必威体育精装版的活塞往复运动与曲轴旋转运动的转换技术.docVIP

活塞往复运动与曲轴圆周运动的转换效率的提高 本技术是很大幅度提高如发动机、活塞泵等从活塞往复运动转换到曲轴的圆周运动的应用中效率的方法，即是在相同的活塞吸收动力做功行程中，用减慢活塞相对于曲轴的运动速度（即是如发动机曲轴转动至某角度时，活塞运动速度减慢而得到更大的燃气压力推动）以及加大曲轴的吸收动力（是在活塞往的做功行程中曲轴以大于甚至很大程度地大于180。的角度吸收动力，回程时则以小于180度返回）。 在如图中，D是曲轴，L是连接曲轴与活塞的连杆，G是加长在活塞端的活塞杆，6是活塞或活塞杆G与连杆L的连接轴，1是发动机活塞处于最大压缩时的状态，2是发动机活塞处于做功结束最大体积时的状态，5是双缸对合用同一动力源中的如喷油、进排气等装置，3是发动机活塞处于最大压缩时活塞与连杆的连接轴6所处位置，2是发动机活塞处于做功结束最大体积时活塞与连杆的连接轴6所处位置，O是曲轴的轴心，H是活塞与连杆的连接轴6在活塞往复运动的两端时的位置连线到----曲轴心O的距离，N是用来控制活塞与连杆的连接轴6运动轨迹的连杆这里称为轨迹杆，其一端可转动连接在6上，另一端也是可转动连接在固定的或活动的装置上，O1是轨迹杆N的这另一端连接在固定不动体上，O2是轨迹杆N的这另一端连接在与曲轴同步转动(即是曲轴旋转一周其也旋转一周)转动装置上，O3是轨迹杆N的这另一端连接在与曲轴同步转动(即是曲轴旋转一周其也往复移动一周)的往复运动装置上，A1、A2是活塞在往复运动做功行程和回程中曲轴各自的分别转动角度。 在右图的1-1中可以看出，活塞在1位置时，连杆L和曲轴D是处于收缩重叠状态，如在发动机应时，从1处开始接受压缩气体的燃烧做功向2处移动时，活塞1和活塞杆G受力推动连接轴6，连接轴6是通过连杆L以牵拉的方式牵拉曲轴D,使曲轴D作圆周旋转，得到活塞直线运动向曲轴圆周运动的转换。在传统的发动机中连杆L是活塞通过连杆推动曲轴的方式转换做功的，而这里是活塞加入较长的活塞杆G后，通过连杆牵拉曲轴的方式转换做功。 发动机活塞在接受点火做功时，一般是活塞处在1的最小压缩体积状态附近行程中形成最大的压力推动活塞做功，随着活塞的继续移动，体积不断增大，燃油燃烧形成的最大压力也逐步降低，在移动到最大内腔体积的2处附近时排放压力气体而结束做功。 在以下实例中，为容易和简单地理解，是假设发动机点火做功时，处在最小压缩体积1处为最大压力，即此时压力为100%，压缩体积为活塞从1到2所占体积的10%;活塞做功从1处移动到2的位置时所占体积为100%P，则有活塞在2处的腔内体积为(10+100)%，此时的压力较小,假设为0，这里只计算做功压力与体积的关系，而不考虑其他因素即是只考虑能量的体积×压力的恒定。则有压力P×体积V= （最小体积最大压力时）100%P×10%=某处压力×某处体积(移动增加的体积+10%)。那么活塞做功后移动到某处时还受到的压力=（100%P×10%））—3个百分点，但前段的压力大也是影响动力输出最大的段，所以在连杆牵拉曲轴做功输出的应用中，采用双缸以双动力输出时，其输出的动力要比传统连杆推动曲轴做功大一倍以上，即连杆牵拉曲轴做功输出的效率可以比传统的连杆推动曲轴式的效率提高一倍以上。 在L=30的双缸双曲轴动力输出中，其压力百分比略小一些，在与传统连杆推动曲轴做功式单缸动力输出的相比中，前段相差小零点几个百分点，中段小2至3个百分点，后段小四点几个百分点。即是在总体上连杆牵拉曲轴做功式也比传统连杆推动曲轴做功式效率多接近一倍。所以在设计时，取连杆的长度小一些，有利于提高效率。 在双缸中推的行中，是传统连杆推动曲轴做功双缸输出，可以看出，其压力百分比较小，如曲轴转动到60度时，其压力只有初始压力的12.52和13.74，也就是其体积增加过快，造成压力降低过快，也会造成燃气的燃烧不充分，这是为什么传统连杆推动曲轴做功式不能采用双缸输出的最在原因。而连杆牵拉曲轴做功双缸双曲轴输出中，在连杆不长时，双缸活塞移动形成的体积增大速度比连杆推动曲轴单缸输出的体积增大速度不要小，在得出大于双倍动力输出的同时，前段较慢的体积增大速度更有利于燃气的更完全燃烧，也有利于效率的增加和减少污染的排放。 从表1中可以看出，当在活塞做功的开始1和终点2时，活塞或活塞杆与连杆的连接轴6在这两个位置的连线相对于曲轴轴心有距离H时，曲轴的转动角度在活塞的做功行程和回程所占角度不同，如在表1第二、三行中L=20、H=5中，在第二行的做功行中，A1等于200.4度，即是如图1-1中的活塞从1开始做功移动到终点2时，曲轴接受连杆牵拉转动的角度为200.4度，当活塞从终点2回程移动到1的位置时，（即曲轴通过连杆L牵拉连接轴6和活塞、活塞杆，使活塞回到开始做功的1位置）），这过程中曲轴的转动角度只有15