專利名稱：一種可調(diào)節(jié)壓縮比內(nèi)燃機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，特別是一種具有改變壓縮比功能的可變壓縮比內(nèi)
燃機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明也涉及一種內(nèi)燃機(jī)的壓縮比的調(diào)節(jié)方法。
背景技術(shù)：
再提倡節(jié)能環(huán)保的大環(huán)境下，怎樣在提高效率的同時(shí)降低燃機(jī)的排放，成為當(dāng)前 急需解決的難題。雖然這兩者在邏輯上并不矛盾，但在面對(duì)復(fù)雜的工況條件下同時(shí)兼顧，卻 并不容易。例如申請(qǐng)?zhí)枮?00780015799. X的發(fā)明專利文件中公開的"可變壓縮比內(nèi)燃機(jī)"， 采用凸輪軸使發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體在一定程度上"掀開"了蓋子，因而壓縮比可以變動(dòng)，但其不僅 外加了凸輪軸的驅(qū)動(dòng)力，而且改變了內(nèi)燃機(jī)的整體構(gòu)造，使燃油及冷卻系統(tǒng)的布置異常困 難。又如日本專利公開號(hào)為JP-A-2001-317383的專利文件中，所提出的可移動(dòng)連桿操縱點(diǎn) 方案，其操縱仍需外力做功，且改變了活塞運(yùn)動(dòng)規(guī)律，很難達(dá)到滿意效果。綜上所述，現(xiàn)有方 案的主要不足之處在于改變?cè)鰤罕鹊耐瑫r(shí)，改變了內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或帶入復(fù)雜的調(diào)節(jié)系 統(tǒng)，得不償失。其他方案，除曲軸位移方案有較好表現(xiàn)外，都顧此失彼，不能達(dá)到較好水平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能從機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上保證活塞能在運(yùn)行過程中動(dòng)態(tài)
調(diào)節(jié)壓縮比，并在不改變?cè)邢到y(tǒng)的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的最小化改裝的一種可變
壓縮比內(nèi)燃機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的目的還在于提供一種基于可調(diào)節(jié)壓縮比內(nèi)燃機(jī)的傳動(dòng)
機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)方法。 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 本發(fā)明的可調(diào)節(jié)壓縮比內(nèi)燃機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成包括活塞1、連桿2、平衡重3、曲 軸4、內(nèi)齒輪5、外齒輪6、偏心軸7、曲柄軸瓦8?；钊?通過活塞銷與連桿相連，并在氣缸內(nèi) 做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，連桿大端與偏心軸7相連，偏心軸7與內(nèi)齒輪5相對(duì)固定，內(nèi)齒輪曲柄軸 瓦8 (軸心)與曲軸4的曲柄相連，曲軸安裝在機(jī)體上，平衡重3固定在曲軸4的曲臂上，內(nèi) 齒輪5同時(shí)與外齒輪6嚙合，外齒輪6與曲軸4同心，并可繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)。
基于本發(fā)明的可調(diào)節(jié)壓縮比內(nèi)燃機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)方法為由活 塞、連桿、平衡重、曲軸、內(nèi)齒輪、外齒輪、偏心軸和曲柄軸瓦組成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過連桿將活塞 力作用在內(nèi)齒輪的偏心軸上，在外齒輪不動(dòng)的前提下，通過杠桿效應(yīng)將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)力 轉(zhuǎn)化為曲軸和內(nèi)齒輪上的力矩，進(jìn)而使內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使內(nèi)齒輪軸心即曲柄軸心繞曲軸軸心 轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)外做功；當(dāng)需要調(diào)節(jié)壓縮比時(shí)，調(diào)節(jié)外齒輪轉(zhuǎn)角，使相應(yīng)的內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)角發(fā)生變化，使 活塞上止點(diǎn)和下止點(diǎn)發(fā)生變化，進(jìn)而調(diào)節(jié)壓縮比。由于外齒輪在一周期內(nèi)受外齒輪支反力 順時(shí)針和逆時(shí)針交替作用，故可用相應(yīng)的可控轉(zhuǎn)向的棘輪機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行無外力驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明針對(duì)已有技術(shù)中存在的問題，借助以往經(jīng)驗(yàn)，發(fā)明了一種可變壓縮比內(nèi)燃 機(jī)的傳動(dòng)方式和機(jī)構(gòu)，從機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上保證活塞能在運(yùn)行過程中動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)壓縮比，并在 不改變?cè)邢到y(tǒng)的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的最小化改裝。
