一种往复活塞机构制造技术

一种往复活塞机构(1)包括曲柄箱(15)和曲轴(2)，所述曲轴具有至少曲柄销(4)。该曲轴(2)由曲柄箱(15)支撑并且相对于其绕曲轴轴线(5)可旋转。该机构还包括：至少连杆(9)，所述连杆包括大端部(8)和小端部(10)；活塞(11)，所述活塞以可旋转的方式连接到所述小端部(10)；和曲柄构件(6)，所述曲柄构件以可旋转的方式安装在所述曲柄销(4)上。曲柄构件(6)包括至少轴承部分(7)并且具有外周壁，该外周壁支承连杆(9)的大端部(8)使得连杆(9)通过大端部(8)以可旋转的方式安装在曲柄构件(6)的轴承部分(7)上。曲柄构件(6)设置有曲柄构件齿轮(12)。曲柄构件齿轮(12)是外齿轮，它与至少中间齿轮(13)啮合。中间齿轮(13)是外齿轮，它也与辅助齿轮(14)啮合。辅助齿轮(14)是外齿轮，它被固定到辅助轴(16)，该辅助轴同心地延伸通过曲轴(2)。曲轴(2)和辅助轴(16)相对彼此可旋转。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种往复活塞机构
本专利技术涉及一种往复活塞机构。
技术介绍
一种往复活塞机构在本申请人的较早申请PCT/EP2009/059040中被描述。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种进一步改进的往复活塞机构。为了这个目的，该往复活塞机构包括如权利要求1中限定的特征。这种机构的优点是，齿轮的数量被最小化。本申请人已经发现，与没有曲柄构件和齿轮传动装置的常规发动机相比，包括根据本专利技术的往复活塞机构的发动机具有较低的摩擦损失。在实际的实施例中，轴承部分相对于曲柄销偏心地布置。这提供影响活塞的下和上死点的机会。特别地，在该机构被应用在内燃机中的情况中，有利的是，能够按照效率调节压缩比。曲柄构件齿轮和辅助齿轮之间的齿轮比可以是2。在这种情况中，如果辅助齿轮相对于曲柄箱具有固定的角位置，则曲柄构件沿与曲轴相同方向并且以其一半速度旋转。当轴承部分相对于曲柄销偏心地布置时，这在调节辅助齿轮的角位置时提供改变压缩比的机会。该机构可以设置有驱动装置，该驱动装置用来相对于曲柄箱绕曲轴轴线转动辅助齿轮。驱动装置可以包括止动块，该止动块适合于相对于曲柄箱以不同的角位置固定辅助轴。更具体地，止动块可以包括：控制环，该控制环固定到辅助轴并且设置有多个凹部；和致动器，该致动器包括配合在相应的凹部的每一个中的受控制的可位移销。优选地，该驱动装置设置有弹簧，该弹簧被固定到辅助轴和曲柄箱。如果该机构应用于内燃机，当该销从对应的凹部缩回时，燃烧冲程引起的实际燃烧力可以迫使辅助轴逆着弹簧力沿角方向转动。在辅助轴的希望的角位置，该销可以移动回到控制环使得该销配合在另一凹部中。通过将发动机载荷选择成在该发动机载荷下弹簧力大于辅助轴作用在该弹簧上的实际旋转力，控制环可以沿相反方向旋转。也可能的是，驱动装置设置有弹簧，该弹簧被固定到辅助轴和曲柄箱，而没有用来固定辅助轴的角位置的锁定构件。在这种情况中，基于施加到弹簧上的辅助轴的实际的力和施加到辅助轴上的实际的弹簧力，自动平衡辅助轴的角位置。止动块可以包括控制环，该控制环在其旋转方向上被固定到辅助轴，并且可以设置电磁体以便将控制环固定到曲柄箱，其中该机构优选地设置有弹簧，该弹簧被固定到辅助轴和曲柄箱。这个实施例的优点是，辅助轴可以相对于曲柄箱以各种角位置连续地被锁定。在将包括弹簧的机构应用于内燃机的情况中，其可以按下面的方式起作用。如果希望不同的压缩比，则关掉电磁体使得辅助轴相对于曲柄箱可旋转。如果发动机在较高的发动机载荷下操作(其中希望较低的压缩比)，则在弹簧上的辅助轴的实际相对高的旋转力超过其弹簧力，引起包括控制环的辅助轴沿合力的方向转动。当开启电磁体时，包括辅助轴的控制环被锁定到曲柄箱。如果发动机在较低的发动机载荷下操作(其中希望较高压缩比)，则关掉电磁体且控制环将沿相反的方向转动，这是由于在对应的相对低的发动机载荷下在弹簧上的辅助轴的实际旋转力小于弹簧力。然后，控制环可以通过开启电磁体被锁定在其新的位置中。替代地，驱动装置可以包括可驱动蜗杆，该可驱动蜗杆与蜗轮啮合，该蜗轮被固定到辅助轴。