CN203879624U - 不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机 - Google Patents

Abstract

一种不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机，有至少一个气缸，当发动机只有一个气缸时，在气缸的两片或一片第一曲柄臂上，以第一曲柄臂平面宽度的中心线对称分布地设置有两个第一耳形凸起部，在两个或一个第一耳形凸起部上形成有贯通孔，贯通孔内能够旋转地贯穿有第一销轴，第一销轴的一端紧贴第一曲柄臂的内侧面固定连接第一辅助齿轮，另一端紧贴第一曲柄臂的外侧面固定连接第二辅助齿轮，第一辅助齿轮与第一偏心套齿轮相啮合，第二辅助齿轮与中心齿轮相啮合，当与中心齿轮固定连接的受控件为蜗轮时，受控件与转动地设置在气缸体上的蜗杆驱动件啮合，并由蜗杆驱动件驱动。本实用新型可以改善发动机动力性，降低油耗，排放污染小，整体刚强度大。

Description

不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机

技术领域

本实用新型涉及一种压缩比可调发动机。特别是涉及一种不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机。 

背景技术

传统往复活塞式内燃机由于曲柄连杆机构的结构限制，压缩比不可调节，因此限制了其性能的提高。作为公知技术，许多学者早在1929年起就在许多专利上通过齿轮机构来调节偏心曲柄销以便改变压缩比，提高发动机的性能。但很多技术都利用行星齿轮机构来实现调节压缩比，但由于破坏了曲柄结构而不利于实用。随着技术进步出现了如CN1176678A专利所报道的活塞式内燃机，其特点是：用控制件来控制带有同心齿轮的偏心曲柄销的转动来控制压缩比，该齿轮与受控制齿轮控制的外齿轮同心固接而设置的内齿轮啮合。上述技术虽然不需要大幅改变曲轴结构，但其不足之处在于增加了不适合批量生产的内齿轮以及齿轮方向设计不合理所造成的加速磨损，而且机构复杂，调节机构庞大，受力严重，依然不适合实际应用。 

200980123449.4专利所报道的活塞式内燃机，虽然依然沿用了CN1176678A所用的行星齿轮机构靠调整速度比，以及使用偏心曲柄销来控制压缩比，但它克服了上述的机构庞大、驱动负担重、磨损严重的缺点，其明显的优势是用齿数比控制了曲柄销偏心轴承半速旋转，有利于减少摩擦和改善发动机性能，但其最明显的缺点就是压缩比调节部分，或者占用了承受大负荷的曲轴主轴颈的中心或还有其他运动部件部分空间被占用，不仅使曲轴整体性变差，还大大减低了曲轴的刚度和强度；或者利用穿过曲轴中心的细长轴传动而破坏了曲轴整体结构而且曲轴中心处设置传动大大限制了曲轴主轴颈和曲柄销的重叠度(以下简称曲柄重叠度)，这与现代发动机向高功率密度上发展所需要的高强度高刚度大曲柄重叠度曲轴设计的基本要求相悖。 

如图1、图2a、图2b、图3所示，200980123449.4专利虽然有上述优点，但由于各缸之间传动，采用了主轴颈内部空间设置传动齿轮或控制轴穿过曲轴中心(如图1、图2a、图2b和图3)的传动结构。结果，后者，机构复杂而且悬在机外的控制方式，一方面直接导致曲柄重叠度大大降低，还需要在曲轴中心空心设置传动细轴机件，减低了曲轴强度刚度且传动件的扭转刚度大大减低，另一方面则必然导致多缸机的累积负载全部加到控制端的小齿轮上，使其强度过大和疲劳损坏的可能性增大，由于与之配合的控制齿轮不得不做的很大使得中心内齿轮直径扩大，加之负荷很大的控制轴穿过曲轴中心削弱了曲轴的强度和刚度，也造成润滑油道等其他设计和布置的困难。而前者的机构太过复杂(如图2a、图2b和图3)而且直接导致曲轴的整体性破坏，大大削弱了曲轴的强度和刚度。特别重要的是承受重载的主轴颈上设置驱动偏心套齿轮的控制机件，一方面使用太多齿轮使得机构复杂实际使用上的可靠性下降，另一方面导致曲柄重叠度下降，使得许多大曲柄重叠度的发动机没法使用，而现代发动 机正是朝着高功率密度大曲柄重叠度的方向发展的。 

因此在当前节能环保低碳排放重压下，开发机构简单，既不破坏发动机原来曲轴的强度、刚度的基本结构，还能够充分利用上述专利既能够减轻磨损还有可能提高性能的一些优点，消除其结构复杂，破坏曲轴结构和使用内齿轮等不适合批量应用的致命缺点，使用原机曲轴而不做大的改动，适合任意发动机曲柄重叠度的，结构简单并能轻松实现发动机压缩比可变、大幅度提高内燃机性能、真正适合工程应用的新技术，势在必行。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种发动机压缩比可随工况变化调节的不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机。 

