CN107288702A - 一种新型内燃机可变压缩比装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于内燃机改造设备，具体涉及一种新型内燃机可变压缩比装置，是一种提高内燃机热效率的装置。其包括空间调整电机、行程调整电机、空间调整轴、行程调整轴、摇杆拨叉、行程调整偏心滑套、空间调整偏心滑套、进气调整滑块、排气调整滑块，其中空间调整轴内侧对应进气凸轮轴和排气凸轮轴的凸轮位置两侧安装空间调整偏心滑套，进气调整滑块安装在进气管汇安装一侧的滑槽孔中，排气调整滑块安装在排气管汇安装一侧的滑槽孔中，滑块调整连杆上部铰接连接空间调整偏心滑套，下部铰接连接滑块调整压盖的圆柱凸台。本发明通过偏心轴装置改变气门的位置和行程，以调整内燃机的压缩比，具有结构简单可靠，占用空间小，实用性强，节能等特点。

Description

一种新型内燃机可变压缩比装置
技术领域
本发明专利属于内燃机改造设备，具体涉及一种新型内燃机可变压缩比装置，是一种提高内燃机热效率的装置。
背景技术
内燃机作为如今汽车的主要动力来源，经过多年来的发展，技术已相对成熟，其最高热效率可达40％以上，普通的家用汽车设计工况下的热效率在30％以上，但汽车不可能一直在设计工况下运行，加之如今交通拥堵日益严重，导致汽车在许多情况下都在低速行驶，导致热效率急剧降低，油耗升高，增加的汽车的二氧化碳及污染物的排放。而汽车在低速行驶时热效率下降的根本原因是由于压缩比(气缸最大容积和最小容积的比值)过低。汽油机为例，其压缩比越高，热效率越高，但过高的压缩比会导致混合气在压缩过程中发生爆燃。同时，汽油机采用的是量调节，即通过改变注入气缸的混合气的量来调节汽油机的输出功率，在需要低功率输出时少注入混合气，而在需要高功率输出时多注入混合气。故不可变压缩比的传统汽油机在设计时应在保证最大功率输出时不发生爆燃的前提下尽量提高压缩比。这就导致了传统汽油机在设计工况下效率较高，但在低工况下压缩比相对不够高，导致了效率下降，油耗上升。
发明内容
本发明旨在解决背景技术中提到的问题，本发明提出了一种新型内燃机可变压缩比装置，可以通过改变汽油机的压缩比，使其在任何工况下都能具有较高的热效率，在汽车的日常行驶中大大降低其油耗，其采用的技术方案如下：
一种新型内燃机可变压缩比装置，包括空间调整电机、行程调整电机、调整电机安装架、缸盖主体、同步带轮I、同步带I、动力同步带轮、同步带II、同步带轮II、进气凸轮轴、排气凸轮轴、空间调整轴、行程调整轴、换向齿轮、滑块调整连杆、摇杆拨叉、同步带III、行程调整偏心滑套、空间调整偏心滑套、进气调整滑块、气门、气门复位弹簧、排气调整滑块、滑块调整压盖和滑块锁紧螺栓，其中所述调整电机安装架安装在缸盖主体前向的右上角，并在其外安装面开有两个电机的安装孔，分别安装空间调整电机和行程调整电机，所述缸盖主体开有多个轴的安装孔和滑块的滑槽孔，两侧管道安装孔，分别安装排气管汇和进气管汇，下部连接缸体，内部安装火花塞，所述进气凸轮轴和排气凸轮轴安装在缸盖主体上部中间的安装孔，其中进气凸轮轴安装在进气管汇安装一侧的安装孔中，其后向一端固定同步带轮I，排气凸轮轴安装在排气管汇安装一侧的安装孔中，其后向一端固定同步带轮I，相邻的两个同步带轮I与动力同步带轮通过同步带I连接，所述空间调整轴安装在缸盖主体上部两侧的安装孔，其前向一侧固定同步带轮II，其前向一端通过联轴器连接空间调整电机的输出轴，其内侧对应进气凸轮轴和排气凸轮轴的凸轮位置两侧安装空间调整偏心滑套，在缸盖主体前向的下部中间安装孔安装短轴，短轴内侧安装换向齿轮，外侧安装同步带轮II，相邻的两个换向齿轮为齿轮传动配合，内侧同步带轮II与外侧同步带轮II之间通过同步带II连接，所述进气调整滑块安装在进气管汇安装一侧的滑槽孔中，其下部开有进气通道，中部开有阶梯孔，在其小孔中安装滑套，在其内部安装气门和气门复位弹簧，其中气门上部固定挡环，气门复位弹簧下部接触阶梯孔的大孔的端面，上部接触气门的挡环，其外侧开有密封圈安装槽，并在其中安装密封环，所述排气调整滑块安装在排气管汇安装一侧的滑槽孔中，其下部开有排气通道，中部开有阶梯孔，在其小孔中安装滑套，在其内部安装气门和气门复位弹簧，其中气门上部固定挡环，气门复位弹簧下部接触阶梯孔的大孔的端面，上部接触气门的挡环，其外侧开有密封圈安装槽，并在其中安装密封环，所述滑块调整压盖安装在进气调整滑块和排气调整滑块顶部，并通过滑块锁紧螺栓压紧固定，其中滑块锁紧螺栓与进气调整滑块和排气调整滑块之间通过螺纹连接，滑块调整压盖两端开有圆柱凸台，所述滑块调整连杆上部铰接连接空间调整偏心滑套，下部铰接连接滑块调整压盖的圆柱凸台。
