本发明涉及一种往复活塞式发动机，其中至少有一个可在一气缸内移动的活塞，该活塞由上、下连杆与曲轴连接，上、下连杆是由一共同的铰接部相互连接的。其中，上连杆由铰接处向外有一延伸段，该延伸段与一摆杆可摆动地嵌合，摆杆上远离铰接处的一端支撑在发动机缸体处。 在已知的上述型式的原动机（如EP-0292603）上，在上连杆的两叉形端之间支撑着一个圆盘形支座，用于连接下连杆及摆杆。尽管这种原动机通过连杆及摆杆的构成及支撑方式使得各个最佳转矩传递到曲轴的最佳位置从而使发动机燃烧平和，工作平稳，但上、下连杆间的连接导致在连杆铰接区域内产生不理想的弯矩以及较大的表面压力。
本发明的目的在于减小上、下连杆间产生的弯矩及表面压力并避免在连杆的铰接区域内发生弯曲。
本发明的目的是通过如下方案实现的：将下连杆端部制成叉形端，上连杆的该叉形端固定地支撑在一个套筒体上，套筒体的一部分处于上连杆的叉形端之间，而其余部分则由叉形端处向外延伸，下连杆可转动地支撑在套筒体的内段及外段上，套筒体借助一轴套或类似件将摆杆支撑在与两叉形端等距的正中位置并与上、下连杆地支撑位置偏心。
这样，通过套筒体，使得上连杆处及套筒体与上连杆之间可获得较大的支撑面，从而可减小表面压力，进而防止在铰接区域产生不希望的弯矩以及扰动压弯矩。
在这种往复活塞式发动机的结构中，上连杆的叉形端沿下连杆上的导槽进而嵌入套筒体的导槽内、上连杆与套筒体是通过穿入套筒体及叉形端上通孔的连接件，如销或类似件相互固定连接的。根据需要可用三个销或类似件实现可靠的连接。此外，也可以想见，上连杆还可以借助于套筒体上导槽底部平面支撑在套筒体上。
本发明往复活塞式发动机的另一种实施方式是，连杆与套筒体由任选的材料，如铁制成。为改善套筒体周向表面的滑动性能，在套筒体上设置一个由非铁金属、如青铜制成的支撑套用以支承下连杆。作为最佳方案，连杆和套筒体也可以由轻金属材料，如铝制成，这样，套筒体可以直接支撑下连杆。采用轻金属材料的优点在于可取消在采用铁质材料时所必需的支撑套，从而有利于减轻重量，使发动机可在较高的转速下获得较高的功率。此外，还可以降低加工费用。
为了支撑摆杆的远离套筒体的一端，还可以采用一个固定在发动机缸体上并用于导向的位置，偏心的布置使得上、下连杆间不同夹角的调整可导致活塞式发动机性能的改变。该发动机的实质在于加宽了支撑表面，使铰接件在其长度范围内获得可靠的、均匀的动力分布，并且避免了在铰接处产生扰动弯曲。
作为本发明往复活塞式发动机的一种变换形式，上连杆的远离活塞的杆形端可借助销钉固定地支承在套筒体的中部，而向套筒体两侧延伸的套筒体部分则用于支撑下连杆，而套筒体则借助一个轴套或类似件来支撑摆杆，该轴套设置在套筒体内偏心位置上，并向套筒体两侧延伸，轴套上带有两个轴套端。作为最佳方案，摆杆上靠近套筒体的端部最好制成叉形。
以下将通过附图中的各实施例来进一步介绍本发明的方案。这些附图是：
图1为往复活塞式发动机的侧视图;
图2为上连杆的剖视图;
图3为沿图2上的Ⅲ-Ⅲ线截取的上连杆剖视图;
图4为与上连杆相连接的套筒体的剖视图;
图5为套筒体的纵向剖视图;
图6为下连杆的剖视图;
图7为图6所示连杆的侧视图;
图8为摆杆的侧视图;
图9为沿图8上Ⅸ-Ⅸ线截取的剖视图;
图10为摆杆支撑套的侧视图;
图11为沿图10上Ⅺ-Ⅺ线截取的支撑套的剖视图;
图12和图13为不同的图表;
图14为上、下连杆与套筒体及摆杆组合的剖视图;
图15为另一实施方式中上、下连杆与套筒体及摆杆组合的剖视图;以及
图16为图14所示连杆及摆杆的侧视示意图。
