一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機，涉及內(nèi)燃機領(lǐng)域，該汽油機包括氣缸體、齒輪同步機構(gòu)、第一火花塞、第二火花塞、噴油器和電機，氣缸體與齒輪同步機構(gòu)通過曲軸連接，第一火花塞、第二火花塞和噴油器設(shè)置在氣缸體的外圓周壁上，齒輪同步機構(gòu)與電機連接；齒輪同步機構(gòu)設(shè)有進氣側(cè)齒輪和排氣側(cè)齒輪，進氣側(cè)齒輪與進氣側(cè)曲軸連接，排氣側(cè)齒輪與排氣側(cè)曲軸連接，進氣側(cè)齒輪和排氣側(cè)齒輪之間設(shè)有至少兩個中間齒輪，進氣側(cè)齒輪、中間齒輪和排氣側(cè)齒輪中相嚙合的齒輪之間通過連接板連接。本發(fā)明中齒輪同步機構(gòu)可改變對置活塞的運動相位差從而改變對置活塞在內(nèi)止點和外止點時的氣缸工作容積，實現(xiàn)汽油機工作過程中的壓縮比可變。
【專利說明】
一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及內(nèi)燃機技術(shù)領(lǐng)域，更具體的涉及一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油 機。
【背景技術(shù)】
[0002] 內(nèi)燃機問世至今已經(jīng)歷了 100多年的發(fā)展歷程，現(xiàn)代內(nèi)燃機無論在結(jié)構(gòu)還是性能 方面都已今非昔比，但仍在不斷發(fā)展和完善。當前內(nèi)燃機工業(yè)的發(fā)展主要是以節(jié)能為中心， 充分兼顧排放和可靠性的要求，從而實現(xiàn)內(nèi)燃機性能的全面提高。內(nèi)燃機燃燒消耗的石油 燃料占石油消耗總量的60 %以上，而因燃燒礦物燃料所產(chǎn)生的CO、HC和NOx的排放量幾乎 50%來自內(nèi)燃機。因此，在滿足動力性能要求的前提下，降低內(nèi)燃機的燃油消耗和減少對環(huán) 境的有害排放，已經(jīng)作為目前內(nèi)燃機行業(yè)主要面臨的問題。
[0003] 對于汽油機而言，要提高循環(huán)熱效率和降低燃油消耗率，則需要大幅度提高內(nèi)燃 機壓縮比，但是爆震問題成為無法逾越的障礙。整機輸出功率隨著壓縮比的增加而增加，但 壓縮比過大會發(fā)生缸內(nèi)爆震，導致功率輸出降低，機械負荷和熱負荷增加，因此，需要根據(jù) 轉(zhuǎn)速和負荷的變化進行壓縮比的調(diào)節(jié)。傳統(tǒng)可變壓縮比的設(shè)計方案主要有:缸蓋和缸體移 動方案、燃燒室形狀改變方案、活塞壓縮高度改變方案、曲軸位置改變方案和連桿有效長度 改變方案，但工程實踐過程中，一些設(shè)計瓶頸問題常常會制約可變壓縮比實現(xiàn)，因此傳統(tǒng)的 機械設(shè)計方法很難實現(xiàn)壓縮比可變。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明提供一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機，通過齒輪同步機構(gòu)可改變對 置活塞的運動相位差從而改變對置活塞在內(nèi)止點和外止點時的氣缸工作容積，實現(xiàn)對置活 塞二沖程汽油機工作過程中的壓縮比可變。
[0005] 本發(fā)明提供一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機，包括：
[0006] 氣缸體、齒輪同步機構(gòu)、第一火花塞、第二火花塞、噴油器和電機，氣缸體與齒輪同 步機構(gòu)通過曲軸連接，第一火花塞、第二火花塞和噴油器設(shè)置在氣缸體的外圓周壁上，齒輪 同步機構(gòu)與電機連接；
