CN1076073C - 具有在曲轴方向相互邻接地装在壳体中的汽缸的活塞式发动机 - Google Patents

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Abstract

对于具有在曲轴方向相邻接地安装在壳体内的汽缸的活塞式发动机，特别是内燃机，它包含一个带有内摆线直线导轨的活塞的往复传动装置，其中直线导轨具有一个与设置在壳体上的导向面共同起作用的导向元件，为了使往复传动装置尽可能地简化，建议直线导轨的导向元件装在并排成一列的汽缸的活塞的活塞杆之间，并且在必要的情况下可以调整。

Description

具有在曲轴方向相互邻接地装在壳体中的汽缸的活塞式发动机
本发明涉及GB-A1 060 372所述的活塞式发动机。
这份资料表示和叙述一种具有径向对称设置的，其平行轴线与曲轴回转轴线正交的活塞式发动机的一个实施例。这种类型的活塞式发动机是和活塞式压缩机相结合的内燃机。这种已知发动机包含一个带内摆线直线导轨的往复传动装置，它包括一个与曲轴相结合并且相互不可旋转地连接在一起的偏心轮。两个连接面对面地处于径向对称设置的汽缸中的活塞的活塞杆共同与一个由两件组成的、管状往复偏心轮存在驱动连接关系，在它的两个端部区域各装有一个带在壳体一侧作直线滑动运动的导向元件的导向偏心轮。
这种已知往复传动装置的特别的缺点是附加地用作活塞直线导轨的、装在壳体内可与活塞同心运动的汽缸衬套，为了移动运动的导向它同样地和管状的往复偏心轮存在驱动连接关系。这种结构需要在曲轴纵向有很长的尺寸，具有在壳体内曲轴支承间距很大的缺点。另一个缺点是这种带内摆线直线导轨的往复传动装置成本高和结构复杂。
DE-PS 271 755表示和描述一种带在径向对称设置汽缸组内的活塞的内燃机的实施例，汽缸组的平行轴线分布在曲轴回转轴线的横向平面内。在带内摆线直线导轨的往复传动装置中这种结构允许平行的活塞杆连接在一个与双偏心万向节不可旋转地安装的往复偏心轮的小齿轮之间的单独的导向环上。
与开头所述的技术水平相反这种带内摆线直线导轨的已知结构虽然得到在曲轴纵向具有较短的曲轴支承间距的短结构活塞式发动机，但是它的缺点是这种带齿形的往复传动装置强度较低。
其次由DE-A 25 19 908已知一种内摆线活塞式发动机，它具有在曲轴回转轴线平面内的、在曲轴方向并列设置的汽缸组，在它的连杆之间设有作为内摆线直线导轨的另一个垂直安装的汽缸组。在这个汽缸组中在活塞式发动机的另一个汽缸中往复运动的活塞用来作为导向元件，使得这种十字布局汽缸组产生结构尺寸大的缺点。
本发明的目的在于：对于一种类型的活塞式发动机尽可能地简化特别是带内摆线直线导轨的往复传动装置，此外它允许在比较小的重量的情况下有一个紧凑的结构。
为实现上述目的，根据本发明提供一种带在曲轴方向相互邻接地设置在壳体内的汽缸的活塞式发动机，包含一个用于活塞的往复传动装置，它通过活塞杆经过内摆线直线导轨这个中间环节与可以在曲轴上作旋转运动的往复和导向偏心轮作驱动连接，其中直线导轨的导向元件与设置在壳体上的导向面共同起作用，其特征在于：在装在相邻地排成一列的汽缸的活塞的两个相邻活塞杆之间的导向偏心轮上有一个唯一的两个相邻活塞杆的直线导轨的导向元件。
对于带在曲轴回转轴线平面内往复运动的一个汽缸组的活塞或者两个径向对称设置的汽缸组(4缸卧式发动机)的活塞的活塞杆的活塞式发动机本发明以优良的方式除提供活塞杆之间内摆线直线导轨部分节省位置的布局以外首先还提供了一种特别简单的结构。这以最低的费用借助于一个单独的、与设置在壳体一侧的导向面共同起作用的导向元件来达到，从而实现最小的直线导轨构件和导向面。
