一種連續(xù)可變壓縮比發(fā)動(dòng)的制造方法
【專利摘要】一種連續(xù)可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，包括曲軸、曲軸偏心軸套、正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器、飛輪端偏移軸傳動(dòng)器、控制軸。曲軸偏心軸套安裝在曲軸的主軸頸上，控制軸通過(guò)鏈條、拉桿或者齒輪機(jī)構(gòu)對(duì)曲軸偏心軸套的偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行調(diào)整，使曲軸軸線位置發(fā)生偏移，進(jìn)而改變活塞上止點(diǎn)的位置，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的變化。在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的兩端分別安裝有正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器和飛輪端偏移軸傳動(dòng)器，把位置變化的曲軸軸線動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭ㄝS線動(dòng)力輸出。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)系統(tǒng)和外部機(jī)件結(jié)構(gòu)都和傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)相同，可以在現(xiàn)有固定壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)上改進(jìn)得到，不必對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行較大改動(dòng)。
【專利說(shuō)明】—種連續(xù)可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001 ] 本發(fā)明涉及汽車發(fā)動(dòng)機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，用于活塞式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比連續(xù)可調(diào)?！尽颈尘凹夹g(shù)】】
[0002]近幾十年來(lái)，為了提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和降低污染物的排放，許多發(fā)動(dòng)機(jī)廠商、科研機(jī)構(gòu)投入了大量的人力、物力進(jìn)行新技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)，發(fā)動(dòng)機(jī)的可變壓縮比技術(shù)是其中一種重要的新技術(shù)。
[0003]發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的壓縮比對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有較大影響。通常，在確保發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)不發(fā)生爆震的前提下，盡量的提高壓縮比，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提高。
[0004]發(fā)動(dòng)機(jī)在不同運(yùn)轉(zhuǎn)工況下可承受的壓縮比不同，但一般的發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比是不可變的，任何工況都只能工作在預(yù)先設(shè)計(jì)的壓縮比。可變壓縮比技術(shù)是指在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，能夠通過(guò)配備的控制及執(zhí)行系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比進(jìn)行調(diào)節(jié)，使發(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷時(shí)具有較高的壓縮比，以提高燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能，而在高負(fù)荷時(shí)和增壓系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)具有較低的壓縮比，防止發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壓力過(guò)大而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震。發(fā)動(dòng)機(jī)采用可變壓縮比技術(shù)可以有效的降低燃油消耗，降低污染物的排放，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和功率可以得到大幅提高，獲得良好的發(fā)動(dòng)機(jī)性能。
[0005]目前可變壓縮比技術(shù)的相關(guān)專利很多，技術(shù)途徑也有很多種，如燃燒室填充法、可變活塞、多連桿法、齒輪式連桿、活塞銷上設(shè)置偏心支撐套、曲軸的連桿軸頸上加偏心支撐、曲軸的主軸頸上偏心支撐、可移動(dòng)氣缸蓋法和擺動(dòng)氣缸套法等。但真正應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的還很少，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有可變壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006]本發(fā)明的目的是提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高、制造成本低、可以直接應(yīng)用在現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)上，而無(wú)需對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行太大改動(dòng)就可實(shí)現(xiàn)的可變壓縮比技術(shù)。
