CN201521347U - 多缸并联发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多缸并联发动机，多个发动机单缸体为独立运行机构，各曲轴以并联的方式与传动机构连接，各传动机构为齿轮传动机构、气压传动机构或者液压传动机构。齿轮传动机构包括相互啮合的齿轮和输出主轴，各主动齿轮通过超越离合器与各发动机单缸体的曲轴同轴固连，各从动齿轮与输出主轴同轴固连；气(液)压传动机构包括气泵、储气罐(油管路、高压气室)、控制阀门和气(液)动马达，各发动机单缸体的曲轴驱动对应的各气(油)泵，各气(油)泵连通储气罐(油管路、高压气室)的进气(油)口，储气罐(油管路)的出气(油)口通过控制阀门连接气动(液压)马达。本实用新型简化了曲轴的结构、降低了生产成本，有效提高燃油效率，节约能源。

Description

多缸并联发动机

(一)技术领域：

本实用新型涉及汽车用发动机，具体为一种多缸并联发动机。

(二)背景技术：

发动机按照汽缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机，有两个以上汽缸的发动机称为多缸发动机。为了获得更高的运行速率，现代车用发动机多采用三缸、四缸、六缸、八缸等多缸发动机、通过曲轴串联的方式对外输出动力，即每个汽缸的曲轴首尾依次连接，形成发动机内所有的汽缸都共用一个曲轴的传动方式。多缸发动机的转速得到提升，输出更强劲的动力及较为平顺的振动，但多缸发动机的缺点是在部分负荷工况下燃油经济性低。

因此为了克服上述缺陷，人们提出了“停缸控制技术”，其原理是当车辆在中小负载下运行时，发动机只需要其中的部分汽缸工作就足够了，此时让另一部分汽缸停止工作，被停止工作的汽缸，其相应的配气机构和喷油系统都被关闭，这样工作汽缸将承担更高的负荷，从而减少泵气损失和机械损失，达到更经济的油耗水平。而当加速或需要更大功率时，被停掉的气门和燃油喷射系统被瞬间激活，全部汽缸投入工作。“停缸控制技术”虽能有效提高发动机在低负荷下的经济效率，但在具体实现过程中仍然出现如下问题：

1、为保证停缸时，汽车能够可靠运行，需要对发动机排气量和输出之间动能转换之间的复杂计算和设计，从而导致控制系统设计难度加大。

2、由于发动机采用的是曲轴串联的方式，当部分汽缸停止工作时，发动机单侧做工，振动和噪声较大，工作稳定性差，车辆运行的平稳性亦会随之降低。

3、停缸的汽缸不是真正意义上的停止工作，其活塞跟随曲轴不断往复运动，产生机械损耗。

(三)实用新型内容：

本实用新型目的是提供了一种具有多缸并联且独立运行的发动机，其具有油耗低、运行平稳、易于维护等特点。

能够实现上述目的的多缸并联发动机，和传统多缸发动机一样由多个发动机单缸体构成，所不同的是在本实用新型中，各发动机单缸体设置为独立运行机构，可单独完全停缸，各发动机单缸体的动力输出通过其上各独立曲轴以并联的方式与传动机构连接，传动机构(发动机)的总动力输出为各曲轴动力的叠加，每个发动机单缸体上有独立的启动控制器，可以根据车辆行驶时对总动力输出的要求，控制单个或几个发动机单缸体工作，以满足经济运行的要求。

现有技术中常用的传动机构有齿轮传动机构、气压传动机构和液压传动机构等，可以根据车辆类型、功率要求和发动机的布局而选择使用。

所述齿轮传动机构包括相互啮合(具有一定传动比)的齿轮和输出主轴，各主动齿轮通过超越离合器与各发动机单缸体的曲轴同轴固连，各从动齿轮与输出主轴同轴固连。

相互啮合的齿轮可以选择直齿传动、斜齿传动或者一对伞齿轮传动，不同的传动方式形成发动机单缸体的直线并排结构和左右分置结构。

所述气压传动机构包括气泵、储气罐、控制阀门和气动马达，各发动机单缸体的曲轴连接驱动对应的各气泵，各气泵连通储气罐的进气口，储气罐的出气口通过控制阀门连接气动马达；气动马达为轮毂式则直接安装轮胎。

与气压传动机构类似，所述液压传动机构包括油泵、油路管、控制阀门和液动马达，各发动机单缸体的曲轴连接驱动对应的各油泵，各油泵连通油路管的进油口，油路管上连通着一个压缩气室，油路管的出油口通过控制阀门连接液压马达；液压马达为轮毂式则直接安装轮胎。

本实用新型的优点：

1、本实用新型将现有多缸发动机的多缸共用大曲轴的动力串联连接方式变为了将多缸发动机的每个发动机单缸体上独立的小曲轴并联，因而无需根据汽缸的排列方式对曲轴进行设计，从而简化了曲轴的结构、降低了生产要求和成本。

