專利名稱：一種連續(xù)可變排量的內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)，尤其涉及一種連續(xù)可變排量的內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有市場上的可變排量技術(shù)大多運(yùn)用的是停閥機(jī)技術(shù)，通俗來講就是通過改變工作的氣缸個數(shù)來達(dá)到改變發(fā)動機(jī)排量的目的。比如，當(dāng)機(jī)動車遇到低負(fù)荷或怠速工況時，采用停缸手段能達(dá)到節(jié)油目的。但是停缸時被壓縮后的高壓空氣如何重新回到進(jìn)氣管中，進(jìn)而進(jìn)入工作氣缸中，是該技術(shù)的一個問題。有的氣缸在工作有的氣缸停止運(yùn)行，使工作情況不均勻，使局部帶來較大的沖擊、波動，影響機(jī)件的穩(wěn)定性，也帶來噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中內(nèi)燃機(jī)在很多工況下負(fù)載率低，進(jìn)而引起的發(fā)動機(jī)效率降低的不足，提供了一種能夠連續(xù)改變內(nèi)燃機(jī)排量，在低負(fù)荷時或怠速工況使用小排量，隨著負(fù)荷的增大逐步增大排量，從而達(dá)到提高發(fā)動機(jī)效率的目的連續(xù)可變排量內(nèi)燃機(jī)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決:
一種連續(xù)可變排量的內(nèi)燃機(jī)，包括氣缸、活塞、上連桿、中間連桿、下連桿、曲軸、凸輪、凸輪軸和液壓機(jī)構(gòu)；所述上連桿的上端與活塞相連，下端與中間連桿的左端相連；所述下連桿的上端與中間連桿的中部相連，下端與曲軸相連；所述凸輪設(shè)于內(nèi)燃機(jī)的凸輪軸上，所述凸輪的外輪廓沿軸向設(shè)有斜面，所述中間連桿的右端設(shè)有與凸輪外輪廓斜面相對應(yīng)的斜面，所述中間連桿右端的斜面與凸輪外輪廓的斜面相接觸，所述凸輪軸與液壓機(jī)構(gòu)相連并由液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動沿軸向做直線運(yùn)動；所述凸輪軸通過同步齒形帶與曲軸相連并由曲軸帶動沿徑向轉(zhuǎn)動，所述曲軸與凸輪軸的傳動比為2:1。作為優(yōu)選，還包括限位卡箍，所述限位卡箍包括一對“U”形桿；所述“U”形桿一端長一端短；所述中間連桿的右端設(shè)有與“U”形桿長端相匹配的通孔，所述兩“U”形桿的長端穿于通孔內(nèi)通過卡扣相連；所述凸輪兩端面設(shè)有凹槽，所述兩“U”形桿的短端卡于凹槽內(nèi)。活塞往復(fù)運(yùn)動中，分別將力傳遞到上、中、下連桿，再轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。其間，中間連桿右端由凸輪支持。凸輪由凸輪軸控制轉(zhuǎn)動，同時有液壓機(jī)構(gòu)推動凸輪軸軸向運(yùn)動。凸輪的轉(zhuǎn)動和軸向運(yùn)動引起凸輪升程的改變，使中間連桿右端上下位置改變。根據(jù)杠桿效應(yīng)，進(jìn)一步改變活塞下止點行程，改變排量。凸輪的曲面設(shè)計應(yīng)使得活塞在下止點位置隨著液壓機(jī)機(jī)構(gòu)的軸向推動而連續(xù)改變，而上止點位置不變，從而使排量連續(xù)改變。在低負(fù)荷或怠速情況下，可以使用小排量，而在高速情況下，可以使用大排量。本發(fā)明原理簡單易懂，調(diào)節(jié)大小排量，能在一定程度上達(dá)到節(jié)油的目的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是:
(I)與不可改變排量內(nèi)燃機(jī)相比，能做到低負(fù)荷或怠速工況時使用小排量，隨著負(fù)荷的增大連續(xù)增大排量，從而提高發(fā)動機(jī)效率。( 2 )與通過停缸技術(shù)達(dá)到可變排量目的的內(nèi)燃機(jī)相比，能適應(yīng)更多的工況，運(yùn)行較穩(wěn)定，對機(jī)件沖擊小，噪聲較小，效果更加理想。


圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為液壓機(jī)構(gòu)未驅(qū)動凸輪軸水平移動活塞達(dá)到下止點時的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動凸輪軸向右移動后活塞達(dá)到下止點時的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動凸輪軸向左移動后活塞達(dá)到下止點時的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為凸輪與中間連桿的局部放大示意圖。
圖6為限位卡箍未連接時的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為本發(fā)明實施例中間連桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為本發(fā)明實施例凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實施例
一種連續(xù)可變排量的內(nèi)燃機(jī)，包括氣缸1、活塞2、上連桿3、中間連桿4、下連桿5、曲軸7、凸輪8、凸輪軸6、限位卡箍9和液壓機(jī)構(gòu)10 ;所述上連桿3的上端與活塞相連，下端與中間連桿的左端鉸接；所述下連桿5的上端與中間連桿的中部鉸接，下端穿孔套于曲軸7的連桿頸；所述凸輪8設(shè)于內(nèi)燃機(jī)的凸輪軸上，所述凸輪的外輪廓沿軸向設(shè)有斜面，所述中間連桿的右端設(shè)有與凸輪外輪廓斜面相對應(yīng)的斜面，所述中間連桿右端的斜面與凸輪外輪廓的斜面相接觸，所述凸輪軸與液壓機(jī)構(gòu)相連并由液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動沿軸向做直線運(yùn)動；所述凸輪軸6通過同步齒形帶與曲軸相連并由曲軸帶動沿徑向轉(zhuǎn)動，所述曲軸與凸輪軸的傳動比為2:1。所述限位卡箍包括一對“U”形桿91、92 ;所述“U”形桿一端長一端短；所述中間連桿4的右端設(shè)有與“U”形桿長端相匹配的通孔，所述兩“U”形桿的長端穿于通孔內(nèi)通過卡扣相連；所述凸輪8兩端面設(shè)有凹槽，所述兩“U”形桿的短端卡于凹槽內(nèi)。
內(nèi)燃機(jī)工作時，氣缸I中氣體燃燒膨脹，產(chǎn)生的壓力推動活塞2做上下往復(fù)運(yùn)動。運(yùn)動通過連接活塞2的上連桿3，推動作豎直平面運(yùn)動的中間連桿4左端上下擺動，同時通過與中間連桿4中部連接的下連桿5，推動曲軸7做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。中間連桿4的右端與凸輪8相接觸，凸輪8繞著凸輪軸6運(yùn)動，凸輪軸6通過同步齒形帶由曲軸7帶動，傳動比凸輪軸6:曲軸7=1:2。同時，凸輪軸6能被液壓機(jī)構(gòu)10軸向推動。
如圖2所示，此時活塞2正處于下止點。液壓機(jī)構(gòu)10不驅(qū)動凸輪軸水平運(yùn)動，曲軸7帶動凸輪軸6轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速比為凸輪軸6:曲軸7=1:2。凸輪軸轉(zhuǎn)一圈，氣缸經(jīng)歷一個循環(huán)。
如圖3所示，此時活塞2正處于下止點。液壓機(jī)構(gòu)10推動凸輪軸6向右移動，凸輪8向右有一定的位移，改變了凸輪6與中間連桿4右端的相對位置。由于凸輪8左低右高，向右移動后，相對較低的位置與中間連桿4右端接觸。所以中間連桿4右端下降，根據(jù)杠桿原理，中間連桿4左端上升，從而帶動活塞2上升，下止點的位置上升。相當(dāng)于排量減小。