图中1表示往复活塞式发动机的气缸，活塞2可移动地装于该气缸内。气缸1的上部用一气缸盖3按已知方式封闭。用于引入燃料及空气或燃气混合物的装置及排放燃烧废气的装置因众所周知，故未在图上表示。
活塞2上安有一个活塞销，上连杆5的支撑套筒6（见图2）与该活塞销可转动地配合。上连杆5的下部制成叉形，叉脚7的自由展宽端8与套筒体10（见图4、5）用销9固定连接在一起。销9可穿过制于连杆5及套筒体10上的通孔10′。套筒体10上制有导槽11，连杆5的自由端8嵌入该导槽内。下连杆12（见图6、7）借助一个由特定材料制成的支撑套13支承在套筒体10上。由此使上连杆12与套筒体10可摆动地配合。下连杆12上也制有导槽14，上连杆5的端部8可在该导槽内自由移动。如图1所示，套筒体10上的内孔15中装有一支撑销16（见图10、11），该支撑销支撑着摆杆17的一端17′（见图8、9）。摆杆17的端部17′插入套筒10和连杆12上的空腔18内，而摆杆17上远离套筒体10的一端17″则支撑在偏心件20的19处（如图16所示）。下连杆12上远离活塞2的一端按已知的方式与曲轴21配合。随着偏心件20的转动，可改变支撑点19的位置及摆杆17的实际长度，从而可以很方便地调正连杆5与连杆12间的夹角。
在图16中，活塞2处于上止点“OT”处。当活塞2向下移动时，连杆上靠近活塞处的支承沿着气缸的轴线27移动，而套筒体10则沿着弓形运动轨迹23移动，支撑销16沿着另一个弧形轨道24移动。同时，曲轴21转动并带动位于曲轴侧的支撑点25沿着箭头26的方向移动。在活塞2处于下止点“UT”处时，连杆5、12及摆杆17的支撑点变化对应于各点划线。可以看出，当活塞2由上止点下移时，套筒体10的运动轨迹23向气缸轴线27逼近，随着活塞2的继续下移，两条线相交。这样，在活塞2由上止点下移时，活塞2起初只是慢慢地离开该止点，而位于曲轴侧的连杆支撑25则已经移过了一个相当大的曲轴转角，并且下连杆12到达了这样的位置，在该位置，下连杆在支撑点传递较大的转矩。这种关系可以由图12、13中所示曲线中看出，图12中，实线29表示本发明往复活塞式发动机的力矩变化过程。在横座标上表示的是曲轴转角，其范围是360°，纵座标上表示的是对应于一定的活塞推力计算出的力矩值。虚线30表示的是传统的对比发动机力矩的变化过程。由图中可见，在线29上，最大力矩出现在曲轴转角45°左右，而在虚线30上则出现在曲轴转角65°左右。参见图3，其中表示了对应于曲轴的转角，活塞运动的过程，实线31代表本发明往复活塞式发动机的过程，虚线32代表传统的对比发动机的过程。由该图可以看出，对比发动机（线32）的活塞2离开其上止点的时刻较早而回到上止点的时刻较晚，因而总的来说，其活塞在上止点区域内停留的时间要远少于本发明实施例（线31）的活塞在上止点区域停留的时间。
上连杆5的叉形脚7与套筒体10的配合以及下连杆12在套筒体10上较大的支承面避免了产生较大的表面压力，并且由于两连杆5、12在套筒体10上嵌入位置的对称性，避免了在套筒体10上，特别是在铰接处产生扰动弯曲。
在图14、15所示的实施例中，上连杆5通过一个杆33插入一个改型的套筒体10内，并用销9固定在该套筒体上。在该实施例中，套筒体10还是用于支撑下连杆12，特别是在套筒体与下连杆之间衬有有一个支撑套13。套筒体10上置有一用于支承摆杆34的支撑销16，支撑销16以套筒体10的两端面处各延伸出一端，摆杆34即支撑在该延伸端上。为此，摆杆34上靠近支撑销16的一端最好制成叉形的。为了使摆杆34的叉形端34′、34″可靠地支撑在支撑销16上，采用了销钉35。