CN203476505U - 一种具有三曲柄轴的燃油发动机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有三曲柄轴的燃油发动机，它包括若干汽缸，每一汽缸内设置有三个环形间隔布置的活塞组件、三组分别与三个活塞组件一一对应的曲柄组件、一同步齿轮机构和一输出轴，相邻二活塞组件之间的夹角为120度，活塞组件包括一活动装接在汽缸内的活塞头和铰接连接活塞头的一活塞连杆，曲柄组件包括一能在活塞连杆带动下转动的曲柄轴和一连接曲柄轴的配重曲柄，三曲柄轴在同步齿轮机构的作用下同步带动输出轴转动。它具有如下优点：当火星塞点爆压缩燃气后，急速膨胀下三活塞头同步反向推动三个曲柄轴，因而提高燃烧效率，提高机械转换效率，使该燃油发动机与现有的发动机相比，该燃油发动机的机械效率提高至58%以上。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种具有三曲柄轴的燃油发动机。
背景技术
现有的传统发动机几乎99%都是内燃式活塞发动机，此活塞发动机的每一个气缸中只有一个活塞在做功，这样的发动机存在以下问题：1、根据动量守恒定理，活塞在气缸中做功瞬间必然产生反向的动量，而这一动量使整个发动机震动耗能，有害无益。2、活塞在运动时（做功和压缩）只是单个方向，致使介质不能充分混合，从而不能完全燃烧，其转化率只有35-38%，导致浪费和污染。3、活塞与缸壁的摩擦力和噪音很大，导致耗能和污染。
实用新型内容
本实用新型提供了一种具有三曲柄轴的燃油发动机，其克服了背景技术的所存在的不足。本实用新型解决其技术问题的所采用的技术方案是：一种具有三曲柄轴的燃油发动机，其特征在于：它包括若干汽缸，每一汽缸内设置有三个环形间隔布置的活塞组件、三组分别与三个活塞组件一一对应的曲柄组件、一同步齿轮机构和一输出轴，相邻二活塞组件之间的夹角为120度，活塞组件包括一活动装接在汽缸内的活塞头和铰接连接活塞头的一活塞连杆，曲柄组件包括一能在活塞连杆带动下转动的曲柄轴和一连接曲柄轴的配重曲柄，三曲柄轴在同步齿轮机构的作用下同步带动输出轴转动。
一较佳实施例之中：所述活塞头包括依次连接的一圆锥体、一圆柱体和一长方体形的连接部，活塞连杆铰接连接在连接部。
一较佳实施例之中：所述连接部之二侧分别设置有一长条形的滑片，所述汽缸还设置有二个能分别与二滑片相滑动配合的滑动架，该滑动架包括一固定部和一固接固定部的伸入部，固定部固接在汽缸口，伸入部沿汽缸内壁伸入汽缸内，滑片位于伸入部和连接部之间。
一较佳实施例之中：所述汽缸还设置有配气机构，该配气机构包括三个进气口、三个排气口和六组凸轮传动组件，三个曲柄轴分别为第一曲柄轴、第二曲柄轴和第三曲柄轴，其中二组凸轮传动组件均传动连接第一曲柄轴并分别控制其中一进气口和其中一排气口的开闭，另外二组凸轮传动组件传动连接第二曲柄轴并分别控制其中另一进气口和其中另一排气口的开闭，剩余二组凸轮传动组件传动连接第三曲柄轴并分别控制剩余一进气口和剩余一排气口的开闭。
一较佳实施例之中：所述凸轮传动组件包括一传动连接曲柄轴的齿轮组、一传动连接齿轮组的凸轮、一传动连接凸轮的顶杆、一传动连接顶杆的活动架和一能密封进气口或排气口的密封塞，该密封塞固接活动架。
一较佳实施例之中：还包括一供油系统和一点火装置，所述汽缸还设置有二火星塞和一喷油嘴，火星塞连接点火装置，喷油嘴连接供油系统。
一较佳实施例之中：所述曲柄轴之中心轴线与汽缸之中心线相垂直，输出轴之中心轴线与汽缸之中心线相垂直。
