可變衝程發動機的製作方法

2023-07-01 12:24:06 1

專利名稱：可變衝程發動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種可變衝程發動機，特別涉及如下的可變衝程發動機 的改良曲軸、構成氣門傳動裝置的一部分並設有進氣側凸輪和排氣側 凸輪的凸輪軸、以及具有偏心軸的旋轉軸具有相互平行的軸線，並旋轉 自如地支撐於發動機主體的曲軸箱，連杆的一端部經由活塞銷連接於活 塞，控制杆的一端部與所述偏心軸連接，所述連杆的另一端部和所述控 制杆的另 一端部經由旋轉自如地支撐在所述曲軸上的連接部件被連接起 來，以從所述曲軸向所述凸輪軸傳遞旋轉動力。
背景技術：
通過專利文獻1等己經公知有這樣的可變衝程發動機。
專利文獻1:日本特開2003-278567號公報
然而在上述專利文獻1所公開的發明中，為了避免連接部件的凸輪 軸側的端部與進氣側或者排氣側凸輪相干擾，將凸輪軸配置於距離曲軸 較遠的位置，由此導致曲軸箱乃至發動機整體大型化。

發明內容
本發明就是鑑於所述情況而完成的，其目的在於提供一種可靠近曲 軸側配置凸輪軸從而使發動機小型化的可變衝程發動機。
為了達成上述目的，在第一發明的可變沖程發動機中，曲軸、構成 氣門傳動裝置的一部分並設有進氣側凸輪和排氣側凸輪的凸輪軸以及具 有偏心軸的旋轉軸具有相互平行的軸線，並旋轉自如地支撐於發動機主 體的曲軸箱，連杆的一端部經由活塞銷連接到活塞，控制杆的一端部與 所述偏心軸連接，所述連杆的另一端部和所述控制杆的另一端部經由轉 動自如地支撐在所述曲軸上的連接部件被連接起來，從所述曲軸向所述凸輪軸傳遞旋轉動力，所述可變衝程發動機的特徵在於，將所述凸輪軸 配置於如下位置在向與所述曲軸的軸線正交的平面投影的投影圖上， 所述進氣側和排氣側凸輪所描繪的軌跡的一部分與所述連接部件所描繪 的軌跡重疊的位置，該凸輪軸的旋轉相位被設定為可避免所述進氣側和 排氣側凸輪幹擾所述連接部件的所述凸輪軸側的端部。
此外，在第一發明所述的可變衝程發動機的基礎上，第二發明的特 徵在於，在與所述曲軸的軸線正交的平面上，相對於氣缸軸線所述凸輪 軸與所述旋轉軸配置在同一側。
根據第一發明，可避免進氣側和排氣側凸輪幹擾連接部件的凸輪軸 側的端部，同時將凸輪軸配置於在向與曲軸的軸線正交的平面投影的投 影圖上進氣側和排氣側凸輪所描繪的軌跡的一部分與所述連接部件所描 繪的軌跡重疊的位置上，因此可以靠近曲軸側配置凸輪軸，並可以實現 發動機的小型化。
此外根據第二發明，由於在與曲軸的軸線正交的平面上，相對於氣 缸軸線凸輪軸與旋轉軸配置在同一側，因此能夠在避免凸輪軸幹擾連接 部件的移動軌跡的同時靠近旋轉軸側配置凸輪軸，從而使發動機整體緊 湊地構成。


圖1是在活塞到達排氣上止點近前的狀態下的發動機的縱剖面圖， 是沿圖2的1-1線的剖視圖。
圖2是沿圖1的2-2線的剖面圖。
圖3是在活塞到達膨脹下止點的狀態下的與圖1對應的發動機的縱 剖視圖。
圖4是在活塞從圖3的狀態上升的狀態下的與圖1對應的發動機的 縱剖視圖。
圖5是在活塞從圖4的狀態上升的狀態下的與圖1對應的發動機的 縱剖視圖。
圖6是在活塞從圖5的狀態上升的狀態下的與圖1對應的發動機的縱剖視圖。
圖7表示第二實施例，是在活塞到達排氣上止點近前的狀態下的與 圖l對應的發動機的縱剖視圖。
圖8是活塞在膨脹行程中的狀態下的與圖7對應的發動機的縱剖面圖。