[0007] 氣缸體的一端連接有排氣側(cè)曲軸箱，另一端連接進氣側(cè)曲軸箱，氣缸體中設(shè)有排 氣側(cè)活塞和進氣側(cè)活塞，排氣側(cè)活塞和進氣側(cè)活塞相對布置且分別與氣缸體的內(nèi)壁滑動接 觸，排氣側(cè)曲軸箱中固定有排氣側(cè)曲軸，進氣側(cè)曲軸箱中固定有進氣側(cè)曲軸，排氣側(cè)活塞通 過排氣側(cè)連桿與排氣側(cè)曲軸連接，進氣側(cè)活塞通過進氣側(cè)連桿與進氣側(cè)曲軸連接，氣缸體 中心線兩側(cè)的缸壁上對稱設(shè)有進氣腔和排氣腔，氣缸體中心線兩側(cè)的缸壁上還對稱設(shè)有進 氣口和排氣口，進氣腔與進氣口連通，排氣腔與排氣口連通；
[0008] 齒輪同步機構(gòu)設(shè)有進氣側(cè)齒輪和排氣側(cè)齒輪，進氣側(cè)齒輪與進氣側(cè)曲軸連接，排 氣側(cè)齒輪與排氣側(cè)曲軸連接，進氣側(cè)齒輪和排氣側(cè)齒輪之間設(shè)有至少兩個中間齒輪，進氣 側(cè)齒輪、中間齒輪和排氣側(cè)齒中相嚙合的齒輪之間通過連接板連接。
[0009] 優(yōu)選的，第一火花塞、第二火花塞和噴油器設(shè)置在氣缸體中心線處的外圓周壁上， 第一火花塞和第二火花塞180°對稱分布，噴油器設(shè)置在第一火花塞和第二火花塞之間且噴 油器與第一火花塞之間的夾角為90°。
[0010] 優(yōu)選的，排氣側(cè)活塞通過排氣側(cè)活塞銷與排氣側(cè)連桿連接，進氣側(cè)活塞通過進氣 側(cè)活塞銷與進氣側(cè)連桿連接。
[0011 ]優(yōu)選的，進氣口設(shè)有相對氣缸體半徑方向的進氣口徑向角，進氣口徑向角為10° -20°，排氣口為直氣口形式，排氣口的高度大于進氣口的高度，排氣口的寬度小于進氣口的 寬度。
[0012] 優(yōu)選的，排氣側(cè)曲軸箱外部包絡(luò)有排氣側(cè)油底殼，進氣側(cè)曲軸箱外部包絡(luò)有進氣 側(cè)油底殼。
[0013] 優(yōu)選的，進氣側(cè)齒輪、中間齒輪和排氣側(cè)齒輪中相鄰的齒輪中心距之和大于進氣 側(cè)曲軸和排氣側(cè)曲軸的中心距。
[0014] 優(yōu)選的，進氣側(cè)齒輪和排氣側(cè)齒輪之間設(shè)有第一中間齒輪和第二中間齒輪，連接 板包括進氣側(cè)齒輪連接板、排氣側(cè)齒輪連接板和中間齒輪連接板，進氣側(cè)齒輪通過進氣側(cè) 齒輪連接板與第一中間齒輪連接且相嚙合，排氣側(cè)齒輪通過排氣側(cè)齒輪連接板與第二中間 齒輪連接且相嚙合，第一中間齒輪和第二中間齒輪通過中間齒輪連接板進行連接且相嚙 合。
[0015] 優(yōu)選的，第一中間齒輪和進氣側(cè)齒輪的中心連線與進氣側(cè)曲軸和排氣側(cè)曲軸中心 連線的夾角為θ1;第二中間齒輪與排氣側(cè)齒輪的中心連線與進氣側(cè)曲軸和排氣側(cè)曲軸的中 心連線的夾角為02,所述θ? = 02。
[0016] 優(yōu)選的，排氣側(cè)齒輪連接板的一端設(shè)有排氣側(cè)鉸接孔與排氣側(cè)曲軸的主軸頸鉸 接，另一端設(shè)有第二中間齒輪鉸接軸與第二中間齒輪鉸接；中間齒輪連接板的一端設(shè)有第 一中間齒輪鉸接孔與第一中間齒輪鉸接，另一端設(shè)有第二中間齒輪鉸接孔與第二中間齒輪 鉸接;進氣側(cè)齒輪連接板為三角形，第一端設(shè)有進氣側(cè)鉸接孔與進氣側(cè)曲軸的主軸頸鉸接， 第二端設(shè)有第一中間齒輪鉸接軸與第一中間齒輪鉸接，第三端設(shè)有電機鉸接孔與電機連 接。
[0017] 優(yōu)選的，電機為步進電機。
[0018] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0019] (1)采用"氣口 -氣口"式直流掃氣方式并配合進氣口徑向傾角和進氣腔結(jié)構(gòu)，可實 現(xiàn)缸內(nèi)渦流和滾流的組織，滿足缸內(nèi)混合氣的形成和燃燒過程組織。