一较佳实施例之中：所述同步齿轮机构包括第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组和第四齿轮组，三个曲柄轴分别为第一曲柄轴、第二曲柄轴和第三曲柄轴，第一曲柄轴和输出轴之间通过第一齿轮组同步传动，第二曲柄轴和输出轴之间通过第二齿轮组同步传动，第三曲柄轴和输出轴之间通过第三齿轮组同步传动，第二曲柄轴和第三曲柄轴之间通过第四齿轮组同步传动。
一较佳实施例之中：所述曲柄轴之中心轴线与汽缸之中心线相平行，输出轴之中心轴线与汽缸之中心线相平行，且输出轴位于三个曲柄轴之中心。
一较佳实施例之中：所述同步齿轮机构包括第五齿轮组、第六齿轮组和第七齿轮组，三个曲柄轴分别为第四曲柄轴、第五曲柄轴和第六曲柄轴，第四曲柄轴和输出轴之间通过第五齿轮组同步传动，第五曲柄轴和输出轴之间通过第六齿轮组同步传动，第六曲柄轴和输出轴之间通过第七齿轮组同步传动。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
1.当火星塞点爆压缩燃气后，急速膨胀下三活塞头同步反向推动三个曲柄轴，因而提高燃烧效率，提高机械转换效率，使该燃油发动机与现有的发动机相比，该燃油发动机的机械效率提高至58%以上。
2.当三活塞头相对压缩时，该燃油发动机可提高压缩比，由现有的1:12提高至1:13，因而提高燃烧效率。
3.当三活塞头相对压缩时，三曲柄轴能相对缩短活塞行程而提高转速，由现有的6000RPM提高至11000RPM输出。
4.在连接部之二侧设置有滑片，在汽缸口设置有滑动架，可减少活塞头与汽缸内壁之间的摩擦，让活塞头滑动更加顺畅。
5.将活塞头之头部端设为圆锥体，能增加活塞头的受力面积，使得该发动机的做功功率更大。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1绘示了第一较佳实施例的一种具有三曲柄轴的燃油发动机的活塞头处于上止点的结构示意图。
图2绘示了第一较佳实施例的一种具有三曲柄轴的燃油发动机的活塞头处于下止点的结构示意图。
图3绘示了第一较佳实施例的一种具有三曲柄轴的燃油发动机的侧视示意图。
图4绘示了第一较佳实施例的活塞头的仰视示意图，此时未设置滑片。
图5绘示了第一较佳实施例的活塞头的侧视示意图，此时未设置滑片。
图6绘示了第一较佳实施例的活塞头的俯视示意图，此时未设置滑片。
图7绘示了第一较佳实施例的活塞头的侧视示意图，此时设置有滑片。
图8绘示了第一较佳实施例的活塞头的仰视示意图，此时设置有滑片。
图9绘示了第一较佳实施例的活塞头的俯视示意图，此时设置有滑片。
图10绘示了第一较佳实施例的活塞连杆与曲柄轴的传动状态示意图之一。
图11绘示了第一较佳实施例的活塞连杆与曲柄轴的传动状态示意图之二。
图12绘示了第一较佳实施例的活塞连杆与曲柄轴的传动状态示意图之三。
图13绘示了第一较佳实施例的活塞连杆对滑动架进行让位的状态示意图之一。
图14绘示了第一较佳实施例的活塞连杆对滑动架进行让位的状态示意图之二。
图15绘示了第二较佳实施例的一种具有三曲柄轴的燃油发动机的活塞头处于上止点的结构示意图。
图16绘示了第二较佳实施例的一种具有三曲柄轴的燃油发动机的活塞头处于下止点的结构示意图。
图17绘示了第二较佳实施例的曲柄轴、输出轴和同步齿轮结构的连接结构示意图。
图18绘示了第三较佳实施例的一种具有三曲柄轴的燃油发动机的的外部结构示意图。
具体实施方式
请查阅图1至图14，一种具有三曲柄轴的燃油发动机的第一较佳实施例，所述的一种具有三曲柄轴的燃油发动机，它包括若干汽缸，可以为一个，也可以为二个或多个，二个或多个汽缸可并联或串联连接。本实施例中，汽缸个数设为一个。