[0007]本發(fā)明是基于曲軸主軸頸上加偏心支撐的技術(shù)途徑提出的，主要包括曲軸、曲軸偏心軸套、正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器、飛輪端偏移軸傳動(dòng)器、控制軸。
[0008]曲軸偏心軸套裝在曲軸的主軸頸上，控制軸通過(guò)齒輪、拉桿或者鏈條機(jī)構(gòu)對(duì)曲軸偏心軸套的偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行調(diào)整和控制，使曲軸軸線位置發(fā)生移動(dòng)。曲軸軸線位置的移動(dòng)使活塞的上止點(diǎn)位置發(fā)生變化，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的變化。
[0009]由于曲軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，整體式的曲軸偏心軸套無(wú)法從曲軸的一端套入,所以本發(fā)明中，采用了剖分式曲軸偏心軸套，把曲軸偏心軸套分為兩塊，利用曲軸軸承蓋把剖分式曲軸偏心軸套約束成為一體,并可在曲軸軸承蓋約束的空間內(nèi)自由偏轉(zhuǎn)。
[0010]曲軸主軸頸加偏心支撐的可變壓縮比技術(shù)中，一個(gè)難點(diǎn)就是怎樣把曲軸的動(dòng)力輸出從變化的軸線位置轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭ㄝS線位置，并同時(shí)保證發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)系統(tǒng)不受任何影響。
[0011]本發(fā)明中，在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的兩端分別設(shè)置了飛輪端偏移軸傳動(dòng)器和正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器。飛輪端偏移軸傳動(dòng)器和正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器的結(jié)構(gòu)原理可以相同，也可以不同，二者的作用都是把曲軸的動(dòng)力輸出從變化的軸線位置轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭ㄝS線位置。正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器傳遞的扭矩較小，但要求傳動(dòng)相位和曲軸完全同步，用于保證正時(shí)系統(tǒng)的正常工作。飛輪端偏移軸傳動(dòng)器傳遞的扭矩大，但不需要傳動(dòng)相位和曲軸完全同步。
[0012]飛輪端偏移軸傳動(dòng)器的動(dòng)力輸出軸固定軸線安裝，飛輪和離合器等一切相關(guān)機(jī)件的結(jié)構(gòu)和安裝方式都和傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)完全相同。正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器的動(dòng)力輸出軸固定軸線安裝，傳動(dòng)相位和曲軸完全冋步。相位的完全冋步使發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)系統(tǒng)也完全和傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)異，發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的變化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)不產(chǎn)生任何影響。
[0013]本發(fā)明的工作原理是:
[0014]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)接收到壓縮比調(diào)節(jié)指令時(shí)，控制軸旋轉(zhuǎn)預(yù)定的角度，通過(guò)齒輪、鏈條或拉桿機(jī)構(gòu)，迫使曲軸偏心軸套轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，曲軸的軸線位置發(fā)生改變，活塞上止點(diǎn)的位置隨之改變，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比得到調(diào)節(jié)。發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸軸線位置的變化范圍在飛輪端偏移軸傳動(dòng)器和正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器的允許范圍內(nèi)，飛輪端偏移軸傳動(dòng)器和正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器把變化軸線的曲軸旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為固定軸線，保證發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的輸出和正時(shí)系統(tǒng)的正常工作。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]1.相對(duì)于目前其它的發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，可靠性高，用極少的零部件實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比連續(xù)可調(diào)。