圖9是從圖8的狀態活塞下降後的狀態下的與圖7對應的發動機的 縱剖視圖。
圖10是活塞到達膨脹下止點的狀態下的與圖7對應的發動機的縱剖 視圖。
標號說明ll-發動機主體；
lZ:曲軸箱；
17:曲軸；
25:氣門傳動裝置;
27:進氣側凸輪；
28:排氣側凸輪；
18:活塞；
25:氣門傳動裝置;
26:凸輪軸；
37:旋轉軸；
38:偏心軸；
40:活塞銷；
41:連杆；
42:控制杆；
43:連接部件；
C:氣缸軸線；
TC、TL:軌跡。
具體實施方式
以下，基於附圖所示的本發明的實施例，對本發明的實施方式進行 說明。
圖1 圖6表示本發明的第一實施例，圖1是在活塞到達排氣上止 點近前的狀態下的發動機的縱剖視圖，是沿圖2的1-1線的剖視圖。圖2 是沿圖1的2-2線的剖面圖。圖3是在活塞到達膨脹下止點的狀態下的與 圖1對應的發動機的縱剖視圖。圖4是在活塞從圖3的狀態上升的狀態 下的與圖1對應的發動機的縱剖視圖。圖5是在活塞從圖4的狀態卜.升 的狀態下的與圖1對應的發動機的縱剖視圖。圖6是在活塞從圖5的狀 態上升的狀態下的與圖1對應的發動機的縱剖視圖。
首先在圖1和圖2中，該發動機為用於例如工作機等的空冷單缸發 動機，發動機主體11由曲軸箱12、從該曲軸箱12向上方突出的氣缸體 13、與該氣缸體13的頭部接合的氣缸蓋14以及與氣缸蓋14結合的氣缸 蓋罩15構成。此外，曲軸箱12以該曲軸箱12下表面的安裝面12a安裝 於各種作業機的發動機座上。
曲軸箱12由與所述氣缸體13 —體形成的箱主體13a和與該箱主體 13a結合的側蓋16構成，曲軸17旋轉自如地支撐於曲軸箱12，該曲軸 17 —體地具有一對配重17a、 17b和將兩個配重17a、 17b之間連接起來 的曲軸銷17c。
氣缸體13形成有供活塞18滑動自如地嵌合的缸膛19，面對活塞18 頂部的燃燒室20形成於氣缸體13和氣缸蓋14之間。此外，氣缸蓋14 形成有可以通到燃燒室20的進氣口 21和排氣口 22,並且配設有可開閉 進氣口 21和燃燒室20之間的進氣門23以及開閉排氣口 22和燃燒室20 之間的排氣門24。
驅動進氣門23和排氣門24開閉的氣門傳動裝置25具有凸輪軸 26，其具有與所述曲軸17平行的軸線，且旋轉自如地支撐於曲軸箱12; 設於該凸輪軸26上的進氣側凸輪27和排氣側凸輪28;排氣側從動擋塊 30，其可動作地支撐於氣缸體13，且與排氣側凸輪28滑動接觸；進氣側 從動擋塊(未圖示)，其與排氣側從動擋塊30同樣，可動作地支撐於氣 缸體13且與進氣側凸輪27滑動接觸；排氣側推桿32，其下端抵接於所述排氣側從動擋塊30並向氣缸蓋罩15側延伸;.進氣側推桿(未圖示)， 其與排氣側推桿32同樣，下端抵接於所述進氣側從動擋塊並向氣缸蓋罩 15側延伸；排氣側搖臂33，其一端與朝向閉閥方向被彈性施力的所述排 氣門24抵接並可擺動地支撐於所述氣缸蓋14，並且另一端與所述排氣側 推桿32的上端抵接；以及進氣側搖臂34，其一端與朝向閉閥方向被彈性 施力的所述進氣門23抵接並可擺動地支撐於所述氣缸蓋14，並且另一端 與所述進氣側推桿的上端抵接。
在所述氣缸體13和所述氣缸蓋14中形成有使所述進氣側從動擋塊 和所述排氣側從動擋塊30的上部向下部突出來的動作室35，所述進氣側 推桿和所述排氣側推桿32配置在動作室35內。
另一方面，在相對於所述曲軸17的軸線與所述凸輪軸26相反一側， 配置有具有偏心軸38的旋轉軸37，該旋轉軸37繞與所述曲軸17和所述 凸輪軸26平行的軸線自由旋轉，並且旋轉自如地支撐於曲軸箱12。