本实用新型所采用的技术方案是：一种不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机，包括有至少一个气缸，位于气缸内作往复运动的活塞贯穿所述气缸并通过活塞销与气缸内的连杆的上端铰接，连杆的另一端伸出气缸下侧并铰接位于气缸下面的驱动机构，所述的驱动机构包括有由主轴颈、第一曲柄臂和曲柄销相互固定构成的曲轴，能够转动的套在主轴颈上并与受控件固定连接或者延伸一体成型的中心齿轮，套在曲柄销上的第一偏心套齿轮和偏心套，所述的第一偏心套齿轮和偏心套固定连接，并且所述的偏心套的外周与所述的连杆下端销孔滑动配合而内周与曲柄销滑动配合，当发动机只有一个气缸时，在气缸的两片第一曲柄臂上或者一片第一曲柄臂上，以第一曲柄臂平面宽度的中心线对称分布地设置有两个第一耳形凸起部，在两个对称的第一耳形凸起部上或在两个对称的第一耳形凸起部中的一个第一耳形凸起部上形成有贯通孔，所述的贯通孔内能够旋转地贯穿有第一销轴，所述的第一销轴的一端紧贴第一曲柄臂的内侧面固定连接第一辅助齿轮，另一端紧贴第一曲柄臂的外侧面固定连接第二辅助齿轮，并且，所述的第一辅助齿轮与所述的第一偏心套齿轮相啮合，所述的第二辅助齿轮与所述的中心齿轮相啮合，当所述的与中心齿轮固定连接的受控件为蜗轮时，所述的受控件与转动地设置在气缸体上的蜗杆驱动件啮合，并由蜗杆驱动件驱动。 

当所述的与中心齿轮固定连接或者延伸一体成型的受控件为齿轮时，受控件一侧的缸体上转动地设置有控制轴，所述控制轴的外周固定设置有控制齿轮，所述的受控件由所述的控制齿轮控制。 

所述的第一偏心套齿轮、第一辅助齿轮、第二辅助齿轮以及中心齿轮的齿数比的确定，要保证第一偏心套齿轮旋转速度是曲轴旋转速度的一半。 

当发动机为多缸相邻气缸为全支承间隔缸体驱动结构时，在所述的第一气缸以外的每个气缸的两片第二曲柄臂上或者一片第二曲柄臂上，以第二曲柄臂平面宽度的中心线对称分布地设置有两个第二耳形凸起部，在两个对称的第二耳形凸起部上或在两个对称的第二耳形凸起部中的一个第二耳形凸起部上形成有贯通孔，所述的贯通孔内能够旋转地贯穿有第二销轴，所述的第二销轴的一端紧贴第二曲柄臂的外侧面固定连接第三辅助齿轮，另一端紧贴第二曲柄臂的内侧面固定连接第四辅助齿轮，并且，所述的第四辅助齿轮与第二偏心套齿轮相啮合，所述的第三辅助齿轮与所述的中心齿轮固接或一体并排形成的相邻气缸中心齿轮相啮合，所述的中心齿轮和与中心齿轮固接或一体并排形成的相邻气缸中心齿轮上同时固定连接或者延 伸一体成型地设置有受控件，当受控件为蜗轮时，相邻气缸中心齿轮和中心齿轮由气缸体上转动地设置的一套蜗杆驱动件同时驱动。 

当所述的与中心齿轮和与中心齿轮固接或一体并排形成的相邻气缸中心齿轮上同时固定连接或者延伸一体成型的受控件为齿轮时，受控件一侧的缸体上转动地设置有控制轴，所述控制轴的外周固定设置有控制齿轮，所述的受控件由所述的控制齿轮控制。 

所述的相邻气缸的第二偏心套齿轮、相邻气缸的第四辅助齿轮、相邻气缸的第三辅助齿轮以及相邻气缸中心齿轮的齿数比的确定，要保证第二偏心套齿轮旋转速度是曲轴旋转速度的一半。 

