CN109372954A - 活塞往复发动机标定转速调节系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种活塞往复发动机标定转速调节系统:启用后齿轮组配置的曲轴齿轮离合机构(7),将后曲轴齿轮(2′、6′)与后输出轴齿轮(4′)脱开,由前齿轮组工作,发动机就向外界输出低标定转速;反之,发动机就向外界输出高标定转速;轴向相邻曲轴段离合机构(8)可根据发动机工况要求,对轴向相邻曲轴段进行脱开或联接工作,由此调节参于发动机工作的缸数,于是发动机具有调节标定转速和功率的功能,可省去现有发动机与设备之间设置的减速或变速装置。

Description

活塞往复发动机标定转速调节系统

技术领域

本发明属内燃机领域,具体涉及一种活塞往复发动机标定转速的制定和调节技术。

背景技术

现有活塞往复发动机,将安全稳定可靠地工作时的最大功率,定为标定功率,发动机在标定功率时的转速为标定转速,那么,发动机只有在标定转速下工作才能发挥安全稳定可靠的最大功率,现有技术中一台发动机只有一个标定转速;

不同类型的发动机如低、中、高速发动机,其标定功率可能相同,但发动机的标定转速不同,由于不同的设备不仅分别需要不同的合适的标定功率,同时还需要不同的合适标定转速,使得有限的发动机类型难以满足众多不同设备的需求;

为了解决上述存在的问题,通常在发动机与设备之间设置减速或变速装置,但由此增加了设备的固定投资和复杂性,并占用了设备宝贵的空间和承载力。

我国发明申请“201711335764.6”公开了“一种活塞往复发动机的停缸系统”,简要介绍如下:左右曲轴(1、5)同步运动,其标定转速相同,为已制定的某一定值,等同于现有常规发动机的标定转速;输出轴(3)向外界输出发动机的功率和转速,其标定转速由设计得出,发动机前后两排缸各装有一段彼此同圆心的输出轴(3);

发动机前后齿轮组相同,齿轮组中两曲轴齿轮相同,且圆心至输出轴齿轮圆心的距离也相同,曲轴齿轮分度圆直径与输出轴齿轮分度圆直径之比,用输出标定转速与曲轴的标定转速之比得出;发动机只有一个标定转速;

左右曲轴(1、5)依设计同步地划分为多个曲轴段,轴向相邻曲轴段之间,分别设置有相邻曲轴段离合机构(8)、前后齿轮组曲轴齿轮外侧,设置有曲轴齿轮离合机构(7);利用上述离合机构,可针对发动机具体要求,对分段后的发动缸进行脱开或联接工作,如发动机启动或低工况时,只启用部分缸工作,将其余缸脱开处于静止状态;个别缸发生故障或损坏时,将其脱开处于静止状态,其余缸继续工作;在高工况下或故障排除后,将已停缸联接起来,形成整体的工作。此项发明详细内容、技术特征、工作原理、整体布置及积极效果,本申请从简,详见该申请说明书的记载和附图的示出。

发明内容

为了克服现有技术发动机只有一个标定转速的不足之处,本发明公开一种在上述停缸系统结构基础上创新而构成的一种发动机标定转速调节系统。

一种活塞往复发动机标定转速调节系统,由上述一种活塞往复发动机停缸系统(下简称“停缸系统”)创新而成,其特征在于:用一整体结构贯穿发动机各排缸且输出一个低标定转速和一个高标定转速的输出轴(3)替代停缸系统的输出轴;用一低标定转速齿轮组和一高标定转速齿轮组分别替代停缸系统中彼此相同的前后齿轮组;其他工作部件为停缸系统的部件,且保持工作原理、相互结构、总体布置不变(如图1、2示出)。

所述输出轴的低标定转速和高标定转速,由具体设计的要求得出;左右曲轴(1、5)的标定转速以及曲轴圆心至输出轴圆心的距离(即左右曲轴齿轮的标定转速以及曲轴齿轮圆心至输出轴齿轮圆心的距离)保持为停缸系统已定义的数值不变。

