[发明专利]发动机

说明书

本发明属内燃机技术，主要用于可调压缩比发动机及其相关结构。

实现内燃机可变压缩比的途径一直是该领域的研究课题，已提出多种设计方案，如机械工业出版社1985年3月北京第一版、苏BΠ杰米道夫著、苗志明译、乔五之校的《可变压缩比发动机》第36-91页。这些构思都在不同程度上，从不同方面满足了压缩比可变的要求，带来发动机工作性能上的改进;但时至今日这些方案均因结构或使用条件等问题，未能进入工业实用阶段。

本发明的目的在于，提供结构较为简单，接近实用，使用方便的可变压缩比发动机方案。

本发明目的是这样实现的，发动机采用缸筒活塞连杆曲柄结构，还包括使发动机正常工作的配气、供给、润滑、冷却系统、飞轮总成、动力输出部件等必要机构，各机构正常配合的传动联接部件和机体;其中在连杆与曲轴间增设轴线垂直活塞连杆运动平面的摆轴、和运动平面与连杆运动平面平行的副连杆，摆轴上设有分别与连杆和副连杆活动联接的主、副摇臂，主副摇臂分别与连杆和副连杆共面、并分别与摆轴刚性联接，摆轴支承在机体上，副连杆的另一端与曲轴的曲柄销铰接，曲轴的支承作适应性平移。各部件间的位置联接关系使连杆经主摇臂推动摆轴绕其轴线摆动，副摇臂经副连杆使曲轴转动。主、副摇臂或副连杆中还含有可改变其工作长度的调节机构，其它因增加上述机构而影响联接固定位置变化的有关部件，随之作适应性变动，仍维持原机构的功能作用。这样由摆轴和副连杆完成连杆到曲轴间的运动传递，仍可以给出发动机的动力输出，完成原发动机的工作，原发动机的相关结构作适应性变动后仍维持各自功能，保证发动机正常工作;所增设长度可调的杆件，可使主、副摇臂或副连杆的长度变化、改变活塞在缸筒中的初始终了位置，致使压缩比改变。本方案所增设的摆轴和副连杆、以及原发动机与此相关的适应性变动都很简单，故发明目的得以实现。

为实现增设杆件工作长度可调，本发明将欲调杆件分成在杆长方向可相对移动的两部分、其相对位置由螺纹副及其固定部件调节固定，或是由液压控制以杆长为滑动方向的滑动副偶件调节固定。改变螺纹副或偶件间的相对位置，则杆长发生变化，并由固定部件或控制系统固定。

为实现主摇臂与连杆间的活动联接，本发明可采用铰接形式，它可以实现连杆和主摇臂之间的连接和传动。

本发明主摇臂还可以制成齿轮或扇形齿板的形式，连杆与主摇臂联接部分制有齿条，并附有可调齿条在垂直其长度方向安装位置的滚动部件。这样，活塞的运动可经带齿的连杆、带齿的摆轴传出，与齿条滚动相联的滚动部件可保证齿条啮合时的正确齿顶间隙、和承受垂直齿条长度方向的传动作用力，并由滚动形式减少这种联接形式的摩擦阻力。

为改善传动机构对粗暴燃烧的承受能力、或补偿有效压缩比不足，本发明在连杆至曲轴的传动链中设有弹力与所传递力方向一致的弹性传动部件，弹性传动部件的预紧弹力控制在发动机爆发时可能产生的最大传递力、和与输出所要求的传递力之间，其预紧长度为使活塞实现正常压缩的长度;或其最大压缩弹力为在正确活塞压缩位置时，可形成发动机正常压缩比所需传递的力，并设有最大压缩距离的限位部件，限位部件的位置应保证压缩终了使活塞处于完成正常压缩比压缩终了的位置，所增弹性传动部件的预紧长度控制在排气终了时，使活塞缸盖的最小间隙在正常压缩间隙和最小允许间隙的范围之内。

这样，对于前者，在预紧弹力范围之内可如刚性杆件传动;当传递力超出预紧力时，弹性部件会在传动的同时发生变形，只将弹性限度内的力传出、由变形贮存下剩余的输入，在随后输入减小的过程中再逐渐释放出来，从而减轻了爆发力超高对传动的影响。

对于后种方案在实际压缩比不足的压缩终了时可加大活塞行程，提高实际压缩比至接近要求值，补偿因压缩比不足造成的不利影响;在排气过程中弹性部件也可加大活塞行程，增加排气排出量，以利改善充气;限位部件是该杆件正常受压工作过程的需要，此时弹性已同虚设。在吸气中活塞实际行程有所减小，但它的影响完全可被在其它过程所表现的积极作用抵销。

为解决配气机构适应性变动，本发明配气传动包含由曲轴齿轮，正时齿轮带动的配气凸轮，由该凸轮所驱动的油压柱塞泵，由柱塞泵输出所驱动的滑动偶件及相联管路，和保证偶件直接或间接与气门及弹簧总成配气相联的固定联接部件。这样，配气凸轮可按配气要求由液压系统将动力传给气门配气，而不必顾虑曲轴、缸筒的位置变化。