当发动机为多缸相邻气缸非全支承共用曲柄驱动结构时，还设置有由同轴依次固定连接的相邻气缸的第五辅助齿轮、相邻气缸的第三销轴和相邻气缸的第六辅助齿轮构成的相邻气缸的辅助齿轮机构，与所述的中心齿轮固接或一体并排形成的相邻气缸共用曲柄的第二气缸中心齿轮，以及设置在所述的第一曲柄臂和相邻气缸共用曲柄的第三曲柄臂之间固接或一体成型的相邻气缸共用曲柄圆柱连接销，所述的固接或一体并排形成的中心齿轮和相邻气缸共用曲柄的第二气缸中心齿轮能够转动地套在所述的两个相邻气缸共用曲柄圆柱连接销上，在每个气缸的两片第三曲柄臂上或者一片第三曲柄臂上，以第三曲柄臂平面宽度的中心线对称分布地设置有两个第三耳形凸起部，在两个对称的第三耳形凸起部上或在两个对称的第三耳形凸起部中的一个第三耳形凸起部上形成有贯通孔，所述的贯通孔内能够旋转地贯穿有第三销轴，所述的第三销轴的一端紧贴第三曲柄臂的外侧面固定连接第五辅助齿轮，另一端紧贴第三曲柄臂的内侧面固定连接第六辅助齿轮，并且所述的第六辅助齿轮与第三偏心套齿轮相啮合，所述的第五辅助齿轮与所述的中心齿轮固接或一体并排形成的第二气缸中心齿轮相啮合，所述的中心齿轮和与中心齿轮固接或一体并排形成的第二气缸中心齿轮上同时固定连接或者延伸一体成型的设置有受控件，当受控件为蜗轮时，两个相邻气缸的第二气缸中心齿轮与中心齿轮由气缸体上转动地设置的一套蜗杆驱动件同时驱动。 

当所述的中心齿轮和与中心齿轮固接或者延伸一体并排形成的第二气缸中心齿轮上同时固定连接或者延伸一体成型的受控件为齿轮时，受控件一侧的缸体上转动地设置有控制轴，所述控制轴的外周固定设置有控制齿轮，所述的受控件由所述的控制齿轮控制。 

所述的相邻气缸共用曲柄的第三偏心套齿轮、相邻气缸共用曲柄的第六辅助齿轮、相邻气缸共用曲柄的第五辅助齿轮以及相邻气缸共用曲柄的第二气缸中心齿轮的齿数比确定，要保证第三偏心套齿轮旋转速度是曲轴旋转速度的一半。 

本实用新型的不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机，在活塞运动过程中，不需要改变压缩比时，中心齿轮9的位置不变，这时上止点时的偏心套5位置不变，保证了活塞在压缩上止点时的位置不变从而确保了发动机在保持一个恒定的压缩比下稳定运转。当需要改变发动机压缩比情况下，可由蜗杆或者其他控制方式，控制受控件11转动，再经过第二辅助齿轮8、第一辅助齿轮6、偏心套齿轮4的转动，改变了与偏心套齿轮固接的偏心套5的位置，从而使活塞压缩上止点的位置发生变化并改变了发动机的压缩比。这样就可做到根据发动机工况的需要实时地调节发动机的压缩比，从而确保发动机经常在较高的循环热效率下工作，大大提高循环热效率、降低油耗、动力性好又兼顾其具有较低的排放污染。 此外由于压缩比的提高，使热功转换效率提高，同样的燃料消耗下可做更多的功。因此提高发动机的压缩比会同时改善发动机的动力性能，在输出同样动力情况下，可以减小发动机的排量，进一步降低发动机机械损失，提高发动机的升功率。因此，本实用新型适合于任意曲柄重叠度的发动机可调压缩比，可以改善发动机动力性、经济性、兼顾排放，曲轴整体结构没有大的改动、整体强度刚度大，平衡性好，齿轮负载能力强可靠性好，适合于增压内燃机，通过可变压缩比技术强化和优化发动机各项性能指标。 

附图说明

图1是申请号为200980123449.4的专利申请的发动机结构示意图； 

图2a是申请号为200980123449.4的专利申请的多缸发动机结构示意图； 

图2b是申请号为200980123449.4的专利申请的多缸发动机部分结构示意图； 

图3是申请号为200980123449.4的专利申请的多缸发动机另一种结构示意图； 

图4是本实用新型的最大压缩比的正面结构位置示意图； 

图5是本实用新型的最小压缩比的正面结构位置示意图； 

图6是本实用新型的单缸发动机驱动结构布置示意图； 

图7是本实用新型的多缸相邻气缸为全支承间隔缸体驱动结构布置示意图； 

图8是本实用新型的多缸相邻气缸为非全支承共用曲柄驱动结构布置示意图； 

图9是本实用新型的曲柄臂正面结构示意图。 

图中 

1：活塞                               2：缸体 

3：连杆                               4：偏心套齿轮 

5：偏心套                             6：第一辅助齿轮 

7：第一销轴                           8：第二辅助齿轮 

9：中心齿轮                           10：曲柄臂 

11：受控件                            12：蜗杆驱动件 

13：主轴颈处的气缸体                  14：相邻气缸中心齿轮 

15：第二曲柄臂                        16：第三辅助齿轮 

17：第二销轴                          18：第四辅助齿轮 

19：第二偏心套齿轮                    20：全支承相邻气缸的曲柄销 

21：曲柄销                            22：曲柄圆柱连接销 

23：第二气缸中心齿轮                  24：主轴颈 

25：第五辅助齿轮                      26：第三销轴 

27：第六辅助齿轮                      28：第三曲柄臂 

29：第三偏心套齿轮                    30：共用曲柄相邻气缸的曲柄销 

31：第一耳形凸起部                    32：活塞销 

33：第二耳形凸起部                    34：第三耳形凸起部 

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型的不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机做出详细说明。 