[0017]2.可以應(yīng)用于現(xiàn)有的固定壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)上，使發(fā)動(dòng)機(jī)具有可變壓縮比的功能，而不需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行較大改變。
【【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】】
[0018]圖1本發(fā)明第一類可變·壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)主要組件分解立體示意圖
[0019]圖2本發(fā)明中曲軸偏心軸套結(jié)構(gòu)立體示意圖
[0020]圖3本發(fā)明中曲軸偏心軸套兩個(gè)極端偏轉(zhuǎn)位置的潤(rùn)滑油路圖
[0021]圖4本發(fā)明中曲軸偏心軸套的偏心軸線位置示意圖
[0022]圖5本發(fā)明第一類可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比變化原理示意圖
[0023]圖6本發(fā)明第二類可變壓縮比機(jī)構(gòu)組件立體示意圖
[0024]圖7本發(fā)明第二類可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比變化原理示意圖
[0025]圖8本發(fā)明第三類可變壓縮比機(jī)構(gòu)組件立體示意圖
[0026]圖9本發(fā)明第三類可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比變化原理示意圖
[0027]圖10本發(fā)明中第一類正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器立體示意圖
[0028]圖11本發(fā)明中第一類正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器組件分解立體示意圖
[0029]圖12本發(fā)明中第一類正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器原理平面示意圖
[0030]圖13本發(fā)明中第二類正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器立體示意圖
[0031]圖14本發(fā)明中第二類正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器主要組件分解立體示意圖
[0032]圖15本發(fā)明中第二類正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器主要組件關(guān)系立體示意圖
[0033]圖16本發(fā)明中第一類飛輪端偏移軸傳動(dòng)器立體示意圖
[0034]圖17本發(fā)明中第一類飛輪端偏移軸傳動(dòng)器和曲軸連接軸線位置關(guān)系示意圖
[0035]圖18本發(fā)明中第二類飛輪端偏移軸傳動(dòng)器立體示意圖
[0036]圖19本發(fā)明中第二類飛輪端偏移軸傳動(dòng)器剖視平面結(jié)構(gòu)示意圖[0037]圖20本發(fā)明中第二類飛輪端偏移軸傳動(dòng)器動(dòng)作原理示意圖
[0038]圖21本發(fā)明中第二類飛輪端偏移軸傳動(dòng)器和曲軸連接軸線位置關(guān)系示意圖
[0039]以上附圖僅對(duì)本發(fā)明原理性的技術(shù)描述，附圖中顯示了本發(fā)明基本原理的各個(gè)特征，附圖各結(jié)構(gòu)件并不是完全按比例繪制。
【【具體實(shí)施方式】】
[0040]下面結(jié)合附圖來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書(shū)中并非將本發(fā)明限制在附圖中的示例性實(shí)施例，而且覆蓋了在由所附權(quán)利要求所述的本發(fā)明的范圍之內(nèi)的各種替換、修改、等效形式。
[0041]為方便說(shuō)明，本發(fā)明的實(shí)例中曲軸安裝采用了倒掛安裝方式，而事實(shí)上，本發(fā)明的應(yīng)用不受曲軸安裝方式的限制。只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的改進(jìn)或未經(jīng)改進(jìn)直接用于其它場(chǎng)合，均在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。 [0042]圖1中所示的是本發(fā)明第一類可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)主要組件分解立體示意圖，從中能大體了解本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)和組合形式。包括缸體1、活塞2、主連桿3、正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器4、曲軸5、曲軸偏心軸套上半塊6、曲軸偏心軸套下半塊7、曲軸軸瓦8、飛輪端偏移軸傳動(dòng)器9、正時(shí)齒輪軸10、飛輪安裝法蘭11、控制軸12、控制軸齒輪13、曲軸軸承蓋14和軸承蓋固定螺栓15。
[0043]曲軸5的兩端分別同軸固定連接正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器4和飛輪端偏移軸傳動(dòng)器9。正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器4連接正時(shí)齒輪軸10，用于驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)系統(tǒng)。飛輪端偏移軸傳動(dòng)器9連接飛輪安裝法蘭11，用于安裝飛輪。正時(shí)齒輪軸10和飛輪安裝法蘭11的軸線位置都為固定。
