CN100343497C - 压缩比可变型发动机 - Google Patents

Abstract

在压缩比可变型发动机中，与曲轴连接的辅助杆和活塞通过连接杆相互连接，且安装在可转动地设置在发动机本体中的支撑轴上的偏心位置处的偏心轴与辅助杆通过控制杆相互连接，因此通过改变支撑轴的转动位置可以改变所述发动机的压缩比。所述发动机还包括单向离合器，其安装在支撑轴和发动机本体之间用于限制支撑轴的转动方向。通过转动位置限制装置将支撑轴的转动位置选择地限制在多个点处，且通过缓冲装置缓和作用在所述支撑轴和转动位置限制装置的至少其中之一上的载荷。

Description

压缩比可变型发动机

技术领域

本发明涉及一种压缩比可变型发动机，其包括：连接杆，其一端通过活塞销与活塞连接；辅助杆，通过曲柄销与曲轴连接并与所述连接杆的另一端连接；控制杆，一端在离开所述连接杆的连接位置的部位处与所述的辅助杆连接；支撑轴，可转动地设置在发动机本体中；和偏心轴，安装在所述支撑轴上的偏心位置处并与所述控制杆的另一端连接，改变所述支撑轴的转动位置从而改变所述的压缩比。

背景技术

例如，日本专利申请特开平9-228858中公开了一种常规的压缩比可变型发动机，其中与曲轴连接的辅助杆和活塞通过连接杆相互连接，和安装在支撑轴上的偏心位置处的偏心轴和所述的辅助杆之间通过控制杆相连接，其中所述的支撑轴可转动地设置在发动机本体中，通过改变所述支撑轴的转动位置来改变所述发动机的压缩比。

在所述常规的发动机中，通过由诸如电马达和气缸的致动器驱动所述的支撑轴转动来改变所述支撑轴的转动位置，从而改变所述的压缩比。但是，膨胀载荷和压缩载荷通过所述发动机中的燃烧和惯性被施加到所述的控制杆上。基于这个原因，冲击载荷被施加到诸如电马达和气缸的致动器上，且因此在所述的致动器和支撑轴之间必须安装用于缓和这样的冲击的装置，从而使得结构复杂。

如果所述支撑轴的转动方向被限制在一个方向中，则所述的支撑轴能利用通过发动机中的燃烧和惯性施加到所述控制杆上的膨胀载荷和压缩载荷来转动。利用这种结构，不需要用于驱动所述支撑轴转动的致动器。但是，需要用于在多个点限制所述支撑轴的转动位置的限制装置，并且当所述支撑轴的转动位置受限制时，对这样的限制装置与支撑轴的接触部分会产生冲击，因此需要缓和这种冲击。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种压缩比可变型发动机，其中支撑轴利用所述发动机内的燃烧和惯性来转动，而且，还能以简单的结构来缓和因限制所述支撑轴的转动位置而产生的冲击。

为实现上述目的，根据本发明的第一特征，提供一种压缩比可变型发动机，其包括：连接杆，其一端通过活塞销与活塞连接；辅助杆，其通过曲柄销与曲轴连接并与所述连接杆的另一端连接；控制杆，其一端在离开所述连接杆的连接位置的部位处与所述的辅助杆连接；支撑轴，转动地设置在发动机本体中；和偏心轴，其安装在所述支撑轴上的偏心位置处并与所述控制杆的另一端连接，通过改变所述支撑轴的转动位置来改变所述的压缩比，其中所述的发动机还包括：单向离合器，其安装在所述的支撑轴与所述的发动机本体之间以限制所述支撑轴的转动方向；转动位置限制装置，用于在多个点选择性地限制所述支撑轴的转动位置；和缓冲装置，用于在改变所述压缩比时，缓和施加到所述支撑轴和转动位置限制装置的至少其中之一上的载荷。

利用所述第一特征的这种结构，膨胀载荷和压缩载荷通过所述发动机中的燃烧和惯性施加到所述的控制杆上，从而在所述的压缩比改变时，所述的支撑轴和偏心轴在所述单向离合器限制的方向中转动。因此，不需要直接转动所述支撑轴的致动器。而且，当所述的压缩比改变时，通过所述的缓冲装置可以缓冲施加到所述支撑轴和转动位置限制装置的至少其中之一上的载荷。

本发明的第二特征在于，在第一特征的基础上，所述缓冲装置安装在所述发动机本体与所述支撑轴和所述的转动位置限制装置的至少其中之一之间，从而缓和通过所述转动位置限制装置的操作改变所述压缩比而产生的载荷。

本发明的第三特征在于，在第二特征的基础上，所述的缓冲装置为径向缓冲装置120，其安装在所述的支撑轴与发动机本体之间以缓和从所述的控制杆施加到所述支撑轴上的径向载荷。

利用第三特征的这种结构，当所述的压缩比变化时，所述的支撑轴和转动位置限制装置被施加有较大的载荷，而施加到所述支撑轴上的径向载荷由所述的缓冲装置缓和。因此，可以提高耐用性和可靠性，同时避免因诸如所述支撑轴和转动位置限制装置的各个部件的强度增加而造成的它们的尺寸增大。而且，也能将在所述的转动位置受所述的转动位置限制装置的限制时产生的声音抑止到较低水平。

本发明的第四特征在于，在第三特征的基础上，所述径向缓冲装置包括：一体设置在支撑轴上的偏心凸轮，该偏心凸轮位于球轴承的一侧上，该球轴承插入在所述支撑轴与可转动地支撑所述支撑轴一端的底部圆柱形轴承座之间；弹簧座，其与所述球轴承接合以包围所述偏心凸轮；和压缩弹簧，其保持在所述弹簧座上与所述偏心凸轮摩擦接触。