如图4、图5、图6、图9所示，本实用新型的不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机，包括有至少一个气缸2，位于气缸2内作往复运动的活塞1贯穿所述气缸2并通过活塞销32与气缸2内的连杆3的上端铰接，连杆3的另一端伸出气缸2下侧并铰接位于气缸2下面的驱动机构，所述的驱动机构包括有由主轴颈24、第一曲柄臂10和曲柄销21相互固定构成的曲轴，能够转动的套在主轴颈24上并与受控件11固定连接或者延伸一体成型的中心齿轮9，套在曲柄销21上的第一偏心套齿轮4和偏心套5，所述的第一偏心套齿轮4和偏心套5固定连接，并且所述的偏心套5的外周与所述的连杆3下端销孔滑动配合而内周与曲柄销21滑动配合，当发动机只有一个气缸2时，在气缸2的两片第一曲柄臂10上或者一片第一曲柄臂10上，以第一曲柄臂10平面宽度的中心线对称分布地设置有两个第一耳形凸起部31，在两个对称的第一耳形凸起部31上或在两个对称的第一耳形凸起部31中的一个第一耳形凸起部31上形成有贯通孔，所述的贯通孔内能够旋转地贯穿有第一销轴7，所述的第一销轴7的一端紧贴第一曲柄臂10的内侧面固定连接第一辅助齿轮6，另一端紧贴第一曲柄臂10的外侧面固定连接第二辅助齿轮8，并且，所述的第一辅助齿轮6与所述的第一偏心套齿轮4相啮合，所述的第二辅助齿轮8与所述的中心齿轮9相啮合，当所述的与中心齿轮9固定连接的受控件11为蜗轮时，所述的受控件11与转动地设置在气缸体上的蜗杆驱动件啮合，并由蜗杆驱动件驱动。 

当所述的与中心齿轮9固定连接的受控件11为齿轮时，受控件11一侧的缸体2上转动地设置有控制轴，所述控制轴的外周固定设置有控制齿轮，所述的受控件11由所述的控制齿轮控制。 

在上述结构中，所述的第一偏心套齿轮4、第一辅助齿轮6、第二辅助齿轮8以及中心齿轮9的齿数比的确定，要保证第一偏心套齿轮4旋转速度是曲轴旋转速度的一半。 

本实用新型的不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机，由于齿轮布置的特殊方式和齿数比的上述设定，活塞压缩上止点的位置在不需要调整压缩比时是确定的。活塞压缩上止点的位置，可由蜗杆的转动控制与套在主轴颈24上的中心齿轮9所固接的受控制件11转动，再经过在曲柄臂穿过的第一销轴7上设置的第二辅助齿轮8和第一辅助齿轮6，将转动再传给与偏心套齿轮4固接的偏心套5，从而实现驱动连杆3和活塞1运动。 

本实用新型的不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机，当发动机在小负荷运转时可以由电机驱动蜗杆，再经受控件11，转动中心齿轮9使偏心套5处于使活塞1上行的某一高位，例如图4所示的偏心朝向正上方的极限位置，发动机压缩比最高，发动机热效率最高，改善了发动机低负荷性能。当发动机需要在大负荷下运转时可以反向转动中心齿轮9使偏心套5处于使活塞下行的某一较低位，例如图5所示的偏心朝向正下方的极限位置，发动机压缩比最低，限制了汽油机爆震和柴油机的热负荷，可以大幅度提高增压度，改善发动机性能。 

正由于本实用新型的结构有明显区别于公开号为CN1176678A和申请号为 200980123449.4的专利申请所公开的技术方案的技术特征，即采用一套或者是以曲柄宽度平面中心线对称分布地设置的两套穿过曲柄臂10特殊设置的耳形部31的第一销轴7，及第一销轴7两端头固接的第一辅助齿轮6和第二辅助齿轮8，分别直接啮合偏心套齿轮4和主轴颈上套着的中心齿轮9，偏心套齿轮4和主轴颈上的中心齿轮9之间的固定在轴销上并紧靠曲柄臂10所布置的一套或两套第一辅助齿轮6和第二辅助齿轮8，恰是分别设置在与上述两齿轮的同时相啮合的位置并具有上述确定的速比，使得这样特殊位置和方式设置的齿轮调节系统具有如下优点： 