連杆41的一端部通過活塞銷40連接到活塞18，控制杆42的一端 部連接於所述偏心軸38，所述連杆41的另一端部和所述控制杆42的另 一端部經由旋轉自如地支撐在所述曲軸17的曲軸銷17c上的連接部件43 被連接起來，連杆41、連接部件43和控制杆42構成連接機構39。
連接部件43形成為與曲軸銷17c的半周滑動接觸，與曲軸銷17c的 其餘半周滑動接觸的曲軸蓋44通過螺栓45、 45旋緊於連接部件43上。
連杆41的另一端部經由第一銷46可轉動地連接於連接部件43的一 端部上。控制杆42的另一端部設有供所述偏心軸38可相對滑動地嵌合 的圓形軸孔47，控制杆42的另一端部經由第二銷48可轉動地連接於連 接部件43的另一端部上。
在所述曲軸17的配重17b的軸向外側，在該曲軸17上設有驅動齒 輪49，該驅動齒輪49作為將曲軸17的旋轉動力降低到1/2並傳遞到所 述凸輪軸26的部件。此外，所述凸輪軸26上設有與所述驅動齒輪49齧 合的被動齒輪50，被動齒輪50具有是驅動齒輪49兩倍的外徑。
另一方面，固定配置於曲軸箱12外側的電動馬達51，連接於所述 旋轉軸37的一端。並且通過電動馬達51使旋轉軸37旋轉，從而能夠使偏心軸38的位置即控制杆42的支點移位，連接機構39進行工作，例如 使活塞18在膨脹行程中的衝程比在壓縮行程中的衝程大，由此以同樣的 混合氣體的吸入量可以進行較大的膨脹做功，能夠提高循環熱效率。
然而，所述連接機構39中的連接部件43在向與曲軸17的軸線正交 的平面投影的投影圖上描繪出圖1的點劃線所示的軌跡TL，在所述凸輪 軸26上設置的進氣側凸輪27和排氣側凸輪28在所述投影圖上描繪出圖 1的點劃線所示的軌跡TC，所述凸輪軸26配置於所述軌跡TC的一部分 與所述軌跡TL重合的位置上。
並且所述凸輪軸26的旋轉相位被設定為可避免所述進氣側和排氣 側凸輪27、 28幹擾到所述連接部件43的所述凸輪軸26側的端部。其中， 觀察活塞18在從膨脹下止點上升到排氣上止點近前為止時的變化，從圖 3所示的膨脹下止點的狀態起，經過圖4、圖5和圖6所示的狀態，直到 到達圖1的排氣上止點近前這期間，進氣側凸輪27沒有幹擾連接部件43 的凸輪軸26側的端部，活塞18在除從膨脹下止點到排氣上止點近前為 止的上升行程以外進行移動時，進氣側凸輪27和排氣側凸輪28也都不 會干擾連接部件43的凸輪軸26側的端部。
接著對第一實施例的作用進行說明，可避免進氣側和排氣側凸輪27、 28幹擾到連接部件43的凸輪軸26側的端部，同時將凸輪軸26配置於在 向與曲軸17的軸線正交的平面投影的投影圖上進氣側和排氣側凸輪27、 28所描繪的軌跡TC的一部分與所述連接部件43所描繪的軌跡TL重疊 的位置上，因此可以靠近曲軸17側配置凸輪軸26,並可以實現發動機的 小型化。
圖7 圖IO表示本發明的第二實施例，對與上述第一實施例對應的 部分標以相同的參考符號並僅在圖上表示，省略詳細的說明。
在上述第一實施例中，相對於曲軸17的軸線凸輪軸26配置在與旋 轉軸37相反一側，然而在該第二實施例中，在與曲軸17的軸線正交的 平面上，相對於氣缸軸線C凸輪軸26配置在與旋轉軸37同一側，由此 氣門傳動裝置25的進氣側從動擋塊、排氣側從動擋塊30、進氣側推桿和 排氣側推桿32配置在與第一實施例相反側。在該第二實施例中，連接部件43在向與曲軸17的軸線正交的平面 投影的投影圖上描繪圖7的點劃線所示的軌跡TL,設於所述凸輪軸26 的進氣側凸輪27和排氣側凸輪28在所述投影圖上描繪圖7的點劃線所 示的軌跡TC，所述凸輪軸26配置於所述軌跡TC的一部分與所述軌跡 TL重合的位置上。
