[发明专利]可变压缩比发动机凸轮轴驱动器

说明书

具有在驱动滑轮和从动滑轮之间的可变中心距离的环形带驱动系统还具有可旋转控制轴和环形带引导件，其中所述引导件由所述可旋转控制轴定位以用于随着滑轮中心距离的改变而保持无松动环形带。所述控制轴的旋转使所述环形带引导件枢转，从而随着所述滑轮中心距离的改变而保持无松动环形带。优选地，所述可旋转控制轴还提供用于调整所述驱动滑轮和所述从动滑轮之间的中心距离的装置。本发明提供一种用于可变压缩比发动机的无松动环形带系统，其具有在安装在曲轴上的所述驱动滑轮和安装在凸轮轴上的所述从动滑轮之间的可变中心距离。所述系统提供在两个或更多个压缩值下的所述环形带的无松动操作。

本申请涉及申请日为2015年1月5日的临时申请号62/124,863。

背景技术

链条和齿形带通常用于驱动内燃机的凸轮轴。使用这些类型的环形带是因为它们保持凸轮轴相对于曲轴的定时。引导件或滑轮用于占据环形带中的松动。如果太松动，环形带可跳过滑轮齿并松动正确定时。带子也可摆动，从而会引起噪音和磨损。如果环形带绷紧环形带，且引导件将迅速磨损且可能会断裂。在所有大规模生产发动机中，链条引导件或滑轮被定位以提供不太松动也不太紧绷的无松动带。

可通过改变发动机的压缩比来提高内燃机效率。改变发动机的压缩比的一种方法是改变发动机的气缸盖和发动机的曲轴之间的距离。然而，这些可变压缩比发动机的问题在于，曲轴上的驱动滑轮和凸轮轴上的从动滑轮之间的中心距离变化。当驱动滑轮和从动滑轮之间的中心距离减小时，环形带变得太松动，且驱动滑轮不再转动带子或链条。当曲轴上的驱动滑轮和凸轮轴上的从动滑轮之间的中心距离变化时，需要保持无松动环形带的方法。

萨博(Saab)汽车动力公司的Hans Dranglel等人在汽车工程师协会技术的论文“The Variable Compression(SVC)and the Combustion Control(SCC)-Two Ways toImprove Fuel Economy and Still Comply with World-Wide Emission Requirements(变压(SVC)和燃烧控制(SCC)-改善燃油经济性且仍符合世界排放要求的两种方法)”(2002年3月的SAE第2002-01-0996号，和2001年4月的汽车工程国际杂志第54-57页)中教导了具有在气缸盖和曲轴之间的可调距离的可变压缩比发动机。Gillbrand等人在美国专利号5,611,301中也教导了可变压缩比发动机。现在参考美国专利号5,611,301的图2，Saab发动机包括下曲轴箱部分(13)和由曲轴箱的第一侧上的枢轴(19)和曲轴箱(13)的另一侧上的控制轴或偏心轴(44)和杆(41)连接至曲轴箱的气缸部分或气缸罐(11)。安装在气缸部分或气缸罐(11)上的气缸盖(26)在汽车工程师协会出版物中被称为单头。由Saab教导的可变压缩比机构使得单头(11、26)相对于发动机的曲轴箱(13)围绕枢轴(19)枢转或倾斜。

Saab可变压缩比发动机具有在安装在曲轴(14)上的驱动滑轮和安装在凸轮轴(32)上的从动滑轮之间的可变中心距离。Saab教导了使用两级环形带系统，其中刚性地相互附接以相同速度并在相同方向上旋转的一对中间滑轮安装在枢轴(19)上或与其同轴。第一环形带将曲轴驱动滑轮连接至第一中间滑轮，且第二环形带将第二中间滑轮连接至凸轮轴(32)。因为安装在枢轴(19)上的第一中间滑轮和曲轴(14)之间的中心距离从不改变，并且安装在枢轴(19)上的第二中间滑轮和凸轮轴(32)之间的距离从不改变，所以系统会在各种压缩比设置下操作。用于从曲轴(14)驱动凸轮轴(32)的Saab系统的问题是其增加发动机长度。

Mendler在国际申请号PCT/US2013/000023中教导了每个气缸盖(16)具有单个控制轴(20)的另一可变压缩比发动机(2)。当曲轴(10)上的驱动滑轮(11)和凸轮轴(13)上的从动滑轮(15)之间的中心距离变化时，Mendler没有示出或教导占据凸轮轴传动带中的松动的方法。