[0020] (2)采用噴油器在氣缸體側(cè)壁布置的高壓缸內(nèi)直噴系統(tǒng)，并設(shè)計進排氣側(cè)"非對稱 噴霧"方式配合缸內(nèi)斜軸滾流，有效實現(xiàn)噴霧過程的霧束引導和氣流引導；同時，通過控制 不同噴油策略實現(xiàn)不同工況時的均勻混合和分層混合。
[0021] (3)采用平頂活塞配合雙火花塞對置點火，可有效縮短燃燒持續(xù)期，提高燃燒速 率。設(shè)計對置的雙火花塞點火方案可保證缸內(nèi)混合氣的燃燒從兩側(cè)對稱向中心均勻傳播， 可減少爆震的發(fā)生。同時，噴油器與火花塞成一定角度布置，燃油噴霧盡量靠近火花塞，保 證火花塞周圍形成較濃的混合氣。
[0022] (4)采用齒輪傳動式對置活塞同步機構(gòu)實現(xiàn)兩側(cè)曲軸輸出扭矩的匯流，同時保證 進排氣活塞的同步運動。當中間齒輪數(shù)（多2)為奇數(shù)個齒輪時，兩側(cè)曲軸同向旋轉(zhuǎn)；當中間 齒輪數(shù)(多2)為偶數(shù)個齒輪時，兩側(cè)曲軸反向旋轉(zhuǎn)。
[0023] (5)通過設(shè)計各傳動齒輪的直徑，保證相鄰傳動齒輪的中心距之和大于兩側(cè)曲軸 的中心距。調(diào)整中間齒輪的相對位置能夠?qū)崿F(xiàn)兩側(cè)曲軸旋轉(zhuǎn)運動相位差的改變(0 °CA~30 °CA)，從而改變內(nèi)外止點時對置活塞之間的相對位置，使得壓縮比可變。
[0024] (6)對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機的兩個對置活塞布置于同一氣缸，并取消 了氣缸蓋和氣門機構(gòu)，具有功率密度高、傳熱損失小、平衡性好等優(yōu)點。同時，汽油機作為一 種廣泛使用的動力裝置，以汽油缸內(nèi)直噴為代表的新型混合氣形成模式的研究與應用可有 效提高汽油機的燃油經(jīng)濟性，有效降低燃油消耗和減少對環(huán)境的有害排放。因此，對置活塞 二沖程可變壓縮比缸內(nèi)直噴汽油機可作為一種滿足內(nèi)燃機發(fā)展需求的新型動力。
【附圖說明】
[0025] 為了更清楚地說明本發(fā)明或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù) 描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的 一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這 些附圖獲得其他的附圖。
[0026] 圖1是本發(fā)明提供的一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2是本發(fā)明提供的一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機火花塞和噴油器布置 位置示意圖；
[0028] 圖3是本發(fā)明提供的一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機進排氣口結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0029] 圖4是本發(fā)明提供的一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機進排氣側(cè)"非對稱噴 霧"示意圖；
[0030] 圖5是本發(fā)明提供的一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機缸內(nèi)斜軸滾流的組織 示意圖；
[0031] 圖6是本發(fā)明提供的一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機齒輪同步機構(gòu)示意 圖；
