可變衝程發動機曲柄連杆機構的製作方法

2023-05-13 16:03:46

專利名稱：可變衝程發動機曲柄連杆機構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及發動機，特別涉及往返式活塞發動機的曲柄連杆機構。
技術背景在現有的車用發動機上，發動機的排量是恆定的，換言之其曲柄連杆機構的衝程亦是固 定的。通常，現有的發動機如果講求燃油經濟性，其動力性相對就比較弱；反之，如果講求 動力性，其耗油量相對就比較大。由於其衝程固定的，使用過程中人們無法根據行車的實際 情況在節油、提升動力兩者之間作出相應的選擇。因此，現有車用發動機的設計是在燃油經 濟性、動力性兩者之間的妥協，無法更進一步地提高燃油經濟性。顯然，如果車用發動機的 衝程是可變的，則可通過增大衝程(增加排量)來提升動力，或者通過減小衝程(減小排量 )減低動力而達到節油的效果，因此可更好地適應行車的實際情況，在滿足動力性的前提 下，進一步地提高車用發動機的燃油經濟性。實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種可改變發動機的衝程距離的可變衝程發動機 曲柄連杆機構。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是本實用新型的可變衝程發動機曲柄連 杆機構，包括曲軸和一端與其軸頸形成可轉動連接的至少一個連杆，連杆上設置有長度變化 機構，曲軸上設置有曲距變化機構，長度變化機構與曲距變化機構之間通過操控機構控制， 使連杆的長度變化與曲距的變化相適配，曲軸上設置有循環控制開關。進一步的是，上述連杆由杆體和與之滑動配合的伸縮段構成，杆體後端孔內套裝有偏心 輪，該偏心輪套裝在軸頸上；所述曲軸上設置有循環控制開關，曲軸與連杆之間設置有操控 機構，連杆上設置有限位機構。在採取上述技術方案後，當需要改變衝程距離時，通過操控機構可使連杆之伸縮與曲距 的變化相適配，從而改變曲軸的曲距來減小或增大發動機的衝程，達到提高發動機的燃油經 濟性或提高發動機的動力性的要求。本實用新型的有益效果是，根據需要可自由控制燃油的經濟性和動力性，同時享有低排 量車型的經濟性和大排量車型的動力性。在一般情況下不需要強勁動力的時候，可根據實際 需要選擇減小排量，從而降低油耗；如需要強勁動力的時候，可迅速提高發動機的排量，從 而提高動力性。


本說明書包括如下九幅附圖圖1是本實用新型可變衝程發動機曲柄連杆機構的結構示意圖；圖2是本實用新型可變衝程發動機曲柄連杆機構中連杆的一種具體結構示意圖；圖3是本實用新型可變衝程發動機曲柄連杆機構中的連杆的另一種具體結構示意圖；圖4是本實用新型可變衝程發動機曲柄連杆機構中拔動盤的主視圖；圖5是本實用新型可變衝程發動機曲柄連杆機構中拔動盤的俯視圖；圖6是本實用新型可變衝程發動機曲柄連杆機構中偏心輪的左視圖；圖7是本實用新型可變衝程發動機曲柄連杆機構中偏心輪的縱向剖視圖；圖8是本實用新型可變衝程發動機曲柄連杆機構中滑動銷的縱向剖視圖；圖9是本實用新型可變衝程發動機曲柄連杆機構中斜度齒輪的橫向剖視圖； 圖中零部件、部位名稱及所對應的標記曲軸IO、軸頸ll、定位槽12、連杆20、杆體 20a、伸縮段20b、楔形限位槽21a、楔形限位槽21b、解鎖凸臺21c、槓桿式定位架22、鎖鉤 