1，齿轮布置空间合理，使得所有控制用的齿轮和控制轴再也不需要像申请号为200980123449.4专利中，使用主轴颈内部空间设置传动机件(图2a、图2b和图3)或控制轴穿过曲轴中心(如图1)的传动结构。使得发动机保留原有曲轴不做大改动，结构紧凑(图4—图9)，曲轴强度和刚度得到了可靠的保证。 

2，齿轮之间的齿数分配比同样可以保留申请号为200980123449.4的专利申请中偏心套相对曲轴半速旋转，从而不仅使得活塞在每循环压缩上止点的位置确定，还保留上述引用专利中减轻磨损和有利于提高性能的优点。 

3，由于本实用新型的偏心套齿轮4和中心齿轮9分别布置在主轴颈和曲柄销上，并采用穿过曲柄臂10特殊耳形部位31的第一销轴7两边固定与它们分别同时啮合的辅助齿轮6和辅助齿轮8进行动力传递这一特殊路径设计，确保了任意曲柄重叠度的发动机均可以方便地采用本实用新型的机构控制发动机的压缩比。 

4，对重载荷发动机，可以选择曲柄中线对称布置的两套辅助齿轮机构，大大减轻了齿轮系中每个齿轮上的负载，使其模数减小，可靠性好，发动机整体平衡性好。 

5，齿轮控制系统中的齿轮副全部采用外齿轮啮合的结构，适合于大批量生产。 

如图7所示，本实用新型的不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机中，当发动机为多缸，相邻气缸为全支承间隔缸体驱动结构时，在图6所示的基础上，在所述的第一气缸2以外的每个气缸的两片第二曲柄臂15上或者一片第二曲柄臂15上，以第二曲柄臂15平面宽度的中心线对称分布地设置有两个第二耳形凸起部33，在两个对称的第二耳形凸起部33上或在两个对称的第二耳形凸起部33中的一个第二耳形凸起部33上形成有贯通孔，所述的贯通孔内能够旋转地贯穿有第二销轴17，所述的第二销轴17的一端紧贴第二曲柄臂15的外侧面固定连接第三辅助齿轮16，另一端紧贴第二曲柄臂15的内侧面固定连接第四辅助齿轮18，并且，所述的第四辅助齿轮18与第二偏心套齿轮19相啮合，所述的第三辅助齿轮16与所述的中心齿轮9固接或一体并排形成的相邻气缸中心齿轮14相啮合，所述的中心齿轮9和与中心齿轮9固接或一体并排形成的相邻气缸中心齿轮14上同时固定连接或者延伸一体成型地设置有受控件11，当受控件11为蜗轮时，相邻气缸中心齿轮14和中心齿轮9由气缸体上转动地设置的一套蜗杆驱动件同时驱动。 

在上述结构中，当所述的与中心齿轮9和与中心齿轮9固接或一体并排形成的相邻气缸中心齿轮14上同时固定连接或者延伸一体成型的受控件11为齿轮时，受控件11一侧的缸体2上转动地设置有控制轴，所述控制轴的外周固定设置有控制齿轮，所述的受控件11由所述的控制齿轮控制。。 

在上述结构中，所述的相邻气缸的第二偏心套齿轮19、相邻气缸的第四辅助齿轮18、相邻气缸的第三辅助齿轮16以及相邻气缸中心齿轮14的齿数比的确定，要保证第二偏心套齿轮19旋转速度是曲轴旋转速度的一半。 

由于本实用新型中当发动机为多缸，相邻气缸为全支承间隔缸体驱动结构时，如上述所采用的特殊结构，即受控件11固接或者延伸一体成型制造中心齿轮9和相邻气缸中心齿轮14，而且相邻气缸与参考气缸在曲轴轴向同样的对称位置(图7)，设置了第三辅助齿轮16，第二销轴17，第四辅助齿轮18，以及相邻气缸的第二偏心套齿轮19，显然在需要调动发动机两个相邻气缸的压缩比时，例如当驱动件11为涡轮的情况，可以只利用一个电动机，驱动一套蜗杆和涡轮转动，即可同时调整相邻2个气缸的活塞上止点位置，从而控制发动机的压缩比，同时优化发动机两个不同气缸的性能。 

