一种低震动单缸发动机的制作方法

1.本发明涉及汽车发动机技术领域，具体地讲，是一种用于增程式电动汽车的单缸发动机。


背景技术：

2.传统单缸发动机工作时，只有一个连杆带动一个曲轴朝一个方向转动，活塞在上下运动地过程中会产生左右摆动使单缸发动机产生强烈地偏置震动，所以现有的增程式电动汽车都采用多缸发动机；单缸发动机相比多缸发动机具有体积小、成本低、维护便利的优势，更适用于经济型和小型增程器式电动车，可以大幅降低增程器式电动汽车地生产和维护成本；本方案通过对传统单缸发动机地改造，使活塞底部在上下运动时受力平衡，从而大幅减轻单缸发动机地震动。


技术实现要素：

3.传统单缸发动机的活塞上只有一个连杆带动曲轴单向转动，由于活塞及传动轴的受力无法平衡使发动机产生强烈地偏置震动，为解决上述问题，本发明以传统单缸发动机为基础设计了一种低震动单缸发动机，包括活塞(1)、活塞销(2)、活塞销支撑(3)、曲轴连杆(4)、曲轴(5)、主传动轴(6)、左1a平衡连杆(7)、左2a平衡连杆 (8)、左连杆组固定轴(9)、右1b平衡连杆(10)、右2b平衡连杆(11)、右连杆组固定轴(12)、左飞轮(13)、右飞轮(14)、左1a滑环(15)、左2a滑环(16)、右1b滑环(17)、右2b滑环(18)、滑环外沿轴套(19)、连杆组固定轴上的永磁体(20) 、磁力发生器(21)；所述活塞(1)底部的活塞销(2)上同轴安装5根连杆，关键在于：曲轴连杆(4)安装在活塞(1)的中心位置，所述左1a平衡连杆(7)和左2a平衡连杆(8)的一端同轴安装在曲轴连杆(2)的左边，所述右1b平衡连杆(10)和右2b平衡连杆 (11) 的一端同轴安装在曲轴连杆(2)的右边，2个活塞销支撑(3)位于左右平衡连杆和曲轴连杆(4)之间，所述左1a平衡连杆 (7)和右1b平衡连杆 (10)的另一端通过右连杆组固定轴(12)连接，所述左2a平衡连杆(8)和右2b平衡连杆 (11)的另一端通过左连杆组固定轴(9)连接，左连杆组固定轴(9)和右连杆组固定轴(12) 一左一右平行分布在主传动轴(6)两边；曲轴(5)两边的主传动轴(6)上分别套装着左飞轮(13)和右飞轮(14)，所述左飞轮(13)上同轴套装着左1a滑环(15)和左2a滑环(16)，所述右飞轮(14)上同轴套装着右1b滑环(17)和右2b滑环(18)，关键在于：左飞轮(13)和右飞轮(14)固定在主传动轴(6)上而每个滑环可以在飞轮上前后滑动，每个滑环的外沿上都有一个轴套(19)，左连杆组固定轴(9)的两端分别套入左2a滑环(16)和右2b滑环(18)的轴套(19)内，右连杆组固定轴(12)的两端分别套入左1a滑环(15)和右1b滑环(17)的轴套(19)内；左连杆组固定轴(9)布置在主传动轴(6)的左边，右连杆组固定轴(12)布置在主传动轴(6)的右边，关键在于：滑环外沿轴套(19)的中心点到主传动轴(6)轴线的垂直长度大于曲轴销中心点到主传动轴(6)轴线的垂直长度，即滑环外沿轴套(19)转动直径要大于曲轴连杆(4) 的转动直径，这样在活塞(1)位于上止点时左1a连杆(7)和左2a连杆(8)以主传动轴(6)的轴线为界成人字型布置、同样右1b连杆(10)和右2b连
杆(11)以主传动轴(6)的轴线为界成人字型布置；由于左1a连杆(7)、左2a连杆(8)、右1b连杆(10)、右2b连杆(11)在活塞(1)位于上止点时相对于滑环外沿的切线有个小于90度的倾斜角，活塞(1)从上止点向下运动时会使所有连杆组固定轴沿着传动飞轮外沿倾斜下滑，当滑环外沿轴套(19)的转动直径大于曲轴连杆(3)的转动直径一定值时，所有平衡连杆在上下运行时都不会触及到传动轴，这样左连杆组固定轴(9)和右连杆组固定轴(12)分别在主传动轴(6)两边的一个小半弧内运行，而活塞(1)从下止点在向上运动时会带动所有连杆组固定轴向上滑动；所述永磁体(20)装在左连杆组固定轴(9)和右连杆组固定轴(12)上，在曲轴连杆(4)运动的平面上安装一批磁力发生器(21)，所述磁力发生器(21)固定在发动机外壳上，当磁力发生器(21)通电时能产生与永磁体(20)极性相同的磁场、能推动永磁体(20)运动。
