專(zhuān)利名稱(chēng)：一種五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為一種五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是五沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道和排氣道開(kāi)在氣缸的中部附近，在活塞下行時(shí)，活塞頂部越過(guò)進(jìn)、排氣道后還會(huì)繼續(xù)下行一段距離吸入空氣，曲軸每旋轉(zhuǎn)一周發(fā)動(dòng)機(jī)完成作功、排氣、掃氣、吸氣、壓縮五個(gè)沖程，比兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)多了一個(gè)吸氣沖程，活塞通過(guò)一個(gè)三連桿機(jī)構(gòu)與曲軸鏈接，通過(guò)凸輪軸來(lái)控制輔助連桿的位置，改變活塞連桿與曲軸連桿的夾角，進(jìn)而來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比連續(xù)可調(diào)，氣缸、活塞以及三連桿機(jī)構(gòu)對(duì)稱(chēng)布置在曲軸的兩側(cè)，可抵消三連桿機(jī)構(gòu)在不同轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生的振動(dòng)，此五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)取消了四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)，極大地降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的制造成本、減小了發(fā)動(dòng)機(jī)的體積和重量，具有極佳的動(dòng)平衡性和燃油經(jīng)濟(jì)性。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)是發(fā)動(dòng)機(jī)的前沿技術(shù)，由于種種未解決的難題，使可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)至今未達(dá)到量產(chǎn)要求，如多連桿發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)了很多年了，由于沒(méi)有很好解決振動(dòng)大和摩擦損耗大的問(wèn)題，使此項(xiàng)技術(shù)幾乎被放棄了，目前流行的成熟的是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)盡管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低廉性能可靠，但是由于換氣不徹底以及節(jié)能環(huán)保方面有缺陷逐步被放棄。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)，技術(shù)方案是五沖程三連桿發(fā)動(dòng)機(jī)的單缸機(jī)由氣缸(I)、缸蓋(2)、噴油嘴(3)、火花塞(4)、進(jìn)氣道(5)、排氣道(6)、排氣閥(7)、進(jìn)氣閥(8)、活塞(9)、活塞連桿(10)、曲軸連桿(11)、輔助連桿(12)、凸輪軸(13)和曲軸(14)組成，噴油嘴(3)、火花塞(4)裝配在缸蓋(2)上，活塞(9)裝配在氣缸(I)內(nèi)可以在氣缸內(nèi)上下滑動(dòng)，活塞(9)與活塞連桿(10)通過(guò)連桿銷(xiāo)連接可以轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞連桿(10)的另外一端與曲軸連桿(11)通過(guò)連桿銷(xiāo)連接可以轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸連桿(11)的另外一端裝配在曲軸(14)的連桿軸上可以轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸連桿(11)上有兩個(gè)安裝點(diǎn)，輔助連桿(12)與曲軸連桿(11)通過(guò)連桿銷(xiāo)連接可以轉(zhuǎn)動(dòng)，輔助連桿(12)的另外一端與凸輪軸(13)連接可以轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪軸(13)裝配在發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體上可以轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)氣閥(8)與進(jìn)氣道(5)連接，排氣閥(7)與排氣道(6)連接，進(jìn)氣道(5)和排氣道(6)在氣缸外側(cè)相互獨(dú)立不連通，共同開(kāi)口于氣缸內(nèi)，進(jìn)氣道(5)和排氣道(6)開(kāi)在氣缸壁的中部附近，進(jìn)氣道