[0044]圖2中所示的是本發(fā)明中曲軸偏心軸套立體示意圖，曲軸偏心軸套為剖分式結(jié)構(gòu)，由曲軸偏心軸套上半塊6和曲軸偏心軸套下半塊7組成。曲軸偏心軸套下半塊7上有一個(gè)扇形齒輪。曲軸偏心軸套上半塊6的內(nèi)圓面和曲軸偏心軸套下半塊7的內(nèi)圓面組成一個(gè)完整內(nèi)圓面，曲軸偏心軸套上半塊6的外圓面和曲軸偏心軸套下半塊7的外圓面組成一個(gè)完整外圓面。
[0045]曲軸偏心軸套外圓面直徑與缸體I和曲軸軸承蓋14上對(duì)應(yīng)的內(nèi)圓面直徑相同。曲軸偏心軸套內(nèi)圓面嵌有曲軸軸瓦8，曲軸軸瓦8和傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)中的曲軸軸瓦一樣，也為剖分式結(jié)構(gòu)，曲軸軸瓦8的內(nèi)圓面直徑和曲軸5的主軸頸直徑相同。曲軸5可以在曲軸軸瓦8的內(nèi)圓內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0046]軸承蓋固定螺栓15把曲軸軸承蓋14緊固在缸體I上，并把曲軸偏心軸套上半塊6和曲軸偏心軸套下半塊7約束在一起，形成一個(gè)完整的曲軸偏心軸套。曲軸偏心軸套可以在曲軸軸承蓋14和缸體I組成的內(nèi)圓面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0047]缸體I上開(kāi)有油槽102，油槽102和缸體I內(nèi)部的主油道101聯(lián)通。曲軸偏心軸套上半塊6頂端附近的位置有一個(gè)油孔103，油孔103和缸體I上的油槽102聯(lián)通，并貫穿了曲軸偏心軸套上半塊6的壁厚，和曲軸軸瓦8上的油孔104的位置正對(duì)且聯(lián)通。曲軸軸瓦8內(nèi)表面上有油槽105，油槽105和油孔104聯(lián)通。
[0048]圖3是本發(fā)明中曲軸偏心軸套兩個(gè)極端偏轉(zhuǎn)位置的潤(rùn)滑油路圖。其中，左圖是高壓縮比時(shí)的潤(rùn)滑油路圖，右圖是低壓縮比時(shí)的潤(rùn)滑油路圖。潤(rùn)滑油從主油道101流出，順序進(jìn)入油槽102、曲軸偏心軸套上半塊6上的油孔103、曲軸軸瓦8上的油孔104和曲軸軸瓦8內(nèi)表面上的油槽105，潤(rùn)滑曲軸軸瓦8的內(nèi)表面。在曲軸偏心軸套的偏轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)，油孔103和油槽102都可以保持聯(lián)通，即使在兩個(gè)極端偏轉(zhuǎn)位置仍然可以保證潤(rùn)滑油路的暢通。
[0049]圖4是本發(fā)明中曲軸偏心軸套的偏心軸線位置示意圖。曲軸偏心軸套的內(nèi)圓面軸線201和外圓面軸線202之間有一定距離，這個(gè)距離稱為曲軸偏心軸套的偏心距。曲軸偏心軸套的偏心距設(shè)置為活塞2上止點(diǎn)位置調(diào)節(jié)范圍的0.5^0.7倍。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比從最高調(diào)整到最低時(shí)，活塞2上止點(diǎn)位置的變化范圍為5mm，則曲軸偏心軸套的偏心距設(shè)置為
2.5mm~3.5mm。
[0050]圖5是本發(fā)明第一類可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比變化原理示意圖，圖中顯示了高壓縮比狀態(tài)(左圖)時(shí)和低壓縮比狀態(tài)(右圖)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)各部件的位置關(guān)系?？刂戚S齒輪13同軸固定安裝在控制軸12上?？刂戚S齒輪13和曲軸偏心軸套下半塊7的扇形齒輪嚙合?？刂戚S12轉(zhuǎn)動(dòng)或鎖定時(shí)，通過(guò)齒輪嚙合控制曲軸偏心軸套繞其外圓面軸線202轉(zhuǎn)動(dòng)或鎖定。曲軸5的主軸頸軸線203和曲軸偏心軸套內(nèi)圓面軸線201重合，當(dāng)曲軸偏心軸套轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，曲軸5的主軸頸軸線203位置也會(huì)繞曲軸偏心軸套的外圓面軸線202轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行壓縮比調(diào)節(jié)時(shí)，控制軸12在某種致動(dòng)器的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)預(yù)定的角度，通過(guò)控制軸齒輪13和曲軸偏心軸套下半塊7的扇形齒輪嚙合，帶動(dòng)曲軸偏心軸套轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，使曲軸5的主軸頸軸線203的位置發(fā)生改變。進(jìn)而使活塞2上止點(diǎn)的位置發(fā)生改變，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的調(diào)整。
[0051]圖6中所示的是本發(fā)明第二類可變壓縮比機(jī)構(gòu)組件立體示意圖。包括活塞2、主連桿3、曲軸5、曲軸偏心軸套上半塊6、曲軸偏心軸套下半塊7、控制軸12、控制軸搖臂16、拉桿17。第二類可變壓縮比機(jī)構(gòu)和前述第一類可變壓縮比機(jī)構(gòu)的原理一致，都是通過(guò)控制軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)和鎖定對(duì)曲軸偏心軸套的偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，達(dá)到壓縮比調(diào)節(jié)和控制的目的。