[0032] 圖7是本發(fā)明提供的一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機齒輪同步機構(gòu)（后視 圖）不意圖；
[0033] 圖8是本發(fā)明提供的一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機齒輪同步機構(gòu)改變活 塞運動相位差的原理示意圖；
[0034] 圖9是本發(fā)明提供的一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機齒輪同步機構(gòu)排氣側(cè) 齒輪連接板示意圖；
[0035] 圖10是本發(fā)明提供的一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機齒輪同步機構(gòu)中間 齒輪連接板示意圖；
[0036] 圖11是本發(fā)明提供的一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機齒輪同步機構(gòu)進氣 側(cè)齒輪連接板示意圖。
[0037] 附圖標記說明：
[0038] 1-氣缸體，2-進氣腔，3-第一火花塞，4-排氣腔，5-排氣側(cè)活塞，6-排氣側(cè)曲軸箱， 7_排氣側(cè)油底殼，8-排氣側(cè)曲軸，9-排氣側(cè)連桿，10-排氣側(cè)活塞銷，11-進氣側(cè)活塞，12-進 氣側(cè)活塞銷，13-進氣側(cè)連桿，14-進氣側(cè)曲軸箱，15-進氣側(cè)油底殼，16-進氣側(cè)曲軸，17-噴 油器，18-第二火花塞，19-進氣口，20-排氣口，21-進氣側(cè)齒輪，22-步進電機連接孔，23-第 一中間齒輪，24-步進電機，25-步進電機固定座孔，26-中間齒輪連接板，27-第二中間齒輪， 28-排氣側(cè)齒輪，29-排氣側(cè)齒輪連接板，30-進氣側(cè)齒輪連接板，31-排氣側(cè)鉸接孔，32-第二 中間齒輪鉸接軸，33-第一中間齒輪鉸接孔，34-第二中間齒輪鉸接孔，35-第一中間齒輪鉸 接軸，36-進氣側(cè)鉸接孔，37-電機鉸接孔。
【具體實施方式】
[0039] 下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然， 所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施 例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于 本發(fā)明保護的范圍。
[0040] 實施例1
[0041] 如圖1-圖2所示，示例性的示出了本發(fā)明提供的一種對置活塞二沖程可變壓縮比 汽油機，該汽油機主要包括:氣缸體1、齒輪同步機構(gòu)、第一火花塞3、第二火花塞18、噴油器 17和步進電機，氣缸體1與齒輪同步機構(gòu)通過曲軸連接，曲軸包括進氣側(cè)曲軸16和排氣側(cè)曲 軸8,所述第一火花塞3、第二火花塞18和噴油器17設(shè)置在氣缸體1中心線的外圓周壁上，第 一火花塞3和第二火花塞18對稱180°分布在氣缸體1的外圓周壁上，噴油器17設(shè)置在第一火 花塞3和第二火花塞18之間，且噴油器17與第一火花塞3之間的夾角為90°，采用180°對置的 雙火花塞點火方案可保證缸內(nèi)混合氣的燃燒從兩側(cè)對稱向中心均勻傳播，兩側(cè)火焰面變化 一致，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x相同，可以減少爆震的發(fā)生。同時，噴油器與火花塞成90°布置，燃油噴 霧盡量靠近火花塞，保證火花塞周圍形成較濃的混合氣。為保證燃油在較短的時間內(nèi)噴入 氣缸，并在點火時刻缸內(nèi)形成均勻混合氣，噴油器17采用多孔噴油器結(jié)構(gòu)進行進排氣側(cè)"非 對稱噴霧"，見圖4。噴油器17根據(jù)發(fā)動機循環(huán)定時、定量將高壓燃油噴入氣缸，齒輪同步機 構(gòu)與步進電機連接。
