專利名稱：同體異軸變排量內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的制作方法
(一)技術(shù)領(lǐng)域同體異軸變排量內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，是一種新型結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)技術(shù)。
背景技術(shù)：
實(shí)踐證明內(nèi)燃發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)最佳效率工況轉(zhuǎn)速區(qū)域是在額定轉(zhuǎn)速75-95％中高負(fù)荷范圍內(nèi)，而行駛的機(jī)動車輛實(shí)際情況是隨著行駛時(shí)路況變化和裝載量的多少而變動，也就是在行駛過程中，發(fā)動機(jī)在額定轉(zhuǎn)速75-95％的中高負(fù)荷內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間僅占整個(gè)行駛過程時(shí)間的30-35％。這一點(diǎn)在城市公共汽車出租車輛尤為明顯，這些車輛的高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間是上下班人流高峰的時(shí)段3-4小時(shí)內(nèi)，其余65-70％的時(shí)間是低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)工況，載重車輛也基本與其相同。這種低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)工況既浪費(fèi)了燃油又使車輛減少了經(jīng)濟(jì)收入。
為此，在發(fā)動機(jī)低負(fù)荷行駛工況時(shí)，如果停止同一根主軸上部分氣缸的工作，即實(shí)際參與工作的發(fā)動機(jī)排量減少了，使剩余氣缸處于中高負(fù)荷工作狀態(tài)，對節(jié)油和降低尾氣污染排放兩方面都是一種非常有效的方法。這種方法也被稱為停缸法。但在實(shí)際采用時(shí)必須對停止工作的氣缸同時(shí)切斷進(jìn)油和進(jìn)氣，采用這種方法可以使發(fā)動機(jī)比不停缸法節(jié)油15-25％(重載車、小汽車各有差異)。但是在采用停缸法時(shí)會造成發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩波動，各缸受力不平衡引起發(fā)動機(jī)振動增大等問題，以及因斷油斷氣后使排氣空燃比變化，不能保證汽油機(jī)安裝的三效催化轉(zhuǎn)化器在化學(xué)計(jì)量條件下有效工作，使尾氣中有害物質(zhì)的排放量增加，這對環(huán)境保護(hù)是不利的。
由于存在上述諸多不足等問題，這種停缸變排量法技術(shù)至今不能推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容為了有效解決上述停缸變排量法技術(shù)存在的諸多不足等問題，本發(fā)明同體異軸變排量內(nèi)燃發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)是在同一缸體上安排兩列氣缸和主軸(主機(jī))異軸(付機(jī))，當(dāng)行駛車輛中高負(fù)荷工作時(shí)，兩列氣缸都工作(最大排量功率輸出)，低負(fù)荷工作時(shí)只有一列氣缸工作(一半排量功率輸出)。兩列氣缸共同工作合力時(shí)，兩根主軸的轉(zhuǎn)速必須同步，而達(dá)到同步控制目的，是由特殊設(shè)計(jì)的變排量離合器和與其配套的電子控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。由于采用了上述技術(shù)方案，就能夠使節(jié)油效果顯著，尾氣污染減少的停缸變排量技術(shù)成為現(xiàn)實(shí)。


圖1圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖如圖1圖2圖例說明所示同體異軸變排量內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的技術(shù)特征包括1-1-缸體 1-2-主軸(主機(jī)) 1-3-異軸(付機(jī))1-4-異軸配氣鏈輪 1-5-異軸轉(zhuǎn)速傳感器
1-6-主軸配氣鏈輪 1-7-主軸轉(zhuǎn)速傳感器1-8-氣缸 1-9-變排量離合器箱體1-10-動力輸出飛輪 1-11-合力變排量齒輪軸1-12-內(nèi)螺紋套大傘齒輪 1-13-驅(qū)動離合小傘齒輪1-14-馬達(dá)電機(jī)主軸 1-15-內(nèi)花鍵外螺紋離合錐體內(nèi)套1-16-錐體磨擦片 1-17-花鍵軸1-18-外齒輪離合錐體外套；圖2-1-電子控制器 2-2-主異軸轉(zhuǎn)速同步控制數(shù)字顯示器2-3-主軸轉(zhuǎn)速傳感器 2-4-異軸轉(zhuǎn)速傳感器2-5-發(fā)動機(jī)啟動停車總開關(guān) 2-6-車輪速度傳感器2-7-變排量自動控制開關(guān)2-8-主軸變排量離合器馬達(dá)電機(jī)控制開關(guān)2-9-主軸馬達(dá)電機(jī)2-10-異軸變排量離合器馬達(dá)電機(jī)控制開關(guān)2-11-異軸馬達(dá)電機(jī)2-12-變排量兩軸轉(zhuǎn)速同步控制開關(guān)2-13-蝸輪電機(jī)2-14-蝸輪付2-15-供油泵油量微調(diào)螺紋拉桿2-16-腳油門螺紋連接拉桿2-17-腳油門傳感器構(gòu)成。