用一个按一种优先采用的结构设置的单独的、垂直于往复运动活塞杆可运动地装在它们之间的导向元件有利地减少了构件-公差的数量。其次按本发明的直线导轨可以配备用来静态和/或动态补偿壳体和往复传动装置之间的尺寸公差的装置。因此导向元件的直线导轨的偏离曲轴回转轴线的位置可以有利地得到补偿，从而避免由于特别高的加工精度造成的高的加工成本。
在一种优先采用的活塞式发动机的结构中径向对称地设置的汽缸组内面对面布置的活塞通过活塞杆同方向驱动连接，其中曲轴的一个曲柄轴颈上活塞杆的中间可旋转地安装一个与内摆线直线导轨的单独的导向元件共同起作用的导向偏心轮，它与两侧相邻的装在曲柄轴颈上的、并可旋转地嵌接在活塞杆内的直线导轨的往复偏心轮不可相对旋转地相连接。这种按本发明的三盘偏心轮组件与由开头所述DE-PS 271 755已知的偏心轮双小齿轮组件相比由于取消了齿形加工具有比较简单的结构，它附加地保证在可靠的液压动力润滑时传递较大的活塞力。
这种按本发明的结构以更加优良的方式将用于两个同方向运动的活塞组的曲轴悬伸的往复轴颈长度缩短到最小的尺寸，它由汽缸间距加两倍的活塞杆厚度之半得到。因此曲轴的曲拐臂可以紧挨着各个活塞杆安装，并可以配备相对于曲轴回转轴线的活塞和活塞杆的平衡质量，类似于廉价的，由前面提到的DE-PS 271 755已知的结构。
在本发明的另一种结构中设置在DE-A 41 08 311中已经推荐过的瓦特导杆(Wattscher Lenker)作为内摆线直线导轨的导向元件，它的连接体安装在活塞杆之间、支承在唯一的导向偏心轮上，其中它的摇臂在它的至少一个铰接部位配备一个相对于连接体和/或发动机壳体可旋转和可固定地安装的调节偏心轮作为补偿尺寸公差的装置。这个调整偏心轮在往复传动装置装配以后，在连接体的中间位置首先向一个方向旋转直到出现阻力，然后向相反方向旋转直到出现下一个阻力，最后求出两个阻力位置的大致中点进行固定。在罩在壳体内的瓦特导杆连接体时壳体一侧的摇臂铰接部位以优良的方式配备调整偏心轮，因此例如对于批量生产活塞发动机中的自动调整它易于接近。
为了达到导向偏心轮在作为导向元件的瓦特导杆的连接体内装配的方便，导向偏心轮由在曲柄轴颈轴线方向可连接起来的部分构成，其中为了促使结构简单在每个部分上活塞杆一侧装一个往复偏心轮，以及一个关于曲轴曲柄轴颈轴线的平衡质量。
按照本发明的另一种实施例内摆线直线导轨的导向偏心轮与一个在活塞杆之间发动机壳体一侧可以作直线滑动的导向元件相组合，它按照一种结构可以是一个做成带有平行导向面的滑块，特别是滚动支承的滑块，或者按照另一种结构可以是装在导向偏心轮上的滚动轴承，后一种结构例如本来已由开头所述的GB-A 10 60 372知悉。
上述导向元件各自与单独的导轨板共同起作用，它垂直于导轨方向可移动地装在壳体内(上)，以补偿尺寸公差。为了导轨板的移动最好设置装在壳体内的、液压加载活塞。它附加地与导轨板可以作翻转运动地相连。
为了装配方便在这两个带滑块的实施例中滑块在导轨方向平行于它的导向面分成两半，使得导向偏心轮包括装在它两端区域的平衡质量可以做成一体。因此达到所述导向偏心轮的高刚度结构。
借助于在图形中仅仅局部地画出的例子对本发明作一阐述。它们表示：
图1，一个没有画出来的活塞式发动机的往复传动装置连带在内摆线直线导轨中的瓦特导杆的局部视图，
图2，一个没有画出来的活塞式发动机的另一种往复传动装置连同一个在活塞杆中间和一个单独的导向偏心轮共同作用的内摆线直线导轨的滑块，和
图3，上述滑块导轨连同没有详细画出来的活塞式发动机的两个径向对称设置的汽缸体之一。
在以1表示的曲轴回转轴线的一个垂直平面内分开的没有画出来的活塞式发动机的壳体包围按图3的径向对称设置的汽缸组2、3，它们的汽缸轴线2′和3′与曲轴回转轴线1垂直相交。在径向对称设置的汽缸组2、3内相互面对面分布的活塞4、4′和5、5′按图2通过活塞杆6、7相互连接。为了借助于活塞杆6、7使活塞对4、4′和5、5′作往复运动设置一个带内摆线直线导轨9的往复传动装置。对于图1和2的两个实施例以同样的原理构成的往复传动装置8包含一个用分段线条10象征性地表示的曲轴。沿汽缸轴线2′和3′同方向往复运动的活塞杆6和7具有设置在中心部位的孔11、12，以便可旋转地支承内摆线直线导轨9的各一个偏心轮13、14。