[0042] 氣缸體1的一端連接有排氣側(cè)曲軸箱6,另一端連接進氣側(cè)曲軸箱14,氣缸體1中設(shè) 有排氣側(cè)活塞5和進氣側(cè)活塞11，排氣側(cè)活塞5和進氣側(cè)活塞11相對設(shè)置且分別與氣缸體1 的內(nèi)壁滑動接觸，排氣側(cè)曲軸箱6中固定有排氣側(cè)曲軸8，進氣側(cè)曲軸箱14中固定有進氣側(cè) 曲軸16,排氣側(cè)活塞5通過排氣側(cè)連桿9與排氣側(cè)曲軸8連接，進氣側(cè)活塞11通過進氣側(cè)連桿 13與進氣側(cè)曲軸16連接，通過兩側(cè)的曲柄連桿機構(gòu)進行驅(qū)動實現(xiàn)對置活塞的往復運動，其 中，排氣側(cè)活塞5通過排氣側(cè)活塞銷10與排氣側(cè)連桿9連接，進氣側(cè)活塞11通過進氣側(cè)活塞 銷12與進氣側(cè)連桿13連接，排氣側(cè)曲軸箱6外部包絡(luò)有排氣側(cè)油底殼7,進氣側(cè)曲軸箱14外 部包絡(luò)有進氣側(cè)油底殼15,氣缸體1中心線兩側(cè)的缸壁上對稱設(shè)有進氣腔2和排氣腔4,氣缸 體1中心線兩側(cè)的缸壁上還對稱設(shè)有進氣口 19和排氣口 20，進氣腔2與進氣口 19連通，排氣 腔4與排氣口 20連通，進氣口 19用于向氣缸內(nèi)輸送新鮮空氣，排氣口 20用于將廢氣經(jīng)排氣腔 4排出，排氣側(cè)活塞5和進氣側(cè)活塞11做相對運動，進氣口 19和排氣口20的開啟和關(guān)閉分別 通過進氣側(cè)活塞11和排氣側(cè)活塞5的運動位置來控制，當活塞滑過氣口上沿時氣口關(guān)閉，反 之則氣口打開，氣口高度和活塞運動規(guī)律共同決定了對置活塞二沖程缸內(nèi)直噴汽油機的配 氣相位和氣口開啟的角面值。
[0043] 如圖3-圖5所示，進氣口 19設(shè)有相對氣缸體1半徑方向的進氣口徑向角，進氣口徑 向角為10° -20°，排氣口 20為直氣口形式，排氣口 20的高度大于進氣口 19的高度，排氣口 20 的寬度小于進氣口 19的寬度，進排氣口的設(shè)計主要是保證氣口具有足夠的流通面積，氣體 交換盡可能在外止點附近。在進氣口開啟之前，迅速進行自由排氣，在進排氣口疊開期間進 行掃氣。當排氣口20面積減小時，進氣口 19仍有足夠的開度，"氣口-氣口"式直流掃氣過程 對缸內(nèi)流動的組織規(guī)律，以氣缸中心截面為中心面，采用進排氣側(cè)"非對稱噴霧"方式，分別 在進氣側(cè)和排氣側(cè)各有3束噴霧。其中，α和β分別為進氣側(cè)和排氣側(cè)3束噴霧的中心線與中 心面的夾角，定義為"噴射角"。在進排氣兩側(cè)各自確定一個截面使3束噴霧在截面上的落點 均勻分布并形成正三角形。截面的位置由圖中的噴射角α和β確定，即垂直于氣缸軸線且通 過噴霧的中心線與氣缸軸線的交點。在不同方案中，分別選擇不同的噴射角α和β值，通過調(diào) 整霧束之間的夾角，保證進排氣兩側(cè)的霧束在對應截面上的落點分布均相同。噴射角α和β 太小會增加油滴與氣缸套之間的碰撞；噴射角α和β太大會增加油滴與活塞頂面之間的碰 撞，采用二次噴射策略以在缸內(nèi)形成火花塞附近較濃、周圍偏稀的分層混合氣分布。
[0044] 本發(fā)明中通過進氣腔2的結(jié)構(gòu)設(shè)計組織缸內(nèi)滾流運動，圖4中表示氣流流速的顏色 從紅到藍代表速度逐漸減弱。通過設(shè)計進氣腔2結(jié)構(gòu)，可以使進氣過程中遠離進氣腔2入口 的氣口附近氣流受到氣腔壁面的摩擦及結(jié)構(gòu)突變造成沿程損失，氣流速度和流量降低；而 靠近進氣腔入口的氣口附近氣流動量損失少，氣流運動速度和流量較大。兩側(cè)氣流進入氣 缸后相互作用形成繞氣缸垂直軸線垂線方向運動的滾流動量矩。滾流和渦流組合可形成斜 軸渦流，它既有繞氣缸內(nèi)軸線旋轉(zhuǎn)的橫向分量，也有繞氣缸軸線垂線旋轉(zhuǎn)的縱向分量。斜軸 渦流充分利用了渦流和滾流的特點，在上止點附近能形成更強的湍流運動，可以改善混合 氣形成質(zhì)量及提高燃燒速率。