具體實(shí)施方式
1、同體異軸缸體1-1上布列兩排氣缸1-8和主軸(主機(jī))1-2，異軸(付機(jī))1-3。異軸前端安裝異軸配氣鏈輪1-4。異軸轉(zhuǎn)速傳感器1-5，主軸前端安裝主軸(主機(jī))配氣鏈輪1-6，主軸轉(zhuǎn)速傳感器1-7。
2、變排量離合器缸體后端連接變排量離合器箱體1-9，箱體中間位置安裝合力變排量齒輪軸1-11，該軸的另一端安裝有動力輸出功能的飛輪1-10。合力變排量齒輪與主、異兩軸上分別安裝的外齒輪錐體外套1-18上的齒輪相嚙合。主異兩軸花鍵軸1-17上安裝內(nèi)花鍵滑動外螺紋錐體內(nèi)套1-15，該套上的外螺紋與內(nèi)螺紋大傘齒輪1-12上內(nèi)螺紋相旋接，調(diào)整至錐體內(nèi)套與錐體外套處于分離的位置。
箱體1-9安裝主異軸馬達(dá)電機(jī)，馬達(dá)電機(jī)主軸1-14，上面安裝驅(qū)動離合小傘齒輪1-13，接通主軸變排量離合器馬達(dá)電機(jī)控制開關(guān)2-8，主軸馬達(dá)電機(jī)2-9動作驅(qū)動離合器離合，電磁鐵將小傘齒輪推向大傘齒輪相嚙合，主軸變排量離合器馬達(dá)電機(jī)控制開關(guān)2-8正向轉(zhuǎn)動，大傘齒輪正向旋轉(zhuǎn)時(shí)螺紋轉(zhuǎn)動將錐體內(nèi)套延花鍵軸向推向錐體外套內(nèi)與其緊密結(jié)合后，發(fā)動機(jī)主軸有動力輸出正常運(yùn)轉(zhuǎn)。該開關(guān)反向轉(zhuǎn)動時(shí)，錐體內(nèi)套從錐體外套內(nèi)退回到原來分離的位置，發(fā)動機(jī)沒有動力輸出，主軸處于空轉(zhuǎn)或停車的狀態(tài)。
3、變排量電子控制系統(tǒng)A-主軸(主機(jī))啟動接通主軸變排量離合器馬達(dá)電機(jī)控制開關(guān)2-8主軸馬達(dá)電機(jī)2-9工作，驅(qū)動主軸上變排量離合器結(jié)合后，再接通發(fā)動機(jī)啟動停車總開關(guān)2-5到啟動位置。主軸(主機(jī))啟動正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)發(fā)動機(jī)功率輸出排量是總排量的一半，適用于車輛低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)工況。當(dāng)駕駛?cè)藛T在行駛過程中，感覺到發(fā)動機(jī)出力不足時(shí)，立即接通異軸變排量離合器馬達(dá)電機(jī)控制開關(guān)2-10，異軸馬達(dá)電機(jī)2-11工作驅(qū)動異軸上變排量離合器結(jié)合，主軸機(jī)拖動異軸機(jī)啟動運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)主軸轉(zhuǎn)速傳感器2-3、異軸轉(zhuǎn)速傳感器2-4、將轉(zhuǎn)速信號傳輸給電子控制器2-1，經(jīng)過處理后以數(shù)字形態(tài)分別顯示在主異軸轉(zhuǎn)速同步控制數(shù)字顯示器2-2上面，顯示器板面A側(cè)是主軸轉(zhuǎn)速，B側(cè)是異軸轉(zhuǎn)速。以主軸轉(zhuǎn)速為基準(zhǔn)進(jìn)行同步調(diào)整，如果異軸轉(zhuǎn)速不同步，接通變排量兩軸轉(zhuǎn)速同步控制開關(guān)2-12，被該開關(guān)控制的蝸輪電機(jī)2-13，蝸輪付2-14，供油泵油量微調(diào)螺紋拉桿2-15，腳油門螺紋連接拉桿2-16共同動作，該開關(guān)2-12正方向轉(zhuǎn)動時(shí)，供油量增大，異軸轉(zhuǎn)速升高，反方向轉(zhuǎn)時(shí)供油量減少，異軸轉(zhuǎn)速下降，通過正反轉(zhuǎn)動調(diào)整到異軸轉(zhuǎn)速與主軸轉(zhuǎn)速同步時(shí)止，此時(shí)主軸異軸兩發(fā)動機(jī)共同工作，是最大的功率排量輸出，適用于車輛中高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)工況。