22a、固定銷23、操控槽24、限位器25、十字開關26、偏心輪30、定位齒31、軸向孔32、徑 向滑塊33、壓縮彈簧33a、徑向凹孔33b、齒輪34、軸向滑塊35、壓縮彈簧35a、操縱杆40、 滑動套41、滑動軸42、齒輪43、拔叉44、拔齒44a、墊片45、拔杆46、拔盤47、鍵47a、定位 銷47b、觸角齒輪50、觸杆50a、斜度齒輪51、半環型槽51a、半環型槽51b、滑動銷52、軸向 頂齒52a、軸向頂齒52b。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。參照圖l，本實用新型的可變衝程發動機曲柄連杆機構，包括曲軸10和一端與其軸頸11 形成可轉動連接的至少一個連杆20，連杆20上設置有長度變化機構，曲軸10上設置有曲距變 化機構，長度變化機構與曲距變化機構之間通過操控機構控制，使連杆20的長度變化與曲距 的變化相適配。長度變化機構可使連杆20的長度在一定的範圍內變化，曲距變化機構可改變 曲軸10的曲距，曲距的變化與連杆20的長度變化通過操控機構進行匹配，從而使其達到改變
發動機的衝程距離的目的。上述技術方案中，長度變化機構與曲距變化機構均可以採用多種結構來實現。例如，參 照圖2或圖3，所述連杆20由杆體20a和與之滑動配合的伸縮段20b構成。參照圖l，杆體20a後 端孔內套裝有偏心輪30，該偏心輪30套裝在軸頸11上。所述曲軸10上設置有循環控制開關， 曲軸10與連杆20之間設置有操控機構，連杆20上設置有限位機構。偏心輪30向內偏轉或向外 偏轉一定幅度並定位時，通過循環控制開關和操控機構可使連杆20之伸縮段20b沿杆體20a軸 線滑動一定距離，並由限位機構固定其相對位置。當偏心輪30向內偏轉時，伸縮段20b伸 出，衝程減小，排量減小，提高發動機的燃油經濟性；當偏心輪30向外偏轉時，伸縮段20b 縮回，衝程增大，排量增大，提高發動機的動力性。參照圖l，所述操控機構包括由循環控制開關推動的齒輪43和拔叉44，以及設置在偏 心輪30上且與軸頸11同心並與齒輪43相嚙合的另一齒輪34，拔叉44上設置有拔齒44a，齒輪 43帶動拔叉44推動另一齒輪34;安裝在連杆20之杆體20a上的拔杆46和拔盤47，由拔齒44 a 拔動偏轉的拔盤47與拔杆46連接。參照圖4和圖5，所述拔盤47通過鍵47a與拔杆46同軸安 裝，其上設置有定位銷47b和回位簧。參照圖6和圖7，所述偏心輪30具有與軸頸11之定位槽12相適配的定位齒31。偏心輪30內 開設有徑向凹孔33b，該徑向凹孔33b安裝有徑向滑塊33和壓縮彈簧33a。參照圖形2或圖3， 所述杆體20a後端孔內壁上則開設有供徑向滑塊33伸入的操控槽24。參照圖2可圖3，所述限位機構包括在伸縮段20b後部上間隔開設的兩個楔形限位槽 21a、 21b和限位器25;安裝在杆體20a上的槓桿式定位架22。槓桿式定位架22的尾部設置有 鎖鉤22a，在杆體20a上設置有供鎖鉤22a掛住的固定銷23，伸縮段20b的後部則具有推動鎖鉤 22a解鎖凸臺21c。為使其他連杆與之聯動，參照圖l，所述操控機構還包括有聯動控制機構，該聯動控制機 構包括依次傳動連接的觸角齒輪50、斜度齒輪51和滑動銷52。