(5)和排氣道(6)距離活塞的上止點(diǎn)和下止點(diǎn)有一定的距離，且距離上止點(diǎn)的距離大于距離下止點(diǎn)的距離，曲軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一周完成壓縮、排氣、掃氣、吸氣和壓縮五個(gè)沖程，執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)凸輪軸(13)轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪軸(13)又帶動(dòng)輔助連桿(12)移動(dòng)，改變活塞連桿(10)與曲軸連桿
(11)之間的夾角，進(jìn)而使活塞在上止點(diǎn)位置與氣缸蓋的距離發(fā)生變化，使壓縮比改變。進(jìn)一步的，進(jìn)氣道(5)和排氣道(6)在氣缸(I)上的位置還有另外兩種結(jié)構(gòu)，一種是進(jìn)氣道(5)和排氣道(6)距離活塞的上止點(diǎn)的距離比下止點(diǎn)的距離短，另外一種結(jié)構(gòu)是進(jìn)氣道(5)和排氣道(6)距離活塞的上止點(diǎn)的距離和距離下止點(diǎn)的距離相同，凸輪軸(13)分別布置在曲軸(14)的兩側(cè)，兩側(cè)的凸輪軸(13)偏心距相同，在垂直于曲軸(14)的截面上，兩個(gè)凸輪軸(13)軸心連線經(jīng)過(guò)曲軸(14)軸心，兩個(gè)輔助連桿(12)與凸輪軸(13)的連接中心點(diǎn)的連線也經(jīng)過(guò)曲軸(14)軸心。進(jìn)一步的，單缸的五沖程三連桿發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)稱(chēng)地布置在曲軸(14)的兩側(cè)，且在曲軸軸向錯(cuò)開(kāi)一定距離便于連桿與曲軸的布局，一對(duì)單缸機(jī)的曲軸連桿(11)連接在同一個(gè)曲軸(14)的連桿軸上，同一對(duì)單缸機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，另外一對(duì)單缸機(jī)的曲軸連桿(11)連接在另外一個(gè)曲軸(14)的連桿軸上,兩個(gè)曲軸的連桿軸的相位角相差180度。進(jìn)一步的，單缸的五沖程三連桿發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)稱(chēng)地布置在曲軸(14)的兩側(cè)，且在曲軸
(14)軸向錯(cuò)開(kāi)一定距離便于連桿與曲軸的布局，每個(gè)單缸機(jī)的曲軸連桿(11)連接在各自獨(dú)立的曲軸的連桿軸上，所有的氣缸中心線垂直于曲軸(14)且和曲軸中軸線在同一個(gè)平面上,兩個(gè)連桿軸相位角相差180度。進(jìn)一步的，一對(duì)活塞、三連桿機(jī)構(gòu)和曲軸對(duì)稱(chēng)安裝在一個(gè)氣缸的兩側(cè)，兩個(gè)活塞
(9)安裝在同一個(gè)氣缸中，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)與五沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相同，當(dāng)兩根曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同時(shí)，兩根凸輪軸(13)安裝在氣缸的同一側(cè)，兩根曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反時(shí)，兩根凸輪軸(13)安裝在氣缸的不同側(cè)。進(jìn)一步的，一對(duì)活塞、連桿和曲軸對(duì)稱(chēng)安裝在一個(gè)氣缸的兩側(cè)，兩個(gè)活塞安裝在同一個(gè)氣缸中，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)與五沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相同，曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向有兩種，一種是兩根曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，另外一種是兩根曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。進(jìn)一步的，三連桿機(jī)構(gòu)由活塞連桿II (15)、曲軸連桿II (16)和輔助連桿II (17)組成，活塞連桿11(15)上有兩個(gè)安裝點(diǎn)，曲軸連桿11(16)和輔助連桿11(17)安裝在活塞連桿11(15)上通過(guò)連桿銷(xiāo)連接可以轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)一步的，連桿機(jī)構(gòu)由活塞連桿III (18)、曲軸連桿111(19)和輔助連桿III (20)組成，輔助連桿III (20)上有兩個(gè)安裝點(diǎn)，活塞連桿111(18)和曲軸連桿111(19)安裝在輔助連桿III (20)上通過(guò)連桿銷(xiāo)連接可以轉(zhuǎn)動(dòng)。