[其他]曲柄传动机构，特别适用于往复式活塞发动机

说明书

本发明涉及一种曲柄传动机构，该机构特别适用于往复式活塞发动机。这种曲柄传动机构具有一根主轴和至少一个连杆，连杆的一端在一条直线轨道上运动，另一端具有一个转动轴，该转动轴沿着一条封闭式轨道运动。

在公知的这类曲柄传动机构中，例如在所有的往复活塞式内燃发动机所使用的曲柄传动机构中，连杆在其与活塞相对的一端的转动轴由一个园柱形曲柄轴颈构成，曲柄轴颈的两端与两个侧板相连，侧板则与主轴颈连接在一起，主轴轴颈又构成曲柄传动机构的主轴线。在这种结构中，连杆的转动轴相对于曲柄传动机构和主轴线作同心园形软道运动，园形轨道的直径即等于在直线形轨道上运动的连杆端部行程，由于该端部专活塞发动机的活塞连接在一起，所以也等于活塞的行程。

本发明的任务是制造一种曲柄传动机构，与公知的曲柄传动机构相比，该机构的特性能够更好地与产生的要求相匹配。这一任务的解决方案是将转动轴的轨道与主轴之间的距离制成可变的。

转动轴轨道至主轴之间的可变间距造成了扭矩特性的改变。这一改变例如对于往复活塞式内燃发动机是有益的。为了在工作行程中得到较高的扭矩应当在其它条件保持不变的条件下至少在一部分工作行程中加大曲柄传动机构的有效力臂。在一台往复活塞式内燃发动机上，如果以这种方法改善曲柄传动机构的扭矩特性则会提高发动机的扭矩，这样一方面可以达到节约燃料的目的，另一方面可以在达到相同的情况下减轻发动机的重量，由于重量减少所以成本下降，在汽车上由于行驶质量的减少还会节约燃料。连杆的转动轴相对于曲柄传动机构主轴的可变间距还可以改变行程，例如在往复活塞式内燃发动机中可以根据不同的发动机转数或不同的负载选择不同大小的活塞行程。

使连杆端部的转动轴在一条封闭式轨道内运行并且相对主轴线产生可变的间距可以通过不同的方法实现。

在一种简单的，虽然与公知的曲柄传动机构相差无几但是具有很多优点的实例中，转动轴是由曲轴上的曲柄轴颈构成的。该曲柄轴颈在其中的一段上安装着连杆，而与该段偏心的另一段则呈转动式地支承在至少一块曲柄侧板上，并且在可转动的这段上固定着一个齿轮，该齿轮与第二个同轴安装在主轴上的齿轮相啮合构成传动联接。在该实例中，只需偏心曲柄轴颈在其通过一块或若干块侧板构成的轴承内转动，以改变连杆的转动轴线至主轴线之间的距离，这里连杆的转动轴线即相当于曲柄轴颈支承着连杆的那一段的纵轴线。其中曲柄轴颈支承着连杆的那一段相对于其伸入侧板的可以转动的那段的偏心量可以根据需要自由选择。如果将第二个齿轮固定，例如固定连接在曲轴的一个主轴承上，则两个齿轮传动连接的转动比可以确定偏心曲柄轴颈的角定位置相对于曲轴角度位置的依附关系。也可以将第二个齿轮同轴地安装在主轴线上，例如安装在一根位于空心的主轴轴颈内的辅助轴上，这样不仅可以任意选择偏心曲柄轴和曲轴之间的角度位置，而且还可以改变行程。在后一种改变行程的情况中，只需将偏心曲柄轴颈调整到所需要的位置就能改变连杆转动轴线和曲轴主轴线之间的距离，使其达到所要求的数值。完成这一调整后，可以将与曲柄轴颈相连的齿轮固定在这一角度位置上，从而使该位置不再发生变化。

为了改变连杆转动轴线至主轴线之间的距离，还可以通过一条静止的导向轨道实现，也就是让转动轴线强制性地沿着该轨道运行。曲柄臂必须能和连杆一起摆动，其有效长度等于由导向轨道所确定的转动轴线至主轴线之间的可变距离。为了达到这一目的，例如可以采用一个侧板或者园盘，在上面沿曲柄臂的纵向开一个长孔，使连杆以及与曲柄臂相连的轴颈能在该孔内滑动。导向轨道可以是一个固定式的零件，例如可以是容纳整个曲柄传动机构的机壳的一部分。当然也可以采用可调零件制成导向轨道。

为了代替上述类型的导向轨道，也可以采用可调长度的曲柄臂，该曲柄臂至少由两部分可在纵向上相对滑动的零件组成。在这两部分中或者在主轴和连杆转动轴上装有一个调节零件，它可以确定曲柄臂的有效长度，从而确定转动轴轴线至主轴轴线之间的距离。这种调节零件例如是一个液压缸，它可以通过管道与控制装置相连。

另外一种系杆传动机构，特别是一种多铰链系杆传动机构，也可以改变转动轴线至主轴线之间的距离。在该机构中，连杆的转动轴例如可以通过一根系杆和曲柄轴颈相连，曲柄轴颈在一条与主轴线同心圆形轨道上运动，连杆和这根系杆之间的夹角可以用一个辅助曲柄机构控制，而辅助曲柄机构的连杆则与所述的系杆相连或者与和系杆铰在一起的连杆相连。这种类型的方案的优点是支撑系杆所需要的力可以通过辅助曲柄机构转化为扭矩，该扭矩可以与主曲柄传动机构的扭矩相叠加。在多缸发动机中可以将结构做得比系杆支撑在机壳上的更为简单。