CN117846790B - 一种活塞式发动机的变缸装置及变缸数系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活塞式发动机的变缸装置及变缸数系统，涉及发动机技术领域，可解决目前活塞式发动机在不同工况下多缸同时运转，功燃比低下的问题。本发明实施例的一种活塞式发动机的变缸装置，包括安装于曲轴上的安装锁紧部和用于驱动曲轴齿轮的动力输出盘，动力输出盘安装于曲轴上并沿其轴线与曲轴转动连接；安装于曲轴上并位于安装锁紧部和动力输出盘之间的传动部，用于驱动传动部沿曲轴的轴向来回滑动的驱动部；传动部与曲轴的周向固定连接，并与曲轴的轴向滑动连接，传动部有两种状态：状态A、传动部通过驱动部驱动与动力输出盘分离并被安装锁紧部锁扣住；状态B、传动部通过驱动部驱动回位脱离安装锁紧部并与动力输出盘同步联动随转。

Description

一种活塞式发动机的变缸装置及变缸数系统

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体涉及一种活塞式发动机的变缸装置及变缸数系统。

背景技术

活塞式多缸发动机是一种应用非常普遍的动力源，但是其排量是被固定的，这就给这种发动机的多工况适应性和经济性带来很大影响，其两者不可兼得。

目前的解决办法是大冗余量的配置发动机功率，使之在需要大功率工作时能够满足需求，小功率时还是以同等排量和缸数运行，而由于小功率只是减少燃料供给来实现，发动机的燃烧工况将变得难以控制，排放相应变差。另外多缸同步工作导致发动机在任何功率输出状态下摩擦损耗几乎都是一样的，这就使发动机使用寿命缩短。

再或者另外的解决办法是通过熄缸、断气方式达到调整缸数改变排量的目的，但是现有的上述两种办法都存在着一个问题，那就是发动机停止作工的缸其活塞、活塞环、连杆、曲轴、配气系统还是在照常运转，摩擦阻力、泵气阻力、排气阻力、配气系统阻力依然存在，这些阻力会加大工作缸的负荷，同时会导致功燃比极为低下。

因此，发明人设计出了一种活塞式发动机的变缸装置及变缸数系统，通过脱离-启停的方式对发动机的参与作工缸数进行改变，从而达到调节排量和输出功率的目的，以解决上述问题中的一个或多个。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种活塞式发动机的变缸装置及变缸数系统，用于解决目前活塞式发动机在不同工况下多缸同时运转，导致目前的活塞式发动机功燃比极为低下的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下方案：

本申请的一方面提供一种活塞式发动机的变缸装置，包括安装于曲轴上的安装锁紧部和用于驱动曲轴齿轮的动力输出盘，动力输出盘安装于曲轴上并沿其轴线与曲轴转动连接；

还包括安装于曲轴上并位于安装锁紧部和动力输出盘之间的传动部，以及用于驱动传动部沿曲轴的轴向来回滑动的驱动部；

传动部与曲轴的周向固定连接，并且与曲轴的轴向滑动连接，其中：

传动部具有至少以下两种状态：

状态A、传动部通过驱动部驱动与动力输出盘分离并被安装锁紧部锁扣住；

状态B、传动部通过驱动部驱动回位脱离安装锁紧部并与动力输出盘同步联动随转。

本申请的设计构思是：利用安装在曲轴上，并与曲轴的周向固定连接，轴向滑动连接的传动部，以及驱动传动部靠近动力输出盘或安装锁紧部的驱动部，可以实现传动部与动力输出盘的脱离和连接，进而实现气缸的动力输出链路的断开与连通的总体构思，在传动部脱离动力输出盘并被安装锁紧部锁扣住的状态下，曲轴与动力输出盘之间的动力输出链路断开，缸体不参与作工；在传动部脱离安装锁紧部并连接到动力输出盘的情况下，曲轴通过传动部与动力输出盘之间形成连通的动力输出链路，缸体参与作工。

相对于现有技术中配置冗余功率，动力输出链路不断开的技术路线，或者通过断气、熄缸，动力输出链路断开不彻底的技术路线来说，本申请所提供技术方案的技术路线动力输出链路断开和连通彻底，可以保证发动机作工缸体保持在较佳工况区间运行的情况下，调节输出功率和排放，在保持动力需求的情况下有效降低能耗，同时，由于动力输出链路断开彻底，因而在缸体不参与作工时，不存在机械磨损，可以提高使用寿命。