所述行程调整轴安装在缸盖主体下部两侧的安装孔，其后向一侧固定同步带轮II，其前向一端通过联轴器连接行程调整电机的输出轴，其内侧对应进气凸轮轴和排气凸轮轴的凸轮位置安装行程调整偏心滑套，在缸盖主体后向的下部内侧安装孔安装短轴，短轴和行程调整轴内侧安装换向齿轮，相邻的两个换向齿轮为齿轮传动配合，短轴外侧安装同步带轮II，在缸盖主体后向的两个同步带轮II之间通过同步带III连接，摇杆拨叉一端铰接连接行程调整偏心滑套，另一端一侧接触进气凸轮轴和排气凸轮轴的凸轮面，另一侧接触气门的顶端。
本发明具有如下优点：该装置巧妙的将进排气门与调整压缩比的调整滑块结合起来，通过一套偏心轴装置驱动成对的调整滑块，并通过另外另一套偏心轴调整气门升程以适应进排气门调整滑块的位置变化，结构简单可靠，符合内燃机的结构布局特点，占用空间小，实用性强，节能效果显著。
附图说明
图1：本发明一种新型内燃机可变压缩比装置的整体示意图，
图2：本发明一种新型内燃机可变压缩比装置的俯视剖视图，
图3：本发明一种新型内燃机可变压缩比装置的前向整体剖视图，
图4：本发明一种新型内燃机可变压缩比装置的前向局部剖视图，
图5：本发明一种新型内燃机可变压缩比装置的后向整体剖视图，
图6：本发明一种新型内燃机可变压缩比装置的后向局部剖视图，
图7：本发明一种新型内燃机可变压缩比装置的工作部分整体剖视图，
图8：本发明一种新型内燃机可变压缩比装置的工作部分局部剖视图。
1.空间调整电机，2.行程调整电机，3.调整电机安装架，4.缸盖主体，5.排气管汇，6.缸体，7.同步带轮I，8.同步带I，9.动力同步带轮，10.同步带II，11.同步带轮II，12.进气管汇，13.进气凸轮轴，14.排气凸轮轴，15.空间调整轴，16.行程调整轴，17.换向齿轮，18.火花塞，19.滑块调整连杆，20.摇杆拨叉，21.同步带III，22.行程调整偏心滑套，23.空间调整偏心滑套，24.进气调整滑块，25.气门，26.气门复位弹簧，27.排气调整滑块，28.活塞，29.连杆，30.曲轴，31.滑块调整压盖，32.滑块锁紧螺栓，A.进气道，B.燃烧室，C.排气道。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明：
如图1-图8所示，本发明一种新型内燃机可变压缩比装置，包括空间调整电机1、行程调整电机2、调整电机安装架3、缸盖主体4、排气管汇5、缸体6、同步带轮I 7、同步带I 8、动力同步带轮9、同步带II 10、同步带轮II 11、进气管汇12、进气凸轮轴13、排气凸轮轴14、空间调整轴15、行程调整轴16、换向齿轮17、火花塞18、滑块调整连杆19、摇杆拨叉20、同步带III 21、行程调整偏心滑套22、空间调整偏心滑套23、进气调整滑块24、气门25、气门复位弹簧26、排气调整滑块27、活塞28、连杆29、曲轴30、滑块调整压盖31和滑块锁紧螺栓32，其中所述调整电机安装架3安装在缸盖主体4前向的右上角，并在其外安装面开有两个电机的安装孔，分别安装空间调整电机1和行程调整电机2，所述缸盖主体4开有多个轴的安装孔和滑块的滑槽孔，两侧管道安装孔，分别安装排气管汇5和进气管汇12，下部连接缸体6，内部安装火花塞18，所述缸体6内部分别安装活塞28、连杆29和曲轴30，其中活塞28与连杆29之间、连杆29和曲轴30铰接安装，曲轴30的后向一端固定动力同步带轮9，所述进气凸轮轴13和排气凸轮轴14安装在缸盖主体4上部中间的安装孔，其中进气凸轮轴13安装在进气管汇12安装一侧的安装孔中，其后向一端固定同步带轮I 