有益效果:進(jìn)氣道和排氣道開(kāi)在氣缸的中部，在活塞下行時(shí)，活塞頂部越過(guò)進(jìn)、排氣道之后還會(huì)繼續(xù)下行吸入更多的空氣，曲軸每旋轉(zhuǎn)一周發(fā)動(dòng)機(jī)完成作功、排氣、掃氣、吸氣、壓縮五個(gè)沖程，比兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)多了一個(gè)吸氣沖程，活塞通過(guò)一個(gè)三連桿機(jī)構(gòu)與曲軸鏈接，通過(guò)凸輪軸來(lái)控制輔助連桿的位置，來(lái)改變活塞連桿與曲軸連桿的夾角，進(jìn)而來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮t匕，壓縮比范圍從7到22甚至可以更高，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比連續(xù)可調(diào)，氣缸、活塞以及三連桿機(jī)構(gòu)對(duì)稱(chēng)布置在曲軸的兩側(cè)，可抵消三連桿機(jī)構(gòu)在不同轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生的振動(dòng)，此五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)取消了四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)、排氣系統(tǒng)，類(lèi)似于兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣但較之有很大改進(jìn)，進(jìn)、排氣效果更好，極大地降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的制造成本、減小了發(fā)動(dòng)機(jī)的體積和重量，具有極佳的動(dòng)平衡性和燃油經(jīng)濟(jì)性，可以適用于多種燃料，減小有害物質(zhì)排放，節(jié)能環(huán)保，質(zhì)量穩(wěn)定性更高，此發(fā)動(dòng)機(jī)特別適合HCCI方式工作，是HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)最佳的解決方案。

[0013]圖1為五沖程三連桿可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的單缸機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖，活塞(9)通過(guò)三連桿機(jī)構(gòu)與曲軸(14)連接。圖2-1、圖2-2為共軸式的五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖，每一對(duì)單缸機(jī)的曲軸連桿(11)連接在同一個(gè)曲軸(14)的連桿軸上。圖3-1、圖3-2為獨(dú)立連接式的五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖，每一個(gè)單缸機(jī)的曲軸連桿(11)獨(dú)立連接在各自單獨(dú)的連桿軸上。圖4為五沖程發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖，活塞(9)通過(guò)單連桿與曲軸(14)直接連接。圖5為五沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的沖程示意圖，曲軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一周完成作功、排氣、掃氣、吸氣、壓縮五個(gè)沖程。圖6為五沖程三連桿發(fā)動(dòng)機(jī)的變壓縮比原理圖，通過(guò)凸輪軸(13)的轉(zhuǎn)動(dòng)，改變活塞連桿(10)和曲軸連桿(11)的夾角來(lái)改變壓縮比。圖7-1、圖7-2、圖7-3、圖7-4、圖7-5、圖7-6、圖7-7、圖7-8、圖7-9為五沖程三連
桿可變壓縮比對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理圖。圖8為五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)原理圖，兩根曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。圖9為五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)原理圖，兩根曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。圖10為五沖程三連桿發(fā)動(dòng)機(jī)原理圖，活塞連桿II上有兩個(gè)安裝點(diǎn)，曲軸連桿II和輔助連桿II安裝在活塞連桿II上。圖11為五沖程三連桿發(fā)動(dòng)機(jī)原理圖，輔助連桿III上有兩個(gè)安裝點(diǎn)，曲軸連桿III和活塞連桿III安裝在輔助連桿III上。圖12為五沖程對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，兩個(gè)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。圖13為五沖程對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，兩個(gè)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。
具體實(shí)施方式