优选的，所述安装锁紧部包括安装于曲轴上的固定支承体，以及至少一个用于锁扣住传动部的锁扣组件，锁扣组件铰接于固定支承体上并通过驱动部驱动。

优选的，所述驱动部包括若干伺服电磁组件，若干伺服电磁组件沿曲轴周向分布于固定支承体上；

每个伺服电磁组件均包括用于通过磁力拉动传动部靠近固定支承体的第一电磁铁和第二电磁铁，以及用于驱动锁扣组件锁扣住传动部的伺服电磁结构；

伺服电磁结构为第三电磁铁、伺服电磁气缸、伺服电磁阀中的任意一种。

优选的，所述驱动部还包括若干沿曲轴周向分布的回位驱动组件，回位驱动组件包括：

设置于固定支承体与传动部之间的滑动盘推力弹簧，以及用于驱动锁扣组件脱离传动部的勾爪分离弹簧，勾爪分离弹簧设置于固定支承体上，勾爪分离弹簧和第三电磁铁分别位于锁紧组件铰接点的两侧。

优选的，所述安装锁紧部还包括用于固定支撑滑动盘推力弹簧的推力弹簧支架，推力弹簧支架安装于曲轴上并位于固定支承体与传动部之间；

推力弹簧支架靠近传动部的一侧还设置有若干用于安装滑动盘推力弹簧端部的推力弹簧安装槽A，若干推力弹簧安装槽A沿曲轴的周向分布；滑动盘推力弹簧的另一端安装于传动部内。

优选的，所述锁扣组件的数量至少为两个，锁扣组件沿固定支承体的周向分布；

锁扣组件包括固定于固定支承体上的勾爪支架，设置于勾爪支架上的勾爪转轴，以及用于锁扣住传动部的锁扣勾爪，传动部包括与锁扣勾爪适配的爪槽；

锁扣勾爪通过勾爪转轴铰接与勾爪支架上，勾爪转轴的轴线垂直于曲轴的轴向和径向设置。

优选的，所述传动部包括位于安装锁紧部和动力输出盘之间的同步滑动盘，以及若干用于插入动力输出盘内的滑动联动销，滑动联动销沿其轴向与同步滑动盘滑动连接；

所述驱动部还包括用于驱动滑动联动销往动力输出盘方向滑动回位的回位结构；

所述动力输出盘与同步滑动盘之间还设置有固定于动力输出盘上的动力盘摩擦片或/和固定于同步滑动盘上的滑盘摩擦片；

所述同步滑动盘安装于曲轴上，且曲轴上设有用于限制同步滑动盘沿其周向自由转动的滑键。

优选的，所述同步滑动盘上设置有用于安装滑动联动销的联动销滑孔，联动销滑孔的数量与滑动联动销的数量相同并沿同步滑动盘周向设置；

同步滑动盘靠近安装锁紧部的一侧设置有用于安装滑动盘推力弹簧的推力弹簧安装槽B；

所述动力输出盘靠近同步滑动盘的一侧设置有若干与滑动联动销适配的联动销相位孔；

在传动部处于状态B的情况下，滑动联动销靠近动力输出盘的一端置于联动销相位孔内。

优选的，所述传动部还包括若干与滑动联动销远离动力输出盘一端固定连接的联动销支承体；

所述同步滑动盘和联动销支承体均采用具有亲磁性金属制成；

所述回位结构包括用于驱动滑动联动销回位的联动销回位弹簧；

所述同步滑动盘内设有回位弹簧安装孔A，联动销支承体内设有回位弹簧安装孔B，联动销回位弹簧的两端分别设置在回位弹簧安装孔A和有回位弹簧安装孔B内。

本申请的另一方面提供一种活塞式发动机的变缸数系统，包括以上任一所述的一种活塞式发动机的变缸装置，还包括具有若干个发动机缸体的发动机主体，以及用于控制单个或多个驱动部驱使传动部实现状态A或状态B的中控器；

所述发动机主体的缸体数量与变缸装置的数量相同，每个变缸装置对应一个发动机缸体；

所述中控器包括自动控制部和变缸数程序控制器；

自动控制部用于根据接收的缸体传感器信号判断并发出弃缸指令；

变缸数程序控制部用于根据变缸控制信号或弃缸指令对相应变缸装置的驱动部执行电路通断控制；

所述动力输出盘用于驱动曲轴齿轮转动并与其固定连接。

本发明的有益效果：

一、相比传统断气、断火停缸、熄缸等技术路线来说，本技术路线对气缸的分离更加彻底，活塞、连杆、对应曲轴、配气系统均不工作，消除了摩擦阻力、泵气阻力、排气阻力，降低了能耗和磨损，实现节能减排延长寿命的效果。

二、可以通过传感器数据分析对发生故障缸进行弃缸，将故障缸完全隔离于发动机系统之外，保证其他气缸正常工作的情况下使故障缸故障不再扩大和蔓延，大大提高了发动机总体可靠性。

三、缸数搭配可根据载荷任意调配，如示例的星形九缸发动机可以是1、2、3、5、7、9缸缸数工作，真正做到功率随载荷变化而变化。

四、中控器根据每缸运行时长均匀调配各缸工作，使各缸磨损均等，提高发动机使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例1的主视结构示意图。