如图8所示，本实用新型的不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机中，当发动机为多缸相邻气缸非全支承共用曲柄驱动结构时，在图6所示的基础上，还设置有由同轴依次固定连接的相邻气缸的第五辅助齿轮25、相邻气缸的第三销轴26和相邻气缸的第六辅助齿轮27构成的相邻气缸的辅助齿轮机构，与所述的中心齿轮9固接或一体并排形成的相邻气缸共用曲柄的第二气缸中心齿轮23，以及设置在所述的第一曲柄臂10和相邻气缸共用曲柄的第三曲柄臂28之间固接或一体成型的相邻气缸共用曲柄圆柱连接销22，所述的固接或一体并排形成的中心齿轮9和相邻气缸共用曲柄的第二气缸中心齿轮23能够转动地套在所述的两个相邻气缸共用曲柄圆柱连接销22上，在每个气缸的两片第三曲柄臂28上或者一片第三曲柄臂28上，以第三曲柄臂28平面宽度的中心线对称分布地设置有两个第三耳形凸起部34，在两个对称的第三耳形凸起部34上或在两个对称的第三耳形凸起部34中的一个第三耳形凸起部34上形成有贯通孔，所述的贯通孔内能够旋转地贯穿有第三销轴26，所述的第三销轴26的一端紧贴第三曲柄臂28的外侧面固定连接第五辅助齿轮25，另一端紧贴第三曲柄臂28的内侧面固定连接第六辅助齿轮27，并且所述的第六辅助齿轮27与第三偏心套齿轮29相啮合，所述的第五辅助齿轮25与所述的中心齿轮9固接或一体并排形成的第二气缸中心齿轮23相啮合，所述的中心齿轮9和与中心齿轮9固接或一体并排形成的第二气缸中心齿轮23上同时固定连接或者延伸一体成型的设置有受控件11，当受控件11为蜗轮时，两个相邻气缸的第二气缸中心齿轮23与中心齿轮9由气缸体上转动地设置的一套蜗杆驱动件同时驱动。 

当所述的中心齿轮9和与中心齿轮9固接或者延伸一体并排形成的第二气缸中心齿轮23上同时固定连接或者延伸一体成型的受控件11为齿轮时，受控件11一侧的缸体2上转动地设置有控制轴，所述控制轴的外周固定设置有控制齿轮，所述的受控件11由所述的控制齿轮控制。 

在上述结构中，所述的相邻气缸共用曲柄的第三偏心套齿轮29、相邻气缸共用曲柄的第六辅助齿轮27、相邻气缸共用曲柄的第五辅助齿轮25以及相邻气缸共用曲柄的第二气缸中心齿轮23的齿数比确定，要保证第三偏心套齿轮29旋转速度是曲轴旋转速度的一半。 

由于本实用新型中当发动机为多缸相邻气缸为非支承共用曲柄驱动结构时，所采用的特殊结构，即受控件11固接或者延伸一体成型制造中心齿轮9和共用曲柄相邻第二气缸中心齿 轮23，而且相邻气缸与参考气缸在曲轴轴向同样的对称位置(图8)，设置了第五辅助齿轮25，第三销轴26，第六辅助齿轮27，以及共用曲柄相邻气缸的第三偏心套齿轮29，显然在需要调动发动机两个相邻气缸的压缩比时，例如当驱动件11为涡轮的情况，可以只利用一个电动机，驱动一套蜗杆和涡轮转动，即可同时调整相邻2个气缸的活塞上止点位置，从而控制发动机的压缩比，同时优化发动机两个不同气缸的性能 

下面结合附图4-图9对本实用新型的不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机的优点进行说明： 

其一，由于活塞在上止点时的位置可通过偏心套齿轮4上的偏心套5的位置经过连杆3和活塞1所控制，因此通过改变控制件，比如蜗杆和蜗轮的位置，就可以通过一套上述特殊设置的满足每个循环活塞压缩上止点位置不变为原则确定的齿数比，从而经过中心齿轮9，第二辅助齿轮8、第一辅助齿轮6和偏心套齿轮4来改变偏心套5的位置，从而经过连杆3和活塞1使活塞相对气缸盖底平面位置发生改变，调整了压缩比，可以保证发动机根据工况需要优化发动机的各项性能指标。 