[0052]和前述第一類可變壓縮比機(jī)構(gòu)相比，第二類可變壓縮比機(jī)構(gòu)中把控制軸齒輪13換成了控制軸搖臂16，控制軸搖臂16固定安裝在控制軸12上，曲軸偏心軸套下半塊7的扇形齒輪也換成了搖臂， 控制軸搖臂16和曲軸偏心軸套下半塊7上的搖臂通過(guò)拉桿17連接，控制軸12通過(guò)這組搖臂拉桿機(jī)構(gòu)對(duì)曲軸偏心軸套的偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。
[0053]圖7中所示的是本發(fā)明第二類可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比變化原理示意圖，圖中顯示了高壓縮比狀態(tài)(左圖)時(shí)和低壓縮比狀態(tài)(右圖)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)各部件的位置關(guān)系。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行壓縮比調(diào)節(jié)時(shí)，控制軸12在某種致動(dòng)器的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)定的角度。通過(guò)拉桿17帶動(dòng)曲軸偏心軸套轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，使發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比得到了調(diào)整。
[0054]圖8中所示的是本發(fā)明第三類可變壓縮比機(jī)構(gòu)組件立體示意圖。包括活塞2、主連桿3、曲軸5、曲軸偏心軸套上半塊6、曲軸偏心軸套下半塊7、控制軸12、控制軸鏈輪18、鏈條19。第三類可變壓縮比機(jī)構(gòu)和前述第一類可變壓縮比機(jī)構(gòu)的原理一致，也是通過(guò)控制軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)和鎖定對(duì)曲軸偏心軸套的偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比調(diào)控的目的。
[0055]和前述第一類可變壓縮比機(jī)構(gòu)相比，第三類可變壓縮比機(jī)構(gòu)中把控制軸齒輪13換成了控制軸鏈輪18，控制軸鏈輪18固定安裝在控制軸12上。曲軸偏心軸套下半塊7的扇形齒輪換成了扇形鏈輪，曲軸偏心軸套上半塊6上也有一個(gè)扇形鏈輪，兩個(gè)扇形鏈輪組成一個(gè)完整的曲軸偏心軸套鏈輪?？刂戚S鏈輪18和曲軸偏心軸套鏈輪通過(guò)鏈條19連接傳動(dòng)。控制軸12通過(guò)這組鏈輪鏈條機(jī)構(gòu)對(duì)曲軸偏心軸套的偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。
[0056]圖9中所示的是本發(fā)明第三類可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比變化原理示意圖，圖中顯示了高壓縮比狀態(tài)(左圖)時(shí)和低壓縮比狀態(tài)(右圖)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)各部件的位置關(guān)系。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行壓縮比調(diào)節(jié)時(shí)，控制軸12在某種致動(dòng)器的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)定的角度。通過(guò)鏈條19帶動(dòng)曲軸偏心軸套轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，使發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比得到了調(diào)整。
[0057]圖10是本發(fā)明中第一類正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器的外形示意圖。其外形結(jié)構(gòu)包括動(dòng)力輸入軸20、傳動(dòng)器內(nèi)滑塊21、傳動(dòng)器中間滑塊22、傳動(dòng)器外體23、和動(dòng)力輸出軸24。本發(fā)明第一類正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器在傳動(dòng)過(guò)程中保持動(dòng)力輸出軸24的軸線位置固定，允許動(dòng)力輸入軸20的軸線位置在一定范圍內(nèi)自由偏移，同時(shí)還能夠保證動(dòng)力輸入軸20和動(dòng)力輸出軸24之間的相位完全同步。
[0058]圖11是本發(fā)明中第一類正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器的主要組件分解立體示意圖，動(dòng)力輸入軸20和傳動(dòng)器內(nèi)滑塊21同軸固定連接，或者制造為一體結(jié)構(gòu)。動(dòng)力輸出軸24和傳動(dòng)器外體23同軸固定連接，或者制造為一體結(jié)構(gòu)。傳動(dòng)器外體23內(nèi)有一個(gè)矩形滑槽，傳動(dòng)器中間滑塊22安置在這個(gè)矩形滑槽內(nèi)。傳動(dòng)器中間滑塊22的外廓也為矩形結(jié)構(gòu)，其矩形寬度和傳動(dòng)器外體23上的矩形滑槽寬度相等，其矩形長(zhǎng)度小于傳動(dòng)器外體23上的矩形滑槽長(zhǎng)度。傳動(dòng)器中間滑塊22的內(nèi)部也有一個(gè)矩形滑槽，傳動(dòng)器內(nèi)滑塊21安置在傳動(dòng)器中間滑塊22的矩形滑槽內(nèi)，傳動(dòng)器內(nèi)滑塊21的外廓也是矩形結(jié)構(gòu)，其矩形寬度和傳動(dòng)器中間滑塊22內(nèi)的矩形滑槽寬度相等，其矩形長(zhǎng)度小于傳動(dòng)器中間滑塊22內(nèi)的矩形滑槽的長(zhǎng)度。傳動(dòng)器中間滑塊22的外廓矩形長(zhǎng)度和其內(nèi)部的矩形滑槽長(zhǎng)度方向垂直，因此，傳動(dòng)器內(nèi)滑塊21相對(duì)于傳動(dòng)器中間滑塊22的滑動(dòng)方向與傳動(dòng)器中間滑塊22相對(duì)于傳動(dòng)器外體23的滑動(dòng)方向垂直。