所述偏心輪30內開設有軸向孔 32，徑向滑塊33內安裝有軸向滑塊35和壓縮彈簧35a，徑向滑塊33的軸向滑塊35伸入軸向孔 32內。所述觸角齒輪50的觸杆50a伸入軸向孔32內。斜度齒輪51與觸角齒輪50以齒輪傳動連接。參照圖8和圖9，所述斜度齒輪51具有兩條由端向內開入的深度漸變的半環型槽51a、 51b。所述滑動銷52具有分別伸入該兩條半環型槽51a、 51b內的軸向頂齒52a、 52b。參照圖l，所述循環控制開關包括依次安裝在曲軸10內的操縱杆40、滑動套41和滑動軸 42，滑動軸42的前部上設置有直徑可自由伸縮的獨齒。
本實用新型的可變衝程發動機曲柄連杆機構的工作過程如下在大排量到小排量的轉變過程是通過循環控制開關中的操縱杆40、滑動套41和滑動軸 42推動齒輪43，再由設置在齒輪43和齒輪44中間的拔叉44推動偏心輪30。當偏心輪30的另一 端推到觸角齒輪50的齒壁時，這時偏心輪30—端的兩個定位齒31與曲柄上的定位槽12脫離。 同時，觸角齒輪50上的觸杆50a推動偏心輪30上的軸向滑塊35，解除徑向滑塊33的鎖止狀 態，徑向滑塊33彈起。當連杆20轉到上時點時，彈起的徑向滑塊33卡在操控槽24內。在活塞 推動連杆20帶動偏心輪30往下轉動過程中，循環控制開關的滑動軸42在彈簧力的作用下回 位，同時拔叉44上的拔齒44a拔動拔盤47，當拔盤47上的定位銷47b與連杆20上的限位器25脫 離時，連杆20之伸縮段20b可伸縮，此時拔盤47開始帶動拔杆46偏轉使伸縮段20b向外伸出， 由楔形限位槽21A上的斜面推起槓桿式定位架22。當伸縮段20b推動到楔形限位槽21b時，槓 杆式定位架22被扭簧壓下卡在楔形限位槽21b內，這時偏心輪30、剛好向下旋轉180度，偏心 輪30、上的兩個定位齒31與曲軸10上的定位槽12相吻合，在齒輪43上彈簧的作用下拔叉44與 偏心輪30回位，此時曲軸的曲距由長變短。拔齒44a與拔盤47脫離，拔盤47在彈簧的作用下 回位並由定位銷47b鎖止連杆20之伸縮段20b，使其不能滑移伸縮。如此便完成了第一缸由長 衝程到短衝程的轉換。本實用新型的可變衝程發動機曲柄連杆機構並不受發動機缸數的限制，當發動機的缸數 在兩個或者以上時，其衝程轉換過程為，第二缸衝程轉換利用的是偏心輪30在由上向下的轉 動過程中帶動觸角齒輪50和斜度齒輪51旋轉，並由漸變的半環型槽51a、 51b將軸向頂齒 52a、 52b頂起。當第一缸轉換完成時，偏心輪30回位，斜度齒輪51停止轉動，由於半環型槽 51a、 51b不在同一圓弧上，當轉動180度時，頂齒52a、 52b與半環型槽51a、 51b不吻合，所 以滑動銷52不能回位。同時滑動銷52齒輪上的拔叉44推動偏心輪30，當偏心輪30的另一端推到觸角齒輪50的齒 壁時，這時偏心輪30—端的兩個定位齒31與曲柄上的定位槽12脫離。同時，觸角齒輪50上的 觸杆50a推動偏心輪30上的軸向滑塊35，解除徑向滑塊33的鎖止狀態，徑向滑塊33彈起。當 連杆20轉到上時點時，彈起的徑向滑塊33卡在操控槽24內。在活塞推動連杆20帶動偏心輪 30往下轉動過程中，拔叉44上的拔齒44a拔動拔盤47，當拔盤47上的定位銷47b與連杆20上的 限位器25脫離時，連杆20之伸縮段20b可伸縮，此時拔盤47開始帶動拔杆46偏轉使伸縮段20b 向外伸出，由楔形限位槽21a上的斜面推起槓桿式定位架22。當伸縮段20b推動到楔形限位槽 21b時，槓桿式定位架22被扭簧壓下卡在楔形限位槽21b內，這時偏心輪30、剛好向下旋轉 180度，偏心輪30、上的兩個定位齒31與曲軸10上的定位槽12相吻合，軸向頂齒52a、 52b