B-變排量自動控制接通自動控制開關(guān)2-7，車輪速度傳感器2-6，腳油門傳感器2-17工作，并將相關(guān)信號傳輸給電子總控器2-1，總控器內(nèi)的變排量自動控制單元工作，并按預(yù)先設(shè)計(jì)的控制程序進(jìn)行分析判斷，并做出相應(yīng)反應(yīng)。當(dāng)主軸單機(jī)工作，腳油門已經(jīng)踩到底下限時(shí)，車輪速度低于50KM/時(shí)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于1500轉(zhuǎn)/分時(shí)，此時(shí)變排量自動控制單元控制異軸機(jī)啟動參加工作，此時(shí)是雙軸兩機(jī)共同運(yùn)轉(zhuǎn)，是最大的功率排量輸出。在行駛過程中，腳油門回位到上限，車輪速度超過60KM/時(shí)，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速超過2500轉(zhuǎn)/分時(shí)，自動控制單元動作，控制異軸變排量離合器分離，并同時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，恢復(fù)到原來主軸發(fā)動機(jī)單機(jī)工作狀態(tài)，如此循環(huán)即可。
C-在實(shí)際行駛過程中，駕駛?cè)藛T根據(jù)路況、氣候情況，長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩機(jī)可以交替工作，避免單機(jī)長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)熱疲勞現(xiàn)象，延長發(fā)動機(jī)使用壽命。
D-根據(jù)不同排量發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)需要，變排量離合器也可以采用其它方式的離合器控制。
權(quán)利要求
1.同體異軸變排量內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的技術(shù)特征在于在同一機(jī)體上布列兩排氣缸和主異兩軸，主異兩軸前端分別安裝配氣鏈輪和轉(zhuǎn)速傳感器；缸體后端連接變排量離合器箱體，箱體內(nèi)安裝組成變排量離合器總成的部件。箱體中間位置安裝合力變排量齒輪軸、飛輪，合力齒輪軸與安裝在主異軸上的外齒輪錐體外套上的齒輪相嚙合，花鍵軸安裝內(nèi)花鍵滑動外螺紋錐體內(nèi)套，該內(nèi)套上面外螺紋與內(nèi)螺紋大傘齒輪內(nèi)螺紋相旋接。馬達(dá)電機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)，電磁鐵推動安裝在馬達(dá)電機(jī)主軸上小傘齒輪與大傘齒輪相嚙合，并帶動螺紋套轉(zhuǎn)動，將內(nèi)花鍵滑動外螺紋錐體內(nèi)套軸向運(yùn)動與外齒輪錐體外套相結(jié)合。并控制變排量離合器的結(jié)合與分離，控制主異兩軸共同運(yùn)轉(zhuǎn)或單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)，繼而就使發(fā)動機(jī)有著不同的功率排量輸出，并能夠達(dá)到節(jié)油和減少尾氣中有害物質(zhì)排放量的目的?？刂浦鳟悆奢S同步運(yùn)轉(zhuǎn)或單軸運(yùn)轉(zhuǎn)是由電子總控器、主異軸轉(zhuǎn)速同步控制數(shù)字顯示器，主異軸轉(zhuǎn)速傳感器、車輪速度傳感器，腳油門傳感器，主異軸變排量離合器馬達(dá)電機(jī)、馬達(dá)電機(jī)控制開關(guān)、變排量兩軸轉(zhuǎn)速同步控制開關(guān)和被該開關(guān)控制的蝸輪電機(jī)、蝸輪付、供油泵油量微調(diào)螺紋拉桿，腳油門螺紋連接拉桿，電子控制器內(nèi)的變排量自動控制單元構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的同體異軸變排量內(nèi)燃發(fā)動機(jī)其特征在于根據(jù)不同排量發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)需要，變排量離合器也可以采用其它方式的離合器。
全文摘要
同體異軸變排量內(nèi)燃發(fā)動機(jī)是一種新型結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)。在發(fā)動機(jī)低負(fù)荷行駛工況時(shí)，如果停止同一根主軸上部分氣缸的工作，即實(shí)際參與工作的發(fā)動機(jī)排量減少了，使剩余氣缸處于中高負(fù)荷工作狀態(tài)，對節(jié)油和降低尾氣污染排放兩方面都是一種非常有效的方法，這種方法也被稱為停缸法。采用這種方法可以使發(fā)動機(jī)比不停缸方法節(jié)油15－25％，但是采用停缸法時(shí)會使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生波動，各缸受力不平衡產(chǎn)生劇烈振動，以及同時(shí)切斷被停氣缸的進(jìn)油進(jìn)氣后使空燃比變化，不能保證汽油機(jī)三效催化器在化學(xué)計(jì)量條件下有效工作，使尾氣排放有害成份增加等諸多不足問題，至今停缸法技術(shù)不能使用。同體異軸變排量內(nèi)燃發(fā)動機(jī)特殊設(shè)計(jì)的變排量離合器和電子控制系統(tǒng)，使變排量停缸法技術(shù)成為現(xiàn)實(shí)。
文檔編號F02D17/00GK1904328SQ20061011539
公開日2007年1月31日 申請日期2006年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月14日
發(fā)明者張子生 申請人:張子生