[0045] 如圖6-圖8所示，齒輪同步機構(gòu)設(shè)有進氣側(cè)齒輪21和排氣側(cè)齒輪28,進氣側(cè)齒輪21 與進氣側(cè)曲軸16連接，排氣側(cè)齒輪28與排氣側(cè)曲軸8連接，進排氣側(cè)曲軸通過齒輪傳動式同 步機構(gòu)進行輸出扭矩匯流的同時，保證進排活塞的同步運動，進氣側(cè)齒輪21和排氣側(cè)齒輪 28之間設(shè)有第一中間齒輪23和第二中間齒輪27,進氣側(cè)齒輪21通過進氣側(cè)齒輪連接板30與 第一中間齒輪23連接且相嚙合，排氣側(cè)齒輪28通過排氣側(cè)齒輪連接板29與第二中間齒輪27 連接且相嚙合，第一中間齒輪23和第二中間齒輪27通過中間齒輪連接板26進行連接且相嚙 合，中間齒輪主要實現(xiàn)兩側(cè)曲軸輸出扭矩的匯流，同時保證進排氣活塞的同步運動。中間齒 輪至少設(shè)有兩個，可根據(jù)設(shè)備需要增加中間齒輪的個數(shù)，當中間齒輪為奇數(shù)個齒輪時，兩側(cè) 曲軸同向旋轉(zhuǎn)；當中間齒輪為偶數(shù)個齒輪時，兩側(cè)曲軸反向旋轉(zhuǎn)，對所有齒輪的設(shè)計及選擇 需保證相嚙合的齒輪中心距之和大于進氣側(cè)曲軸16和排氣側(cè)曲軸8的中心距，當相鄰傳動 齒輪的中心距之和大于兩側(cè)曲軸之間的中心距時，通過步進電機24推動進氣側(cè)齒輪連接板 30使得第一中間齒輪23繞進氣側(cè)齒輪21旋轉(zhuǎn)；同時第一中間齒輪23通過中間齒輪連接板26 牽制第二中間齒輪27繞排氣側(cè)齒輪28旋轉(zhuǎn)。由于第一中間齒輪23和第二中間齒輪27分別繞 進氣側(cè)齒輪21和排氣側(cè)齒輪28旋轉(zhuǎn)的角度不同，所以在調(diào)整中間齒輪的相對位置的同時， 實現(xiàn)兩側(cè)曲軸旋轉(zhuǎn)運動相位差的改變(0°CΑ~30 °CA)。對置活塞運動相位差的改變，即內(nèi)外 止點時對置活塞之間相對位置的變化，使得對置活塞二沖程汽油機工作過程中壓縮比可 變。
[0046] 以4個完全相同的齒輪傳動為例，假設(shè)進排氣活塞運動相位差為0°CA，第一中間齒 輪23和第二中間齒輪27水平布置（圖8中實線），分別與進氣側(cè)齒輪21和排氣側(cè)齒輪28相嚙 合。第一中間齒輪23與進氣側(cè)齒輪21的中心線與兩側(cè)曲軸中心線夾角為θ1;第二中間齒輪 27與排氣側(cè)齒輪28的中心線與兩側(cè)曲軸中心線夾角為0 2;且01 = 02。假設(shè)進氣側(cè)齒輪21不 動，第一中間齒輪23繞進氣側(cè)齒輪21公轉(zhuǎn)供/，第二中間齒輪27繞排氣側(cè)齒輪28公轉(zhuǎn)妁；此 時，第一中間齒輪23、第二中間齒輪27和排氣側(cè)齒輪28三者的中心點在同一直線。第一中間 齒輪23與進氣側(cè)齒輪21的中心線與兩側(cè)曲軸中心線夾角為δ 1;第二中間齒輪27與排氣側(cè)齒 輪28的中心線與兩側(cè)曲軸中心線夾角為32;且31>3 2，因此外<妁。當?shù)谝恢虚g齒輪23的公 轉(zhuǎn)角小于第二中間齒輪27的公轉(zhuǎn)角時，第一中間齒輪23的自轉(zhuǎn)角必然小于第二中間齒輪27 的自轉(zhuǎn)角，所以在進氣側(cè)齒輪21不動時，第一中間齒輪23繞進氣側(cè)齒輪21公轉(zhuǎn)的過程中，第 二中間齒輪27繞排氣側(cè)齒輪28公轉(zhuǎn)過程的同時排氣側(cè)齒輪28發(fā)生自轉(zhuǎn)，進而改變了兩側(cè)曲 軸的旋轉(zhuǎn)相位差，實現(xiàn)了工作過程中的有效壓縮比可變。