本发明的第五特征在于，在第二特征的基础上，所述缓冲装置为冲力缓和装置97，其安装在所述发动机本体与所述转动位置限制装置之间。

本发明的第六特征在于，在第五特征的基础上，所述冲力缓和装置包括夹在一对垫圈之间的环形橡胶件，可转动地设置在曲轴箱中且其轴线垂直于所述支撑轴的轴线的转轴穿过所述垫圈。

本发明的第七特征在于，在第二、五或六特征的基础上，在所述的支撑轴上的多个轴向相互间隔的点上设置限制支座(limitingabutment)，这些点的位置在所述支撑轴的圆周方向中替换；一致动器与一限制部件连接，用于驱动所述限制支座进行转动，所述的限制部件设置在所述的发动机本体中，构成转动位置限制装置的一部分，从而其能绕垂直于所述支撑轴的轴线转动而交替地与其中一个限制支座相邻接，以限制所述支撑轴的转动位置；所述的缓冲装置设置在所述的限制部件和发动机本体之间以缓和当交替选择的限制支座与所述的限制部件邻接时产生的轴向冲击。

利用所述第七特征的这种结构，可以以这样一种方式限制所述支撑轴的转动位置，通过所述致动器转动所述的限制部件，使得所述的限制部件与设置在所述支撑轴上的多个限制支座的其中之一相邻接，从而改变所述的压缩比。这样，通过所述限制部件与其中一个限制支座之间的接触，在垂直于所述支撑轴的方向中的冲击施加到所述的限制部件，但是所述的冲击能通过所述的缓冲装置设置在所述的限制部件与发动机本体之间的简单结构被缓和。因此，可以避免所述的冲击施加到用于驱动所述限制部件的致动器上并提高耐用性和可靠性，同时避免由于诸如支撑轴和限制部件的不同部件的强度增大而造成的它们的尺寸增大。另外，还可以将在所述的限制部件与其中一个限制支座接触时产生的声音抑止到低水平。

本发明的第八特征在于，在第一特征的基础上，在所述的曲轴上固定一飞轮，以使转动力根据所述发动机的起动操作从反冲起动器传送到所述的飞轮上；所述缓冲装置为一缓冲/累积装置145，其安装在所述曲轴箱的曲轴箱本体与所述飞轮之间。

本发明的第九特征在于，在第八特征的基础上，所述的缓冲/累积装置包括：输出部件，其与所述的曲轴同轴设置，使得与反冲起动器方向相同的转动力被传送到所述的飞轮上，且当所述的反冲起动器不工作时限制所述飞轮的转动；输入部件，其与所述的输出部件同轴；螺旋弹簧，其安装在所述输出部件与输入部件之间；和转矩传送装置，其安装在所述的支撑轴和所述的输入部件之间，以将在卷绕(wind up)所述螺旋弹簧方向中的转动力从所述的支撑轴传送到所述的输入部件直到所述螺旋弹簧的卷绕完成为止，但其允许所述的支撑轴在所述螺旋弹簧的卷绕完成之后空转(race)。

利用第九特征的这种结构，当改变所述的压缩比时，所述支撑轴的转矩通过所述的转矩传送装置传送到所述缓冲装置的输入部件，从而力通过所述螺旋弹簧的卷绕累积在该螺旋弹簧中，从而通过所述的螺旋弹簧吸收施加到所述支撑轴的载荷来实现缓和冲击。就是说，当所述的压缩比变化时，所述的支撑轴通过所述的转动位置限制装置转动到下一个转动限制位置，通过所述缓冲装置的螺旋弹簧能缓冲和累积施加到所述支撑轴上的转矩。在力在所述螺旋弹簧中的累积的过程中，所述输出部件的转动受限制，并且当所述的反冲起动器在所述发动机的下一次的起动中起动时，积累在所述螺旋弹簧中的弹簧力从所述的输出部件被传送到所述的飞轮。因此，即使反冲起动器上的膨胀载荷被减轻，所述的发动机也能充分起动。

本发明的第十特征在于，在第一特征的基础上，所述缓冲装置为一转矩传送装置162，其安装在一传送管与所述支撑轴之间，以缓和在改变压缩比时作用在所述支撑轴上的径向载荷，其中所述传送管与曲轴同轴设置并可转动地支撑在曲轴箱的曲轴箱本体上。

本发明的第十一特征在于，在第十特征的基础上，所述转矩传送装置包括：在从所述曲轴箱的曲轴箱本体突出的部分上围绕所述支撑轴的环形部件；能在两个状态之间转换的一对滚珠，所述滚珠在其中一个状态与所述支撑轴和环形部件连接，而在另一个状态下与所述环形部件脱离并保持在所述支撑轴上；弹簧，其安装在所述滚珠之间，以作用使滚珠在使它们与支撑轴和环形部件连接的方向上偏移的弹性力；驱动齿轮，一体地设置在所述环形部件的外圆周上；和从动齿轮，一体地设置在所述传送管上与所述驱动齿轮啮合。

附图说明

本发明的上述和其他目的、特定和优点将通过下面接合附图的优选实施例的说明而变得明白。

图1是发动机的前视图；

图2是沿图1中的线2-2剖取的剖视图；

图3是沿图2中的线3-3剖取的剖视图；

图4是沿图2中的线4-4剖取的剖视图；

图5是沿图2中的线5-5剖取的放大剖视图；

图6是沿图1中的线6-6剖取的处于轻载状态的部分去除的平面图；

图7是与图6类似的视图，但是其表示重载状态；

图8是表示图2所示的支撑轴的一端附近的区域的放大剖视图；

图9是沿图8中的线9-9剖取的剖视图；

图10是表示图2中所示的支撑轴的另一端的侧边上的区域和缓冲/累积装置附近的区域的放大视图；

图11是沿图10中的线11-11剖取的剖视图；

图12是表示图10中所示的转矩传送装置附近的区域的放大视图；

图13是沿图12中的线13-13剖取的剖视图；

图14是沿图2中的线14-14剖取的剖视图。

具体实施方式

下面将参照附图1-14通过优选实施例来描述本发明。

参照图1至3，根据该实施例的发动机是气冷单缸发动机，用于例如工作机等，且该发动机具有发动机本体21，所述的发动机本体包括：曲轴箱22；汽缸体23，其稍微向上倾斜并从所述的曲轴箱22的一侧突出；和连接到所述汽缸体23的顶部的汽缸盖24。在所述汽缸体23和汽缸盖24的外表面上设置有多个散热鳍片23a和24a。所述的曲轴箱22通过其下表面的安装表面22a安装在任何工作机的汽缸盖上。