4.为平衡曲轴连杆(4)单向转动的惯性力，本方案在曲轴连杆(4)转动的平面上安装一系列磁力发生器(21)，以曲轴连杆(4)逆时针转动为例：当活塞(1)从上止点向下运动时，曲轴连杆(4)在活塞(1)的左侧从上向下逆时针转动，活塞(1)右侧分布的磁力发生器(21)从上到下顺序通电并产生磁场、接力推动右连杆组固定轴(12)上的永磁体(20)从上到下顺时针转动；当活塞(1)从下止点向上运动时，曲轴连杆(4)在活塞(1)的右侧从下向上逆时针转动，活塞(1)左侧分布的磁力发生器(21)从下向上顺序工作并产生磁场、接力推动左连杆组固定轴(9)上的永磁体(20)从下向上顺时针转动；当曲轴连杆(4)在惯性的作用下逆时针连续转动时，磁力发生器(21)阵列根据曲轴连杆(4)的运行位置顺时针依次循环工作，推动左、右连杆组固定轴无缝衔接得顺时针转动，使活塞工作时的受力得到平衡。本发明的有益效果：本发明提供的一种低震动单缸发动机，在发动机工作时，活塞和传动轴的受力得到有效平衡，使发动机的工作震动大幅降低，从而扩大了单缸发动机使用范围，用于增程式电动汽车时，可大幅降低增程式电动汽车地生产和使用成本，促进新能源汽车得发展。
5.图1是单缸发动机的结构示意图。
6.图2是图1从左向右的轴向图示意图。
7.图中1是活塞，2是活塞销，3是活塞销支撑，4是曲轴连杆，5是曲轴，6是主传动轴，7是左1a平衡连杆，8是左2a平衡连杆，9是左连杆组固定轴，10是右1b平衡连杆，11是右2b平衡连杆，12是右连杆组固定轴，13是左飞轮，14是右飞轮，15是左1a滑环，16是左2a滑环，17是右1b滑环，18是右2b滑环，19是滑环外沿轴套，20是连杆组固定轴上的永磁体，21是磁力发生器，22是连杆组固定轴在一边移动的上止点，23是连杆组固定轴在一边移动的下止点。
具体实施方式
8.下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：如图1、2所示的一种低震动单缸发动机，由活塞1、活塞销2、活塞销支撑3、曲轴连杆4、曲轴5、主传动轴6、左1a平衡连杆7、左2a平衡连杆8、左连杆组固定轴9、右1b平衡连杆10、右2b平衡连杆11、右连杆组固定轴12、左飞轮13、右飞轮14、左1a滑环15、左2a滑环16、右1b滑环17、右2b滑环18、滑环外沿轴套19、连杆组固定轴上的永磁体20、磁力发生器21组成.；曲轴连杆4、左1a平衡连杆7、左2a平衡连杆8、右1b平衡连杆10、右2b平衡连杆11的上端同轴安装在活塞销2上，曲轴连杆4安装在活塞1的中心位置，左1a平衡连杆7和左2a平衡连
杆8的上端同轴安装在曲轴连杆2的左边，右1b平衡连杆10和右2b平衡连杆11的上端同轴安装在曲轴连杆2的右边，左1a平衡连杆7和右1b平衡连杆10的下端套装在右连杆组固定轴12上，左2a平衡连杆8和右2b平衡连杆11的下端套装在左连杆组固定轴9上；左连杆组固定轴9和右连杆组固定轴12 一左一右平行分布在主传动轴6两边；曲轴5的两边连接着主传动轴6，左飞轮13套装在曲轴5左边的主传动轴6上，右飞轮14套装在曲轴5右边的主传动轴6上，左1a滑环15和左2a滑环16套装在曲轴5左边的左飞轮13上，右1b滑环17和右2b滑环18套装在曲轴5右边的右飞轮14上，每个滑环的外面都装有一个外沿轴套19，左连杆组固定轴9平行布置在主传动轴6的左边、同时左连杆组固定轴9的两端分别套入左2a滑环16和右2b滑环18的外沿轴套19中，右连杆组固定轴12平行布置在主传动轴6的右边、同时右连杆组固定轴12的两端分别套入左1a滑环15和右1b滑环17的外沿轴套19中。
9.如图2所示，活塞在上止点位置、曲轴连杆4垂直于水平面时，左1a平衡连杆7和左2a平衡连杆8以主传动轴6的轴线为界成人字型布置，滑环外沿轴套19的设计转动直径大于曲轴连杆4的转动直径，当活塞从上止点位置移动到下止点位置时，滑环外沿轴套19和连杆组固定轴从上止点22移动到下止点23；在上述条件下，只要滑环外沿轴套19设计的上止点水平位置高于曲轴销上止点的水平位置，当活塞连续工作时，所有平衡连杆在只在一边上下运行而不会触及到传动轴、每个连杆组固定轴只在一边沿上止点22和下止点23之间的一个小半弧内上下运行。
10.如图1、2所示，左连杆组固定轴9和右连杆组固定轴12上装有一个或多个永磁体20，在曲轴连杆4运动的平面上安装一批磁力发生器21，所述磁力发生器21均匀得分布在一个圆周上并且对称得分布在主传动轴6的两边，所述磁力发生器21固定在发动机壳体上。
11.传统发动机的活塞上只有一个连杆、活塞销的支撑位于活塞的边沿，如图1所示，本方案发动机的活塞上装有5个连杆，由于曲轴5有一定的厚度，为了便于平衡连杆的布置，曲轴连杆4和平衡连杆之间必须有一定的间距且不小于曲轴连杆4到曲轴5外边的间距，本方案的两个活塞销支撑3位于活塞底部、曲轴连杆4装在两个活塞销支撑3之间、平衡连杆对称地装在两个活塞销支撑3的外边。
12.传统的多缸发动机体积大价格高，本发明所述的低震动单缸发动机体积小、结构简单、成本低廉、减震性能优异，可广泛的用于各种尺寸的新能源汽车。