[0047]如圖9-圖11所示，排氣側(cè)齒輪連接板29采用"工"字斷面設(shè)計，一端設(shè)有排氣側(cè)鉸 接孔31與排氣側(cè)曲軸8的主軸頸鉸接，另一端設(shè)有第二中間齒輪鉸接軸32與第二中間齒輪 27鉸接；中間齒輪連接板26采用"工"字斷面設(shè)計，一端設(shè)有第一中間齒輪鉸接孔33與第一 中間齒輪23鉸接，另一端設(shè)有第二中間齒輪鉸接孔34與第二中間齒輪27鉸接;進氣側(cè)齒輪 連接板30為三角形，采用"工"字斷面設(shè)計，第一端設(shè)有進氣側(cè)鉸接孔36與進氣側(cè)曲軸16的 主軸頸鉸接，第二端設(shè)有第一中間齒輪鉸接軸35與第一中間齒輪23鉸接，第三端設(shè)有電機 鉸接孔37與步進電機24-端的步進電機連接孔22連接，其中步進電機24的另一端設(shè)有步進 電機固定座孔25,用于固定步進電機24。
[0048]盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造 性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu) 選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
[0049]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機，其特征在于，包括： 氣缸體（1)、齒輪同步機構(gòu)、第一火花塞(3)、第二火花塞（18)、噴油器（17)和電機，所述 氣缸體（1)與齒輪同步機構(gòu)通過曲軸連接，所述第一火花塞(3)、第二火花塞（18)和噴油器 (17)設(shè)置在氣缸體(1)的外圓周壁上，所述齒輪同步機構(gòu)與所述電機連接； 所述氣缸體（1)的一端連接有排氣側(cè)曲軸箱(6)，另一端連接進氣側(cè)曲軸箱（14)，所述 氣缸體（1)中設(shè)有排氣側(cè)活塞（5)和進氣側(cè)活塞（11)，所述排氣側(cè)活塞（5)和進氣側(cè)活塞 (11)相對布置且分別與氣缸體(1)的內(nèi)壁滑動接觸，所述排氣側(cè)曲軸箱(6)中固定有排氣側(cè) 曲軸(8)，所述進氣側(cè)曲軸箱（14)中固定有進氣側(cè)曲軸（16)，所述排氣側(cè)活塞(5)通過排氣 側(cè)連桿(9)與所述排氣側(cè)曲軸(8)連接，所述進氣側(cè)活塞（11)通過進氣側(cè)連桿（13)與所述進 氣側(cè)曲軸（16)連接，所述氣缸體(1)中心線兩側(cè)的缸壁上對稱設(shè)有進氣腔(2)和排氣腔(4)， 所述氣缸體(1)中心線兩側(cè)的缸壁上還對稱設(shè)有進氣口（ 19)和排氣口（ 20 )，所述進氣腔(2) 與進氣口（ 19)連通，所述排氣腔(4)與排氣口（ 20)連通； 所述齒輪同步機構(gòu)設(shè)有進氣側(cè)齒輪(21)和排氣側(cè)齒輪(28)，所述進氣側(cè)齒輪(21)與進 氣側(cè)曲軸（16)連接，所述排氣側(cè)齒輪(28)與排氣側(cè)曲軸(8)連接，所述進氣側(cè)齒輪(21)和排 氣側(cè)齒輪(28)之間設(shè)有至少兩個中間齒輪，所述進氣側(cè)齒輪(21)、中間齒輪和排氣側(cè)齒輪 (28)中相嚙合的齒輪之間通過連接板連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機，其特征在于，所述第 一火花塞(3)、第二火花塞（18)和噴油器（17)設(shè)置在氣缸體（1)中心線處的外圓周壁上，所 述第一火花塞(3)和第二火花塞（18) 180°對稱分布，所述噴油器(17)設(shè)置在第一火花塞(3) 和第二火花塞（18)之間且噴油器(17)與第一火花塞(3)之間的夾角為90°。