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本發(fā)明由曲軸，連桿，活塞， 一對(duì)內(nèi)齒嚙合的齒輪和內(nèi)齒輪上固定的偏心軸組成， 采用內(nèi)齒嚙合與偏心軸的組合運(yùn)動(dòng)，巧妙地將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)動(dòng)，并實(shí)現(xiàn) 無外驅(qū)力的壓縮比動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。
本發(fā)明與以往可變壓縮比機(jī)構(gòu)相比具有以下特點(diǎn) 1.本機(jī)構(gòu)在最大，最小壓縮比下?lián)碛信c曲柄連桿機(jī)構(gòu)相同的活塞運(yùn)動(dòng)規(guī)律并且在 調(diào)節(jié)始末并未改變曲軸轉(zhuǎn)角，因而對(duì)原內(nèi)燃機(jī)影響不大，反而可以改善原內(nèi)燃機(jī)在高壓縮 比條件下的受力狀況。 2.在不改變?cè)械呐錃猓┯拖到y(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的情況下，本機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)最高和最低 壓縮比之間的調(diào)節(jié)，使內(nèi)燃機(jī)可以在兩種壓縮比下工作。在擁有相配套的配氣，供油系統(tǒng)調(diào) 節(jié)機(jī)構(gòu)的情況下，本機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的壓縮比調(diào)節(jié)。 3.本機(jī)構(gòu)在一定條件下可實(shí)現(xiàn)無外力調(diào)節(jié)，即在不引入外力的條件下(調(diào)節(jié)棘輪 力相對(duì)較小，可忽略不計(jì))，實(shí)現(xiàn)壓縮比的調(diào)節(jié)。這對(duì)于傳統(tǒng)壓縮比調(diào)節(jié)系統(tǒng)來說，是一個(gè)不 小的突破，它可以充分改善發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)。


圖1是本發(fā)明的機(jī)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的左視圖； 圖3是曲軸、內(nèi)齒輪和偏心軸的連接關(guān)系圖；
圖4是圖3的左視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述 結(jié)合圖1-圖4，本發(fā)明的可調(diào)節(jié)壓縮比內(nèi)燃機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成包括活塞1、連桿 2、平衡重3、曲軸4、內(nèi)齒輪5、外齒輪6、偏心軸7、曲柄軸瓦8?；钊?通過活塞銷與連桿相 連，并在氣缸內(nèi)做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，連桿大端與偏心軸7相連，偏心軸7與內(nèi)齒輪5相對(duì)固定， 內(nèi)齒輪曲柄軸瓦8(軸心)與曲軸4的曲柄相連，曲軸安裝在機(jī)體上，平衡重3固定在曲軸 4的曲臂上，內(nèi)齒輪5同時(shí)與外齒輪6嚙合，外齒輪6與曲軸4同心，并可繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，具體 固定方式及其上棘輪布置可隨具體情況靈活改變，為達(dá)到較好的受力條件，嚙合齒輪最好 為一對(duì)并相對(duì)于活塞中心對(duì)稱分布于兩曲臂上，但出于對(duì)成本的考慮，也可只存在一對(duì)嚙 合齒輪。 基于本發(fā)明的可調(diào)節(jié)壓縮比內(nèi)燃機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)方法具體實(shí) 現(xiàn)如下通過連桿將活塞力作用在內(nèi)齒輪的偏心軸上，在外齒輪不動(dòng)的前提下，通過杠桿效 應(yīng)(嚙合處為支點(diǎn))將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)力轉(zhuǎn)化為曲軸和內(nèi)齒輪上的力矩，進(jìn)而使內(nèi)齒輪轉(zhuǎn) 動(dòng)，由于內(nèi)齒輪相對(duì)曲柄軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，故嚙合處相對(duì)曲軸軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使內(nèi)齒輪軸心，即曲 柄軸心繞曲軸軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，從而對(duì)外做功。