其二，由于本实用新型在结构上采用在每侧曲柄臂上都设置有以曲柄宽度平面中心线对称分布、具有特殊突起的两个第一耳形凸起部31，根据需要设置一套或者两套穿过曲柄臂10的耳形凸起部31设置的第一销轴7，及第一销轴7两端固接的第一辅助齿轮6和第二辅助齿轮8，他们分别直接啮合偏心套齿轮4和主轴颈上套着的中心齿轮9，特别是第一销轴7的位置应该满足，将该轴上第一辅助齿轮6和第二辅助齿轮8分别穿过曲柄臂10上特别设计的耳形部31，并同时设置在与上述偏心套齿轮4和主轴颈上套装的中心齿轮9这两个齿轮的相啮合的位置，还包括图6-图8所示的上述单缸机与多缸机齿轮传动机构的特殊设计和布置方式，使得这样的设置，即区别于公开号为CN1176678A的专利申请所公开的技术方案，也特别区别于申请号为200980123449.4的专利申请所公开的技术方案，结果使得对任意大小的一个曲柄重叠度的发动机均可采用本实用新型的机构控制发动机的压缩比；曲柄宽度平面中心线对称布置的两套辅助齿轮机构，大大减轻了齿轮系中每个齿轮上的负载，使其模数减小，可靠性好，发动机整体平衡性好。所有齿轮副的外啮合结构适合于批量生产。多缸机调控压缩比简单。本实用新型这样的设置，还具有的重要优势在于使得所有控制用的齿轮轴再也不需通过曲轴中心，所有控制机件也都无需占用主轴颈(图2a、图2b和图3)或挖空两缸公用曲轴主轴颈的中部(图1)，使得发动机原有曲轴结构得以保留(图4，图5，图6，图7，图8)，结构紧凑，曲轴强度刚度得到可靠保证。而且性能上保留了公开号为CN1176678A和申请号为200980123449.4的专利申请所公开的技术方案的优点，比如行星齿轮系控制的偏心套调整压缩比，偏心齿轮半速转动等等优点。 

综上述，本实用新型提供的不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机有如下主要优点： 

本实用新型的不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机，适合于任意曲柄重叠度的发动机可调压缩比，结构简单对原机曲轴不用做大改动，曲柄整体结构强度刚度大，平衡性好，齿轮布置合理，负载能力强，可靠性好，制造加工容易，多缸机调控简便，适合于增压内燃机，通过可变压缩比技术强化和优化发动机各项性能指标。 

Claims (9)

1.一种不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机，包括有至少一个缸体(2)，位于缸体(2)内作往复运动的活塞(1)贯穿所述缸体(2)并通过活塞销(32)与缸体(2)内的连杆(3)的上端铰接，连杆(3)的另一端伸出缸体(2)下侧并铰接位于缸体(2)下面的驱动机构，所述的驱动机构包括有由主轴颈(24)、第一曲柄臂(10)和曲柄销(21)相互固定构成的曲轴，能够转动的套在主轴颈(24)上并与受控件(11)固定连接或者延伸一体成型的中心齿轮(9)，套在曲柄销(21)上的第一偏心套齿轮(4)和偏心套(5)，所述的第一偏心套齿轮(4)和偏心套(5)固定连接，并且所述的偏心套(5)的外周与所述的连杆(3)下端销孔滑动配合而内周与曲柄销(21)滑动配合，其特征在于，当发动机只有一个缸体(2)时，在缸体(2)的两片第一曲柄臂(10)上或者一片第一曲柄臂(10)上，以第一曲柄臂(10)平面宽度的中心线对称分布地设置有两个第一耳形凸起部(31)，在两个对称的第一耳形凸起部(31)上或在两个对称的第一耳形凸起部(31)中的一个第一耳形凸起部(31)上形成有贯通孔，所述的贯通孔内能够旋转地贯穿有第一销轴(7)，所述的第一销轴(7)的一端紧贴第一曲柄臂(10)的内侧面固定连接第一辅助齿轮(6)，另一端紧贴第一曲柄臂(10)的外侧面固定连接第二辅助齿轮(8)，并且，所述的第一辅助齿轮(6)与所述的第一偏心套齿轮(4)相啮合，所述的第二辅助齿轮(8)与所述的中心齿轮(9)相啮合，当所述的与中心齿轮(9)固定连接的受控件(11)为蜗轮时，所述的受控件(11)与转动地设置在气缸体上的蜗杆驱动件啮合，并由蜗杆驱动件驱动。 

2.根据权利要求1所述的不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机，其特征在于，当所述的与中心齿轮(9)固定连接或者延伸一体成型的受控件(11)为齿轮时，受控件(11)一侧的缸体(2)上转动地设置有控制轴，所述控制轴的外周固定设置有控制齿轮，所述的受控件(11)由所述的控制齿轮控制。 

3.根据权利要求1所述的不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机，其特征在于，所述的第一偏心套齿轮(4)、第一辅助齿轮(6)、第二辅助齿轮(8)以及中心齿轮(9)的齿数比的确定，要保证第一偏心套齿轮(4)旋转速度是曲轴旋转速度的一半。 