和半環型槽51a、 51b吻合，在彈簧的作用下滑動銷52、拔叉44和偏心輪30回位，拔齒44a與 拔盤47脫離，拔盤47在彈簧的作用下回位並由定位銷47b鎖止連杆20之伸縮段20b，使其不能 滑移伸縮。前述是由第一缸到第二缸的轉換過程。第二缸至第三缸、第三缸至第四缸(等不 限缸數)的衝程轉換過程則與之相同。在偏心輪30的回位過程中，由墊片45幫助徑向滑塊33回位(以便下次轉換)。當轉換完 後放開操縱杆40，滑動套41在簧的幫助下回位，以便下次轉換。短衝程到長衝程的轉換是採用先改變連杆20的長度，當偏心輪30被循環控制開關推出 時，拔齒44a拔動拔盤47，當拔盤47上定位銷47b與連杆20上的定位機構脫離時，連杆20之伸 縮段20b可伸縮。此時，拔盤47開始帶動拔杆46偏轉使伸縮段20b伸出，並由解鎖凸臺21c把 槓桿式定位架22推起，直到鎖鉤22a鉤住固定銷23為止。在運動的角度下，拔盤47與拔齒 44a脫離，連杆20開始帶動偏心輪30由下往上運動。在缸內壓力的作用下，伸縮段20b開始向 內回縮，並由解鎖凸臺21c從固定銷23上解除鎖鉤22a，槓桿式定位架22壓下卡在楔形限位槽 21a內。當偏心輪30由下向上旋轉180度時，偏心輪30回位，這時曲柄由短曲距變為長曲距。 在第二缸的轉換中用聯動機構來控制，拔齒44a與拔盤47隻有在近曲距時才有交叉點。以上所述可變衝程曲軸連杆中連杆的轉換過程如圖3所示。以下所述是圖2連杆的轉換過程，拔齒44a推動拔盤47，把限位器25拔起。並由十字開 關26鎖住限位器25使之不能回位。拔盤47繼續運動開始拔動拔杆46，推動伸縮段20b。此後 工作原理與圖3相同。拔盤47回位時開啟十字開關26，限位器25回位使連杆20之伸縮段20b不 能伸縮。
權利要求1.可變衝程發動機曲柄連杆機構，包括曲軸(10)和一端與其軸頸(11)形成可轉動連接的至少一個連杆(20)，其特徵是連杆(20)上設置有長度變化機構，曲軸(10)上設置有曲距變化機構，長度變化機構與曲距變化機構之間通過操控機構控制，使連杆(20)的長度變化與曲距的變化相適配，所述曲軸(10)上還設置有循環控制開關。
專利摘要本實用新型公開了一種可變衝程發動機曲柄連杆機構，它包括曲軸和一端與其軸頸形成可轉動連接的至少一個連杆，連杆上設置有長度變化機構，曲軸上設置有曲距變化機構，長度變化機構與曲距變化機構之間通過操控機構控制，使連杆的長度變化與曲距的變化相適配。本實用新型可根據需要，通過改變發動機的衝程距離來自由控制燃油的經濟性和動力性，同時享有低排量車型的經濟性和大排量車型的動力性。在一般情況下不需要強勁動力的時候，可根據實際需要選擇減少排量，從而降低油耗；如需要強勁動力的時候，可迅速提高發動機的排量，從而提高動力性，適合於在現有的燃氣發動機上使用。
文檔編號F16H21/18GK201027568SQ200720200450
公開日2008年2月27日 申請日期2007年6月6日 優先權日2007年6月6日
發明者偉 高 申請人:偉 高