)，其特征還在于：左右曲軸(1、3)中心距輸出軸(2)中心的距離相等，兩曲軸同步轉(zhuǎn)動，標(biāo)定轉(zhuǎn)速相同...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：肖光宇，
申請(專利權(quán))人：肖光宇，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北,42