五沖程三連桿發(fā)動(dòng)機(jī):由于三連桿機(jī)構(gòu)改變了活塞與曲軸的運(yùn)行關(guān)系，在作功沖程中曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)90度，活塞要運(yùn)行更遠(yuǎn)的距離超過(guò)氣缸長(zhǎng)度的一半，即在壓縮沖程中活塞比曲軸運(yùn)動(dòng)速度快，這樣作功沖程的距離更長(zhǎng)，對(duì)于提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率有利；排氣和掃氣沖程與兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)近似相同，但是由于掃氣沖程之后還有吸氣沖程，可以靈活控制排氣閥的關(guān)閉時(shí)間來(lái)控制掃氣沖程的時(shí)間，對(duì)換氣有利；在吸氣沖程中，盡管吸氣沖程只占?xì)飧组L(zhǎng)度的一少部分，但耗費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間，由于三連桿機(jī)構(gòu)的作用，吸氣沖程中活塞比曲軸運(yùn)動(dòng)得慢，活塞在下止點(diǎn)附近會(huì)停留更長(zhǎng)的時(shí)間，會(huì)有更多的空氣吸入氣缸內(nèi)，對(duì)吸氣有利；壓縮沖程的距離非常長(zhǎng)，近乎是傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的一倍，氣缸中會(huì)容納更多空氣，對(duì)提高燃油燃燒效率有利，且在壓縮沖程早期，活塞移動(dòng)速度比曲軸慢，活塞在下止點(diǎn)附件會(huì)停留更長(zhǎng)的時(shí)間，盡管活塞已經(jīng)上行，但缸內(nèi)的壓力還很低，外部的壓縮空氣依然在源源不斷地進(jìn)入氣缸內(nèi)，算是吸氣沖程的延續(xù)，對(duì)吸入空氣有利；由于三連桿機(jī)構(gòu)的作用，在壓縮沖程中活塞連桿與氣缸中心線的夾角很小,可以到幅度降低活塞對(duì)氣缸的側(cè)向力，對(duì)提高活塞和氣缸的壽命、降低摩擦力有好處。可變壓縮比:此五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比調(diào)節(jié)非常容易，只需要同步調(diào)節(jié)曲軸兩側(cè)的一對(duì)凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)即可，壓縮比的調(diào)整范圍幾乎是無(wú)限的，可以從7 22連續(xù)調(diào)節(jié)甚至可以更高，幾乎可以在不改變發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的情況下勝任任何燃料，例如汽油、柴油、甲醇、乙醇、LPG、NPG等等。在汽車(chē)不同的工況下，可變壓縮比會(huì)帶來(lái)很多好處，例如在汽車(chē)起動(dòng)階段，采用高壓縮比可以提高燃油效率，減少有害物質(zhì)排放，尤其對(duì)柴油車(chē)起動(dòng)階段和發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)，采用高壓縮比會(huì)有效減少碳煙的排放，冷啟動(dòng)也會(huì)很容易；在汽車(chē)急加速高載荷時(shí)，采用相對(duì)較低的壓縮比會(huì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率，減小爆震，在汽車(chē)高速巡航階段，發(fā)動(dòng)機(jī)載荷很小不需要很大的功率，采用高壓縮比，噴入更少的燃油使發(fā)動(dòng)機(jī)更省油，且更稀薄的混合氣也不會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)失火。對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的布置可以有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，成對(duì)對(duì)稱(chēng)布置的活塞、連桿以相同的頻率和振幅運(yùn)動(dòng)，可以相互抵消，發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)性更好。五沖程三連桿可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的單缸機(jī)(見(jiàn)圖1)，其特征是五沖程三連桿發(fā)動(dòng)機(jī)的單缸機(jī)由氣缸(I)、缸蓋(2)、噴油嘴(3)、火花塞(4)、進(jìn)氣道(5)、排氣道(6)、排氣閥
(7)、進(jìn)氣閥(8)、活塞(9)、活塞連桿(10)、曲軸連桿(11)、輔助連桿(12)、凸輪軸(13)和曲軸(14)組成，噴油嘴(3)、火花塞(4)裝配在缸蓋(2)上，活塞(9)裝配在氣缸⑴內(nèi)可以在氣缸內(nèi)上下滑動(dòng)，活塞(9)與活塞連桿(10)通過(guò)連桿銷(xiāo)連接可以轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞連桿(10)的另外一端與曲軸連桿(11)通過(guò)連桿銷(xiāo)連接可以轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸連桿(11)的另外一端裝配在曲軸(14)的連桿軸上可以轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸連桿(11)上有兩個(gè)安裝點(diǎn)，輔助連桿(12)與曲軸連桿
