[发明专利]一种组合式变排量发动机曲轴及与其配套使用的凸轮轴

说明书

技术领域

本发明涉及车用发动机结构设计技术领域，具体涉及一种变排量发动机的曲轴和凸轮轴结构的改进。 

背景技术

常规发动机一经启动，所有气缸都参与工作，它所能发出的最大功率是一个定值。在大多数工况下是产生富动力的状态，尤以车用发动机突出。车用发动机大多工作在中小负荷，尤其是在城市工况下，各个气缸都工作在油耗较高的特性区域，由于发动机排量不能改变，因而产生过多的富动力，不仅过多的消耗燃料，同时还制造出大量过剩尾气排放，造成严重的环境污染。 

基于这些负面作用，国外早有先行者研发出变排量发动机技术。如美国的克莱斯勒公司的“MDS”可变气门正时变排量发动机技术，福特公司的“VDE”液力挺杆变排量技术，德国大众公司的“ZAS”双凸轮变排量技术等。这些技术都是以关闭进、排气门完成变排量目的，而发动机曲轴上的连杆轴颈工作角不能改变，因而局限了它们的变量范围，不能更好的满足实际需求。而且被关闭气缸中的活塞等件还再做负功。 

变排量技术可以降低发动机在下中低负荷下工况所能发出最大功率，提高负荷率，使发动机可以工作在燃油经济性较好的区域，降低整车的燃油消耗水平。 

发明内容

为了解决上述车用发动机存在的问题，即在中小负荷下油耗水平高，尤其是在城市工况下。本发明是基于一种组合式变排量发动机技术，它是通过变排量曲轴及与其配套使用的凸轮轴的联合作用，实现发动机排量的改变。发动机根据行走机械或车辆的不同行进负荷，在自动控制系统的指令下，自动进行变排量，使发动机的负荷率在合适的水平上，避免“富”动力现象的产生和过剩尾气的排放。 

小型化可以提高发动机的经济性，其原因就在于小型化技术提高了发动机在各个工况下的负荷率，提高了整体的燃油经济性。而本发明可以在不改变发动机外形的前提下，实现发动机排量的可变，提升不同工况下的负荷率，使发动机的工作点移向万有特性图上中间偏上的区域，即尽量工作在燃油经济区，以适合发动机不同工况下对燃油经济性的要求，这对节能减排有重要的意义。 

本发明的上述目的通过以下技术方案予以实现，结合附图说明如下： 

一种组合式变排量发动机曲轴及与其配套使用的凸轮轴包括组合式变排量发动机曲轴 

参阅图1-4所示，组合式变排量发动机曲轴是由若干级可独立转动的曲轴节1依次连接构成，相连接的两个曲轴节1间一端设有滑键和可沿滑键滑动的动偶件2，另一端设有定偶件3，动偶件2和定偶件3相对的端面设有可相互咬合传动的齿，动偶件2侧面设有可控制其沿滑键滑动的曲轴拨环4，动偶件2和定偶件3的端面上分别轴向设有至少一组、每组至少两对非均布在圆周上的相配合的定位销5和定位孔，以确保两曲轴节1在一组的定位销5进入到该组的定位孔后只能有唯一的配合角，定位孔内设有可缩进的挡销6和弹簧，挡销6的一端与其所在的偶件端面相平齐，且挡销6与该偶件的侧面上分别设有环槽，同组挡销6环槽的轴向位置相同，该偶件的环槽内设有变量环7卡在挡销6的环槽上，变量环7与该偶件间设有复位弹簧8将变量环7可转动的角度限定在弹簧可伸缩的范围内，变量环7的内周设有若干缺口，当变量环7与该偶件相对转动而压缩复位弹簧8时，挡销6可通过缺口被定位销5推进定位孔内，当一组定位销5推开挡销6进入定位孔使动偶件和定偶件的齿相互咬合后该级曲轴节1开始传动。 

所述动偶件2和与其连接的曲轴节1表面处分别设有由定位球9、定位弹簧10构成的定位装置和与定位球9配合的球坑。 

所述定偶件3上套有可周向转动的定位环11，定偶件3与定位环11之间设有切向惯性弹簧12，所述定位销5固定在定位环11的端面上。 

所述定偶件3与定位环11上分别设有限位销13和限位孔14，使定位环11只能在限位销13和限位孔14所限定的位移内转动。 

参阅图5-7所示，变排量发动机凸轮轴，凸轮轴上设有若干可绕其周向转动的活动凸轮体15，每个活动凸轮体15及与其对应的凸轮轴表面处均设有至少一组键槽和一组滑动对键16，滑动对键16的一端设有凸轮轴拨环17，通过凸轮轴拨环17拨动滑动对键16可使活动凸轮体15随凸轮轴旋转。