图2为本发明实施例1的右视结构示意图。

图3为本发明实施例1的剖视结构示意图。

图4为本发明实施例1中安装锁紧部的剖视结构示意图。

图5为本发明实施例1中传动部的剖视结构示意图。

图6为本发明实施例1在分离工作过程中第一状态的剖视结构示意图。

图7为本发明实施例1在分离工作过程中第二状态的剖视结构示意图。

图8为本发明实施例1在分离工作过程中第三状态的剖视结构示意图。

图9为本发明实施例1在分离工作过程中第四状态的剖视结构示意图。

图10为本发明实施例1在分离工作过程中第五状态的剖视结构示意图。

图11为本发明实施例1在闭合工作过程中第一状态的剖视结构示意图。

图12为本发明实施例1在闭合工作过程中第二状态的剖视结构示意图。

图13为本发明实施例1在闭合工作过程中第三状态的剖视结构示意图。

图14为本发明实施例1在闭合工作过程中第四状态的剖视结构示意图。

图15为本发明实施例1在闭合工作过程中第五状态的剖视结构示意图。

图16为本发明实施例2的剖视结构示意图。

图17为本发明实施例2中的中控器的连接示意图。

附图标记说明：

1-曲轴，11-滑键，12-压紧螺母；

2-安装锁紧部，21-固定支承体，211-第一安装槽，212-第二安装槽，213-第三安装槽，214-轴承安装孔，22-锁扣组件，221-锁扣勾爪，222-勾爪转轴，223-勾爪支架，23-推力弹簧支架，231-推力弹簧安装槽A；

3-传动部，31-同步滑动盘，311-爪槽，312-联动销滑孔，313-推力弹簧安装槽B，314-滑键槽，315-回位弹簧安装孔A，316-回位弹簧固定槽A，32-滑动联动销，33-联动销支承体，331-回位弹簧安装孔B，332-回位弹簧固定槽B，34-滑盘摩擦片；

4-动力输出盘，41-联动销相位孔，42-动力盘摩擦片；

5-驱动部，51-伺服电磁组件，511-第一电磁铁，512-第二电磁铁，513-第三电磁铁，52-回位驱动组件，521-滑动盘推力弹簧，522-联动销回位弹簧，523-勾爪分离弹簧；

61-第一轴承，62-第二轴承；

7-发动机主体，71-曲轴齿轮，72-固定螺栓，73-活塞连杆，74-主轴。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接 ，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1：

如图1至图17所示，本实施例一种活塞式发动机的变缸装置，包括安装于曲轴1上的安装锁紧部2和用于驱动曲轴齿轮71的动力输出盘4，动力输出盘4安装于曲轴1上并沿其轴线与曲轴1转动连接；

还包括安装于曲轴1上并位于安装锁紧部2和动力输出盘4之间的传动部3，以及用于驱动传动部3沿曲轴1的轴向来回滑动的驱动部5；

传动部3与曲轴1的周向固定连接，并且与曲轴1的轴向滑动连接，其中：

传动部3具有至少以下两种状态：

状态A、传动部3通过驱动部5驱动与动力输出盘4分离并被安装锁紧部2锁扣住；

状态B、传动部3通过驱动部5驱动回位脱离安装锁紧部2并与动力输出盘4同步联动随转。本实施例中所述的状态A为分离过程状态，状态B为闭合过程状态。

本实施例中，如图2和图3所示，动力输出盘4通过第二轴承62安装在曲轴1上，且通过压紧螺母12实现在曲轴1上的轴向固定。

本申请的设计构思是：利用安装在曲轴1上，并与曲轴1的周向固定连接，轴向滑动连接的传动部3，以及驱动传动部3靠近动力输出盘4或安装锁紧部2的驱动部5，可以实现传动部3与动力输出盘4的脱离和连接，进而实现气缸的动力输出链路的断开与连通的总体构思，在传动部3脱离动力输出盘4并被安装锁紧部2锁扣住的状态下，曲轴1与动力输出盘4之间的动力输出链路断开，缸体不参与作工；在传动部3脱离安装锁紧部2并连接到动力输出盘4的情况下，曲轴1通过传动部3与动力输出盘4之间形成连通的动力输出链路，缸体参与作工。

相对于现有技术中配置冗余功率，动力输出链路不断开的技术路线，或者通过断气、熄缸，动力输出链路断开不彻底的技术路线来说，本申请所提供技术方案的技术路线动力输出链路断开和连通彻底，可以保证发动机作工缸体保持在较佳工况区间运行的情况下，调节输出功率和排放，在保持动力需求的情况下有效降低能耗，同时，由于动力输出链路断开彻底，因而在缸体不参与作工时，不存在机械磨损，可以提高使用寿命。