(11)通過(guò)連桿銷(xiāo)連接可以轉(zhuǎn)動(dòng)，輔助連桿(12)的另外一端與凸輪軸(13)連接可以轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪軸(13)裝配在發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體上可以轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)氣閥(8)與進(jìn)氣道(5)連接，從發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)過(guò)來(lái)的壓縮空氣可以經(jīng)由進(jìn)氣閥(8)和進(jìn)氣道(5)進(jìn)入氣缸內(nèi)，排氣閥(7)與排氣道(6)連接，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)的廢氣可以通過(guò)排氣道(6)和排氣閥(7)排出氣缸，進(jìn)氣道(5)和排氣道(6)在氣缸外側(cè)相互獨(dú)立不連通，共同開(kāi)口于氣缸內(nèi)，進(jìn)氣道(5)和排氣道(6)開(kāi)在氣缸壁的中部附近，進(jìn)氣道(5)和排氣道(6)距離活塞的上止點(diǎn)和下止點(diǎn)有一定的距離，且距離上止點(diǎn)的距離大于距離下止點(diǎn)的距離，較長(zhǎng)的作功行程對(duì)提高燃油效率有好處，當(dāng)活塞(9)從上止點(diǎn)下行，作功沖程就開(kāi)始了，當(dāng)活塞(9)將排氣道(6)打開(kāi)時(shí)，作功沖程結(jié)束了，此時(shí)進(jìn)氣閥(8)受到廢氣壓力而關(guān)閉,排氣閥(7)打開(kāi),發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣從排氣道(6)排出氣缸，排氣沖程完成，然后活塞(9)繼續(xù)下行，此時(shí)氣缸內(nèi)的壓力已經(jīng)降低很多，進(jìn)氣閥
(8)被壓縮空氣沖開(kāi)，壓縮空氣沖入氣缸(I)內(nèi)，將氣缸內(nèi)殘存的廢氣吹出氣缸，掃氣沖程開(kāi)始了，隨著活塞(9)繼續(xù)下行到一定位置后，排氣閥(7)關(guān)閉，掃氣沖程結(jié)束，吸氣沖程開(kāi)始了，然后活塞(9)繼續(xù)下行，會(huì)使氣缸內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，更多地空氣被吸入到氣缸內(nèi)，當(dāng)活塞
(9)到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，吸氣沖程結(jié)束，然后活塞(9)從下止點(diǎn)返回，壓縮沖程開(kāi)始了，在壓縮沖程開(kāi)始的初期，進(jìn)氣閥仍然開(kāi)啟，盡管活塞(9)上行但是由于缸內(nèi)的壓力很低，缸外的空氣仍然被壓入氣缸內(nèi)，當(dāng)氣缸上行到某一個(gè)位置時(shí)，進(jìn)氣閥(8)關(guān)閉，然后氣缸繼續(xù)上行越過(guò)進(jìn)、排氣道，氣缸內(nèi)的空氣被牢牢封閉在了氣缸內(nèi)，活塞繼續(xù)上行壓縮缸內(nèi)的空氣，在活塞上行的某一時(shí)刻，噴油嘴(3)往缸內(nèi)噴油,在上止點(diǎn)附近時(shí)火花塞(4)點(diǎn)火,混合氣被點(diǎn)燃作功，推動(dòng)活塞下行，周而復(fù)始推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)(見(jiàn)圖7-1至圖7-9)，曲軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一周完成壓縮、排氣、掃氣、吸氣和壓縮五個(gè)沖程(見(jiàn)圖6)。凸輪軸(13)裝配在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上，受執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)要調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器發(fā)出指令給執(zhí)行器，執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)凸輪軸(13)轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪軸(13)又帶動(dòng)輔助連桿(12)移動(dòng)，改變活塞連桿(10)與曲軸連桿(11)之間的夾角(見(jiàn)圖5)，進(jìn)而使活塞在上止點(diǎn)位置與氣缸蓋的距離發(fā)生變化，使壓縮比改變。進(jìn)、排氣道在氣缸(I)上的位置還有另外兩種結(jié)構(gòu)，一種是進(jìn)氣道(5)和排氣道