曲轴10的一条与曲轴回转轴线1平行的线条15象征性地表示一个曲柄轴颈。在它的曲柄轴颈15上在其外端区域可旋转地装有支承在相互平行的活塞杆6和7内的往复偏心轮13、14。由于同方向往复运动的活塞对4、4′和5、5′的原因往复偏心轮13、14同方向地安装在共同的曲柄轴颈15上。
在这个偏心轮13、14中间内摆线直线导轨9包含另一个可旋转地支承在曲柄轴颈15上、并与往复偏心轮13、14径向对称地安装的导向偏心轮16，它与往复偏心轮不可相对旋转地相连。这个导向偏心轮16与一个装在并排成一列的汽缸2、3的活塞对4、4′和5、5′的活塞杆6、7之间的直线导轨9的导向元件17共同起作用，其中垂直于活塞杆6和7运动方向的基本上作直线移动的导向元件17原则上与设置在壳体上的导向面共同作用。
在按图1的第一实施例中往复传动装置8的内摆线直线导轨9与一个瓦特导杆18相组合，它的连接体19作为导向元件17支承在活塞杆6和7之间的导向偏心轮16上。连接体19通过一个示意表示的摇臂20铰接在没有画出来的壳体上。最好摇臂20在它的壳体铰接部位21处分别配备一个相对于壳体可旋转也可固定地设置的调节偏心轮22作为补偿尺寸公差的装置。这个调节偏心轮22在往复传动装置8装在没有画出来的壳体内以后按顺序首先向一个方向旋转直至出现旋转阻力，然后向相反方向旋转直至出现下一个阻力。最后固定在这两个阻力位置的大致中间方位。在这个调整过程中连接体19安装在它的中心位置上，这时支承导向偏心轮16的孔23的中心基本上与曲轴回转轴线1同心，或者由于尺寸公差与它平行地相隔很小的距离。用调节偏心轮22通过往复传动装置8中存在的支承间隙连接体19可以找到这样一个调整位置，使连接体19在它的两个极限位置之间的整个导向行程内可靠地避免往复传动装置内的卡死现象。
为了将连接体19装在导向偏心轮16上它由可以在曲柄轴颈轴线方向连接在一起的部分24、24′构成，其中为了达到比较简单的结构在每个部分24，24′活塞杆一侧各自装一个往复偏心轮13或14，以及还有一个相对于曲轴曲柄轴颈15轴线的平衡质量25。
在图2和3中表示的另一个实施例中内摆线直线导轨9的导向偏心轮16与一个在活塞杆6、7之间壳体一侧作直线滑动的导向元件相结合，如由图2和3可以看到的，导向元件做成由平行导向面构成的滑块26。滑块26和分别的导轨板27、27′共同起作用，它垂直于导轨方向可移动地安装在壳体上(内)以补偿尺寸公差。导轨板27、27′最好通过装在壳体上的、液压加载的活塞28、28′可移动地安装，其中导轨板相对于活塞28、28′附加地可作翻转运动。利用这种按本发明的结构达到带孔中心的滑块26相对于曲轴回转轴线1的自动调整。在将支承活塞28、28′接到活塞式发动机的压力润滑系统上去时就达到自动的间隙和补偿调整。滑块26也可以加上一个没有画出来的滚动轴承装置或者滚动体之类的中间环节与导轨板27、27′配合作用，以便通过这个措施或者与可移动的导轨板27、27′相结合避免特别是在冷启动时在活塞4、4′，5、5′的上死点区直线导轨9卡死或自锁。
按本发明的液压支持的导轨板27、27′的滑块26的直线导轨考虑到滑块26的装配问题和导向偏心轮16的结构，可以将滑块26在平行于它的导向面29、29′的导轨方向分成两半构成。由此导向偏心轮16连同装在它两端区域的平衡质量30做成一个整体，从而在与往复偏心轮13、14装配连接后达到一个高刚度的3盘偏心轮组件。