如图2和图5所示，所述曲轴1上还设置有滑键11，传动部3设置于滑键11适配的滑键槽314。本领域技术人员还可以设置与曲轴1一体化设置的滑键11轴来替代曲轴1上的滑键11的周向限位作用。

如图1至图4所示，所述安装锁紧部2包括安装于曲轴1上的固定支承体21，以及至少一个用于锁扣住传动部3的锁扣组件22，锁扣组件22铰接于固定支承体21上并通过驱动部5驱动。

本实施例中，如图1至图4所示，固定支承体21为圆盘状结构，其中心开设有轴承安装孔214，轴承安装孔214内设置有安装于曲轴1上的第一轴承61。锁扣组件22铰接于固定支承体21的外周壁上，且若干锁扣组件22沿固定支承体21的周向均匀分布，通过设置锁扣组件22，使得传动部3在动力输出链路断开后可以被锁扣组件22锁扣住，避免在活塞缸体处于关闭脱离状态时消耗能量。

如图3所示，所述驱动部5包括若干伺服电磁组件51，若干伺服电磁组件51沿曲轴1周向分布于固定支承体21上；

每个伺服电磁组件51均包括用于通过磁力拉动传动部3靠近固定支承体21的第一电磁铁511和第二电磁铁512，以及用于驱动锁扣组件22锁扣住传动部3的伺服电磁结构；伺服电磁结构为第三电磁铁513、伺服电磁气缸、伺服电磁阀中的任意一种。本实施例中的伺服电磁结构采用第三电磁铁513，本领域技术人员也可以采用伺服电磁气缸或伺服电磁阀。本实施例中，第一电磁铁511和第二电磁铁512可以分别拉动传动部3的同步滑动盘31和滑动联动销32靠近固定支承体21，第三电磁铁513用于吸引锁扣勾爪221远离勾爪的一端靠近，进而驱使锁扣勾爪221处于收回状态。本实施例中，第二电磁铁512通过固定连接到滑动联动销32上的联动销支承体33拉动滑动联动销32靠近固定支承体21。

本实施例中，如图1至图4所示，固定支承体21靠近传动部3的一侧上开设有若干用于安装第一电磁铁511的第一安装槽211，用于安装第二电磁铁512的第二安装槽212，以及用于安装第三电磁铁513的第三安装槽213，第一安装槽211、第二安装槽212和第三安装槽213均沿固定支承体21的周向均匀分布。第一电磁铁511和第二电磁铁512分别安装于第一安装槽211、第二安装槽212的底面，第三电磁铁513安装于第三安装槽213的侧面。

本实施例中，如图3至图5所示，所述驱动部5还包括若干沿曲轴1周向分布的回位驱动组件52，回位驱动组件52包括：

设置于固定支承体21与传动部3之间的滑动盘推力弹簧521，以及用于驱动锁扣组件22脱离传动部3的勾爪分离弹簧523，勾爪分离弹簧523设置于固定支承体21上，勾爪分离弹簧523和第三电磁铁513分别位于锁紧组件铰接点的两侧。在第三电磁铁513通电使得锁扣勾爪221处于收回状态后，勾爪分离弹簧523处于压缩状态，并在后续传动部3实现状态B的过程中主动推动锁扣勾爪221脱离同步滑动盘31的爪槽311，完成锁扣勾爪221与同步滑动盘31的解锁。本实施例中，勾爪分离弹簧523的一端设置在固定支承体21的外周臂上，另一端设置在锁扣勾爪221上。

在本实施例中，如图4所示，所述安装锁紧部2还包括用于固定支撑滑动盘推力弹簧521的推力弹簧支架23，推力弹簧支架23安装于曲轴1上并位于固定支承体21与传动部3之间；

推力弹簧支架23靠近传动部3的一侧还设置有若干用于安装滑动盘推力弹簧521端部的推力弹簧安装槽A231，若干推力弹簧安装槽A231沿曲轴1的周向分布；滑动盘推力弹簧521的另一端安装于传动部3内。本实施例中，推力弹簧支架23为圆环体，其中部开设有与曲轴1上的滑键11适配的滑键槽314，推力弹簧支架23通过滑键槽314与曲轴1的周向固定连接。本实施例中，滑动盘推力弹簧521的其中一端安装在推力弹簧安装槽A231，另一端安装在推力弹簧安装槽B313内。

具体的，参照图2和图3所示，所述锁扣组件22的数量至少为两个，锁扣组件22沿固定支承体21的周向分布；

锁扣组件22包括固定于固定支承体21上的勾爪支架223，设置于勾爪支架223上的勾爪转轴222，以及用于锁扣住传动部3的锁扣勾爪221，传动部3包括与锁扣勾爪221适配的爪槽311；