这使得能够以连续的方式改变辅助齿轮的角位置。此外，该机构的这个实施例可以在蜗杆处设置有压力传感器，该压力传感器指示燃烧压力。注意到，与压力传感器结合的蜗杆不必与如前所述的机构相关；它也可以应用于其它往复活塞机构，其中例如中心齿轮的角位置由蜗杆驱动以改变压缩比，例如，在如PCT/EP2009/059040中描述的机构中。本专利技术也涉及根据权利要求11的往复活塞机构。该机构通过调节辅助轴相对于曲柄箱的角位置提供改变活塞的上死点的机会。在实践中，曲柄钩件和辅助轮通过传动装置以可驱动的方式彼此连接，该传动装置由齿轮、链、带或类似物形成。注意到，曲柄构件和曲轴的旋转速度相对于曲柄箱被限定。在优选实施例中，曲柄构件齿轮与至少另外的中间齿轮啮合，该另外的中间齿轮也与辅助齿轮啮合，因为其在该机构内分配力。曲柄构件的内直径可以在其端部部分被加大。这意味着在端部部分处的内直径大于在其中心圆柱形部分处的内直径，在曲轴的旋转期间，其在该中心圆柱形部分处接触曲柄销的圆柱形部分。这提供在曲柄销的圆柱形部分附近加大曲轴的直径的机会。在这种情况中，曲柄构件齿轮可以沿其纵向方向部分地突出超过曲柄销的圆柱形部分。在曲轴的刚性和以紧凑的方式(如沿曲轴轴线见到的)构造方面，这是有利的。如果曲柄销通过压配合安装到相邻的曲柄臂，曲柄构件的突出的端部部分也是有利的，因为它提供产生如沿曲柄销的轴向方向见到的曲柄销和曲柄臂之间的相对长的压配合连接的机会。沿曲柄销的轴向方向的压配合的长度可以大于曲柄销的直径的30％，并且优选地大于其40％。曲柄构件可以包括第二曲柄构件齿轮以便驱动包括另外的曲柄构件齿轮的至少另外的曲柄构件，该另外的曲柄构件以可旋转的方式安装到另外的曲柄销，其中所述曲柄构件齿轮和所述第二曲柄构件齿轮位于所述曲柄构件的相对的端部部分，其中所述第二曲柄构件齿轮与另外的辅助齿轮啮合，所述另外的辅助齿轮被固定到轴，所述轴延伸通过相邻的曲柄臂并且在所述轴上固定另一辅助齿轮，所述另一辅助齿轮与所述另外的曲柄构件齿轮啮合，其中在所述曲柄构件齿轮处的所述曲柄销的直径小于在所述另外的曲柄构件齿轮处的所述另外的曲柄销的直径。这提供应用具有相对小的直径的曲柄构件齿轮的机会。在实际实施例中，曲柄销的直径小于另外的曲柄销的直径。因此，协作的连杆的大端部也可以小于与另外的曲柄销协作的连杆的大端部。替代地或另外地，曲柄构件齿轮的直径可以小于第二曲柄构件齿轮的直径，且/或曲柄构件齿轮的宽度可以小于第二曲柄构件齿轮的宽度。附图说明下面将参考示意图阐明本专利技术，该示意图通过例子的方式示出本专利技术的实施例。图1是根据本专利技术的往复活塞机构的实施例的透视图。图2和3是较大比例的且从不同侧部观察的图1的实施例的一部分的透视图。图4和5类似于图2和3，但示出包括曲轴的部分。图6是如图2和3中示出的部分的替代实施例的一部分的透视图。图7是设置有根据本专利技术的机构的实施例的内燃机的一部分的透视图。图8是与图7类似的视图，但示出如从不同侧部观察的替代实施例。图9是如图4和5中示出的实施例的侧视图。图10是如图7中示出的实施例的侧视图。图11是与图1类似的视图，但示出替代实施例。图12是较大比例的图11的实施例的一部分的透视图。图13是设置有根据本专利技术的往复活塞机构的实施例的多气缸内燃机的透视图。图14是与图13类似的视图，但没有示出曲柄。图15是如图14中示出的实施例的侧视图。图16是如图13中示出的实施例的一部分的透视图。图17-20是与图4类似的视图，其中支架被消除以示出在操作条件下的不同部分的位置。图21是适合于V布置的往复活塞机构的曲柄构件的替代实施例的透视图。图22是致动器的替代实施例的透视图。图23是设置有根据本专利技术的往复活塞机构的替代实施例的三气缸内燃机的透视图。图24是如图23中示出的实施例的一部分的放大视图。图25是较大比例的如图15中示出的替代实施例的一部分的侧视图和部分剖视图。图26是与图25类似的视图，但示出曲柄销和协作的曲柄臂之间的压配合连接。具体实施方式图1示出适合于内燃机的根据本专利技术的往复活塞机构1的实施例的一部分。