如圖4所示，此時活塞2正處于下止點。液壓機(jī)構(gòu)10推動凸輪軸6向左移動，凸輪8向左有一定的位移，改變了凸輪6與中間連桿4右端的相對位置。由于凸輪8左低右高，向左移動后，相對較高的位置與中間連桿4右端接觸。所以中間連桿4右端上升，根據(jù)杠桿原理，中間連桿4左端下降，從而帶動活塞2下降，下止點的位置下降。相當(dāng)于排量增加。根據(jù)凸輪形線的設(shè)計，可以保持活塞在上止點位置時凸輪具有相同的升程，從而上止點位置不變。通過內(nèi)燃機(jī)工作分析軟件，可以模擬出不同工況內(nèi)燃機(jī)需使用的最佳排量。再將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入電子控制單元，在一定工況下，電子控制單元發(fā)出信號通過液壓機(jī)構(gòu)調(diào)整凸輪軸位置，凸輪調(diào)整連桿和活塞行程，最終使內(nèi)燃機(jī)在最佳的排量下工作。如圖7所示,A點為活塞到達(dá)上止點時，中間連桿與凸輪的接觸點；C點為活塞到達(dá)下止點時，中間連桿與凸輪的接觸點；B點為活塞在上下止點之間，中間連桿與凸輪的接觸點。中間連桿右端始終與凸輪的外輪廓相貼合。總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)可變排量的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于:包括氣缸(I)、活塞(2)、上連桿(3)、中間連桿(4)、下連桿(5)、曲軸(7)、凸輪(8)、凸輪軸(6)和液壓機(jī)構(gòu)(10);所述上連桿(3)的上端與活塞相連，下端與中間連桿的左端相連；所述下連桿(5)的上端與中間連桿的中部相連，下端與曲軸相連；所述凸輪(8)設(shè)于內(nèi)燃機(jī)的凸輪軸上，所述凸輪的外輪廓沿軸向設(shè)有斜面，所述中間連桿的右端設(shè)有與凸輪外輪廓斜面相對應(yīng)的斜面，所述中間連桿右端的斜面與凸輪外輪廓的斜面相接觸，所述凸輪軸與液壓機(jī)構(gòu)相連并由液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動沿軸向做直線運(yùn)動；所述凸輪軸(6)通過同步齒形帶與曲軸相連并由曲軸帶動沿徑向轉(zhuǎn)動，所述曲軸與凸輪軸的傳動比為2:1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)可變排量的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于:還包括限位卡箍(9)，所述限位卡箍包括一對“U”形桿(91、92);所述“U”形桿一端長一端短；所述中間連桿(4)的右端設(shè)有與“U”形桿長端相匹配的通孔，所述兩“U”形桿的長端穿于通孔內(nèi)通過卡扣相連；所述凸輪(8)兩端面設(shè)有凹槽，所述兩“U”形桿的短端卡于凹槽內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)，公開了一種連續(xù)可變排量的內(nèi)燃機(jī)，其包括氣缸、活塞、上連桿、中間連桿、下連桿、曲軸、凸輪、凸輪軸和液壓機(jī)構(gòu)；所述上連桿的上端與活塞相連，下端與中間連桿的左端相連；所述下連桿的上端與中間連桿的中部相連，下端與曲軸相連；所述凸輪設(shè)于內(nèi)燃機(jī)的凸輪軸上，所述凸輪的外輪廓沿軸向設(shè)有斜面，所述中間連桿的右端設(shè)有與凸輪外輪廓斜面相對應(yīng)的斜面，所述中間連桿右端的斜面與凸輪外輪廓的斜面相接觸，所述凸輪軸與液壓機(jī)構(gòu)相連并由液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動沿軸向做直線運(yùn)動；所述凸輪軸通過同步齒形帶與曲軸相連并由曲軸帶動沿徑向轉(zhuǎn)動，所述曲軸與凸輪軸的傳動比為2:1。本發(fā)明能連續(xù)改變內(nèi)燃機(jī)排量，提高發(fā)動機(jī)效率。
文檔編號F02D15/02GK103195566SQ20131011485
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者于雙源, 郎文, 張本西, 熊樹生, 鄭波, 范港, 孫坤, 朱天竹, 王英輝, 齊志杰 申請人:浙江大學(xué)