7，排气凸轮轴14安装在排气管汇5安装一侧的安装孔中，其后向一端固定同步带轮I 7，相邻的两个同步带轮I 7与动力同步带轮9通过同步带I 8连接，所述空间调整轴15安装在缸盖主体4上部两侧的安装孔，其前向一侧固定同步带轮II 11，其前向一端通过联轴器连接空间调整电机1的输出轴，其内侧对应进气凸轮轴13和排气凸轮轴14的凸轮位置两侧安装空间调整偏心滑套23，在缸盖主体4前向的下部中间安装孔安装短轴，短轴内侧安装换向齿轮17，外侧安装同步带轮II 11，相邻的两个换向齿轮17为齿轮传动配合，内侧同步带轮II 11与外侧同步带轮II 11之间通过同步带II 10连接，所述进气调整滑块24安装在进气管汇12安装一侧的滑槽孔中，其下部开有进气通道，中部开有阶梯孔，在其小孔中安装滑套，在其内部安装气门25和气门复位弹簧26，其中气门25上部固定挡环，气门复位弹簧26下部接触阶梯孔的大孔的端面，上部接触气门25的挡环，其外侧开有密封圈安装槽，并在其中安装密封环，所述排气调整滑块27安装在排气管汇5安装一侧的滑槽孔中，其下部开有排气通道，中部开有阶梯孔，在其小孔中安装滑套，在其内部安装气门25和气门复位弹簧26，其中气门25上部固定挡环，气门复位弹簧26下部接触阶梯孔的大孔的端面，上部接触气门25的挡环，其外侧开有密封圈安装槽，并在其中安装密封环，所述滑块调整压盖31安装在进气调整滑块24和排气调整滑块27顶部，并通过滑块锁紧螺栓32压紧固定，其中滑块锁紧螺栓32与进气调整滑块24和排气调整滑块27之间通过螺纹连接，滑块调整压盖31两端开有圆柱凸台，所述滑块调整连杆19上部铰接连接空间调整偏心滑套23，下部铰接连接滑块调整压盖31的圆柱凸台，
所述行程调整轴16安装在缸盖主体4下部两侧的安装孔，其后向一侧固定同步带轮II 11，其前向一端通过联轴器连接行程调整电机2的输出轴，其内侧对应进气凸轮轴13和排气凸轮轴14的凸轮位置安装行程调整偏心滑套22，在缸盖主体4后向的下部内侧安装孔安装短轴，短轴和行程调整轴16内侧安装换向齿轮17，相邻的两个换向齿轮17为齿轮传动配合，短轴外侧安装同步带轮II 11，在缸盖主体4后向的两个同步带轮II 11之间通过同步带III 21连接，所述摇杆拨叉20一端铰接连接行程调整偏心滑套22，另一端一侧接触进气凸轮轴13和排气凸轮轴14的凸轮面，另一侧接触气门25的顶端。
在使用本发明正常工作时，油气混合气经进气道A和进气调整滑块24的进气通道进入燃烧室B，火花塞18点火燃烧油气混合气，油气混合气燃烧后经排气调整滑块27的排气通道进入排气道C，油气混合气燃烧过程中推动活塞28并经连杆29带动曲轴30和动力同步带轮9旋转，动力同步带轮9经同步带I 8和同步带轮I 7带动进气凸轮轴13和排气凸轮轴14旋转，进气凸轮轴13和排气凸轮轴14的凸轮部分规律性经摇杆拨叉20下压或上抬气门25；在遇到交通拥堵需低速行驶时，需下放进气调整滑块24和排气调整滑块27，空间调整电机1驱动空间调整轴15旋转，一侧空间调整轴15经前向同步带轮II 11、同步带II 10和两个换向齿轮17带动另一侧空间调整轴15旋转，空间调整轴15带动空间调整偏心滑套23，并通过滑块调整连杆19下放进气调整滑块24和排气调整滑块27，当交通拥堵缓解需提速时，如上同理，通过空间调整电机1驱动空间调整轴15旋转，一侧空间调整轴15经前向同步带轮II11、同步带II 10和两个换向齿轮17带动另一侧空间调整轴15旋转，空间调整轴15带动空间调整偏心滑套23，并通过滑块调整连杆19上抬进气调整滑块24和排气调整滑块27；当调整进气调整滑块24和排气调整滑块27后，通过行程调整电机2驱动行程调整轴16旋转，一侧行程调整轴16经后向两个换向齿轮17、同步带轮II 11和同步带III 21带动另一侧行程调整轴16旋转，行程调整轴16带动行程调整偏心滑套22调整摇杆拨叉20的旋转中心的位置，从而调整气门25的行程，从而改变内燃机的压缩比。