所述的曲轴箱22包括通过铸造与所述的汽缸体23一体成形的曲轴箱本体25，和连接到所述曲轴箱本体25的开口端上的侧盖26。曲轴27的一端27a从所述的侧盖26突出。在所述曲轴27的一端27a与所述的侧盖26之间设置球轴承28和油封30。所述曲轴27的另一端27b从所述的曲轴箱本体25突出。在所述的曲轴27的另一端27b与曲轴箱本体25之间设置球轴承29和油封31。

在所述曲轴箱本体25外侧的曲轴27的另一端27b上安装飞轮32。在所述的飞轮32上安装用于向发动机本体21的不同部分提供冷却空气的冷却风扇33。在所述冷却风扇33的外侧设置反冲起动器34。

在所述的汽缸体23中形成汽缸孔39，和该汽缸孔中可滑动地容纳一活塞38。在所述的汽缸体23和汽缸盖24之间形成燃烧室40，以使所述活塞38的顶部面对该燃烧室40。

在所述的汽缸盖24中形成通向燃烧室40的进气口41和排气口42。在所述的汽缸盖24中设置：进气门43，其可打开和关闭以提供所述进气口41与燃烧室40之间的连通或断开；和排气门44，其可打开和关闭以提供所述排气口42与燃烧室40之间的连通和断开。所述的汽缸盖24上螺纹安装一火花塞45，且该火花塞的电极面对所述的燃烧室40。

在汽缸盖24的上部连接化油器35。该化油器35的进气通道46的下游端与进气口41连通。通向进气通道46的上游端的进气管47与化油器35连接，且也与空气滤清器(未示出)连接。通向排气口42的排气管48与汽缸盖24的上部连接，并也与排气消音器49连接。另外，油箱51设置在曲轴箱22上，从而使其支撑在所述的曲轴箱22上。

在曲轴箱22接近侧盖26的部分处在曲轴27上整体地形成驱动齿轮52。将与该驱动齿轮52啮合的从动齿轮53安装在凸轮轴54上，该凸轮轴可转动地设置在所述的曲轴箱22中且其具有与该曲轴27平行的轴线。转动力从曲轴27以缩小的比例1/2通过相互啮合的驱动齿轮52与从动齿轮53传送给所述的凸轮轴54。

在凸轮轴54上设置分别与所述的进气门43和排气门44相对应的进气凸轮55和排气凸轮56。设置在汽缸体23中可操作的随动件57与进气凸轮55滑动接触。另一方面，在汽缸体23和汽缸盖24中形成操作室58，从而所述随动件57的上部伸入操作室58的下部中。设置在操作室58中的推杆59的下端邻接抵靠在随动件57上。另一方面，摇臂60可摆动地设置在汽缸盖24中，且该摇臂的一端邻接抵靠在通过一弹簧在闭合方向中偏置的进气门43的上端。推杆59的上端邻接抵靠在所述摇臂60的另一端。因此，所述的推杆59根据进气凸轮55的转动来轴向操作，且通过推杆59的操作引起的摇臂60的摆动运动来打开和闭合所述的进气门43。

在排气凸轮56和排气门44之间也设置与进气凸轮55和进气门43之间的相类似的机构，从而所述的排气门44根据排气凸轮56的转动被打开和闭合。

参照图4，设置在发动机本体21的曲轴箱22中用于在经过汽缸轴线C并垂直于曲轴27的轴线的平面中移动的活塞38、曲轴27和偏心轴61相互之间通过连接机构62连接。

该连接机构62包括：一端通过活塞销63与活塞38连接的连接杆64；通过曲柄销65与曲轴27连接并与所述连接杆64的另一端可转动地连接的辅助杆68；和控制杆69，其一端在离开连接杆64的连接位置的位置处与辅助杆68可转动地连接，且另一端与偏心轴61连接。

辅助杆68具有：位于其中间部分的第一半圆支承部分(bearingportion)70，其与曲柄销65的一半圆周滑动接触；和一体设置在辅助杆68的相对两端的一对分支(bifurcation)71和72，从而使连接杆64的另一端和控制杆69的一端夹在该分支71与72之间。曲柄盖73的第二半圆支承部分74与曲柄销65的另一半圆周滑动接触，且所述的曲柄盖73固定在所述的辅助杆68上。

连接杆64的另一端通过圆柱形连接杆销75与辅助杆68的一端连接。挤压配合在连接杆64的另一端内的连接杆销75的相对端可转动地装配在位于辅助杆68的一端的分支71中。

控制杆69的一端通过辅助杆销76可转动地与辅助杆68的另一端连接。辅助杆销76的相对端与位于另一端的分支72间隙配合，其中所述的辅助杆销76相对可转动地经过插入到位于辅助杆68的另一端的分支72中的控制杆69的一端。而且，在位于所述的另一端的分支72上安装一对夹片(clip)77，77，以与辅助杆销76的相对端邻接并防止所述的辅助杆销76与分支72分离。