每一汽缸内设置有三个环形间隔布置的活塞组件、三组分别与三个活塞组件一一对应的曲柄组件、一同步齿轮机构和一输出轴10。
相邻二活塞组件之间的夹角为120度，活塞组件包括一活动装接在汽缸内的活塞头110和铰接连接活塞头110的一活塞连杆120。
本实施例中，所述活塞头110包括依次连接的一圆锥体111、一圆柱体112和一长方体形的连接部113，活塞连杆120铰接连接在连接部113。
本实施例中，所述连接部113之二侧分别设置有一长条形的滑片114，所述汽缸还设置有二个能分别与二滑片114相滑动配合的滑动架，该滑动架包括一固定部115和一固接固定部115的伸入部116，固定部115固接在汽缸口，伸入部116沿汽缸内壁伸入汽缸内，滑片114位于伸入部116和连接部113之间。
如图13和图14，由于该发动机设置有滑动架，活塞连杆120之截面形状为如图所示的折弯形，以便对滑动架进行让位。
所述曲柄组件包括一能在活塞连杆120带动下转动的曲柄轴210和一连接曲柄轴210的配重曲柄220，三曲柄轴210在同步齿轮机构的作用下同步带动输出轴10转动。
本实施例中，所述曲柄轴210之中心轴线与汽缸之中心线相垂直，输出轴10之中心轴线与汽缸之中心线相垂直，也即，为水平式输出轴。该水平式输出轴的发动机适合小马力的汽车。
本实施例中，所述同步齿轮机构包括第一齿轮组310、第二齿轮组320、第三齿轮组330和第四齿轮组340，三个曲柄轴210分别为第一曲柄轴、第二曲柄轴和第三曲柄轴，第一曲柄轴和输出轴10之间通过第一齿轮组310同步传动，第二曲柄轴和输出轴10之间通过第二齿轮组320同步传动，第三曲柄轴和输出轴10之间通过第三齿轮组330同步传动，第二曲柄轴和第三曲柄轴之间通过第四齿轮组340同步传动。
所述汽缸还设置有配气机构，该配气机构包括三个进气口410、三个排气口（图中未示出）和六组凸轮传动组件，其中二组凸轮传动组件均传动连接第一曲柄轴并分别控制其中一进气口410和其中一排气口的开闭，另外二组凸轮传动组件传动连接第二曲柄轴并分别控制其中另一进气口410和其中另一排气口的开闭，剩余二组凸轮传动组件传动连接第三曲柄轴并分别控制剩余一进气口410和剩余一排气口的开闭。
本实施例中，所述凸轮传动组件包括一传动连接曲柄轴的齿轮组420、一传动连接齿轮组420的凸轮430、一传动连接凸轮430的顶杆440、一传动连接顶杆440的活动架450和一能密封进气口410或排气口的密封塞460，该密封塞460固接活动架450。
该发动机还包括一供油系统和一点火装置，所述汽缸还设置有二火星塞470和一喷油嘴（图中未示出），火星塞470连接点火装置，喷油嘴连接供油系统。
请查阅图15至图17，为一种具有三曲柄轴的燃油发动机的第二较佳实施例。本实施例与上一实施例的区别之处在于：本实施例中，所述曲柄轴210之中心轴线与汽缸之中心线相平行，输出轴10之中心轴线与汽缸之中心线相平行，且输出轴10位于三个曲柄轴210之中心位置，也即，为垂直式输出轴，该垂直式输出轴的发动机适合需要大马力、排量达到2000CC以上的汽车。
本实施例中，所述同步齿轮机构包括第五齿轮组510、第六齿轮组520和第七齿轮组530，三个曲柄轴分别为第四曲柄轴、第五曲柄轴和第六曲柄轴，第四曲柄轴和输出轴10之间通过第五齿轮组510同步传动，第五曲柄轴和输出轴10之间通过第六齿轮组520同步传动，第六曲柄轴和输出轴10之间通过第七齿轮组530同步传动。
请查阅图18，为一种具有三曲柄轴的燃油发动机的第三较佳实施例。本实施例采用的是实施例二中的垂直式输出轴，该发动机采用三个汽缸，三个汽缸均装接在一个机壳20内，且三个汽缸横向并排布置，三个输出轴10为共轴。