(6)距離活塞的上止點(diǎn)的距離比下止點(diǎn)的距離短，這樣的結(jié)構(gòu)吸氣沖程會(huì)有更長(zhǎng)的行程，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)換氣有利，另外一種結(jié)構(gòu)是進(jìn)氣道(5)和排氣道(6)距離活塞的上止點(diǎn)的距離和距離下止點(diǎn)的距離相同，這樣的結(jié)構(gòu)可以均衡作功沖程和吸氣沖程。共軸式的五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)(見(jiàn)圖2-1、圖2-2)，其特征是將單缸的五沖程三連桿發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)稱(chēng)地布置在曲軸(14)的兩側(cè)，且在曲軸軸向錯(cuò)開(kāi)一定距離便于連桿與曲軸的布局，一對(duì)單缸機(jī)的曲軸連桿(11)連接在同一個(gè)曲軸(14)的連桿軸上(見(jiàn)圖2-2)，同一對(duì)單缸機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，會(huì)產(chǎn)生很大振動(dòng)，所以必須要另外一對(duì)單缸機(jī)來(lái)配合消除振動(dòng)，另外一對(duì)單缸機(jī)的曲軸連桿(11)連接在另外一個(gè)曲軸(14)的連桿軸上，兩個(gè)曲軸連桿軸的相位角相差180度，此種結(jié)構(gòu)氣缸的數(shù)量必須是四的倍數(shù)，可以組成四缸機(jī)、八缸機(jī)和十二缸機(jī)等等，所有的氣缸中心線垂直于曲軸且和曲軸中軸線在同一個(gè)平面上，兩根凸輪軸(13)分別布置在曲軸(14)的兩側(cè)，兩側(cè)的凸輪軸(13)偏心距相同，在垂直于曲軸(14)的截面上，兩個(gè)凸輪軸(13)軸心連線經(jīng)過(guò)曲軸(14)軸心，兩個(gè)輔助連桿
(12)與凸輪軸(13)的連接中心點(diǎn)的連線也經(jīng)過(guò)曲軸(14)軸心(見(jiàn)圖2-1)。獨(dú)立連接式的五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)(見(jiàn)圖3-1、圖3-2)，其特征是將單缸的五沖程三連桿發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)稱(chēng)地布置在曲軸(14)的兩側(cè)，且在曲軸(14)軸向錯(cuò)開(kāi)一定距離便于連桿與曲軸的布局，每個(gè)單缸機(jī)的曲軸連桿(11)連接在各自獨(dú)立的曲軸的連桿軸上(見(jiàn)圖3-2)，所有的氣缸中心線垂直于曲軸(14)且和曲軸中軸線在同一個(gè)平面上，兩個(gè)連桿軸相位角相差180度，此種結(jié)構(gòu)每一對(duì)單缸機(jī)即可保持動(dòng)平衡，可以組成兩缸機(jī)、四缸機(jī)、六缸機(jī)和八缸機(jī)等等，氣缸的數(shù)量為二的倍數(shù)，兩根凸輪軸(13)分別布置在曲軸(14)的兩側(cè)，兩側(cè)的凸輪軸(13)偏心距相同，在垂直于曲軸(14)的截面上，兩個(gè)凸輪軸
(13)軸心連線經(jīng)過(guò)曲軸(14)軸心，兩個(gè)輔助連桿(12)與凸輪軸(13)的連接中心點(diǎn)的連線也經(jīng)過(guò)曲軸(14)軸心(見(jiàn)圖3-1)。五沖程發(fā)動(dòng)機(jī)(見(jiàn)圖4)，其特征是五沖程發(fā)動(dòng)機(jī)由氣缸(I)、缸蓋(2)、噴油嘴
(3)、火花塞⑷、進(jìn)氣道(5)、排氣道(6)、排氣閥(7)、進(jìn)氣閥(8)、活塞(9)、活塞連桿(10)和曲軸(14)組成，活塞連桿(10)直接與曲軸(14)連接可以轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一周完成作功、排氣、掃氣、吸氣、壓縮五個(gè)沖程，在五沖程三連桿發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上，取消了三連桿機(jī)構(gòu)，其他結(jié)構(gòu)與五沖程三連桿發(fā)動(dòng)機(jī)相同，由于取消了三連桿機(jī)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比不能變化，但結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，可以采用直列或V型發(fā)動(dòng)機(jī)的布局。五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的第三種結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖8、圖9)，一對(duì)活塞、三連桿和曲軸對(duì)稱(chēng)安裝在一個(gè)氣缸的兩側(cè)，兩個(gè)活塞安裝在同一個(gè)氣缸中，當(dāng)兩根曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同時(shí)(見(jiàn)圖8),兩根凸輪軸(13)安裝在氣缸的同一側(cè),發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)與五沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相同，兩根曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反時(shí)(見(jiàn)圖9)，兩根凸輪軸(13)安裝在氣缸的不同側(cè)。