[0059]圖12是本發(fā)明中第一類正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器原理結(jié)構(gòu)平面示意圖，圖中進(jìn)一步展示了其工作原理。在圖中所示的坐標(biāo)體系中，傳動(dòng)器內(nèi)滑塊21在傳動(dòng)器中間滑塊22內(nèi)的矩形滑槽中只能沿I軸方向平移滑動(dòng)，而傳動(dòng)器中間滑塊22在傳動(dòng)器外體23的矩形滑槽內(nèi)只能沿X軸方向平移滑動(dòng)，因而傳動(dòng)器內(nèi)滑塊21相對(duì)于傳動(dòng)器外體23在X和y兩個(gè)自由度上都是自由的。也就是說(shuō)，傳動(dòng)器內(nèi)滑塊21相對(duì)于傳動(dòng)器外體23可以在x-y平面內(nèi)平動(dòng)，但是不能發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。由于動(dòng)力輸入軸20和傳動(dòng)器內(nèi)滑塊21同軸固定。動(dòng)力輸出軸24和傳動(dòng)器外體23同軸固定。這就使動(dòng)力輸入軸20和動(dòng)力輸出軸24之間軸線的相對(duì)位置可以變化，傳動(dòng)相位卻能夠保持完全同步，保證了發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)系統(tǒng)不受發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)的影響。
[0060]上述第一類正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器的原理也可以應(yīng)用于飛輪端偏移軸傳動(dòng)器，應(yīng)用時(shí)為滿足飛輪端偏移軸傳動(dòng)器大扭矩動(dòng)力輸出的要求，設(shè)計(jì)時(shí)需要謹(jǐn)慎校核結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0061]圖13是本發(fā)明中第二類正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器立體示意圖。其結(jié)構(gòu)包括動(dòng)力輸入軸20、前置傳動(dòng)盤(pán)25、圓柱滾輪26、十字滑塊27、后置傳動(dòng)盤(pán)28、動(dòng)力輸出軸24。動(dòng)力輸入軸20和前置傳動(dòng)盤(pán)25同軸固定，或制作為一體結(jié)構(gòu)。動(dòng)力輸出軸24和后置傳動(dòng)盤(pán)28同軸固定，或制作為一體結(jié)構(gòu)。
[0062]圖14是本發(fā)明中第二類正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器主要組件分解立體示意圖。前置傳動(dòng)盤(pán)25和后置傳動(dòng)盤(pán)28上都安裝有兩對(duì)圓柱滾輪26，每對(duì)圓柱滾輪26之間的寬度恰好容納十字滑塊27的十字臂寬。
[0063]圖15是本發(fā)明中第二類正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器主要組件關(guān)系立體示意圖。前置傳動(dòng)盤(pán)25或者后置傳動(dòng)盤(pán)28上的兩對(duì)圓柱滾輪26可以約束十字滑塊27僅能沿一個(gè)方向滑動(dòng)。在圖中所示的坐標(biāo)系中，十字滑塊27相對(duì)于后置傳動(dòng)盤(pán)28僅能沿y軸方向滑動(dòng)，十字滑塊27相對(duì)于前置傳動(dòng)盤(pán)25僅能沿X軸方向滑動(dòng)。因而前置傳動(dòng)盤(pán)25相對(duì)于后置傳動(dòng)盤(pán)28在X和y兩個(gè)自由度上都是自由的。也就是說(shuō)，前置傳動(dòng)盤(pán)25相對(duì)于后置傳動(dòng)盤(pán)28可以在x-y平面內(nèi)平動(dòng)，但是不能發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)動(dòng)力輸入軸20和動(dòng)力輸出軸24之間有相對(duì)偏移時(shí)，可以通過(guò)十字滑塊27相對(duì)于圓柱滾輪26的滑動(dòng)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)偏移軸線的動(dòng)力傳遞，同時(shí)保證傳動(dòng)相位的完全同步。
[0064]上述第二類正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器的原理也可以應(yīng)用于飛輪端偏移軸傳動(dòng)器，應(yīng)用時(shí)為滿足飛輪端偏移軸傳動(dòng)器大扭矩動(dòng)力輸出的要求，設(shè)計(jì)時(shí)需要謹(jǐn)慎校核結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0065]圖16是本發(fā)明中第一類飛輪端偏移軸傳動(dòng)器立體示意圖。其外形結(jié)構(gòu)包括動(dòng)力輸入軸20、外齒輪29、內(nèi)齒輪30和動(dòng)力輸出軸24。外齒輪29和內(nèi)齒輪30嚙合，兩齒輪嚙合的軸間距和曲軸偏心軸套的偏心距相等。動(dòng)力輸入軸20和外齒輪29同軸固定連接，動(dòng)力輸出軸24和內(nèi)齒輪30同軸固定連接。傳動(dòng)過(guò)程中動(dòng)力輸出軸24軸線位置固定，但允許動(dòng)力輸入軸20的軸線繞動(dòng)力輸出軸24的軸線偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)過(guò)程中外齒輪29和內(nèi)齒輪30嚙合的軸間距保持不變。