锁扣勾爪221通过勾爪转轴222铰接与勾爪支架223上，勾爪转轴222的轴线垂直于曲轴1的轴向和径向设置。本实施例中，所述传动部3的爪槽311为设置于同步滑动盘31上的爪槽311，同步滑动盘31上的爪槽311呈圆环形，锁扣勾爪221可以通过同步滑动盘31上的爪槽311锁扣住同步滑动盘31，避免其在滑动盘推力弹簧521的作用下往动力输出盘4滑动。

本实施例中，如图1所示，设置有4个沿固定支承体21周向均匀分布的锁扣组件22，提高锁扣组件22锁紧同步滑动盘31的锁扣稳定性。

在本实施例中，如图3至图5所示，所述传动部3包括位于安装锁紧部2和动力输出盘4之间的同步滑动盘31，以及若干用于插入动力输出盘4内的滑动联动销32，滑动联动销32沿其轴向与同步滑动盘31滑动连接；

所述驱动部5还包括用于驱动滑动联动销32往动力输出盘4方向滑动回位的回位结构；

所述动力输出盘4与同步滑动盘31之间还设置有固定于动力输出盘4上的动力盘摩擦片42或/和固定于同步滑动盘31上的滑盘摩擦片34；

所述同步滑动盘31安装于曲轴1上，且曲轴1上设有用于限制同步滑动盘31沿其周向自由转动的滑键11。通过设置滑键11，可以对同步滑动盘31的周向进行限制，实现动力输出时扭矩的传递。

本实施例通过设置动力盘摩擦片42或/和滑盘摩擦片34，且滑动联动销32与同步滑动盘31滑动连接，使得同步滑动盘31可以先靠近动力输出盘4，并通过动力盘摩擦片42或/和滑盘摩擦片34实现转动，进而驱使同步滑动盘31对应的曲轴1转动，降低动力输出盘4和同步滑动盘31在进行联锁时的转速差，提高输出动力输出链路连通时的稳定性和安全性。

本实施例中，如图2和图3所示，动力输出盘4靠近同步滑动盘31的一侧设置有动力盘摩擦片42，动力盘摩擦片42呈环形并通过粘接或铆接的方式固定在同步滑动盘31上，同步滑动盘31靠近动力输出盘4的一侧设置有滑盘摩擦片34，滑盘摩擦片34呈环形并通过粘接或铆接的方式固定在同步滑动盘31上。技术人员也可根据需要仅在动力输出盘4上固定动力盘摩擦片42。或者仅在同步滑动盘31固定滑盘摩擦片34。

如图3至图5所示，所述同步滑动盘31上设置有用于安装滑动联动销32的联动销滑孔312，联动销滑孔312的数量与滑动联动销32的数量相同并沿同步滑动盘31周向设置；

同步滑动盘31靠近安装锁紧部2的一侧设置有用于安装滑动盘推力弹簧521的推力弹簧安装槽B313；

所述动力输出盘4靠近同步滑动盘31的一侧设置有若干与滑动联动销32适配的联动销相位孔41；

在传动部3处于状态B的情况下，滑动联动销32靠近动力输出盘4的一端置于联动销相位孔41内。本实施例中，联动销滑动沿同步滑动盘31周向均匀分布。

如图3至图5所示，所述传动部3还包括若干与滑动联动销32远离动力输出盘4一端固定连接的联动销支承体33；

所述同步滑动盘31和联动销支承体33均采用具有亲磁性金属制成；

所述回位结构包括用于驱动滑动联动销32回位的联动销回位弹簧522；

所述同步滑动盘31内设有回位弹簧安装孔A315，联动销支承体33内设有回位弹簧安装孔B331，联动销回位弹簧522的两端分别设置在回位弹簧安装孔A315和有回位弹簧安装孔B331内。本实施例中，回位弹簧安装孔A315内还设置有回位弹簧固定槽A316，回位弹簧安装孔B331内还设置有回位弹簧固定槽B332，联动销回位弹簧522的两端分别设置有位于回位弹簧固定槽A316和回位弹簧固定槽B332内的卡件。

本实施例中，如图3和图5所示，联动销支承体33与滑动联动销32为一体加工构件，联动销支承体33也可通过焊接等其他方式与滑动联动销32固定连接。本实施例中，同步滑动盘31和联动销支承体33的材质均采用钢材，同步滑动盘31的形状为圆盘形（如图1），以提高其转动时的稳定性。

本实施例的工作过程如下：

传动部3通过驱动部5实现状态A的工作过程如下：

传动部3实现状态A过程中的第一状态如图6所示，此时，曲轴1通过传动部3与动力输出盘4之间处于连接状态，此时，伺服电磁组件51的第一电磁铁511、第二电磁铁512和第三电磁铁513均处于断电无磁性状态，滑动联动销32在联动销回位弹簧522的弹力作用下靠近动力输出盘4的一端位于TB点，同步滑动盘31与动力输出盘4在滑动联动销32的作用下同步随转，而同步滑动盘31与曲轴1周向固定连接，因此，曲轴1转动可以通过同步滑动盘31、滑动联动销32驱使动力输出盘4转动，此时，活塞气缸与动力输出盘4之间的动力链路连通，活塞气缸输出动力输出状态。