五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的第四種結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖12、圖13)，在見(jiàn)圖8、圖9所示的五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上，取消了三連桿結(jié)構(gòu)，一對(duì)活塞、連桿和曲軸對(duì)稱(chēng)安裝在一個(gè)氣缸的兩側(cè)，兩個(gè)活塞安裝在同一個(gè)氣缸中，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)與五沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相同，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比不可調(diào)節(jié)，根據(jù)兩根曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向的不同，此發(fā)動(dòng)機(jī)有兩種結(jié)構(gòu)，第一種為兩根曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反(見(jiàn)圖12)，另外一種為兩根曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向同(見(jiàn)圖13)。五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的第五種結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖10)，不同之處在于三連桿機(jī)構(gòu)，三連桿機(jī)構(gòu)由活塞連桿II (15)、曲軸連桿II (16)和輔助連桿II (17)組成，活塞連桿II (15)上有兩個(gè)安裝點(diǎn)，曲軸連桿II (16)和輔助連桿II (17)安裝在活塞連桿II (15)上通過(guò)連桿銷(xiāo)連接可以轉(zhuǎn)動(dòng)，其余機(jī)構(gòu)與圖1所示的第一種結(jié)構(gòu)相同。五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的第六種結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖11)，不同之處在于三連桿機(jī)構(gòu)，三連桿機(jī)構(gòu)由活塞連桿III (18)、曲軸連桿III (19)和輔助連桿III (20)組成，輔助連桿111(20)上有兩個(gè)安裝點(diǎn)，活塞連桿111(18)和曲軸連桿111(19)安裝在輔助連桿111(20)上通過(guò)連桿銷(xiāo)連接可以轉(zhuǎn)動(dòng)，其余機(jī)構(gòu)與圖1所示的第一種結(jié)構(gòu)相同。
權(quán)利要求1.一種五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是發(fā)動(dòng)機(jī)的單缸機(jī)由氣缸(I)、缸蓋(2)、噴油嘴(3)、火花塞(4)、進(jìn)氣道(5)、排氣道(6)、排氣閥(7)、進(jìn)氣閥(8)、活塞(9)、活塞連桿(10)、曲軸連桿(11)、輔助連桿(12)、凸輪軸(13)和曲軸(14)組成，噴油嘴(3)、火花塞(4)裝配在缸蓋(2)上，活塞(9)裝配在氣缸(I)內(nèi)可以在氣缸內(nèi)上下滑動(dòng)，活塞(9)與活塞連桿(10)通過(guò)連桿銷(xiāo)連接可以轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞連桿(10)的另外一端與曲軸連桿(11)通過(guò)連桿銷(xiāo)連接可以轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸連桿(11)的另外一端裝配在曲軸(14)的連桿軸上可以轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸連桿(11)上有兩個(gè)安裝點(diǎn)，輔助連桿(12)與曲軸連桿(11)通過(guò)連桿銷(xiāo)連接可以轉(zhuǎn)動(dòng)，輔助連桿(12)的另外一端與凸輪軸(13)連接可以轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪軸(13)裝配在發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體上可以轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)氣閥⑶與進(jìn)氣道(5)連接，排氣閥(7)與排氣道(6)連接，進(jìn)氣道(5)和排氣道(6)在氣缸外側(cè)相互獨(dú)立不連通，共同開(kāi)口于氣缸內(nèi)，進(jìn)氣道(5)和排氣道(6)開(kāi)在氣缸壁的中部附近，進(jìn)氣道(5)和排氣道(6)距離活塞的上止點(diǎn)和下止點(diǎn)有一定的距離，且距離上止點(diǎn)的距離大于距離下止點(diǎn)的距離，曲軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一周完成壓縮、排氣、掃氣、吸氣和壓縮五個(gè)沖程，執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)凸輪軸(13)轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪軸(13)又帶動(dòng)輔助連桿(12)移動(dòng)，改變活塞連桿(10)與曲軸連桿(11)之間的夾角，進(jìn)而使活塞在上止點(diǎn)位置與氣缸蓋的距離發(fā)生變化，使壓縮比改變。