用设计的输出轴的低标定转速与所述曲轴标定转速之比结合曲轴齿轮圆心至输出轴齿轮圆心的距离作出曲轴齿轮和输出轴齿轮大小的齿轮组为低标定转速齿轮组,设置在机体前面,简称“前齿轮组”;反之,将设计的输出轴的低标定转速换成设计的输出轴的高标定转速作出曲轴齿轮和输出轴齿轮大小的齿轮组为高标定转速齿轮组,设置在机体的后面,简称“后齿轮组”。

所述前后齿轮组安装的位置可以互换,即低、高标定转速齿轮组的前后位置可以互换。

标定转速的调节方法:

发动机需低标定转速工作时,启用后齿轮组配置的曲轴齿轮的离合机构(7),将后齿轮组的左右曲轴齿轮(2′、6′)与后输出轴齿轮(4′)脱开,由前齿轮组担任传动工作,发动机就向外界输出低标定转速;反之,启用前齿轮组配置的曲轴齿轮离合机构(7),将前齿轮组的左右曲轴齿轮(2、6)与输出轴齿轮(4)脱开,随即启用后齿轮组配置的曲轴齿轮离合机构(7)将后齿轮组的左右曲轴齿轮(2′、6′)与后输出轴齿轮(4′)联接,发动机就向外界输出高标定转速;

发动机无论启用前齿轮组或后齿轮组工作,即发动机无论在低标定转速或高标定转速下工作,发动机停缸系统的工作仍可正常地进行,即仍可采用轴向相邻曲轴段离合机构(8)对相邻曲轴段进行脱开或联接的工作。

积极效果

充分地利用了停缸系统的工作部件,与停缸系统复合为一整体,投资少见效快。

使发动机自身具有减速和变速功能,在停缸系统功能的配合下,可以省去现有技术发动机与设备之间设置的减速或变速装置,由此,简化了设备的复杂性,节省了减速或变速装置安装占用的空间和承载力,节省了设备的固定投资和使用费用,相对于大型大功率发动机,此积极效果更加突出。

间接地节省了生产减速和变速装置耗用的贵重钢材、制造设备、以及技术、厂房、运输等方面人力物力的投入;

综上所述,本发明可产和显著的经济效果和良好的社会效益。

附图说明

图1:本发明标定转速调节系统示意图;图2:背景技术停缸系统示意图。

具体实施方式

本发明是在充分利用已有“活塞往复发动机停缸系统”的工作部件、系统结构、工作原理的基础上,添加新的技术手段而形成的,下面结合附图示出进行详细地说明:

如图1示出:本系统中的左右曲轴(1、5)及其分段、左右轴向相邻曲轴段离合机构(8)、前后齿轮组的曲轴齿轮离合机构(7)等工作部件均为停缸系统已有部件,其工作原理和总体布置未变。

将背景技术图2中示出的前后同圆心的输出轴段(3)改换为一整根结构的输出轴(3),该输出轴可输出一个设计要求的低标定转速和输出一个设计要求的高标定转速,如图1中示出。

左右两曲轴的标定转速相同,等同于现有活塞往复发动机曲轴向外界输出的标定转速,由发动机总体设计已制定的曲轴标定转速确定。

根据设备具体工作对标定转速的需求,设计出发动机的低标定转速和高标定转速两个标定转速的数值。

用设计的输出轴低标定转速与所述曲轴标定转速之比,得出前齿轮组中曲轴齿轮分度圆直径与输出轴齿轮分度圆直径之比,然后结合曲轴齿轮圆心至输出轴齿轮圆心的距离,作出前齿轮组(即低标定转速齿轮组)的左右曲轴齿轮(2、6)和输出轴齿轮(4);如图1中的前齿轮组。