另外，所述的曲柄盖73通过一对设置在曲轴27的相对两侧上的螺栓78固定在分支71和72上。所述的连接杆销75和辅助杆销76设置在螺栓78的轴线延长线上。

圆柱形偏心轴61一体设置在支撑轴81上的偏心位置处，该支撑轴可转动地设置在发动机本体21的曲轴箱22中并具有与曲轴27平行的轴线。支撑轴81的一端可转动地支撑在底部圆柱形轴承座82上，该轴承座设置在曲轴箱22的侧盖26上且在所述的支撑轴81与轴承座82之间插入有球轴承83。支撑轴81的另一端可转动地通过曲轴箱22的曲轴箱本体25，且在所述的曲轴箱本体25与支撑轴81之间插入有球轴承84。

在轴承座82与支撑轴81之间在球轴承83的外侧安装单向离合器85。在所述的曲轴箱本体25与支撑轴81之间在球轴承84的外侧插入环形密封件86。

根据发动机的工作循环，在压缩控制杆69的方向中的载荷和拉伸控制杆69的方向中的载荷交替地施加到其另一端与偏心轴61连接的控制杆69上。由于所述的偏心轴61设置在支撑轴81上的偏心位置处，因此控制杆69也对支撑轴81施加朝向一侧的转动力和朝向另一侧的转动力。就是说，由于所述的支撑轴81与位于曲轴箱22的侧盖26上的轴承座82之间设置有单向离合器85，因此所述的支撑轴81能只在图4中箭头80所示的一个方向中转动。

参照图5，以这样一种方式在支撑轴81上位于轴向离开偏心轴61的位置处同轴设置小直径的轴部81a，以在该小直径轴部81a的外圆周周围形成环形槽81b。在小直径轴部81a上的多个点，例如轴向相互间隔开的两个点处一体设置限制支座87和88，且这些点的位置在支撑轴81的圆周方向上相互替换(displace)。

然后支撑轴81的转动位置被转动位置限制装置89限制在多个点，例如两个点。转动位置限制装置89包括：可转动地设置在曲轴箱22中的转轴90，该转轴具有垂直于支撑轴81的轴线的轴线；和固定在转轴90上的限制部件91，因此所述的限制部件91通过转轴90的转动能交替地与限制支座87，88邻接。

在曲轴箱22的曲轴箱本体25上一体设置有底部圆柱形轴支撑部分92和环形轴支撑部分93，以使它们在垂直于支撑轴81的轴线的同一轴线上相隔一段距离来相对设置。一端位于轴支撑部分92附近的转轴90可转动地支撑在轴支撑部分92和93上，且其另一端从轴支撑部分93向外伸出。

限制部件91通过销94固定转轴90上位于轴支撑部分92和93之间，且其一体设置有突起91a，该突起能伸入环形槽81b中以交替地与限制支座87和88邻接。

当在限制部件91的突起91a与限制支座87和88的其中之一相邻接的状态和在突起91a与限制支座87和88的其中另一个相邻接的状态这两个状态相互之间转换时，支撑轴81通过施加在与安装在支撑轴81上的偏心位置处的偏心轴61连接的控制杆69上的载荷而转动。但是，必须避免所述的限制支座87和88的其中之一在邻接时因支撑轴81的转动而对限制支座91的突起91a造成的冲击。因此，在曲轴箱22的轴支撑部分93与限制部件91之间设置冲力缓和装置97，用于缓和限制支座87和88与交替选择的限制部件91发生邻接时在轴向方向产生的冲击。

冲力缓和装置97包括夹在一对垫圈98、98之间的环形橡胶件99，所述的转轴90穿过所述的垫圈。橡胶件99具有较高的硬度、耐油性和耐热性，且另外使该橡胶件烤熔而凝结在垫圈98、98上。

参照图6，隔膜式致动器101与转动位置限制装置89的转轴90连接。所述的致动器101包括：箱体103，安装在固定到曲轴箱22的曲轴箱本体25的上部的支撑板102上；膜片106，支撑在箱体103中从而将箱体103的内部分为负压室104和常压室(atmospheric pressure chamber)105；弹簧107，以压缩状态安装在箱体103与膜片106之间，从而在增大负压室104体积的方向上作用弹簧力；和操纵杆108，与膜片106的中间部分连接。

箱体103包括：安装在支撑板102上的第一碗状半箱体109，和通过对所述的半箱体109进行卷边加工而连接的第二碗状半箱体110。膜片106的围缘夹在半箱体109和110的开口边缘之间。负压室104限定在膜片106与第二半箱体110之间且其中容纳一弹簧107。

所述的常压室105限定在膜片106与第一半箱体109之间。经过通孔111伸入常压室105中的操纵杆108的一端与膜片106的中间部分连接，其中所述的通孔设置在第一半箱体109的中间部分。所述的常压室105通过通孔111的内缘与操纵杆108的外周缘之间的间隙与外部连通。

通向负压室104的管道112与箱体103的第二半箱体110连接，并也与化油器35的进气通道46的下游端连接。就是说，进气通道46中的进气负压被引入致动器101中的负压室104。

致动器101的操纵杆108的另一端与设置在支撑板102上用于绕平行于转轴90的轴线转动的驱动臂113连接。从动臂114固定在从曲轴箱22伸出的转轴90的另一端上。所述的驱动臂113与从动臂114通过连接杆115相互连接。在从动臂114与支撑板102之间安装弹簧116以推动所述的从动臂114使其在图6所示的顺时针方向中转动。

当发动机处于轻载工作状态时，其中负压室104中的负压很高，膜片106相对回复弹簧107和弹簧116的弹性力发生弯曲以减小负压室104的体积，且操纵杆108收缩，如图6所示。在该状态下，转轴90和转动位置限制装置89的限制部件91的转动位置为限制部件91的突起91a与支撑轴81的限制支座87和88的其中之一87邻接接合的位置。