並且所述凸輪軸26的旋轉相位被設定為可避免所述進氣側和排氣 側凸輪27、 28幹擾到所述連接部件43的所述凸輪軸26側的端部。此處， 觀察活塞18在從膨脹行程中下降到膨脹下止點為止時的變化，從圖8所 示的膨脹行程中途起，經過圖9所示的狀態，直到到達圖10的膨脹下止 點的過程中，排氣側凸輪28並不幹擾連接部件43的凸輪軸26側的端部， 活塞18在膨脹行程以外的範圍進行移動時，進氣側凸輪27和排氣側凸 輪28也都不會干擾連接部件43的凸輪軸26側的端部。
根據該第二實施例，可以靠近曲軸17側配置凸輪軸26，並且能夠 避免凸輪軸26和連接部件43相干擾，同時能夠靠近旋轉軸37側配置凸 輪軸26，使發動機整體更為緊湊。
以上，對本發明的實施例進行了說明，然而本發明並不限定於l:述 實施例，在不脫離權利要求書所述的本發明的範圍內可以進行各種設計 變更。
權利要求
1.一種可變衝程發動機，在該可變衝程發動機中，曲軸(17)、構成氣門傳動裝置(25)的一部分並設有進氣側凸輪(27)和排氣側凸輪(28)的凸輪軸(26)、以及具有偏心軸(38)的旋轉軸(37)具有相互平行的軸線，並旋轉自如地支撐於發動機主體(11)的曲軸箱(12)，連杆(41)的一端部經由活塞銷(40)連接到活塞(18)，控制杆(42)的一端部與所述偏心軸(38)連接，所述連杆(41)的另一端部和所述控制杆(42)的另一端部經由轉動自如地支撐在所述曲軸(17)上的連接部件(43)被連接起來，以從所述曲軸(17)向所述凸輪軸(26)傳遞旋轉動力，所述可變衝程發動機的特徵在於，將所述凸輪軸(26)配置於如下位置在向與所述曲軸(17)的軸線正交的平面投影的投影圖上，所述進氣側和排氣側凸輪(27、28)所描繪的軌跡(TC)的一部分與所述連接部件(43)所描繪的軌跡(TL)重疊的位置，該凸輪軸(26)的旋轉相位被設定為可避免所述進氣側和排氣側凸輪(27、28)幹擾到所述連接部件(43)的所述凸輪軸(26)側的端部。
2. 如權利要求1所述的可變衝程發動機，其特徵在於， 在與所述曲軸(17)的軸線正交的平面上，相對於氣缸軸線(C)所述凸輪軸(26)與所述旋轉軸(37)配置在同一側。
全文摘要
本發明提供一種可變衝程發動機，連杆的一端部經由活塞銷連接到活塞，控制杆的一端部與偏心軸連接，所述連杆的另一端部和所述控制杆的另一端部經由轉動自如地支撐在曲軸上的連接部件被連接起來，以從曲軸向凸輪軸傳遞旋轉動力，從而靠近曲軸側配置凸輪軸，實現發動機的小型化。將凸輪軸(26)配置於如下所述的位置在向與曲軸(17)的軸線正交的平面投影的投影圖上，進氣側和排氣側凸輪(27、28)所描繪的軌跡(TC)的一部分與連接部件(43)所描繪的軌跡(TL)重疊的位置上，該凸輪軸(26)的旋轉相位被設定為可避免進氣側和排氣側凸輪(27、28)幹擾到連接部件(43)的凸輪軸(26)側的端部。
文檔編號F02D15/02GK101408127SQ20081016960
公開日2009年4月15日 申請日期2008年10月9日 優先權日2007年10月11日
發明者河野昌平, 渡邊生 申請人:本田技研工業株式會社