以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。
Claims (10)
1.一种具有三曲柄轴的燃油发动机，其特征在于：它包括若干汽缸，每一汽缸内设置有三个环形间隔布置的活塞组件、三组分别与三个活塞组件一一对应的曲柄组件、一同步齿轮机构和一输出轴，相邻二活塞组件之间的夹角为120度，活塞组件包括一活动装接在汽缸内的活塞头和铰接连接活塞头的一活塞连杆，曲柄组件包括一能在活塞连杆带动下转动的曲柄轴和一连接曲柄轴的配重曲柄，三曲柄轴在同步齿轮机构的作用下同步带动输出轴转动。
2.根据权利要求1所述的一种具有三曲柄轴的燃油发动机，其特征在于：所述活塞头包括依次连接的一圆锥体、一圆柱体和一长方体形的连接部，活塞连杆铰接连接在连接部。
3.根据权利要求2所述的一种具有三曲柄轴的燃油发动机，其特征在于：所述连接部之二侧分别设置有一长条形的滑片，所述汽缸还设置有二个能分别与二滑片相滑动配合的滑动架，该滑动架包括一固定部和一固接固定部的伸入部，固定部固接在汽缸口，伸入部沿汽缸内壁伸入汽缸内，滑片位于伸入部和连接部之间。
4.根据权利要求1所述的一种具有三曲柄轴的燃油发动机，其特征在于：所述汽缸还设置有配气机构，该配气机构包括三个进气口、三个排气口和六组凸轮传动组件，三个曲柄轴分别为第一曲柄轴、第二曲柄轴和第三曲柄轴，其中二组凸轮传动组件均传动连接第一曲柄轴并分别控制其中一进气口和其中一排气口的开闭，另外二组凸轮传动组件传动连接第二曲柄轴并分别控制其中另一进气口和其中另一排气口的开闭，剩余二组凸轮传动组件传动连接第三曲柄轴并分别控制剩余一进气口和剩余一排气口的开闭。
5.根据权利要求4所述的一种具有三曲柄轴的燃油发动机，其特征在于：所述凸轮传动组件包括一传动连接曲柄轴的齿轮组、一传动连接齿轮组的凸轮、一传动连接凸轮的顶杆、一传动连接顶杆的活动架和一能密封进气口或排气口的密封塞，该密封塞固接活动架。
6.根据权利要求1所述的一种具有三曲柄轴的燃油发动机，其特征在于：还包括一供油系统和一点火装置，所述汽缸还设置有二火星塞和一喷油嘴，火星塞连接点火装置，喷油嘴连接供油系统。
7.根据权利要求1所述的一种具有三曲柄轴的燃油发动机，其特征在于：所述曲柄轴之中心轴线与汽缸之中心线相垂直，输出轴之中心轴线与汽缸之中心线相垂直。
8.根据权利要求7所述的一种具有三曲柄轴的燃油发动机，其特征在于：所述同步齿轮机构包括第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组和第四齿轮组，三个曲柄轴分别为第一曲柄轴、第二曲柄轴和第三曲柄轴，第一曲柄轴和输出轴之间通过第一齿轮组同步传动，第二曲柄轴和输出轴之间通过第二齿轮组同步传动，第三曲柄轴和输出轴之间通过第三齿轮组同步传动，第二曲柄轴和第三曲柄轴之间通过第四齿轮组同步传动。
9.根据权利要求1所述的一种具有三曲柄轴的燃油发动机，其特征在于：所述曲柄轴之中心轴线与汽缸之中心线相平行，输出轴之中心轴线与汽缸之中心线相平行，且输出轴位于三个曲柄轴之中心。
10.根据权利要求9所述的一种具有三曲柄轴的燃油发动机，其特征在于：所述同步齿轮机构包括第五齿轮组、第六齿轮组和第七齿轮组，三个曲柄轴分别为第四曲柄轴、第五曲柄轴和第六曲柄轴，第四曲柄轴和输出轴之间通过第五齿轮组同步传动，第五曲柄轴和输出轴之间通过第六齿轮组同步传动，第六曲柄轴和输出轴之间通过第七齿轮组同步传动。
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