[0066]圖17本發(fā)明中第一類飛輪端偏移軸傳動(dòng)器和曲軸連接軸線位置關(guān)系示意圖。第一類飛輪端偏移軸傳動(dòng)器的動(dòng)力輸入軸20的軸線204和曲軸5的主軸頸軸線203重合，動(dòng)力輸入軸20和曲軸5固定連接或者為一體結(jié)構(gòu)，動(dòng)力輸出軸24的軸線205和曲軸偏心軸套的外圓面軸線202重合。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)時(shí)，曲軸偏心軸套發(fā)生偏轉(zhuǎn)，曲軸5的主軸頸軸線203繞曲軸偏心軸套的外圓面軸線202轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，動(dòng)力輸入軸20的軸線204會(huì)繞動(dòng)力輸出軸24的軸線205偏轉(zhuǎn)相同的角度，軸間距始終等于曲軸偏心軸套的偏心距。軸間距不變保持了齒輪傳動(dòng)的最佳配合，保證了傳動(dòng)效率，降低了磨損。
[0067]本發(fā)明中第一類飛輪端偏移軸傳動(dòng)器采用的齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)可以傳遞大的扭矩，但是傳動(dòng)相位不能與曲軸保持同步。
[0068]圖18是本發(fā)明中第二類飛輪端偏移軸傳動(dòng)器立體示意圖。圖19是本發(fā)明中第二類飛輪端偏移軸傳動(dòng)器剖視平面結(jié)構(gòu)示意圖。其結(jié)構(gòu)包括動(dòng)力輸入軸20、動(dòng)力輸入齒輪31、內(nèi)齒輪32、動(dòng)力輸出齒輪33、動(dòng)力輸出軸24。動(dòng)力輸入軸20和動(dòng)力輸入齒輪31同軸固定連接，或制作為一體結(jié)構(gòu)。動(dòng)力輸出軸24和動(dòng)力輸出齒輪33同軸固定連接，或制作為一體結(jié)構(gòu)。動(dòng)力輸入齒輪31和動(dòng)力輸出齒輪33都與內(nèi)齒輪32嚙合，嚙合相位相差180度。動(dòng)力輸入軸20的軸線204和動(dòng)力輸出軸24的軸線205之間的軸間距和曲軸偏心軸套的偏心距相等。動(dòng)力輸入齒輪31和動(dòng)力輸出齒輪33大小及齒數(shù)完全相同。
[0069]圖20是本發(fā)明中第二類飛輪端偏移軸傳動(dòng)器動(dòng)作原理示意圖。為易于表達(dá)，圖中把動(dòng)力輸入齒輪31和動(dòng)力輸出齒輪33縮小了。
[0070]傳動(dòng)過(guò)程中動(dòng)力輸出軸24的軸線205位置固定，但允許動(dòng)力輸入軸20的軸線204繞動(dòng)力輸出軸24的軸線205偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)半徑始終不變。由于動(dòng)力輸入齒輪31和動(dòng)力輸出齒輪33大小及齒數(shù)完全相同，并且二者與內(nèi)齒輪32嚙合的相位差始終保持180度，所以無(wú)論動(dòng)力輸入軸20的軸線204繞動(dòng)力輸出軸24的軸線205如何偏轉(zhuǎn)，動(dòng)力輸入軸20和動(dòng)力輸出軸24之間的傳動(dòng)相位始終保持同步。
[0071]圖21是本發(fā)明中第二類飛輪端偏移軸傳動(dòng)器和曲軸連接軸線位置關(guān)系示意圖。第二類飛輪端偏移軸傳動(dòng)器的動(dòng)力輸入軸20的軸線204和曲軸5的主軸頸軸線203重合，動(dòng)力輸入軸20和曲軸5固定連接或者為一體結(jié)構(gòu)，動(dòng)力輸出軸24的軸線205和曲軸偏心軸套的外圓面軸線202重合。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比變化時(shí)，曲軸偏心軸套發(fā)生偏轉(zhuǎn)，動(dòng)力輸入軸20的軸線204繞動(dòng)力輸出軸24的軸線205偏轉(zhuǎn)相同的角度，而軸間距始終和曲軸偏心軸套的偏心距相等。軸間距不變則使齒輪傳動(dòng)一直處于最佳配合，保證了傳動(dòng)效率，降低了磨損。
[0072]本發(fā)明中第二類飛輪端偏移軸傳動(dòng)器采用的齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)可以傳遞大的扭矩，同時(shí)也保證了傳動(dòng)相位與曲軸完全同步。因此，上述第二類飛輪端偏移軸傳動(dòng)器的結(jié)構(gòu)原理也可以應(yīng)用于正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器。
【權(quán)利要求】
1.一種可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，包括:曲軸、曲軸偏心軸套、控制軸、正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器和飛輪端偏移軸傳動(dòng)器，曲軸偏心軸套安裝在曲軸的主軸頸上，控制軸的軸線位置固定并和曲軸的軸線平行，其特征在于:控制軸與曲軸偏心軸套之間通過(guò)鏈條、拉桿或齒輪傳動(dòng)方式聯(lián)動(dòng)，控制軸轉(zhuǎn)動(dòng)可以帶動(dòng)曲軸偏心軸套轉(zhuǎn)動(dòng)，使曲軸軸線位置發(fā)生偏移，正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器安裝在曲軸的正時(shí)端，飛輪端偏移軸傳動(dòng)器安裝在曲軸的飛輪端。
2.如權(quán)利要求1所述的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:曲軸偏心軸套為剖分結(jié)構(gòu)，分為曲軸偏心軸套上半塊和曲軸偏心軸套下半塊兩部分。
3.如權(quán)利要求1所述的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:曲軸偏心軸套的下半塊帶有扇形齒輪結(jié)構(gòu)，控制軸上安裝有控制軸齒輪，控制軸齒輪和曲軸偏心軸套的下半塊的扇形齒輪嚙合。
