CN109386380A - 花键输出变压缩比内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种活塞往复式内燃机。其曲轴及其轴承可以移动，利用直导轨设定曲轴及其轴承的移动路线，利用螺旋传动机构控制曲轴及其轴承的移动，就可以连续地改变内燃机的压缩比。应用配套的解决内燃机移动曲轴动力输出问题的花键输出方法，调整内燃机其他附属机构的设计制造以适应曲轴及其轴承的移动，可形成完整可行的花键输出变压缩比内燃机。

Description

花键输出变压缩比内燃机

技术领域

本发明涉及一种活塞往复式内燃机，具体为通过移动曲轴改变其压缩比，通过特定的锥齿轮传动和花键连接传动输出动力的活塞往复式内燃机。

背景技术

为了提升内燃机的效率，根据不同的工况采用不同的压缩比，是活塞往复式内燃机的一个技术改进方向。现有可变压缩比内燃机主要通过移动气缸盖或通过改变连杆长度来实现压缩比的变化。没有人提出完整可行的通过控制移动曲轴来实现压缩比变化的方法，想通过移动曲轴来改变内燃机的压缩比，如果不能解决移动曲轴带来的后续问题尤其是内燃机动力输出问题，就不能算完整可行的发明。本发明的目的就是提出通过控制移动曲轴来实现压缩比的可控变化，并提出移动曲轴带来的动力输出问题的完整可行的解决方法。

发明内容

本发明提出通过控制内燃机曲轴移动来实现压缩比的可控变化，这是一种新型内燃机。其中移动曲轴带来的一系列后续问题尤其是内燃机动力输出问题需要完整解决方法。

由于曲轴及其轴承承受活塞连杆的较大推力，使曲轴及其轴承移动的机械机构需要较大的强度，需要较大力量，需要移动的速度较缓，尽量避免移动曲轴的动力与内燃机功率的干涉。本发明提出，可以为内燃机曲轴及其轴承的移动设置直导轨，直导轨设定曲轴及其轴承的运动路线与内燃机活塞往复运动方向平行，在曲轴轴承支座上设置导轮或导块与直导轨配合，使曲轴及其轴承能且只能沿直导轨平行于活塞往复运动方向移动，利用螺旋传动的方法控制曲轴及其轴承移动，这样内燃机各活塞上止点下止点同时随之改变，从而改变内燃机的压缩比。螺旋传动力量较大，移动进给较缓，移动曲轴及其轴承的动力不易与内燃机功率干涉，作为一种移动内燃机曲轴及其轴承的方法，可以连续地改变内燃机的压缩比，形成变压缩比内燃机。当曲轴及其轴承向上移动，活塞往复运动的行程不变，活塞上止点与下止点均上移，内燃机压缩比变大。当曲轴及其轴承移动到可移动行程最高点时，内燃机压缩比最大。当曲轴向下移动，活塞往复运动的行程不变，活塞上止点与下止点均下移，内燃机压缩比变小。当曲轴及其轴承移动到可移动行程最低点时，内燃机压缩比最小。可根据内燃机工况的需要设定曲轴及其轴承的可移动行程，就可以设定内燃机的最大压缩比与最小压缩比值。控制了曲轴及其轴承的移动，就控制了内燃机压缩比的变化，可以适应对内燃机工况调节变化的需求。

由于曲轴及其轴承移动，内燃机的动力输出轴与使用动力的机械的轴之间相对位置处于变动状态，需要完整解决内燃机移动曲轴的动力输出问题，保证内燃机动力平稳连续输出，才能保证内燃机的实用性。完整解决内燃机移动曲轴的动力输出问题，就是以特定的机构，保证在曲轴及其轴承移动时内燃机动力也可以平稳连续地输出，特定的机构不应产生过多振动与能耗。只有解决了内燃机移动曲轴的动力输出问题，变压缩比内燃机才算一种完整可行的发明。

本发明提出的解决内燃机移动曲轴动力输出问题的方法如下：

在曲轴的一端设置曲轴锥齿轮，设置其轴心与曲轴锥齿轮轴心垂直的始终与曲轴锥齿轮啮合的从动锥齿轮，使从动锥齿轮的轴心与活塞往复运动方向平行，设置机械连接使从动锥齿轮轴承与曲轴轴承相对位置不变、保持同步移动。设置其轴心与从动锥齿轮轴心相同的花键连接，花键连接的轴向滑动方向与活塞往复运动方向平行，花键连接轴向可滑动行程不小于曲轴及其轴承可移动的行程。当曲轴及其轴承在螺旋传动机构的带动下平行于活塞往复运动方向移动时，始终可以通过这种特定的锥齿轮传动和花键连接传动平稳连续向外输出动力。参见图1。这种利用特定的锥齿轮传动和花键连接传动解决内燃机移动曲轴动力输出问题的方法，简称花键输出。本发明所述解决内燃机移动曲轴动力输出问题的花键输出方法，结构简单，振动小，传动效率高。

由于曲轴及其轴承移动，曲轴与内燃机附属运动机械或其他附属机械的相对距离发生变化，一定程度上影响气门机构的正时，影响油泵齿轮、压气机齿轮、各种助力泵齿轮等等的运动，需要作出调整。由于曲轴及其轴承移动，传统机油池及机油润滑系统要相应作出调整，例如采用机油池随同曲轴及其轴承移动的方式或采用主动喷溅机油润滑的方式。其他如喷嘴、气门、活塞避阀坑等零部件都需要作出调整，避免由于内燃机压缩比变化而相互冲突。