當(dāng)需要調(diào)節(jié)壓縮比時(shí)，調(diào)節(jié)外齒輪轉(zhuǎn)角，使相應(yīng)的 內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)角發(fā)生變化，從而使活塞上止點(diǎn)和下止點(diǎn)發(fā)生變化，進(jìn)而調(diào)節(jié)壓縮比。由于外齒輪 在一周期內(nèi)受外齒輪支反力順時(shí)針和逆時(shí)針交替作用，故可用相應(yīng)的可控轉(zhuǎn)向的棘輪機(jī)構(gòu) 對(duì)其進(jìn)行無外力驅(qū)動(dòng)。 當(dāng)需要改變壓縮比時(shí)，通過調(diào)節(jié)外齒輪，改變內(nèi)齒輪在上止點(diǎn)的轉(zhuǎn)角，從而改變偏
4心軸角度，使活塞上止點(diǎn)發(fā)生改變，從而改變壓縮比。外齒輪的調(diào)節(jié)有多種方式，如渦輪蝸 桿、圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，其中若要實(shí)現(xiàn)無外部驅(qū)動(dòng)力調(diào)節(jié)，可采用雙向棘輪機(jī)構(gòu)。其并不屬于本 專利范疇，不做深入討論。
權(quán)利要求
一種可調(diào)節(jié)壓縮比內(nèi)燃機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，組成包括活塞、連桿、平衡重、曲軸、內(nèi)齒輪、外齒輪、偏心軸、曲柄軸瓦，其特征是活塞與連桿相連并在氣缸內(nèi)做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，連桿大端與偏心軸相連，偏心軸與內(nèi)齒輪相對(duì)固定，內(nèi)齒輪曲柄軸瓦曲軸的曲柄相連，曲軸安裝在機(jī)體上，內(nèi)齒輪與外齒輪嚙合，外齒輪與曲軸同心并可繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，平衡重安裝在曲軸上。
2. —種基于可調(diào)節(jié)壓縮比內(nèi)燃機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)方法，其特征是由 活塞、連桿、平衡重、曲軸、內(nèi)齒輪、外齒輪、偏心軸和曲柄軸瓦組成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過連桿將活 塞力作用在內(nèi)齒輪的偏心軸上，在外齒輪不動(dòng)的前提下，通過杠桿效應(yīng)將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng) 力轉(zhuǎn)化為曲軸和內(nèi)齒輪上的力矩，進(jìn)而使內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使內(nèi)齒輪軸心即曲柄軸心繞曲軸軸 心轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)外做功；當(dāng)需要調(diào)節(jié)壓縮比時(shí)，調(diào)節(jié)外齒輪轉(zhuǎn)角，使相應(yīng)的內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)角發(fā)生變化， 使活塞上止點(diǎn)和下止點(diǎn)發(fā)生變化，進(jìn)而調(diào)節(jié)壓縮比。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種可調(diào)節(jié)壓縮比內(nèi)燃機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及調(diào)節(jié)方法。組成包括活塞、連桿、平衡重、曲軸、內(nèi)齒輪、外齒輪、偏心軸、曲柄軸瓦，活塞與連桿相連并在氣缸內(nèi)做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，連桿大端與偏心軸相連，偏心軸與內(nèi)齒輪相對(duì)固定，內(nèi)齒輪曲柄軸瓦曲軸的曲柄相連，曲軸安裝在機(jī)體上，內(nèi)齒輪與外齒輪嚙合，外齒輪與曲軸同心并可繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，平衡重安裝在曲軸上。本發(fā)明從機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上保證活塞能在運(yùn)行過程中動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)壓縮比，并在不改變?cè)邢到y(tǒng)的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的最小化改裝。
文檔編號(hào)F02B75/32GK101709675SQ200910073440
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者劉龍, 宋楊 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)