[发明专利]一种往复活塞机构和增强内燃机中的内部EGR的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种往复活塞机构，其包括：曲轴箱；具有至少一个曲柄销的曲轴，所述曲轴由所述曲轴箱支撑并且可围绕曲轴轴线旋转；包括大端和小端的至少一个连接杆；可旋转地连接到所述小端的活塞；曲柄构件，其可旋转地安装在所述曲柄销上并且包括至少一个支承部分，所述支承部分相对于所述曲柄销偏心布置并且具有外圆周壁，所述外圆周壁支承所述连接杆的大端，使得所述连接杆通过所述大端可旋转地安装在所述曲柄构件的支承部分上；其中所述曲柄构件带有与作为外齿轮的第一辅助齿轮啮合的曲柄构件齿轮，其中第一辅助齿轮通过共同的辅助轴固定到第二辅助齿轮，所述辅助轴安装到所述曲轴并且可围绕平行于曲轴轴线延伸的辅助轴轴线旋转，所述第二辅助齿轮与中心齿轮啮合，所述中心齿轮具有与曲轴轴线重合的中心线。

背景技术

这样的往复活塞机构可从EP 0 184 042获知。该已知往复活塞机构包括曲柄构件，所述曲柄构件由曲轴通过第一和第二辅助齿轮以及附加齿轮驱动。

发明内容

本发明旨在提供一种简化的往复活塞机构。

为此所述曲柄构件齿轮是内齿轮。根据本发明的往复活塞机构在中心齿轮不在某个旋转频率下旋转的情况下提供了建立紧凑的往复活塞机构的机会，其既不需要用于在某个旋转频率下旋转中心齿轮的驱动装置，也不需要较大的齿轮尺寸。

辅助轴轴线与曲轴轴线间隔开，这意味着当旋转曲轴时第一辅助轴以与曲轴类似的速度围绕曲轴轴线旋转。取决于中心齿轮、第二辅助齿轮、第一辅助齿轮和曲柄构件齿轮的构造和尺寸，曲柄构件在某个速度和方向下由所述协作齿轮驱动。优选地，曲柄构件相对于曲轴箱在是曲轴的基本一半的旋转频率下旋转。

在一个实际实施例中，第二辅助齿轮是外齿轮并且所述中心齿轮是内齿轮。为了相对于曲轴箱在是曲轴的基本一半的旋转频率下和沿它的相同方向旋转曲柄构件，中心齿轮可以静止不动以获得紧凑的往复活塞机构。这意味着不必需要附加驱动装置或附加齿轮来驱动第二辅助齿轮。而是当旋转曲轴时借助于沿着中心齿轮的齿辗轧来驱动第二辅助齿轮。中心齿轮与第二辅助齿轮之间的传动比可以是曲柄构件齿轮与第一辅助齿轮之间的传动比的一半大。该状态可以通过直径和齿轮齿模量的某个选择实现。

在一个优选实施例中，所述辅助轴延伸通过所述曲轴的曲柄臂，并且第一和第二辅助齿轮布置在所述曲柄臂的相对两侧。在实际中，曲柄臂是联接构件，布置在曲柄销与常常是曲轴轴承的曲轴的中心圆柱形部分之间。曲柄臂用于将曲柄销保持在相对于圆柱形部分的偏心位置。该实施例的优点在于两个曲柄臂之间的距离可以短。

当沿曲轴轴线的轴向方向观察时，第二辅助齿轮可以邻近至少曲轴支承部分布置。这进一步提高了该往复活塞机构沿曲轴轴线的轴向方向的紧凑性。

优选地，当沿曲轴轴线的轴向方向观察时，第二辅助齿轮布置在两个曲轴支承部分之间，原因是这提供了曲轴的更稳定支承条件。

所述中心齿轮可以可旋转地安装在所述曲轴箱中。这提供了转动中心齿轮的机会以便在曲轴的每个位置相对于曲轴调节曲柄构件的位置。这意味着曲柄构件可以在曲轴的速度的基本一半下旋转，但是在任意选定曲柄角位置，曲柄构件相对于曲轴位置的位置可以在某个范围内变化。例如，曲柄构件的位置可以被调节，使得在上死点处活塞相对于曲轴箱的位置可以变化。将该实施例应用于内燃机中提供了改变压缩比和使用更长的膨胀冲程与更短的排气冲程组合来增加内部EGR(废气再循环)的机会。

所述中心齿轮可以可由驱动装置驱动，例如使用例如包括齿轮的传动装置的电动机。

所述曲轴可以带有曲轴轴承，其中所述辅助轴在所述曲轴轴承的外圆周内延伸。在实践中，所述辅助轴可以在所述曲轴的内侧延伸。该构造的优点在于获得很紧凑的结构。

所述曲轴可以包括相对于所述曲柄销围绕曲轴轴线角度地间隔的至少一个第二曲柄销和可旋转地安装在第二曲柄销上的至少一个第二曲柄构件，其中第二曲柄构件带有作为内齿轮的第二曲柄构件齿轮，其与作为外齿轮的第三辅助齿轮啮合，其中第三辅助齿轮通过共同的第二辅助轴固定到第四辅助齿轮，所述第二辅助轴安装到所述曲轴并且可围绕平行于曲轴轴线延伸的第二辅助轴轴线旋转，所述第四辅助齿轮与所述中心齿轮啮合。就内燃机而言，该往复活塞机构可以应用于每个曲柄销具有两个汽缸的四缸内燃机中。该实施例的优点在于当沿曲轴轴线的轴向方向观察时用于驱动曲柄构件和第二曲柄构件的驱动装置居中地布置在第一和第二曲柄销之间。这意味着可以通过应用相对简单的往复活塞机构紧凑地制造内燃机，而用于驱动曲柄构件和第二曲柄构件的部分不是必须在内燃机上在曲轴的相对端部。