另一方面，当发动机处于高负载工作状态时，其中负压室104中的负压较低，膜片106利用回复弹簧107和弹簧117的弹簧力弯曲以增大负压室104的体积，且操纵杆108伸长，如图7所示。因此转轴90和转动位置限制装置89的限制部件91转动到限制部件91的突起91a与支撑轴81的限制支座87和88的其中之一88邻接接合的位置处。

如上所述，在发动机工作时在一个方向中被施加有转动力的支撑轴81的转动被限制在这样一个位置处，在该位置限制支座87、88中的任何一个通过转动限制部件91与限制部分91的突起91a接合。通过停止支撑轴81在相位相互不同的，例如相隔167度的两个位置中的每一个位置处的转动，使处于偏离支撑轴81的轴线的位置处的，即控制杆69的另一端的偏心轴61在垂直于曲轴27的轴线的平面中的这两个位置之间移动，从而改变发动机的压缩比。

参照图8和9，当压缩比改变时，为了避免限制支座87和88通过支撑轴81的转动交替地与限制部件91的突起91a邻接而产生冲击，在支撑轴81的一端与发动机本体21上曲轴箱22的轴承座82之间安装径向缓冲装置120，用于缓和从控制杆69在径向方向施加到支撑轴81上的载荷。

所述的径向缓冲装置120包括：一体设置在支撑轴81上的偏心凸轮121，使其位于球轴承83的一侧上的小直径轴部81a附近；弹簧座122，与球轴承82接合以包围偏心凸轮121，从而防止所述的弹簧座122绕支撑轴81的轴线转动；和压缩弹簧123，保持在弹簧座122上与偏心凸轮121摩擦接触。

在支撑轴81上同轴设置圆柱形部分124以环绕偏心凸轮121。弹簧座122可滑动地装配在圆柱形部分124中。与球轴承83和轴承座82相对的环状支撑板125与弹簧座122一体连接。在支撑板125靠近轴承座82的一端上一体形成有突出的环形突起126，从而在突起126与弹簧座122之间形成圆柱形部分124的端部插入在其中的环形槽，并且在轴承座82上在圆周上的一点处一体形成有接合板部分127，以径向向外伸出。

所述的接合板部分127夹在一对突出地设置在轴承座82的顶端面上的止动片部分128，128之间，从而禁止弹簧座122绕支撑轴81的轴线的转动。而且，在支撑板125上一体设置有突出的环形支座129，且该支座以邻接的方式支撑在球轴承83的外圈(outer race)83a上。

所述的压缩弹簧123大致形成为环形，且在圆周上的一点处具有开口槽130，并且其具有接合部分123a和123b，所述的这些接合部分径向向外鼓起为梯形，以与设置在弹簧座122中位于支撑轴81的一条直径线上的一对接合孔131，131接合，并还具有一对径向可弯曲的柔性支座123c和123d，该对支座能与偏心凸轮121弹性地滑动接触。柔性支座123c和123d设置在垂直于将接合部分123a和123b连接在一起的线的直线上的两个点处。

利用径向缓冲装置120，在支撑轴81的转动过程中，偏心凸轮121转动柔性支座123c和123d的其中之一并使其发生弯曲，从而能缓和在压缩比发生变化时从控制杆69施加到支撑轴81上的径向载荷。而且，当压缩比从低压缩比变为高压缩比时，利用发动机中的燃烧可能会导致对支撑轴81的更大的冲击。因此，在压缩比从低压缩比变为高压缩比的过程中，与偏心轴121接触的柔性支座123c和123d的其中之一123c的初始变形量被设置成大于柔性支座123d的初始变形量。因此，能有效缓和当压缩比从低压缩比变为高压缩比的过程中施加到支撑轴81上的冲击，从而可以避免在压缩比从高压缩比到低压缩比的变化过程中不必要的抗转动转矩施加到支撑轴81上。

再参照图2，反冲起动器34的箱体134包括：环绕飞轮32并固定在曲轴箱22的曲轴箱本体25上的圆柱形的箱体部件135，和固定到箱体部件135上以闭合箱体部件135的开口的盖状(cap-shaped)箱体部件136。卷轴138转动支撑在轴137上，轴137安装在箱体部件136中与曲轴27同轴，且螺旋弹簧139安装在轴137与卷轴138之间。

缠绕在卷轴138上的绳子140的一端绑在卷轴138上，且绳子140的另一端从箱体部件136中设置的开口141伸出到外侧。

卷轴138的一部分被固定到曲轴27的一端上的盖状起动滑轮142覆盖，且棘爪144支撑在卷轴138上并能与设置在起动滑轮124的内圆周中的锁槽143接合。

因此，当相对螺旋弹簧139的弹性力拉动绳子140且然后释放拉力时，卷轴138在螺旋弹簧139的弹性力的作用下转动，且棘爪144与起动滑轮142中的锁槽143接合，从而将起动转动力从卷轴138传送到曲轴27上。

参照图10和11，在曲轴箱22的曲轴箱本体25与飞轮32之间设置缓冲/累积装置145，从而可以将方向与反冲起动器34相同的转动力传送到飞轮32。

缓冲/累积装置145包括安装在与曲轴27同轴设置的输出部件146与输入部件147之间的螺旋弹簧148。输出部件146和输入部件147都成形为板状环，围绕曲轴27并与曲轴同轴，所述的输出部件和输入部件设置成使它们在曲轴箱27的轴向方向上相隔一定距离，且输出部件146设置在靠近曲轴箱22的位置处。

处于与输入部件147的外圆周相对应的位置处的与曲轴27同轴延伸的大致为圆柱形的外管149的一端固定在输出部件146上。该输入部件147一体形成有内管150，该内管与曲轴27同轴设置并位于外管149的内侧。螺旋弹簧148容纳在由输出部件146、外管149、输入部件147和内管150限定的空间中，并且其相对两端以接合的方式与外管149和内管150连接。

在这种缓冲/累积装置145中，在输出部件146被限制其转动的情况下，螺旋弹簧148可以通过转动输入部件147而卷拢以累积力。如果解除对输出部件146的限制，而限制输入部件147的转动，则输出部件146通过螺旋弹簧148累积的弹簧力而转动。

为了将输出部件146的这种转动力传送给飞轮32，在飞轮32的内圆周上的在圆周方向上以相等距离相互间隔开的多个点处，例如两个点处，一体设置径向向内突出的梯形的锁定突起151，151。另一方面，在固定到输出部件146上的外管149上的在圆周方向上以相等距离分开的多个点，例如两个点处，设置径向向内凹的凹槽152，152。棘爪153，153支撑在输出部件146上与锁定突起151，151接合，以使棘爪在其伸出凹槽152，152的位置和容纳在凹槽152，152中的位置之间转动。即，棘爪153，153一体设置有轴154，154，该轴与曲轴27平行并可转动地支撑在输出部件146上。

而且，将滚柱155，155中的每一个同轴地固定在轴154，154中每一个的一端上位于所述的滚柱在该点从输出部件146朝向曲轴箱22的曲轴箱本体25伸出的一点处。在曲轴箱本体25上一体地并突出地设有圆柱形导管156，以使滚柱155，155在圆柱形导管156上滚动。

因此，当输出部件146在图11中的箭头157所示的方向中转动时，滚柱155，155沿导管156的内表面滚动，从而所述的轴154，154在一个方向中转动以使棘爪153，153从凹槽152，152中伸出。从凹槽152，152中伸出的棘爪153，153分别与锁定突起151，151接合，从而允许输出部件146的转动力传送给飞轮32。

与曲轴27同轴的设置在内管150内侧的传送管158通过多个铆钉159固定到输入部件147的内圆周部分上，且该传送管可转动地支撑在曲轴箱22的曲轴箱本体25上，且在该传送管与本体25之间设置有球轴承160。在输出部件146的内圆周上一体形成有圆柱形支撑管161，其与传送管158的外圆周滑动接触。

在卷绕螺旋弹簧148的方向上的转动转矩从支撑轴81通过转矩传送装置162和传送管158被传送到缓冲/累积装置145的输入部件147。

参照图12和13，所述的转矩传送装置162被构造成使其在卷绕所述螺旋弹簧148的方向中传送转动转矩直到螺旋弹簧148的卷绕完成为止，但是在螺旋弹簧148的卷绕完成之后，所述的转矩传送装置能够使支撑轴81空转。转矩传送装置162包括：在从曲轴箱22的曲轴箱本体25突出的部分上围绕所述支撑轴81的环形部件163；能在两个状态之间转换的一对滚珠164，164，所述的滚珠在其中一个状态与支撑轴81和环形部件163连接且在另一个状态下与环形部件163脱离并保持在支撑轴81上；弹簧165，安装在滚珠164，164之间以作用使滚珠164，164在使它们与支撑轴81和环形部件163连接的方向上偏移的弹性力；驱动齿轮166，一体设置在所述环形部件163的外圆周上；和从动齿轮167，一体设置在传送管158上与所述的驱动齿轮166啮合。

所述的环形部件163环绕所述的支撑轴81，且其轴向位置确定不变。支撑轴81在其与环形部件163相对应的位置处设有通孔168，该通孔沿一条直径线延伸。另一方面，在环形部件163的内圆周中设置环形槽169和一对锁槽170，170。所述的锁槽170，170形成为使它们在环形部件163的一条直径线上从环形槽169向外凹陷。

每个滚珠164，164的一部分插入通孔168的每个相对端中。弹簧165容纳在通孔168中，从而使其插设在滚珠164，164之间。所述的环形槽169形成为使其具有足够的深度来滚动一半容纳在通孔168的两相对端中的滚珠164，164。锁槽170，170形成为半圆形，以将几乎一半容纳在所述通孔168的两相对端中的滚珠164，164接合在其中。

在这种转矩传送装置162中，在滚珠164，164接合在锁槽170，170中的状态下，即滚珠与支撑轴81和环形部件163接合的状态下，通过支撑轴81的转动，将支撑轴81的转动转矩通过环形部件163，驱动齿轮166，从动齿轮167和传送管158传送给输入部件147。因此，在缓冲/累积装置145处于所述输出部件146的转动被限制的状态下，所述的螺旋弹簧148被卷起。

另外，螺旋弹簧148的弹性力作为阻力，并能缓和当压缩比变化时从控制杆69施加到支撑轴81的径向载荷，从而转矩传送装置162也可以作为径向缓冲装置。

在螺旋弹簧148的卷绕完成之后，当支撑轴81根据压缩比的变化而转动时，所述的支撑轴81空转以重复这两个状态，即滚珠164，164接合在锁槽170，170中的状态和滚珠164，164在环形槽169中滚动的状态。通过在滚珠164，164相对弹簧165的弹性力从锁槽170，170爬行进入环形槽169时所产生的阻力可以缓和由于压缩比变化而从控制杆69施加到支撑轴81上的径向负载。因此，即使在这种情况下，所述的转矩传送装置162也起到径向缓冲装置的作用。

在当前的实施例中，在导管156的在与转矩传送装置162相对应的位置处设有凹口156a以避免导管156与转矩传送装置162发生干涉。

缓冲/累积装置145的输出部件146的转动由累积释放/限制装置171限制。累积释放/限制装置171限制输出部件146在反冲起动器34的不工作期间的转动，但是一旦起动反冲起动器34操作其就允许所述的输出部件146转动。

参照图14，所述的累积释放/限制装置171包括：限制台阶172，其围绕着输出部件146的外圆周设置以面对图11中的箭头157所示的转动方向中的下游；限制杆173，其平行于曲轴27延伸以通过其与限制台阶172的接合来限制输出部件146的转动，且该限制杆的一端与设置在曲轴箱22的曲轴箱本体25中的接合孔174接合；摇臂175，其可摇摆地支撑在支撑部件176上，该支撑部件固定在反冲起动器34的箱体134的箱体部件135上，且该摇臂的一端与限制杆173的另一端接合；和回复弹簧177，其安装在箱体本体135和摇臂175之间用于在使限制杆173的一端接合在接合孔174中的方向中施加使限制杆173偏移的弹簧力。

支撑部件176固定在开口141附近的箱体本体135的内表面上，并具有插入孔，反冲起动器32的绳子140通过该插入孔。所述的摇臂175形成为从相对两侧将所述的支撑部件176夹在中间，该摇臂的中间部分通过垂直于限制杆173的轴179可摇摆地支撑在支撑部件176上。所述的回复弹簧177是扭转弹簧，且安装在所述的箱体部件135与摇臂175之间以环绕轴179。

当反冲起动器34处于不工作的状态时，摇臂175通过回复弹簧177的弹簧力作用转动到一个位置，在该位置处所述的绳子140夹在摇臂175的另一端与支撑部件176之间，在该状态下，处于其一端接合在接合孔174中的位置处的限制杆173与限制台阶172接合以限制输出部件146的转动。

当拉动反冲起动器34的绳子140来起动所述的发动机并使其处于这种状态时，通过张紧绳子140，使推力从绳子140施加到摇臂175的另一端，从而所述的摇臂175相对回复弹簧177的弹力而转动，使得限制杆173脱离所述的接合孔174。因此，限制杆173的一端处于自由状态，且限制杆173处于其另一端可摇摆地支撑在摇臂175上的状态。因此，输出部件146处于允许其转动的状态，这样当螺旋弹簧148保持累积的力时，所述的输出部件146转动。

下面将详细描述当前实施例的操作。通过安装在发动机21的曲轴箱22的侧盖26与支撑轴81之间的单向离合器85来限制具有处于偏心位置并与控制杆69连接的偏心轴61的支撑轴81的转动方向，且膨胀载荷和压缩载荷通过发动机中的燃烧和惯性被施加到控制杆69上。因此，当压缩比变化时，支撑轴81和偏心轴61在由单向离合器85所限制的方向中转动。

通过转动位置限制装置89选择性地将支撑轴81的转动位置限制在多个，例如两个位置处，和通过改变支撑轴81的转动位置来改变发动机的压缩比。

另外，根据发动机的起动操作，转动力从反冲起动器34被传送到固定在曲轴27上的飞轮32上。与反冲起动器34相同方向的转动转矩可以从包括有螺旋弹簧148的缓冲/累积装置145传送到飞轮32上，其中所述的螺旋弹簧148安装在与曲轴27同轴设置的输出部件146和输入部件147之间。所述的转矩传送装置162安装在支撑轴81与输入部件147之间，其中该转矩传送装置能将在卷绕螺旋弹簧148的方向中的转动转矩从支撑轴81传送到输入部件147直到螺旋弹簧148的卷绕完成为止，并允许支撑轴81在螺旋弹簧148的卷绕完成之后空转。当反冲起动器不工作时，通过累积释放/限制装置171限制缓冲/累积装置145的输出部件146的转动，且该累积释放/限制装置171允许输出部件146根据反冲起动器34的起动操作而转动。

因此，当压缩比变化时，支撑轴81的转动转矩通过转矩传送装置162被传送到缓冲/累积装置145的输入部件147。因此，通过螺旋弹簧148的卷绕可以将力累积在螺旋弹簧148中，且施加到支撑轴81上的载荷可以被螺旋弹簧148吸收，从而有助于缓和冲击。就是说，当支撑轴81在压缩比改变时通过转动位置限制装置89转动到下一个转动限制位置时，施加到支撑轴81上的转动转矩可以被缓冲/累积装置145的螺旋弹簧148积累。在力在螺旋弹簧148中累积的过程中，输出部件146的转动被累积释放/限制装置171限制，但是当所述的反冲起动器34在发动机的下一次起动而起动时，累积释放/限制装置171允许输出部件146的转动。因此累积在螺旋弹簧148中的弹簧力从输出部件146被传送到飞轮32，因此即使减小反冲起动器34上的牵引载荷，所述的发动机也能充分起动。

转动限制装置89用于交替地与这些限制支座87，88相邻接从而限制支撑轴81的转动位置，其中所述的限制支座87，88设置在支撑轴81上且他们的位置在圆周上相隔一定距离。转动限制装置89具有限制部件91，该限制部件支撑在发动机21的曲轴箱22的曲轴箱本体25上且其能绕垂直于支撑轴81的轴线转动。用于驱动限制部件91转动的致动器101与限制部件91连接。在限制部件91与曲轴箱本体25的轴支撑部分93之间插入推力缓冲装置97，其中该推力缓冲装置97用于在限制支座87或88邻接抵靠在任一选择的限制部件91时缓和轴向方向中的冲击。

当限制支座87和88的其中之一和限制部件91相互接触时，所述的限制部件91受到垂直于支撑轴81的轴线的方向中的冲击，但是可以利用一种简单的结构来缓和这种冲击，在该结构中，在限制部件91与曲轴箱本体25的轴支撑部分93之间设置推力缓冲装置97。因此，可以避免冲击力作用到用于驱动限制部件91的致动器101上并提高耐用性和可靠性，同时避免诸如支撑轴81和限制部件91的各种部件的尺寸因它们的强度增大而增大。另外，也能将在限制支座87和88的其中之一和限制部件91相互接触时产生的声音抑止到一个低水平。

在支撑轴81和发动机21上曲轴箱22的侧盖26之间安装径向缓冲装置120，用于缓和从控制杆69作用到支撑轴81上的径向载荷。也作为径向缓冲装置的转矩传送装置162安装在缓冲/累积装置145与支撑轴81之间。

因此，当压缩比变化时，即使支撑轴81和转动位置限制装置89承受较大的载荷，利用径向载荷缓冲装置120和转矩传送装置162可缓和作用在支撑轴81上的径向载荷。因此，能提高耐用性和可靠性，同时避免诸如支撑轴81和转动位置限制装置89的各种部件的尺寸因它们的强大增大而增大。而且，也能将在转动位置限制装置89限制转动位置时产生的声音抑止在一个较低水平。

虽然上文已对本发明的实施例进行了详细的描述，应明白本发明并不限于上述的具体实施例，且在不背离权利要求书中定义的本发明的精神和范围的情况下可以对本发明进行不同的修改。

Claims (11)

1、一种压缩比可变型发动机，其包括：一端通过活塞销与活塞连接的连接杆；通过曲柄销与曲轴连接并与所述连接杆的另一端连接的辅助杆；一端在离开所述连接杆的连接位置的部位处与所述的辅助杆连接的控制杆；可转动地设置在发动机本体中的支撑轴；和安装在所述支撑轴上的偏心位置处并与所述控制杆的另一端连接的偏心轴，通过改变所述支撑轴的转动位置以改变所述的压缩比，

其特征在于，所述的发动机还包括：单向离合器，其安装在所述支撑轴和所述发动机本体之间，从而限制所述支撑轴的转动方向；转动位置限制装置，用于将所述支撑轴的转动位置选择性地限制在多个点处；和缓冲装置，用于缓和当所述的压缩比变化时作用在所述支撑轴和所述的转动位置限制装置的至少其中之一上的载荷。

2、如权利要求1所述的压缩比可变型发动机，其特征在于，所述缓冲装置安装在所述发动机本体与所述支撑轴和所述的转动位置限制装置的至少其中之一之间，从而缓和通过所述转动位置限制装置的操作改变所述压缩比而产生的载荷。

3、如权利要求2所述的压缩比可变型发动机，其特征在于，所述的缓冲装置为径向缓冲装置(120)，其安装在所述的支撑轴与发动机本体之间以缓和从所述的控制杆施加到所述支撑轴上的径向载荷。

4、如权利要求3所述的压缩比可变型发动机，其特征在于，所述径向缓冲装置包括：一体设置在支撑轴上的偏心凸轮，该偏心凸轮位于球轴承的一侧上，该球轴承插入在所述支撑轴与可转动地支撑所述支撑轴一端的底部圆柱形轴承座之间；弹簧座，其与所述球轴承接合以包围所述偏心凸轮；和压缩弹簧，其保持在所述弹簧座上与所述偏心凸轮摩擦接触。

5、如权利要求2所述的压缩比可变型发动机，其特征在于，所述缓冲装置为冲力缓和装置(97)，其安装在所述发动机本体与所述转动位置限制装置之间。

6、如权利要求5所述的压缩比可变型发动机，其特征在于，所述冲力缓和装置包括夹在一对垫圈之间的环形橡胶件，可转动地设置在曲轴箱中且其轴线垂直于所述支撑轴的轴线的转轴穿过所述垫圈。

7、如权利要求2、5或6所述的压缩比可变型发动机，其特征在于，在所述的支撑轴上的多个轴向相互间隔的点上设置限制支座，这些点的位置在所述支撑轴的圆周方向中替换；一致动器与一限制部件连接，用于驱动所述限制支座进行转动，所述的限制部件设置在所述的发动机本体中，构成转动位置限制装置的一部分，从而其能绕垂直于所述支撑轴的轴线转动而交替地与其中一个限制支座相邻接，以限制所述支撑轴的转动位置；所述的缓冲装置设置在所述的限制部件和发动机本体之间以缓和当交替选择的限制支座与所述的限制部件邻接时产生的轴向冲击。

8、如权利要求1所述的压缩比可变型发动机，其特征在于，在所述的曲轴上固定一飞轮，以使转动力根据所述发动机的起动操作从反冲起动器传送到所述的飞轮上；所述缓冲装置为一缓冲/累积装置(145)，其安装在所述曲轴箱的曲轴箱本体与所述飞轮之间。

9、如权利要求8所述的压缩比可变型发动机，其特征在于，所述的缓冲/累积装置包括：输出部件，其与所述的曲轴同轴设置，使得与反冲起动器方向相同的转动力被传送到所述的飞轮上，且当所述的反冲起动器不工作时限制所述飞轮的转动；输入部件，其与所述的输出部件同轴；螺旋弹簧，其安装在所述输出部件与输入部件之间；和转矩传送装置，其安装在所述的支撑轴和所述的输入部件之间，以将在卷绕所述螺旋弹簧方向中的转动力从所述的支撑轴传送到所述的输入部件直到所述螺旋弹簧的卷绕完成为止，但其允许所述的支撑轴在所述螺旋弹簧的卷绕完成之后空转。

10、如权利要求1所述的压缩比可变型发动机，其特征在于，所述缓冲装置为一转矩传送装置(162)，其安装在一传送管与所述支撑轴之间，以缓和在改变压缩比时作用在所述支撑轴上的径向载荷，其中所述传送管与曲轴同轴设置并可转动地支撑在曲轴箱的曲轴箱本体上。

11、如权利要求10所述的压缩比可变型发动机，其特征在于，所述转矩传送装置包括：在从所述曲轴箱的曲轴箱本体突出的部分上围绕所述支撑轴的环形部件；能在两个状态之间转换的一对滚珠，所述滚珠在其中一个状态与所述支撑轴和环形部件连接，而在另一个状态下与所述环形部件脱离并保持在所述支撑轴上；弹簧，其安装在所述滚珠之间，以作用使滚珠在使它们与支撑轴和环形部件连接的方向上偏移的弹性力；驱动齿轮，一体地设置在所述环形部件的外圆周上；和从动齿轮，一体地设置在所述传送管上与所述驱动齿轮啮合。

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