传动部3实现状态A过程中的第二状态如图7所示，此时，第一电磁铁511和第二电磁铁512通电，同步滑动盘31被第一电磁铁511吸引，同步滑动盘31到达TC点处，TC点位于推力弹簧支架23靠近同步滑动盘31的一端，滑动盘推力弹簧521处于被压缩状态；联动销支承体33被第二电磁铁512吸引，带动与其固定连接的滑动联动销32靠近动力输出盘4的一端位于XC点，此时，滑动联动销32从动力输出盘4的联动销相位孔41内被拉出，活塞气缸电与动力输出盘4之间的动力链路断开，同时断开该活塞气缸的点火电源，该缸的曲轴1停止转动。

传动部3实现状态A过程中的第三状态如图8所示，此时，保持第一电磁铁511和第二电磁铁512供电状态，并向第三电磁铁513供电使其具有磁性，此时，固定支承体21上铰接的锁扣勾爪221处于收回状态，勾爪分离弹簧523处于压缩状态，此时，锁扣勾爪221与同步滑动盘31之间具有一定间隙。

传动部3实现状态A过程中的第四状态如图9所示，此时，使第一电磁铁511和第二电磁铁512处于断电状态，第三电磁铁513处于通电状态，此时，同步滑动盘31被压缩状态的滑动盘推力弹簧521推动，此时，同步滑动盘31到达TCS点处，同步滑动盘31与推力弹簧支架23之间出现间隙，锁扣勾爪221与同步滑动盘31的爪槽311接触，锁扣勾爪221将同步滑动盘31锁扣住，滑动盘推力弹簧521及勾爪分离弹簧523均处于压缩状态，在锁扣勾爪221和滑动盘推力弹簧521的作用下，同步滑动盘31保持在TCS点处。

传动部3实现状态A过程中的第五状态如图10所示，此时，第一电磁铁511、第二电磁铁512、第三电磁铁513均处于断电状态，曲轴1与同步输出盘分离，曲轴1所在的活塞气缸停止工作并与其他工作的活塞气缸分离开。

传动部3通过驱动部5实现状态B的工作过程如下：

传动部3实现状态B过程中的第一状态如图11所示，此时，传动部3、驱动部5的状态与状态A过程中的第五状态相同，在此不再重复赘述。

传动部3实现状态B过程中的第二状态如图12所示，此时，向第一电磁铁511和第二电磁铁512通电使其具有磁性，同步滑动盘31被被第一电磁铁511吸引到达TC点，联动销支承体33被第二电磁铁512吸引，带动与其固定连接的滑动联动销32靠近动力输出盘4的一端位于XC点，锁扣勾爪221与同步滑动盘31的爪槽311之间出现间隙。

传动部3实现状态B过程中的第三状态如图13所示，此时，保持第一电磁铁511和第二电磁铁512供电，锁扣勾爪221在勾爪分离弹簧523的推力作用下被打开，同步滑动盘31与固定支承体21之间不再具备锁扣关系。

传动部3实现状态B过程中的第四状态如图14所示，此时，断开第一电磁铁511的供电并且保持第二电磁铁512供电，保持第二电磁铁512的磁性，此时，同步滑动盘31在滑动盘推力弹簧521的推动下逐渐靠近动力输出盘4，直至同步滑动盘31位于TB点处，此时，滑盘摩擦片34和动力摩擦片贴合接触，而由于动力输出盘4会在在摩擦力的作用下带动同步滑动盘31转动，进而带动曲轴1旋转，同时，点火线圈供电，该活塞缸体在其他缸的动力驱动下开始着车工作，第二电磁铁512吸引联动销支承体33以及其固定的滑动联动销32，使得滑动联动销32靠近动力输出盘4的一端稳定在XC点，同步滑动盘31与动力输出盘4之间存在转速差。

传动部3实现状态B过程中的第五状态如图15所示，此时，第二电磁铁512在同步滑动盘31与动力输出盘4之间的转速差达到安全释放点（50-100转/分）后断电，滑动联动销32和联动销支承体33在联动销回位弹簧522的作用下往XB点运动，直至滑动联动销32抵压到动力输出盘4靠近同步滑动盘31的盘面，由于存在转速差，当联动销相位孔41转动到滑动联动销32位置时，滑动联动销32在联动销回位弹簧522的作用下往XB点运动，直至移动到XB点完成同步滑动盘31与动力输出盘4的同步随动联锁，此时，活塞缸体的动力输出链路连通成功，活塞缸体加入工作输出动力，伺服电磁组件51全部断电，不再消耗能量。