在本发明的范围内代替滑块26也可以配置一个装在导向偏心轮16上的滚动轴承作为另一种导向元件，它例如通过它的外环与可移动地安装的导轨板27、27′处于可相对滑动的连接状态。

Claims (12)

1.带在曲轴方向相互邻接地设置在壳体内的汽缸的活塞式发动机，
·包含一个用于活塞(4、4′，5、5′)的往复传动装置(8)，它通过活塞杆(6、7)经过内摆线直线导轨(9)这个中间环节与可以在曲轴(10)上作旋转运动的往复和导向偏心轮(13、14、16)作驱动连接，其中
·直线导轨(9)的导向元件(17)与设置在壳体上的导向面共同起作用，
其特征在于：
·在装在相邻地排成一列的汽缸(2、3)的活塞(4、4′，5、5′)的两个相邻活塞杆(6、7)之间的导向偏心轮(16)上有一个唯一的两个相邻活塞杆(6、7)的直线导轨的导向元件(17)。
2.按权利要求1的活塞式发动机，其特征在于：每个直线导轨(9)配备用来静态和/或动态补偿壳体和往复传动装置(8)之间尺寸公差的装置。
3.按权利要求1和2的活塞式发动机，其特征在于：
·在径向对称设置的汽缸组(2、3)内面对面布置的活塞(4、4′，5、5′)通过活塞杆(6、7)同方向驱动地连接在一起，其中
·在曲轴(10)的曲柄轴颈(15)上两个相邻活塞杆(6、7)的中间可旋转运动地安装一个与内摆线直线导轨(9)的导向元件(17)共同起作用的导向偏心轮(16)，
·它与两侧紧靠着的可旋转地装在曲柄轴颈(15)上的、可旋转运动地嵌入活塞杆(6、7)的直线导轨(9)的往复偏心轮(13，14)不可相对旋转地连接在一起。
4.按权利要求1至3的活塞式发动机，其特征在于：
·内摆线直线导轨(9)与瓦特导杆(18)相连接，
·它的连接体(19)支承在导向偏心轮(16)上相邻的活塞杆(6、7)之间，其中
·它的摇臂(20)至少在它的一个铰接部位(21)配备一个相对于连接体(19)和/或壳体可旋转和固定地安装的调节偏心轮(22)作为用来补偿尺寸公差的装置。
5.按权利要求1至4的活塞式发动机，其特征在于：在摇臂(20)的每个壳体一侧的饺接部位(21)安装一个调节偏心轮(22)，并且在必要情况下做得能自动调整。
6.按权利要求1至5的活塞式发动机，其特征在于：
·导向偏心轮(16)由可在曲柄轴颈轴线方向相连接的部分(24，24′)组成，其中
·在每个部分(24、24′)上活塞杆一侧安装一个往复偏心轮(13、14)以及一个相对于曲轴曲柄轴颈(15)的轴线的平衡质量(25)。
7.按权利要求1至3的活塞式发动机，其特征在于：内摆线直线导轨(9)的导向偏心轮(16)与一个可以在相邻活塞杆(6、7)之间壳体一侧作直线滑动运动的导向元件(17)相结合。
8.按权利要求1至3和7的活塞式发动机，其特征在于：导向元件(17)是一个做得具有平行导向面(29、29′)的滑块(26)。
9.按权利要求1至3和7的活塞式发动机，其特征在于：一个装在导向偏心轮(16)上的滚动轴承作为可滑动运动的导向元件(17)。
10.按权利要求1至3和6至9的活塞式发动机，其特征在于：
·导向元件(17)和分别的导轨板(27、27′)共同起作用，
·为了补偿尺寸公差它垂直于导轨方向可移动地装在壳体内/上，并在必要情况下
·通过滚动体与滑块(26)共同起作用。
11.按权利要求1至3和6至10的活塞式发动机，其特征在于：
·导轨板(27、27′)通过装在壳体内的液压加载的活塞(28、28′)可移动地安装，其中
·导轨板(27、27′)相对于活塞(28、28′)可翻转地支承。
12.按权利要求1至3和6至11的活塞式发动机，其特征在于：
·导向偏心轮(16)连同装在它两端区域的平衡质量(30)做成一体，
·滑块(26)在导轨方向平行于它的导向面(29、29′)分成两半制成。
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