Claims (2)

1.一种新型内燃机可变压缩比装置，其特征在于：包括空间调整电机(1)、行程调整电机(2)、调整电机安装架(3)、缸盖主体(4)、同步带轮I(7)、同步带I(8)、动力同步带轮(9)、同步带II(10)、同步带轮II(11)、进气凸轮轴(13)、排气凸轮轴(14)、空间调整轴(15)、行程调整轴(16)、换向齿轮(17)、滑块调整连杆(19)、摇杆拨叉(20)、同步带III(21)、行程调整偏心滑套(22)、空间调整偏心滑套(23)、进气调整滑块(24)、气门(25)、气门复位弹簧(26)、排气调整滑块(27)、滑块调整压盖(31)和滑块锁紧螺栓(32)，其中调整电机安装架(3)安装在缸盖主体(4)前向的右上角，并在其外安装面开有两个电机的安装孔，分别安装空间调整电机(1)和行程调整电机(2)，缸盖主体(4)开有多个轴的安装孔和滑块的滑槽孔，两侧管道安装孔，分别安装排气管汇(5)和进气管汇(12)，下部连接缸体(6)，内部安装火花塞(18)，进气凸轮轴(13)和排气凸轮轴(14)安装在缸盖主体(4)上部中间的安装孔，其中进气凸轮轴(13)安装在进气管汇(12)安装一侧的安装孔中，其后向一端固定同步带轮I(7)，排气凸轮轴(14)安装在排气管汇(5)安装一侧的安装孔中，其后向一端固定同步带轮I(7)，相邻的两个同步带轮I(7)与动力同步带轮(9)通过同步带I(8)连接，空间调整轴(15)安装在缸盖主体(4)上部两侧的安装孔，其前向一侧固定同步带轮II(11)，其前向一端通过联轴器连接空间调整电机(1)的输出轴，其内侧对应进气凸轮轴(13)和排气凸轮轴(14)的凸轮位置两侧安装空间调整偏心滑套(23)，在缸盖主体(4)前向的下部中间安装孔安装短轴，短轴内侧安装换向齿轮(17)，外侧安装同步带轮II(11)，相邻的两个换向齿轮(17)为齿轮传动配合，内侧同步带轮II(11)与外侧同步带轮II(11)之间通过同步带II(10)连接，进气调整滑块(24)安装在进气管汇(12)安装一侧的滑槽孔中，其下部开有进气通道，中部开有阶梯孔，在其小孔中安装滑套，在其内部安装气门(25)和气门复位弹簧(26)，其中气门(25)上部固定挡环，气门复位弹簧(26)下部接触阶梯孔的大孔的端面，上部接触气门(25)的挡环，其外侧开有密封圈安装槽，并在其中安装密封环，排气调整滑块(27)安装在排气管汇(5)安装一侧的滑槽孔中，其下部开有排气通道，中部开有阶梯孔，在其小孔中安装滑套，在其内部安装气门(25)和气门复位弹簧(26)，其中气门(25)上部固定挡环，气门复位弹簧(26)下部接触阶梯孔的大孔的端面，上部接触气门(25)的挡环，其外侧开有密封圈安装槽，并在其中安装密封环，滑块调整压盖(31)安装在进气调整滑块(24)和排气调整滑块(27)顶部，并通过滑块锁紧螺栓(32)压紧固定，其中滑块锁紧螺栓(32)与进气调整滑块(24)和排气调整滑块(27)之间通过螺纹连接，滑块调整压盖(31)两端开有圆柱凸台，滑块调整连杆(19)上部铰接连接空间调整偏心滑套(23)，下部铰接连接滑块调整压盖(31)的圆柱凸台。
2.根据权利要求1所述的一种新型内燃机可变压缩比装置，其特征在于：行程调整轴(16)安装在缸盖主体(4)下部两侧的安装孔，其后向一侧固定同步带轮II(11)，其前向一端通过联轴器连接行程调整电机(2)的输出轴，其内侧对应进气凸轮轴(13)和排气凸轮轴(14)的凸轮位置安装行程调整偏心滑套(22)，在缸盖主体(4)后向的下部内侧安装孔安装短轴，短轴和行程调整轴(16)内侧安装换向齿轮(17)，相邻的两个换向齿轮(17)为齿轮传动配合，短轴外侧安装同步带轮II(11)，在缸盖主体(4)后向的两个同步带轮II(11)之间通过同步带III(21)连接，摇杆拨叉(20)一端铰接连接行程调整偏心滑套(22)，另一端一侧接触进气凸轮轴(13)和排气凸轮轴(14)的凸轮面，另一侧接触气门(25)的顶端。
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