4.根据权利要求1所述的不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机，其特征在于，当发动机为多缸相邻气缸为全支承间隔缸体驱动结构时，在所述的缸体(2)以外的每个气缸的两片第二曲柄臂(15)上或者一片第二曲柄臂(15)上，以第二曲柄臂(15)平面宽度的中心线对称分布地设置有两个第二耳形凸起部(33)，在两个对称的第二耳形凸起部(33)上或在两个对称的第二耳形凸起部(33)中的一个第二耳形凸起部(33)上形成有贯通孔，所述的贯通孔内能够旋转地贯穿有第二销轴(17)，所述的第二销轴(17)的一端紧贴第二曲柄臂(15)的外侧面固定连接第三辅助齿轮(16)，另一端紧贴第二曲柄臂(15)的内侧面固定连接第四辅助齿轮(18)，并且，所述的第四辅助齿轮(18)与第二偏心套齿轮(19)相啮合，所述的第三辅助齿轮(16)与所述的中心齿轮(9)固接或一体并排形成的相邻气缸中心齿轮(14)相啮合，所述的中心齿轮(9)和与中心齿轮(9)固接或一体并 排形成的相邻气缸中心齿轮(14)上同时固定连接或者延伸一体成型地设置有受控件(11)，当受控件(11)为蜗轮时，相邻气缸中心齿轮(14)和中心齿轮(9)由气缸体上转动地设置的一套蜗杆驱动件同时驱动。 

5.根据权利要求4所述的不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机，其特征在于，当所述的与中心齿轮(9)和与中心齿轮(9)固接或一体并排形成的相邻气缸中心齿轮(14)上同时固定连接或者延伸一体成型的受控件(11)为齿轮时，受控件(11)一侧的缸体(2)上转动地设置有控制轴，所述控制轴的外周固定设置有控制齿轮，所述的受控件(11)由所述的控制齿轮控制。 

6.根据权利要求4所述的不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机，其特征在于，所述的相邻气缸的第二偏心套齿轮(19)、相邻气缸的第四辅助齿轮(18)、相邻气缸的第三辅助齿轮(16)以及相邻气缸中心齿轮(14)的齿数比的确定，要保证第二偏心套齿轮(19)旋转速度是曲轴旋转速度的一半。 

7.根据权利要求1所述的不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机，其特征在于，当发动机为多缸相邻气缸非全支承共用曲柄驱动结构时，还设置有由同轴依次固定连接的相邻气缸的第五辅助齿轮(25)、相邻气缸的第三销轴(26)和相邻气缸的第六辅助齿轮(27)构成的相邻气缸的辅助齿轮机构，与所述的中心齿轮(9)固接或一体并排形成的相邻气缸共用曲柄的第二气缸中心齿轮(23)，以及设置在所述的第一曲柄臂(10)和相邻气缸共用曲柄的第三曲柄臂(28)之间固接或一体成型的相邻气缸共用曲柄圆柱连接销(22)，所述的固接或一体并排形成的中心齿轮(9)和相邻气缸共用曲柄的第二气缸中心齿轮(23)能够转动地套在所述的两个相邻气缸共用曲柄圆柱连接销(22)上，在每个气缸的两片第三曲柄臂(28)上或者一片第三曲柄臂(28)上，以第三曲柄臂(28)平面宽度的中心线对称分布地设置有两个第三耳形凸起部(34)，在两个对称的第三耳形凸起部(34)上或在两个对称的第三耳形凸起部(34)中的一个第三耳形凸起部(34)上形成有贯通孔，所述的贯通孔内能够旋转地贯穿有第三销轴(26)，所述的第三销轴(26)的一端紧贴第三曲柄臂(28)的外侧面固定连接第五辅助齿轮(25)，另一端紧贴第三曲柄臂(28)的内侧面固定连接第六辅助齿轮(27)，并且所述的第六辅助齿轮(27)与第三偏心套齿轮(29)相啮合，所述的第五辅助齿轮(25)与所述的中心齿轮(9)固接或一体并排形成的第二气缸中心齿轮(23)相啮合，所述的中心齿轮(9)和与中心齿轮(9)固接或一体并排形成的第二气缸中心齿轮(23)上同时固定连接或者延伸一体成型的设置有受控件(11)，当受控件(11)为蜗轮时，两个相邻气缸的第二气缸中心齿轮(23)与中心齿轮(9)由气缸体上转动地设置的一套蜗杆驱动件同时驱动。 

8.根据权利要求7所述的不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机，其特征在于，当所述的中心齿轮(9)和与中心齿轮(9)固接或者延伸一体并排形成的第二气缸中心齿轮(23)上同时固定连接或者延伸一体成型的受控件(11)为齿轮时，受控件(11)一侧的缸体(2)上转动地设置有控制轴，所述控制轴的外周固定设置有控制齿轮，所述的受控件(11)由所述的控制齿轮控制。 

9.根据权利要求7所述的不破坏曲轴结构适合任意曲柄重叠度的压缩比可调发动机，其特征在于，所述的相邻气缸共用曲柄的第三偏心套齿轮(29)、相邻气缸共用曲柄的第六辅助齿轮(27)、相邻气缸共用曲柄的第五辅助齿轮(25)以及相邻气缸共用曲柄的第二气缸中心齿轮(23)的齿数比确定，要保证第三偏心套齿轮(29)旋转速度是曲轴旋转速度的一半。