本发明专利技术公开的发动机曲轴用的伸缩式曲柄装置，涉及发动机领域，由活动曲柄下支架１、弹簧套杆２、复位弹簧３、活动曲柄４、曲柄滑套５、曲轴输出轴６、缓冲弹簧７、活动曲柄上支架８、曲柄连杆轴１０构成；具有结构简单，能有效地利用作功时产生的较大力矩，提高能量利用效率等特点，适用于单缸或双缸或三缸或四缸或更多缸的内燃机和压缩空气发动机。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发动机领域，特别是一种发动机曲轴用的伸缩式曲柄装置。
技术介绍
现有技术中，发动机包括内燃机、压缩空气发动机等所用曲轴的曲柄长度大都是 固定长度的，这虽然方便制造，但在能源的利用上还存在着不足，因为在作功这一冲程时产 生的力矩较大，却由于曲轴的曲柄长度(即曲轴的回转半径)固定不变而得不到充分输出 利用，而在其它冲程需要较小力矩时，同样因曲轴的曲柄长度固定不变而耗废同样多的力 矩。近些年来，许多有识之士对此进行了改进性研究。如中国专利(申请号为992080622) 公开的一种“变矩曲轴机构”，该机构具有一根偏离曲轴回转中心的变矩新输出轴，其运动 得自曲轴经传动机构传递，在活塞的一个工作循环中，爆发作功时力矩增大，压缩时力矩减 小，解决了现有曲轴力矩不变，能源不能充分利用的问题；但由于增加了 “变矩新输出轴”， 导致结构比较复杂。又如中国专利(申请号为00136014.0)公开的一种“弹簧贮能曲柄伸 缩曲轴连杆传动机构”，该机构是由U型杆构成的曲柄和曲柄套，U型杆曲柄穿装在曲柄套 中，其上端套装预紧弹簧；同时在与连杆垂直的油箱底部位置设有弹簧贮能器装置，用于吸 收震动能量并转换为帮助压缩气缸内气体的能量。虽然，该机构能够增加气缸的压缩比，提 高能量利用的有效率，但其弹簧贮能器装置比较复杂，且所占的体积也比较大。
技术实现思路
针对上述产品存在的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单，能 有效地利用作功时产生的较大力矩，提高能量利用效率的曲柄装置。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是专利技术一种发动机曲轴用的伸缩 式曲柄装置，包括曲轴输出轴6，还包括有曲柄滑套5、活动曲柄4、活动曲柄上支架8、活动 曲柄下支架1、复位弹簧3、缓冲弹簧7、弹簧套杆2和曲柄连杆轴10 ；活动曲柄上支架8、活 动曲柄下支架1和活动曲柄4构成“土”字状伸缩式曲柄构件，其中的活动曲柄4装置在曲 柄滑套5中部的滑槽中，弹簧套杆2穿装在活动曲柄上支架8、曲柄滑套5和活动曲柄下支 架1的侧边的通孔中，其间分别穿装缓冲弹簧7和复位弹簧3，曲轴输出轴6固定在曲柄滑 套5的一侧，构成曲轴输出半轴；两个曲轴输出半轴呈对称排列，曲柄连杆轴10与其活动曲 柄4的上端连为一体，构成“Π”形的伸缩式曲柄装置。在活动曲柄下支架1的下端还装置有由支耳14、滚轮轴15和滚轮16构成的滚轮装置。本专利技术的发动机曲轴用的伸缩式曲柄装置，采用以活动曲柄和活动曲柄上、下支 架构成“土”字状伸缩式曲柄构件、结合弹簧套杆构成“Π，，形的伸缩式曲柄装置，活动曲柄 装置在曲柄滑套的滑槽中，在作功冲程时可将活动曲柄的回转长度加大、在压缩或排气冲 程时可缩短活动曲柄的回转长度，维持气缸容积不变。因此，其构造较为简单，可以有效地 利用作功时产生的较大力矩，提高能量利用的效率；同时，还可减少发动机在中高速时的振动和噪音。 附图说明附图1是本专利技术的主剖视示意图；附图2是本专利技术的左视示意图；附图3是本专利技术作功时的主视示意图；附图4是本专利技术沿A-A轴线的剖面示意图；附图5是本专利技术的双缸时的主视示意图；附图6是本专利技术应用于压缩空气发动机时的主视示意图。图中1是活动曲柄下支架，2是弹簧套杆，3是复位弹簧，4是活动曲柄，5是曲柄 滑套，6是曲轴输出轴，7是缓冲弹簧，8是活动曲柄上支架，9是连杆大头，10是曲柄连杆轴， 11是连杆，12是活塞连杆轴，13是活塞，14是支耳，15是滚轮轴，16是滚轮，17是支架，18 是滚轮支条，19是油箱。具体实施例方式以下结合附图和实施例，对本专利技术作进一步的说明。实施例一本实施例以单缸为例，由活动曲柄下支架1、弹簧套杆2、复位弹簧3、活动曲柄4、 曲柄滑套5、曲轴输出轴6、缓冲弹簧7、活动曲柄上支架8、曲柄连杆轴10构成。活动曲柄4为矩形(也可为其它形状)长方体，在其下部和中上部，分别固接长方 体状(也可为其它形状)的活动曲柄下支架1和活动曲柄上支架8，构成“土”字状伸缩式 曲柄构件；曲柄滑套5呈扁长方体状，其侧面中部与圆形的曲轴输出轴6固接；另一侧面的中 间开有形状与活动曲柄4相适应的滑槽；在该滑槽的两边，还分别开有与滑槽平行、用于穿 装弹簧套杆2的通孔。