实施例2：

在上述实施例1的基础上，如图16和图17所示，本实施例提供一种活塞式发动机的变缸数系统，包括以上任一所述的一种活塞式发动机的变缸装置，还包括具有若干个发动机缸体的发动机主体7，以及用于控制单个或多个驱动部5驱使传动部3实现状态A或状态B的中控器；

所述发动机主体7的缸体数量与变缸装置的数量相同，每个变缸装置对应一个发动机缸体；

所述中控器包括自动控制部和变缸数程序控制器；

自动控制部用于根据接收的缸体传感器信号判断并发出弃缸指令；

变缸数程序控制部用于根据变缸控制信号或弃缸指令对相应变缸装置的驱动部5执行电路通断控制；

所述动力输出盘4用于驱动曲轴齿轮71转动并与其固定连接。

本实施例中的发动机主体7为九缸星型二冲程发动机。发动机主体7还可以为五缸星型发动机等其他缸数的发动机，此处不再具体举例说明。

如图16所示，固定支承体21通过安装螺栓可拆卸的固定在发动机主体7内，曲轴1通过发动机主体7内的活塞连杆73驱动。本实施例中，动力输出盘4上还开设有螺丝孔，曲轴齿轮71与动力输出盘4通过螺栓固定连接，实现动力输出盘4带动曲轴齿轮71的同步随转。曲轴齿轮71与主轴74上安装的齿轮啮合，进而带动主轴74旋转，为主轴74旋转输出扭矩。

本实施例中，自动控制部的作用是依据缸体温度传感器信号CG、排气温度传感器信号C经预置程序对损坏气缸发出弃缸指令，保证发动机在某缸损坏时及时退出工作，从而使其它缸能够高效正常工作，也使损坏气缸部分不致继续转动产生更大的损坏和转动阻力。

如图17所示，中控器接收的传感器信号包括变缸控制信号AB，排气温度传感器信号CP，缸体温度传感器信号CG，主轴74转速传感器信号N，分轴转速传感器信号NP，图17中，中控器还连接有电源V、点火线圈控制器IC，以及伺服电磁组件51的第一电磁铁511、第二电磁铁512和第三电磁铁513。

本实施例中的第一电磁铁511、第二电磁铁512和第三电磁铁513均为铁芯线圈结构，在通电后即可产生磁场，对亲磁性金属产生吸力。

本实施例中，中控器的变缸数程序控制部在接到变缸控制信号或弃缸指令后，依据内置程序对要增加或减少的气缸所对应的变缸装置的伺服电磁组件51进行电路通断控制，进而实现缸数变化。

本实施例的其余结构均与上述实施例1相同，在此不再赘述。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变形和改进，这些变形和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种活塞式发动机的变缸装置，其特征在于，包括安装于曲轴（1）上的安装锁紧部（2）和用于驱动曲轴齿轮（71）的动力输出盘（4），动力输出盘（4）安装于曲轴（1）上并沿其轴线与曲轴（1）转动连接；

还包括安装于曲轴（1）上并位于安装锁紧部（2）和动力输出盘（4）之间的传动部（3），以及用于驱动传动部（3）沿曲轴（1）的轴向来回滑动的驱动部（5）；

传动部（3）与曲轴（1）的周向固定连接，并且与曲轴（1）的轴向滑动连接，其中：

传动部（3）具有至少以下两种状态：

状态A、传动部（3）通过驱动部（5）驱动与动力输出盘（4）分离并被安装锁紧部（2）锁扣住；

状态B、传动部（3）通过驱动部（5）驱动回位脱离安装锁紧部（2）并与动力输出盘（4）同步联动随转；

所述传动部（3）包括位于安装锁紧部（2）和动力输出盘（4）之间的同步滑动盘（31），以及若干用于插入动力输出盘（4）内的滑动联动销（32），滑动联动销（32）沿其轴向与同步滑动盘（31）滑动连接；

所述驱动部（5）还包括用于驱动滑动联动销（32）往动力输出盘（4）方向滑动回位的回位结构；

所述动力输出盘（4）与同步滑动盘（31）之间还设置有固定于动力输出盘（4）上的动力盘摩擦片（42）或/和固定于同步滑动盘（31）上的滑盘摩擦片（34）；

所述同步滑动盘（31）安装于曲轴（1）上，且曲轴（1）上设有用于限制同步滑动盘（31）沿其周向自由转动的滑键（11）。

2.根据权利要求1所述的一种活塞式发动机的变缸装置，其特征在于，所述安装锁紧部（2）包括安装于曲轴（1）上的固定支承体（21），以及至少一个用于锁扣住传动部（3）的锁扣组件（22），锁扣组件（22）铰接于固定支承体（21）上并通过驱动部（5）驱动。