通过直轨道设定内燃机曲轴及其轴承移动的路线，通过螺旋传动机构移动曲轴及其轴承，改变压缩比；通过应用本发明所述解决内燃机移动曲轴动力输出问题的花键输出方法，保证内燃机动力平稳连续输出；调整相关零部件与机构的设计制造，适应曲轴及其轴承的移动。花键输出变压缩比内燃机才算完整可行的发明。在此之前，没有人提出类似完整可行的发明。现有的变压缩比内燃机一类是通过移动气缸盖及气缸套而改变压缩比，另一类是通过改变曲轴与活塞的连杆的长度来改变压缩比。这两类内燃机结构都很复杂，不如本发明结构简单。

本发明移动曲轴可变压缩比内燃机的技术关键在于移动曲轴改变内燃机压缩比的方法及相匹配的解决内燃机移动曲轴动力输出问题的花键输出方法。

本发明所述移动曲轴可变压缩比内燃机，其有益之处在于：提出了通过直轨道设定内燃机曲轴及其轴承移动的路线的方法，提出了通过螺旋传动机构移动曲轴及其轴承，改变压缩比的方法；提出了解决内燃机移动曲轴动力输出问题的花键输出方法，保证了变压缩比内燃机动力平稳连续输出。

附图说明

图1为本发明换件输出变压缩比内燃机的示意图。其中，机油池1，螺旋传动2，曲轴锥齿轮3，从动锥齿轮4，花键传动5，动力输出以箭头标示。

图中主要示意内燃机移动曲轴的动力输出部分，图中各零部件只示意连接与结构关系，未反映实际尺寸。内燃机的其他部分省略未画出。

具体实施方式

实施例1：本发明的实施例1——花键输出变压缩比内燃机。其动力输出部分的连接与结构关系示意图参见图1。设内燃机为四缸，缸径79毫米，活塞行程100毫米。设置平行于活塞往复运动方向的双直导轨，在曲轴轴承支座设置双导轮或双导块与双直导轨配合，使曲轴及其轴承能且只能沿双直导轨移动。设置螺旋传动控制曲轴及其轴承的移动量，曲轴及其轴承可移动行程70毫米。

在曲轴一端设置曲轴锥齿轮，在与曲轴轴心垂直方向设置随同曲轴及其轴承移动的从动锥齿轮轴承，设置机械连接使从动锥齿轮轴承与曲轴轴承相对位置不变、保持同步移动，使从动锥齿轮与曲轴锥齿轮始终啮合，使从动锥齿轮轴心与活塞往复运动方向平行。在从动齿轮轴上设置花键连接，花键连接的轴向滑动方向平行于活塞往复运动方向，花键连接轴向可滑动行程大于70毫米。这样在内燃机运转，曲轴及其轴承移动改变内燃机压缩比时，内燃机始终可以通过特定的锥齿轮传动和花键连接传动，平稳连续地向外输出动力。

设曲轴及其轴承向下移动至最低点时本实施例1内燃机压缩比为9.0，与普通点燃式汽油内燃机压缩比基本相当，曲轴及其轴承向上移动至最高点时本实施例1内燃机压缩比为24.32，已经可以压燃很多种标号的汽油，且在此之间的压缩比是连续可变的，所以本实施例内燃机可以形成点燃/压燃汽油变压缩比内燃机。如果曲轴及其轴承可移动行程与花键连接轴向可滑动行程改为78毫米，其他参数与条件不变，本实施例内燃机的最大压缩比可达30.20，可以压燃大多数标号的汽油。

设置随同曲轴及其轴承移动的机油池。设置可改变中心距的链传动系统提供凸轮轴、油泵、各种助力泵及其他附属机构的动力，在需要调整正时时，设置与螺旋传动联动的张紧机构调整这些机构的正时。

本实施例1这种类型的内燃机的参数可以有很多组具体实施值，本实施例1只是选取其中一组示例。

上述实施例仅为本发明的部分实施方式，本发明提出，只要在活塞往复式内燃机中通过螺旋传动机构移动曲轴及其轴承，改变压缩比；通过应用本发明所述解决内燃机移动曲轴动力输出问题的花键输出方法，保证内燃机动力平稳连续输出。这样的内燃机均应落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.花键输出变压缩比内燃机，可以是单缸或多缸活塞往复式内燃机，其特征在于该内燃机的曲轴及其轴承可以移动，利用直导轨设定曲轴及其轴承的移动路线平行于活塞往复运动方向，在曲轴轴承支座上设置导轮或导块与直导轨配合，使曲轴及其轴承能且只能沿导轨移动，利用螺旋传动机构控制曲轴及其轴承的移动，就可以连续地改变内燃机的压缩比，形成变压缩比内燃机。

2.如权利要求1所述的花键输出变压缩比内燃机，其特征还在于该内燃机应用了配套的解决内燃机移动曲轴动力输出问题的花键输出方法，即：在曲轴的一端设置曲轴锥齿轮，设置其轴心与曲轴锥齿轮轴心垂直的始终与曲轴锥齿轮啮合的从动锥齿轮，使从动锥齿轮的轴心与活塞往复运动方向平行，设置机械连接使从动锥齿轮轴承与曲轴轴承相对位置不变、保持同步移动，设置其轴心与从动锥齿轮轴心相同的花键连接，花键连接的轴向滑动方向与活塞往复运动方向平行，花键连接的轴向可滑动行程不小于曲轴及其轴承可移动的行程，当曲轴及其轴承在螺旋传动机构的带动下平行于活塞往复运动方向移动时，始终可以通过这种特定的锥齿轮传动和花键连接传动平稳连续地向外输出动力，这种利用特定的锥齿轮传动和花键连接传动解决内燃机移动曲轴动力输出问题的方法，简称花键输出。