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機，其特征在于，所述排 氣側(cè)活塞(5)通過排氣側(cè)活塞銷（10)與排氣側(cè)連桿(9)連接，所述進氣側(cè)活塞（11)通過進氣 側(cè)活塞銷（12)與進氣側(cè)連桿(13)連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機，其特征在于，所述進 氣口（19)設(shè)有相對氣缸體（1)半徑方向的進氣口徑向角，所述進氣口徑向角為10° -20°，所 述排氣口（20)為直氣口形式，所述排氣口（ 20)的高度大于所述進氣口（19)的高度，所述排 氣口（20)的寬度小于所述進氣口（19)的寬度。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機，其特征在于，所述排 氣側(cè)曲軸箱(6)外部包絡(luò)有排氣側(cè)油底殼(7)，所述進氣側(cè)曲軸箱（14)外部包絡(luò)有進氣側(cè)油 底殼(15)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機，其特征在于，所述進 氣側(cè)齒輪(21)、中間齒輪和排氣側(cè)齒輪(28)中相嚙合的齒輪中心距之和大于所述進氣側(cè)曲 軸(16)和排氣側(cè)曲軸(8)的中心距。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機，其特征在于，所述進 氣側(cè)齒輪(21)和排氣側(cè)齒輪(28)之間設(shè)有第一中間齒輪(23)和第二中間齒輪(27)，所述連 接板包括進氣側(cè)齒輪連接板(30 )、排氣側(cè)齒輪連接板(29)和中間齒輪連接板(26 )，所述進 氣側(cè)齒輪(21)通過進氣側(cè)齒輪連接板(30)與第一中間齒輪(23)連接且相嚙合，所述排氣側(cè) 齒輪(28)通過排氣側(cè)齒輪連接板(29)與第二中間齒輪(27)連接且相嚙合，所述第一中間齒 輪(23)和第二中間齒輪(27)通過中間齒輪連接板(26)進行連接且相嚙合。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機，其特征在于，所述第 一中間齒輪(23)和進氣側(cè)齒輪(21)的中心連線與進氣側(cè)曲軸（16)和排氣側(cè)曲軸(8)中心連 線的夾角為θι;第二中間齒輪(27)與排氣側(cè)齒輪(28)的中心連線與進氣側(cè)曲軸（16)和排氣 偵_軸(8)的中心連線的夾角為θ 2,所述θ1 = θ2。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機，其特征在于，所述排 氣側(cè)齒輪連接板(29)的一端設(shè)有排氣側(cè)鉸接孔(31)與排氣側(cè)曲軸(8)的主軸頸鉸接，另一 端設(shè)有第二中間齒輪鉸接軸(32)與第二中間齒輪(27)鉸接;所述中間齒輪連接板(26)的一 端設(shè)有第一中間齒輪鉸接孔(33)與第一中間齒輪(23)鉸接，另一端設(shè)有第二中間齒輪鉸接 孔(34)與第二中間齒輪27鉸接;所述進氣側(cè)齒輪連接板(30)為三角形，第一端設(shè)有進氣側(cè) 鉸接孔(36)與進氣側(cè)曲軸（16)的主軸頸鉸接，第二端設(shè)有第一中間齒輪鉸接軸(35)與第一 中間齒輪(23)鉸接，第三端設(shè)有電機鉸接孔(37)與電機連接。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對置活塞二沖程可變壓縮比汽油機，其特征在于，所述 電機為步進電機(24)。
【文檔編號】F02B41/00GK105937440SQ201610364942
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年5月21日
【發(fā)明人】馬富康, 王智興, 王軍, 尤國棟, 馮耀南, 劉勇, 田淑華
【申請人】中北大學