2.如權(quán)利要求1所述的五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是進(jìn)氣道(5)和排氣道(6)在氣缸(I)上的位置還有另外兩種結(jié)構(gòu)，一種是進(jìn)氣道(5)和排氣道(6)距離活塞的上止點(diǎn)的距離比下止點(diǎn)的距離短，另外一種結(jié)構(gòu)是進(jìn)氣道(5)和排氣道(6)距離活塞的上止點(diǎn)的距離和距離下止點(diǎn)的距離相同，凸輪軸(13)分別布置在曲軸(14)的兩側(cè)，兩側(cè)的凸輪軸(13)偏心距相同，在垂直于曲軸(14)的截面上，兩個(gè)凸輪軸(13)軸心連線經(jīng)過(guò)曲軸(14)軸心，兩個(gè)輔助連桿(12)與凸輪軸(13)的連接中心點(diǎn)的連線也經(jīng)過(guò)曲軸(14)軸心。
3.如權(quán)利要求1所述的五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是一對(duì)活塞、三連桿機(jī)構(gòu)和曲軸對(duì)稱(chēng)安裝在一個(gè)氣缸的兩側(cè)，兩個(gè)活塞(9)安裝在同一個(gè)氣缸中，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)與五沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相同，當(dāng)兩根曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同時(shí)，兩根凸輪軸(13)安裝在氣缸的同一側(cè)，兩根曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反時(shí)，兩根凸輪軸(13)安裝在氣缸的不同側(cè)。
4.如權(quán)利要求1所述的五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是一對(duì)活塞、連桿和曲軸對(duì)稱(chēng)安裝在一個(gè)氣缸的兩側(cè)，兩個(gè)活塞安裝在同一個(gè)氣缸中，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)與五沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相同，曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向有兩種，一種是兩根曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，另外一種是兩根曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種五沖程三連桿可變壓縮比對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是進(jìn)氣道和排氣道開(kāi)在氣缸的中部附近，在活塞下行時(shí)，活塞頂部越過(guò)進(jìn)、排氣道后還會(huì)繼續(xù)下行一段距離吸入空氣，曲軸每旋轉(zhuǎn)一周發(fā)動(dòng)機(jī)完成作功、排氣、掃氣、吸氣、壓縮五個(gè)沖程，比兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)多了一個(gè)吸氣沖程，活塞通過(guò)一個(gè)三連桿機(jī)構(gòu)與曲軸鏈接，通過(guò)凸輪軸來(lái)控制活塞連桿與曲軸連桿的夾角，進(jìn)而來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比連續(xù)可調(diào)，氣缸、活塞以及三連桿機(jī)構(gòu)對(duì)稱(chēng)布置在曲軸的兩側(cè)，可抵消三連桿機(jī)構(gòu)在不同轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生的振動(dòng)，此發(fā)動(dòng)機(jī)取消了四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)，極大地降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的制造成本、減小了發(fā)動(dòng)機(jī)的體積和重量，具有極佳的動(dòng)平衡性和燃油經(jīng)濟(jì)性。
文檔編號(hào)F02B75/04GK202946237SQ20122020125
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者梁天宇 申請(qǐng)人:梁天宇