两根圆形杆状的弹簧套杆2分别穿装活动曲柄下支架1、活动曲柄4 和活动曲柄上支架8的两边，并在活动曲柄下支架1与活动曲柄4、活动曲柄4与活动曲柄 上支架8之间分别穿装复位弹簧3和缓冲弹簧7，构成曲轴输出半轴。两根曲轴输出半轴的 活动曲柄4的上端部与曲柄连杆轴10的两端连为一体，构成“Π”形的伸缩式曲柄装置。使用前，将该伸缩式曲柄装置装入内燃机发动机中，将连杆11的连杆大头9套装 在曲柄连杆轴10上，连杆11的另一端则由活塞连杆轴12铰装在活塞13内。使用时，对于 两冲程发动机而言，当排气完成时(见图1所示状态)，此时，即将开始爆发作功，这时，缓 冲弹簧7处于压缩状态、复位弹簧3处于舒张状态，在惯性作用下，整个伸缩式曲柄装置将 会绕曲轴输出轴6的轴心作顺时针方向转动，当其稍微转动一点后，即受到活塞缸内的爆 发力所产生的力矩作用，爆发力由活塞13、活塞连杆轴12传至连杆11，再由连杆11下端的 连杆大头9传至曲柄连杆轴10上；传至曲柄连杆轴10上的爆发力是顺着连杆11的方向， 该力分解形成两个力一个力是顺着活动曲柄4的轴线向中心的力，另一个力是垂直活动 曲柄4的轴向的力，该力推动活动曲柄4的转动，促进整个伸缩式曲柄装置转动持续有力。 当转动至稍微超过90°时，此时，传至曲柄连杆轴10上的爆发力同样是顺着连杆11的方 向，但该力分解后形成的两个力一个力是顺着活动曲柄4的轴线背向中心的力，该力将活动曲柄4的端头向外推出，使得活动曲柄的回转长度加大，从而增大输出的力矩，也同时压 缩复位弹簧3 ；另一个力则依旧是垂直活动曲柄4的轴向的力，该力继续推动活动曲柄4的 转动，促进整个伸缩式曲柄装置转动持续有力。当转动至稍微超过180°时，爆发力结束，开 始排气冲程，此时，整个伸缩式曲柄装置在惯性力作用下继续作顺时针方向转动，由于复位 弹簧3的弹力比缓冲弹簧7的弹力大，因此，在转动过程中，活动曲柄4在复位弹簧3的弹 力作用下，会瞬间回缩，使得活动曲柄4的回转长度瞬间减小，此时，由于在活动曲柄4与活 动曲柄上支架8之间穿装有缓冲弹簧7，故可减少振动和噪音；当转动360° (即回到上止 点)时，活动曲柄4接着进入下一个周期。对于两冲程单缸压缩空气发动机来说，其工作原 理与上述相同。对于四冲程单缸内燃机来说，前面两个冲程与上述相同，后两个冲程的动作 过程与上述相同。实施例二 本实施例是实施例一的一个特例，是在实施例一的基础上，增加一套构件，形成双 缸发动机，见图5所示。其中两组伸缩式曲柄装置的布置，相位相差180°。其工作原理 和动作过程与实施例一大致相同。实施例三本实施例是应用于单缸压缩空气发动机的一个特例，是在实施例一的基础上，在 活动曲柄下支架1的下部，增加一个由支耳14、滚轮轴15和滚轮16构成的滚轮装置。如果 要图简单的话，也可在活动曲柄下支架1的侧面加装一根穿装有滚轮的螺栓销轴。使用前，将其装入压缩空气发动机中，将连杆11的连杆大头9套装在曲柄连杆轴 10上，连杆11的另一端则由活塞连杆轴1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种发动机曲轴用的伸缩式曲柄装置，包括曲轴输出轴（６），其特征在于：还包括有曲柄滑套（５）、活动曲柄（４）、活动曲柄上支架（８）、活动曲柄下支架（１）、复位弹簧（３）、缓冲弹簧（７）、弹簧套杆（２）和曲柄连杆轴（１０）；活动曲柄上支架（８）、活动曲柄下支架（１）和活动曲柄（４）构成“土”字状伸缩式曲柄构件，其中的活动曲柄（４）装置在曲柄滑套（５）中部的滑槽中，弹簧套杆（２）穿装在活动曲柄上支架（８）、曲柄滑套（５）和活动曲柄下支架（１）的侧边的通孔中，其间分别穿装缓冲弹簧（７）和复位弹簧（３），曲轴输出轴（６）固定在曲柄滑套（５）的一侧，构成曲轴输出半轴；两个曲轴输出半轴呈对称排列，曲柄连杆轴（１０）与其活动曲柄（４）的上端连为一体，构成“∏”形的伸缩式曲柄装置。
【技术特征摘要】
一种发动机曲轴用的伸缩式曲柄装置，包括曲轴输出轴(6)，其特征在于还包括有曲柄滑套(5)、活动曲柄(4)、活动曲柄上支架(8)、活动曲柄下支架(1)、复位弹簧(3)、缓冲弹簧(7)、弹簧套杆(2)和曲柄连杆轴(10)；活动曲柄上支架(8)、活动曲柄下支架(1)和活动曲柄(4)构成“土”字状伸缩式曲柄构件，其中的活动曲柄(4)装置在曲柄滑套(5)中部的滑槽中，弹簧套杆(2)穿装在活动曲柄上支架(8)、曲柄滑...
【专利技术属性】
技术研发人员：周金元，
申请(专利权)人：周金元，
类型：发明
国别省市：43
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