3.根据权利要求2所述的一种活塞式发动机的变缸装置，其特征在于，所述驱动部（5）包括若干伺服电磁组件（51），若干伺服电磁组件（51）沿曲轴（1）周向分布于固定支承体（21）上；

每个伺服电磁组件（51）均包括用于通过磁力拉动传动部（3）靠近固定支承体（21）的第一电磁铁（511）和第二电磁铁（512），以及用于驱动锁扣组件（22）锁扣住传动部（3）的伺服电磁结构；

伺服电磁结构为第三电磁铁（513）、伺服电磁气缸、伺服电磁阀中的任意一种。

4.根据权利要求3所述的一种活塞式发动机的变缸装置，其特征在于，所述驱动部（5）还包括若干沿曲轴（1）周向分布的回位驱动组件（52），回位驱动组件（52）包括：

设置于固定支承体（21）与传动部（3）之间的滑动盘推力弹簧（521），以及用于驱动锁扣组件（22）脱离传动部（3）的勾爪分离弹簧（523），勾爪分离弹簧（523）设置于固定支承体（21）上，勾爪分离弹簧（523）和第三电磁铁（513）分别位于锁紧组件铰接点的两侧。

5.根据权利要求4所述的一种活塞式发动机的变缸装置，其特征在于，所述安装锁紧部（2）还包括用于固定支撑滑动盘推力弹簧（521）的推力弹簧支架（23），推力弹簧支架（23）安装于曲轴（1）上并位于固定支承体（21）与传动部（3）之间；

推力弹簧支架（23）靠近传动部（3）的一侧还设置有若干用于安装滑动盘推力弹簧（521）端部的推力弹簧安装槽A（231），若干推力弹簧安装槽A（231）沿曲轴（1）的周向分布；滑动盘推力弹簧（521）的另一端安装于传动部（3）内。

6.根据权利要求2所述的一种活塞式发动机的变缸装置，其特征在于，所述锁扣组件（22）的数量至少为两个，锁扣组件（22）沿固定支承体（21）的周向分布；

锁扣组件（22）包括固定于固定支承体（21）上的勾爪支架（223），设置于勾爪支架（223）上的勾爪转轴（222），以及用于锁扣住传动部（3）的锁扣勾爪（221），传动部（3）包括与锁扣勾爪（221）适配的爪槽（311）；

锁扣勾爪（221）通过勾爪转轴（222）铰接与勾爪支架（223）上，勾爪转轴（222）的轴线垂直于曲轴（1）的轴向和径向设置。

7.根据权利要求1所述的一种活塞式发动机的变缸装置，其特征在于，所述同步滑动盘（31）上设置有用于安装滑动联动销（32）的联动销滑孔（312），联动销滑孔（312）的数量与滑动联动销（32）的数量相同并沿同步滑动盘（31）周向设置；

同步滑动盘（31）靠近安装锁紧部（2）的一侧设置有用于安装滑动盘推力弹簧（521）的推力弹簧安装槽B（313）；

所述动力输出盘（4）靠近同步滑动盘（31）的一侧设置有若干与滑动联动销（32）适配的联动销相位孔（41）；

在传动部（3）处于状态B的情况下，滑动联动销（32）靠近动力输出盘（4）的一端置于联动销相位孔（41）内。

8.根据权利要求1所述的一种活塞式发动机的变缸装置，其特征在于，所述传动部（3）还包括若干与滑动联动销（32）远离动力输出盘（4）一端固定连接的联动销支承体（33）；

所述同步滑动盘（31）和联动销支承体（33）均采用具有亲磁性金属制成；

所述回位结构包括用于驱动滑动联动销（32）回位的联动销回位弹簧（522）；

所述同步滑动盘（31）内设有回位弹簧安装孔A（315），联动销支承体（33）内设有回位弹簧安装孔B（331），联动销回位弹簧（522）的两端分别设置在回位弹簧安装孔A（315）和有回位弹簧安装孔B（331）内。

9.一种活塞式发动机的变缸数系统，包括权利要求1-8任一所述的一种活塞式发动机的变缸装置，其特征在于，还包括具有若干个发动机缸体的发动机主体（7），以及用于控制单个或多个驱动部（5）驱使传动部（3）实现状态A或状态B的中控器；

所述发动机主体（7）的缸体数量与变缸装置的数量相同，每个变缸装置对应一个发动机缸体；

所述中控器包括自动控制部和变缸数程序控制器；

自动控制部用于根据接收的缸体传感器信号判断并发出弃缸指令；

变缸数程序控制部用于根据变缸控制信号或弃缸指令对相应变缸装置的驱动部（5）执行电路通断控制；

所述动力输出盘（4）用于驱动曲轴齿轮（71）转动并与其固定连接。