用设计的输出轴高标定转速与所述曲轴标定转速之比,得出后齿轮组(即高标定转速齿轮组)中曲轴齿轮分度圆直径与输出轴齿轮直径之比,同理,作出后齿轮组左右曲轴齿轮(2′、6′)和输出轴齿轮(4′);如图1中示出的后齿轮组。

所述前后齿轮组的前后位置也可以互换。

本系统标定转速的调节方法:

发动机需低标定转速工作时,启用后齿轮组配置的曲轴齿轮离合机构(7),将后齿轮组的左右曲轴齿轮(2′、6′)与后输出轴齿轮(4′)脱开,由前齿轮组担任传动工作,输出轴(3)就输出低标定转速,发动机就在低标定转速下工作;反之,启用前齿轮组配置的曲轴离合机构(7),将前齿轮组的左右曲轴齿轮(2、6)与输出轴齿轮(4)脱开,随即用后齿轮组的齿轮离合机构(7)将后齿轮组的左右曲轴齿轮(2′、6′)与后输出轴齿轮(4′)联接,输出轴(3)就输出高标定转速,即发动机就向外界输出高标定转速。

无论在输出轴输出低标定转速或高标定转速时,都可根据发动机工况要求启动轴向相邻曲轴段离合机构(8)进行停缸或联接的工作。

Claims (5)

1.一种活塞往复发动机标定转速调节系统,由一种活塞往复发动机停缸系统简称“停缸系统”创新而成,其特征在于:用一整体结构贯穿发动机各排缸且输出一个低标定转速和一个高标定转速的输出轴(3)替代停缸系统的输出轴;用一低标定转速齿轮组和一高标定转速齿轮组分别替代停缸系统的彼此相同的前齿轮组和后齿轮组;其他工作部件为停缸系统的部件,且保持工作原理、相互结构、总体布置不变。
2.如权利要求1所述的一种活塞往复发动机标定转速调节系统,其特征在于:所述输出轴(3)的低标定转速和高标定转速,由具体设计的要求得出;左右曲轴(1、5)的标定转速以及曲轴圆心至输出轴圆心的距离,保持为停缸系统定义的数值不变。
3.如权利要求1或2所述的一种活塞往复发动机标定转速调节系统,其特征在于:用输出轴(3)的低标定转速与曲轴标定转速之比结合曲轴圆心至输出轴圆心的距离作出左右曲轴齿轮(2、6)和输出轴齿轮(4)大小的齿轮组,为低标定转速齿轮组,设置在机体的前面,称“前齿轮组”;
用输出轴(3)的高标定转速与曲轴标定转速之比结合曲轴圆心至输出轴圆心的距离作出另左右曲轴齿轮(2′、6′)和输出轴齿轮(4′)大小的齿轮组,为高标定转速齿轮组,设置在机体的后面,称“后齿轮组”;所述两齿轮组的前后位置可以互换。
4.一种活塞往复发动机标定转速调节系统标定转速的调节方法,其特征在于:如权利要求1所述的一种活塞往复发动机标定转速调节系统,发动机需低标定转速工作时,启用后齿轮组配置的曲轴齿轮离合机构(7),将后齿轮组的左右曲轴齿轮(2′、6′)与后输出轴齿轮(4′)脱开,由前齿轮组担任传动工作,发动机就向外界输出低标定转速;反之,启用前齿轮组配置的曲轴齿轮离合机构(7),将前齿轮组的左右曲轴齿轮(2、6)与输出轴齿轮(4)脱开,随即将后齿轮组的左右曲轴齿轮(2′、6′)与后输出轴齿轮(4′)联接,发动机就向外界输出高标定转速。
5.如权利要求4所述的一种活塞往复发动机标定转速调节系统标定转速的调节方法,其特征在于:发动机无论启用前齿轮组或后齿轮组工作,即发动机无论在低标定转速或高标定转速下工作,仍可操作轴向相邻曲轴段离合机构(8)进行相邻曲轴段的脱开或联接工作,即发动机停缸系统的工作仍可正常地进行。
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