往复活塞机构1包括曲柄箱15，该曲柄箱通过曲轴轴承3支撑曲轴2，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种往复活塞机构(1)，所述往复活塞机构包括：曲柄箱(15)；具有至少曲柄销(4)的曲轴(2)，所述曲轴(2)由所述曲柄箱(15)支撑并且相对于所述曲柄箱绕曲轴轴线(5)可旋转；至少连杆(9)，所述连杆包括大端部(8)和小端部(10)；活塞(11)，所述活塞以可旋转的方式连接到所述小端部(10)；曲柄构件(6)，所述曲柄构件以可旋转的方式安装在所述曲柄销(4)上，并且包括至少轴承部分(7)，所述轴承部分具有外周壁，所述外周壁支承所述连杆(9)的大端部(8)使得所述连杆(9)通过所述大端部(8)以可旋转的方式安装在所述曲柄构件(6)的轴承部分(7)上；其中所述曲柄构件(6)设置有为外齿轮的曲柄构件齿轮(12)，所述曲柄构件齿轮与为外齿轮的至少中间齿轮(13)啮合，所述中间齿轮(13)也与为外齿轮的辅助齿轮(14)啮合，其中所述辅助齿轮(14)被固定到辅助轴(16)，所述辅助轴同心地延伸通过所述曲轴(2)，其中所述曲轴(2)和所述辅助轴(16)相对彼此可旋转。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.24 EP 12152309.61.一种往复活塞机构(1)，所述往复活塞机构包括：曲柄箱(15)；具有至少曲柄销(4)的曲轴(2)，所述曲轴(2)由所述曲柄箱(15)支撑并且相对于所述曲柄箱绕曲轴轴线(5)可旋转；至少连杆(9)，所述连杆包括大端部(8)和小端部(10)；活塞(11)，所述活塞以可旋转的方式连接到所述小端部(10)；曲柄构件(6)，所述曲柄构件以可旋转的方式安装在所述曲柄销(4)上，并且包括至少轴承部分(7)，所述轴承部分具有外周壁，所述外周壁支承所述连杆(9)的大端部(8)使得所述连杆(9)通过所述大端部(8)以可旋转的方式安装在所述曲柄构件(6)的轴承部分(7)上；其中所述曲柄构件(6)设置有为外齿轮的曲柄构件齿轮(12)，所述曲柄构件齿轮与为外齿轮的至少中间齿轮(13)啮合，所述中间齿轮(13)也与为外齿轮的辅助齿轮(14)啮合，其中所述辅助齿轮(14)被固定到辅助轴(16)，所述辅助轴同心地延伸通过所述曲轴(2)，其中所述曲轴(2)和所述辅助轴(16)相对彼此可旋转，其中所述曲柄构件齿轮(12)和所述辅助齿轮(14)之间的齿轮比是2，所述中间齿轮(13)沿其至少一个纵向方向延伸超过所述曲柄构件齿轮(12)，其中所述辅助齿轮(14)与所述中间齿轮(13)啮合使得所述辅助齿轮(14)部分地重叠所述曲柄构件齿轮(12)。2.根据权利要求1的往复活塞机构(1)，其中所述轴承部分(7)相对于所述曲柄销(4)偏心地布置。3.根据权利要求1的往复活塞机构(1)，其中所述曲柄构件齿轮(12)与至少另外的中间齿轮(13)啮合，所述另外的中间齿轮也与所述辅助齿轮(14)啮合。4.根据权利要求1的往复活塞机构(1)，其中所述机构(1)设置有驱动装置(18-21,23-25)，所述驱动装置用来相对于所述曲柄箱(15)绕所述曲轴轴线(5)转动所述辅助齿轮(14)。5.根据权利要求4的往复活塞机构(1)，其中所述驱动装置包括止动块，所述止动块适合于相对于所述曲柄箱(15)以不同的角位置固定所述辅助轴(16)。6.根据权利要求5的往复活塞机构(1)，其中所述止动块包括：控制环(19)，所述控制环固定到所述辅助轴(16)并且设置有多个凹部(20)；和致动器(21)，所述致动器包括配合在相应的凹部(20)的每一个中的受控制的可位移销，其中所述机构(1)设置有弹簧(18)，所述弹簧被固定到所述辅助轴(16)和所述曲柄箱(15)。7.根据权利要求5的往复活塞机构(1)，其中所述止动块包括控制环(19)，所述控制环在其旋转方向上被固定到所述辅助轴(16)，并且其中设置电磁体以便将所述控制环(19)固定到所述曲柄箱(15)，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·H·德古伊耶尔，
申请(专利权)人：戈梅克赛斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL