CN107201945A - 一种可变压缩比发动机 - Google Patents

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唐学鑫
贺元成
洪震
李刚
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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/04—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
    • F02B75/048—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of a variable crank stroke length

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Abstract

一种可变压缩比发动机，齿圈体通过齿圈体轴瓦可旋转地安装在曲轴上并与曲轴主轴颈同心。支撑轴及丝杠均可转动地安装在机体上，尾齿轮通过键固定联接在支撑轴尾端并与飞轮上的齿圈啮合。移动齿轮与支撑轴中部为螺纹副联接，该螺纹副的螺旋升角大于其摩擦自锁角，移动齿轮与齿圈体的外齿圈啮合。齿轮偏心套的一端制有齿轮,该齿轮与齿轮偏心套的内孔同心且与齿圈体的内齿圈啮合。飞轮上的齿圈齿数与尾齿轮齿数之比等于齿圈体外齿圈齿数与移动齿轮齿数之比。左架与右架分别紧贴于移动齿轮左右侧，左架及右架的上部与支撑轴为间隙配合，左架与右架的下部与丝杠为螺纹副联接。该可变压缩比发动机，既无有害惯性力产生，也保持了曲轴位置的固定。

Description

一种可变压缩比发动机
技术领域
本发明涉及一种可变压缩比发动机。
背景技术
专利CN103850809A公布了一种连续可变压缩比发动机。它是通过控制曲轴主轴颈偏心量的方式实现。虽无有害惯性力产生，但由于调节压缩比时，曲轴位置要移动，所以必须解决曲轴的输出部位与后端相匹配的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种可变压缩比发动机，既无有害惯性力产生，也保持了曲轴位置的固定。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所设计的一种可变压缩比发动机包括
连杆、曲轴、止推轴承、飞轮、右架、尾齿轮、机体、丝杠、移动齿轮、左架、联轴器、步进电机、支撑轴、连杆轴瓦、齿轮偏心套、齿轮偏心套轴瓦、齿圈体及齿圈体轴瓦，连杆的大头、连杆轴瓦、齿轮偏心套、齿轮偏心套轴瓦、齿圈体及齿圈体轴瓦均为剖分结构，连杆的大头及齿圈体各自的两个剖分部分采用螺栓联接，齿圈体设有同心的内齿圈和外齿圈, 齿圈体通过齿圈体轴瓦可旋转地安装在曲轴上并与曲轴主轴颈同心，连杆的大头与齿轮偏心套间装有连杆轴瓦，齿轮偏心套与曲轴的曲柄销之间装有齿轮偏心套轴瓦，支撑轴及丝杠均可转动地安装在机体上，尾齿轮通过键固定联接在支撑轴尾端并与飞轮上的齿圈啮合，移动齿轮与支撑轴中部为螺纹副联接，该螺纹副的螺旋升角大于其摩擦自锁角，移动齿轮与齿圈体的外齿圈啮合，齿轮偏心套的一端制有齿轮,该齿轮与齿轮偏心套的内孔同心且与齿圈体的内齿圈啮合, 飞轮上的齿圈齿数与尾齿轮齿数之比等于齿圈体外齿圈齿数与移动齿轮齿数之比，左架与右架分别紧贴于移动齿轮左右侧，左架及右架的上部与支撑轴为间隙配合，左架与右架的下部与丝杠为螺纹副联接， 丝杠通过联轴器与步进电机联接。
本技术方案所述的左架及右架，它们与移动齿轮相对的端部均可安装有止推轴承。
本技术方案所述的止推轴承可以是止推滑动轴承。
本技术方案所述的移动齿轮与支撑轴中部的螺纹副联接，其螺旋升角可为12°-25°。
本发明的工作原理是：在没有调节压缩比的工作状态时，步进电机停止转动，左架与右架使移动齿轮保持轴向位置不变。由于飞轮上的齿圈齿数与尾齿轮齿数之比等于齿圈体外齿圈齿数与移动齿轮齿数之比，所以，此时齿圈体和曲轴同步转动，齿圈体与齿轮偏心套无相对运动，齿轮偏心套与曲轴的曲柄销无相对运动，曲柄的实际半径保持不变压缩比也就不变。当需要调节压缩比时，步进电机按汽车电控系统的指令转动，从而通过联轴器、丝杠及左架和右架使移动齿轮移动。由于移动齿轮与支撑轴中部为螺纹副联接，所以移动齿轮在移动时就会作相对于支撑轴转动，导致齿圈体对曲轴产生一个相对转动。此时，齿圈体的内齿圈就会通过齿轮偏心套的齿轮使齿轮偏心套相对于曲轴的曲柄销转动，从而改变曲柄的实际半径，实现对发动机压缩比的调节。
本发明的有益效果是：实现发动机压缩比可变的同时，既无有害惯性力产生，也保持了曲轴位置的固定。
附图说明
图1是本发明实施例的主视图。
图2是图1的局部I的放大视图。
图中1.连杆、2.曲轴、3.止推轴承、4.飞轮、5.右架、6.尾齿轮、7.机体、8.丝杠、9.移动齿轮、10.左架、11.联轴器、12.步进电机、13.支撑轴、14.连杆轴瓦、15.齿轮偏心套、16.齿轮偏心套轴瓦、17.齿圈体、18.齿圈体轴瓦。
具体实施方式
从图1、图2中看出，本发明实施例的一种可变压缩比发动机包括连杆（1）、曲轴（2）、止推轴承（3）、飞轮（4）、右架（5）、尾齿轮（6）、机体（7）、丝杠（8）、移动齿轮（9）、左架（10）、联轴器（11）、步进电机（12）、支撑轴（13）、连杆轴瓦（14）、齿轮偏心套（15）、齿轮偏心套轴瓦（16）、齿圈体（17）及齿圈体轴瓦（18）。连杆（1）的大头、连杆（1）轴瓦、齿轮偏心套（15）、齿轮偏心套轴瓦（16）、齿圈体（17）及齿圈体轴瓦（18）均为剖分结构。连杆（1）的大头及齿圈体（17）各自的两个剖分部分采用螺栓联接。齿圈体（17）设有同心的内齿圈和外齿圈, 齿圈体（17）通过齿圈体轴瓦（18）可旋转地安装在曲轴（2）上并与曲轴（2）主轴颈同心。连杆（1）的大头与齿轮偏心套（15）间装有连杆轴瓦（14），齿轮偏心套（15）与曲轴（2）的曲柄销之间装有齿轮偏心套轴瓦（16）。支撑轴（13）及丝杠（8）均可转动地安装在机体（7）上。尾齿轮（6）通过键固定联接在支撑轴（13）尾端并与飞轮（4）上的齿圈啮合。移动齿轮（9）与支撑轴（13）中部为螺纹副联接，该螺纹副的螺旋升角大于其摩擦自锁角，最好在12°-25°的范围内。移动齿轮（9）与齿圈体（17）的外齿圈啮合，齿轮偏心套（15）的一端制有齿轮,该齿轮与齿轮偏心套（15）的内孔同心且与齿圈体（17）的内齿圈啮合。飞轮（4）上的齿圈齿数与尾齿轮（6）齿数之比等于齿圈体（17）外齿圈齿数与移动齿轮（9）齿数之比。左架（10）及右架（5）与移动齿轮（9）相对的端部均安装有止推轴承（3），并通过止推轴承（3）分别紧贴于移动齿轮（9）左右侧，该止推轴承（3）为止推滑动轴承。左架（10）及右架（5）的上部与支撑轴（13）为间隙配合，左架（10）与右架（5）的下部与丝杠（8）为螺纹副联接，丝杠（8）通过联轴器（11）与步进电机（12）联接。
本发明的工作原理是：在没有调节压缩比的工作状态时，步进电机（12）停止转动，左架（10）与右架（5）使移动齿轮（9）保持轴向位置不变。由于飞轮（4）上的齿圈齿数与尾齿轮（6）齿数之比等于齿圈体（17）外齿圈齿数与移动齿轮（9）齿数之比，所以，此时齿圈体（17）和曲轴（2）同步转动，齿圈体（17）与齿轮偏心套（15）无相对运动，齿轮偏心套（15）与曲轴（2）的曲柄销无相对运动，曲柄的实际半径保持不变压缩比也就不变。当需要调节压缩比时，步进电机（12）按汽车电控系统的指令转动，从而通过联轴器（11）、丝杠（8）及左架（10）和右架（5）使移动齿轮（9）移动。由于移动齿轮（9）与支撑轴（13）中部为螺纹副联接，所以移动齿轮（9）在移动时就会作相对于支撑轴（13）转动，导致齿圈体（17）对曲轴（2）产生一个相对转动。此时，齿圈体（17）的内齿圈就会通过齿轮偏心套（15）的齿轮使齿轮偏心套（15）相对于曲轴（2）的曲柄销转动，从而改变曲柄的实际半径，实现对发动机压缩比的调节。
显而易见，移动齿轮（9）与尾齿轮（6）交换啮合的对象，并把相应机构调整后，也可以实现压缩比的调节。

Claims (4)

1. 一种可变压缩比发动机包括连杆、曲轴、止推轴承、飞轮、右架、尾齿轮、机体、丝杠、移动齿轮、左架、联轴器、步进电机、支撑轴、连杆轴瓦、齿轮偏心套、齿轮偏心套轴瓦、齿圈体及齿圈体轴瓦，其特征在于：连杆的大头、连杆轴瓦、齿轮偏心套、齿轮偏心套轴瓦、齿圈体及齿圈体轴瓦均为剖分结构，连杆的大头及齿圈体各自的两个剖分部分采用螺栓联接，齿圈体设有同心的内齿圈和外齿圈, 齿圈体通过齿圈体轴瓦可旋转地安装在曲轴上并与曲轴主轴颈同心，连杆的大头与齿轮偏心套间装有连杆轴瓦，齿轮偏心套与曲轴的曲柄销之间装有齿轮偏心套轴瓦，支撑轴及丝杠均可转动地安装在机体上，尾齿轮通过键固定联接在支撑轴尾端并与飞轮上的齿圈啮合，移动齿轮与支撑轴中部为螺纹副联接，该螺纹副的螺旋升角大于其摩擦自锁角，移动齿轮与齿圈体的外齿圈啮合，齿轮偏心套的一端制有齿轮,该齿轮与齿轮偏心套的内孔同心且与齿圈体的内齿圈啮合, 飞轮上的齿圈齿数与尾齿轮齿数之比等于齿圈体外齿圈齿数与移动齿轮齿数之比，左架与右架分别紧贴于移动齿轮左右侧，左架及右架的上部与支撑轴为间隙配合，左架与右架的下部与丝杠为螺纹副联接， 丝杠通过联轴器与步进电机联接。
2.根据权利要求1所述的一种可变压缩比发动机，其特征是：所述的左架及右架，它们与移动齿轮相对的端部均安装有止推轴承。
3.根据权利要求1及权利要求2所述的一种可变压缩比发动机，其特征是：所述的止推轴承是止推滑动轴承。
4.根据权利要求1所述的一种可变压缩比发动机，其特征是：所述的移动齿轮与支撑轴中部的螺纹副联接，其螺旋升角为12°-25°。
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