2、可以根据单缸曲轴的输出功率选定合适的发动机，便能够随意的运用停缸技术让发动机的一部分汽缸停止工作，设计时无需进行复杂的计算，制造难度降低。

3、由于发动机的每个单缸体时刻运行在经济转速下，因而能够有效提高燃油效率，节约能源。

4、只要不是全部发动机单缸体都出现故障时，就不会影响车辆的可行动性，并且可以独立拆装维修；该特性对于军事用车辆十分必要。

(四)附图说明：

图1是本实用新型第一种实施方式的结构示意图。

图2是本实用新型第二种实施方式的结构示意图。

图3是本实用新型第三种实施方式的结构示意图。

图4是本实用新型第四种实施方式的结构示意图。

图号标识：1、发动机单缸体；2、曲轴；3、输出主轴；4、伞齿轮；5、控制阀门；6、超越离合器；7、联轴器；8、机油箱；9、气泵；10、油泵；11、储气罐；12、油路管；13、气动马达；14、液压马达；15、压缩气室；16、启动器。

(五)具体实施方式：

在本实用新型多缸并联发动机的各种实施例中，四个独立运行的发动机单缸体1的曲轴2以并联的方式与传动机构连接。

1、传动机构为一对伞齿轮4和输出主轴3，四个发动机单缸体1分为两组，于输出主轴3两侧对称设置，发动机单缸体1的曲轴2垂直于输出主轴3，输出主轴3由轴承支撑在机油箱8中。各曲轴2伸入机油箱8中，其轴端通过超越离合器6安装上小齿数的伞齿轮4，曲轴2的中段由联轴器7连接；输出主轴3上同轴固连两个大齿数的伞齿轮4，其位置分别与各曲轴2轴端的伞齿轮4对应啮合；各发动机单缸体1的点火和熄火由单独与各曲轴2连接的启动器16控制，如图1所示。

2、传动机构为一对伞齿轮4和输出主轴3，四个发动机单缸体1平行于输出主轴3成一排设置，各发动机单缸体1的曲轴2垂直于输出主轴3，输出主轴3由轴承支撑在机油箱8中。各曲轴2伸入机油箱8中，其轴端通过超越离合器6安装上小齿数的伞齿轮4，曲轴2的中段由联轴器7连接；输出主轴3上同轴固连四个大齿数的伞齿轮4，其位置分别与各曲轴2轴端的伞齿轮4对应啮合；各发动机单缸体1的点火和熄火由单独与各曲轴2连接的启动器16控制，如图2所示。

3、传动机构为气压传动机构，由气泵9、储气罐11、控制阀门5和气动马达13构成，各气泵9并联连通储气罐11上对应的进气口，储气罐11的出气口通过控制阀门5连接气动马达13。四个发动机单缸体1对应于各气泵9并排设置，各发动机单缸体1的曲轴2连接各气泵9，驱动气泵9运行；各发动机单缸体1的点火和熄火由单独与各曲轴2连接的启动器16控制，如图3所示。

4、传动机构为液压传动机构，由油泵11、油路管12、控制阀门5和液压马达14构成，各油泵11并联连通油路管12上对应的进油口，油路管12上连通着一个压缩气室15，油路管12的出油口通过控制阀门5连接液压马达14。四个发动机单缸体1对应于各油泵11并排设置，各发动机单缸体1的曲轴2连接各油泵11，驱动油泵11运行；各发动机单缸体1的点火和熄火由单独与各曲轴2连接的启动器16控制，如图4所示。

Claims (6)

1.多缸并联发动机，包括多个发动机单缸体(1)，其特征在于：所述各发动机单缸体(1)为可单独停缸的独立运行机构，各发动机单缸体(1)的曲轴(2)以并联的方式与传动机构连接。

2.根据权利要求1所述的多缸并联发动机，其特征在于：所述传动机构为齿轮传动机构、气压传动机构或者液压传动机构。

3.根据权利要求2所述的多缸并联发动机，其特征在于：所述齿轮传动机构包括相互啮合的齿轮和输出主轴(3)，各主动齿轮通过超越离合器(6)与各发动机单缸体(1)的曲轴(2)同轴固连，各从动齿轮与输出主轴(3)同轴固连。

4.根据权利要求3所述的多缸并联发动机，其特征在于：相互啮合的齿轮为直齿、斜齿或者伞齿轮而形成发动机单缸体(1)的直线并排、或左右分置的布置结构。

5.根据权利要求2所述的多缸并联发动机，其特征在于：所述气压传动机构包括气泵(9)、储气罐(11)、控制阀门(5)和气动马达(13)，各发动机单缸体(1)的曲轴(2)连接对应的各气泵(9)，各气泵(9)连通储气罐(11)的进气口，储气罐(11)的出气口通过控制阀门(5)连接气动马达(13)。

6.根据权利要求2所述的多缸并联发动机，其特征在于：所述液压传动机构包括油泵(10)、油路管(12)、控制阀门(5)和液压马达(14)，各发动机单缸体(1)的曲轴(2)连接对应的各油泵(10)，各油泵(10)连通油路管(12)的进油口，油路管(12)上连通着一个压缩气室(15)，油路管(12)的出油口通过控制阀门(5)连接液压马达(14)。

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