4.如權(quán)利要求1所述的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:曲軸偏心軸套下半塊帶有搖臂結(jié)構(gòu)，控制軸上安裝有控制軸搖臂，控制軸搖臂和曲軸偏心軸套下半塊的搖臂通過(guò)拉桿連接。
5.如權(quán)利要求1所述的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:曲軸偏心軸套上帶有鏈輪，控制軸上安裝有控制軸鏈輪，控制軸鏈輪和曲軸偏心軸套上的鏈輪通過(guò)鏈條連接傳動(dòng)。
6.如權(quán)利要求1所述的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器的結(jié)構(gòu)包括動(dòng)力輸入軸、傳動(dòng)器內(nèi)滑塊、傳動(dòng)器中間滑塊、傳動(dòng)器外體和動(dòng)力輸出軸，動(dòng)力輸入軸和傳動(dòng)器內(nèi)滑塊同軸固定連接或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)，動(dòng)力輸出軸和傳動(dòng)器外體同軸固定連接或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)器外體垂直于軸線的端面上有一個(gè)矩形滑槽，傳動(dòng)器中間滑塊安置在傳動(dòng)器外體的矩形滑槽內(nèi)，傳動(dòng)器中間滑塊的外廓為矩形結(jié)構(gòu)，外廓矩形寬度和傳動(dòng)器外體的矩形滑槽寬度相等，外廓矩形長(zhǎng)度小于傳動(dòng)器外體的矩形滑槽長(zhǎng)度，并可以在矩形滑槽的長(zhǎng)度方向滑動(dòng)，傳動(dòng)器中間滑塊的內(nèi)部也有一個(gè)矩形滑槽，傳動(dòng)器內(nèi)滑塊安置在傳動(dòng)器中間滑塊的矩形滑槽內(nèi)，傳動(dòng)器內(nèi)滑塊 的外廓也是矩形結(jié)構(gòu)，外廓矩形寬度和傳動(dòng)器中間滑塊內(nèi)的矩形滑槽寬度相等，外廓矩形長(zhǎng)度小于傳動(dòng)器中間滑塊內(nèi)的矩形滑槽的長(zhǎng)度，并可以在矩形滑槽的長(zhǎng)度方向滑動(dòng)，傳動(dòng)器內(nèi)滑塊相對(duì)于傳動(dòng)器中間滑塊的滑動(dòng)方向與傳動(dòng)器中間滑塊相對(duì)于傳動(dòng)器外體的滑動(dòng)方向垂直，動(dòng)力輸入軸和曲軸的主軸頸同軸，動(dòng)力輸出軸的軸線位置固定。
7.如權(quán)利要求1所述的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器的結(jié)構(gòu)包括動(dòng)力輸入軸、前置傳動(dòng)盤(pán)、圓柱滾輪、十字滑塊、后置傳動(dòng)盤(pán)、動(dòng)力輸出軸，動(dòng)力輸入軸和前置傳動(dòng)盤(pán)同軸固定連接或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)，動(dòng)力輸出軸和后置傳動(dòng)盤(pán)同軸固定連接或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)，前置傳動(dòng)盤(pán)和后置傳動(dòng)盤(pán)上都安裝有兩對(duì)圓柱滾輪，每對(duì)圓柱滾輪之間的寬度恰好容納十字滑塊的臂寬，十字滑塊上有四個(gè)臂，相間位置的兩個(gè)臂分別放置在前置傳動(dòng)盤(pán)上的兩對(duì)圓柱滾輪之間，十字滑塊的另兩個(gè)臂分別放置在后置傳動(dòng)盤(pán)上的兩對(duì)圓柱滾輪之間，動(dòng)力輸入軸和曲軸的主軸頸同軸，動(dòng)力輸出軸的軸線位置固定。
8.如權(quán)利要求1所述的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:飛輪端偏移軸傳動(dòng)器的結(jié)構(gòu)包括動(dòng)力輸入軸、外齒輪、內(nèi)齒輪、動(dòng)力輸出軸，動(dòng)力輸入軸和外齒輪同軸固定連接或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)，動(dòng)力輸出軸和內(nèi)齒輪同軸固定連接或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)，外齒輪和內(nèi)齒輪內(nèi)嚙合，齒輪嚙合的軸間距和曲軸偏心軸套的偏心距相等,動(dòng)力輸入軸和曲軸的主軸頸同軸,動(dòng)力輸出軸的軸線和曲軸偏心軸套的外圓面軸線重合。
9.如權(quán)利要求1所述的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:飛輪端偏移軸傳動(dòng)器的結(jié)構(gòu)包括動(dòng)力輸入軸、動(dòng)力輸入齒輪、內(nèi)齒輪、動(dòng)力輸出齒輪、動(dòng)力輸出軸，動(dòng)力輸入軸和動(dòng)力輸入齒輪同軸固定連接或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)，動(dòng)力輸出軸和動(dòng)力輸出齒輪同軸固定連接或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)，動(dòng)力輸入齒輪和動(dòng)力輸出齒輪大小及齒數(shù)完全相同，二者都與內(nèi)齒輪哨合，哨合相位相差18 O度，動(dòng)力輸入軸和曲軸的主軸頸同軸，動(dòng)力輸出軸的軸線和曲軸偏心軸套的外圓面軸線重合。
10.如權(quán)利要求9所述的飛輪端偏移軸傳動(dòng)器，其特征在于:其結(jié)構(gòu)形式也可以應(yīng)用于正時(shí)端偏移軸傳動(dòng)器?！?br> 【文檔編號(hào)】F02D15/02GK103850809SQ201210506811
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月1日
【發(fā)明者】鄭力銘 申請(qǐng)人:鄭力銘