一种可变压缩比发动机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可变压缩比发动机，包括：曲柄箱；多组可变曲轴，曲轴臂调节装置，其包括：转轴，其可旋转支撑在所述曲柄箱内，所述转轴一端具有锁死装置；多个齿轮，其固定设置在所述转轴上，所述齿轮与所述圆盘齿轮啮合，能够带动所述圆盘齿轮旋转，即发动机曲轴臂长度是可变的，通过改变曲轴臂的长度可以改变发动机的压缩比，从而有效提高发动机的动力性和经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种可变压缩比发动机
本技术涉及发动机领域，尤其涉及一种可变曲轴臂长度变压缩比发动机。
技术介绍
对于传统发动机来说，适当提高发动机压缩比不光可以提高发动机的动力输出，还可以减少发动机的燃油消耗，提高发动机的压缩比已经成为发动机发展的热门方向，如目前量产汽油机压缩比最高可达14:1。但是发动机的压缩比并不是越大越好，压缩比直接决定了发动机燃烧室内混合可燃气体的最大压强，汽油的燃烧特性导致了燃烧室内混和可燃气体压强不能太高。如果气缸内的压强超过了临界值，汽油就会因为压缩而在点火之前被点燃，这种现象被称为爆燃，并产生爆震，不光影响发动机的平顺性，还会对发动机的动力输出造成很大影响，发动机应该避免爆震的产生。对于传统汽油发动机来说，为了提高发动机的燃油经济性，在小负荷低转速时，发动机热效率较低相应的综合性能较差，故要求有较高的压缩比。而在大负荷高转速时，因进气量很大，若压缩比较高则很容易产生爆燃并产生很大的热负荷，造成机体损坏，故这时要求采用较小的压缩比。固定的压缩比的汽油发动机不能在各种工况下充分发挥发动机的性能。随负荷的变化而连续调节发动机的压缩比，可以最大限度的发掘发动机的潜力，进而提高发动机的综合性能。但是对于传统发动机受制于结构限制，其燃烧室容积和气缸工作容积是一定的，很难实现可变压缩比。对于现在广泛应用的增压发动机，当涡轮增压介入以后，燃烧室的温度和压强会大幅度升高，如果这个值过高，爆震就不可避免。这会对发动机造出巨大伤害，同时也会影响动力输出。所以，固定压缩比的涡轮增压和机械增压发动机只能把压缩比设计得比普通自然吸气发动机低一些。但是这种过低的压缩比设计，又会导致发动机在增压器(特别是涡轮增压)没有完全介入时，燃烧效率非常低，能产生的动力要比普通自然吸气发动机所产生的动力要少的多。固定压缩比发动机已经很难满足增压发动机的发展要求。
技术实现思路
本技术提出一种可变压缩比发动机，即发动机曲轴臂长度是可变的，通过改变曲轴臂的长度可以改变发动机的压缩比，从而有效提高发动机的动力性和经济性。本技术提供的技术方案为：一种可变压缩比发动机，包括：曲柄箱；多组可变曲轴，其设置在所述曲柄箱内，所述可变曲轴包括：主轴颈，其可旋转支撑在所述曲柄箱内；两两相对设置的多个圆盘齿轮，其可旋转套设在主轴颈上，所述两两相对圆盘齿轮内侧设置有形状相同位置对应的椭圆形凹槽；曲柄销，其铰接连杆，所述曲柄销两端插入到所述椭圆形凹槽内，并能够沿所述椭圆形凹槽周期性旋转运动；曲轴臂调节装置，其包括：转轴，其可旋转支撑在所述曲柄箱内，所述转轴一端具有锁死装置；多个齿轮，其固定设置在所述转轴上，所述齿轮与所述圆盘齿轮啮合，能够带动所述圆盘齿轮旋转。优选的是，所述机体组，包括：气缸体；气缸盖，其可拆卸设置在所述气缸体顶部，所述气缸盖上设置有进气门、排气门以及用来发动机点火的火花塞；曲柄箱，其设置在所述气缸体空腔下部，用于放置曲柄连杆机构及曲轴臂调节装置。优选的是，还包括：活塞，其设置在所述气缸体空腔内部，能够沿气缸壁上下垂直运动；连杆，其一端与所述活塞连接，另一端连接所述曲柄销。优选的是，所述曲柄上矩形通槽的长度不小于所述椭圆形凹槽长轴和短轴半径之差。一种可变压缩比发动机，包括：曲柄箱；多组可变曲轴，其设置在所述曲柄箱内，所述可变曲轴包括：主轴颈，其两端旋转支撑在所述曲柄箱内，并在中部具有多个方形滑块；两两相对设置的多个圆盘，其可旋转套设在主轴颈上，所述圆盘内侧设置有形状相同位置对应的圆形凹槽，所述圆盘中心具有矩形滑槽，所述矩形滑槽套在所述主轴颈上的方形滑块上；曲柄销，其铰接连杆，所述曲柄销两端插入到所述圆形凹槽内，并能够沿所述椭圆形凹槽周期性旋转运动；曲轴臂调节装置，其包括：传动轴，其一端固定有传动齿轮，能够在一定角度内转动；双杆机构，其包括相互铰接的第一杆和第二杆，所述第一杆另一端连接所述传动轴，所述第二杆另一端铰接所述圆盘或抵靠所述圆盘的圆周面。优选的是，所述双杆机构，包括：调节连杆，所述调节连杆的一端连接所述圆盘；调节曲柄，其一端与所述调节连杆的另一端铰接，所述调节曲柄的另一端固定在所述传动轴上，并能够随所述传动轴转动。优选的是，所述曲柄上矩形通槽、的长度应该不小于圆盘垂向移动的总行程。优选的是，所述传动齿轮由执行机构操纵其在一定范围内绕其自身轴线小幅转动，所述执行机构为电机与减速器组成的机电系统或液压装置。优选的是，蜗杆，其与所述传动齿轮啮合。优选的是，所述蜗杆由自锁电机或液压马达驱动。本技术的有益效果：1、利用可上下移动的圆盘及其圆环形环槽机构，可实现可变压缩比，从而适应发动机不同工况下的动力需求；2、利用可转动的圆盘齿轮及其椭圆形环槽机构，可实现可变压缩比和可变气缸排量，适应不同工况动力需求的同时有效节省燃油消耗量，实现节能。3、通过控制传动轴的转动就可以改变发动机压缩比，结构和控制相对简单，不会大幅度增加发动机大小，从而减少可变压缩比发动机对整车设计的影响。4、发动机压缩比可以连续可变，可以满足车辆不同运行工况的要求，从而实现节能减排的目的。5、在曲轴上曲柄两端添加圆盘装置，兼具辅助支撑和曲轴平衡配重的作用，提高了曲轴的强度，且未增加过多质量，减少了曲轴的制作难度。附图说明图1为实施例一所述可变压缩比发动机单个气缸结构及工作原理示意图。图2为实施例一所述可变曲拐结构示意图图3为实施例一所述可变压缩比四缸发动机曲柄连杆机构及曲轴臂调节装置示意图。图4为实施例二所述可变压缩比发动机单个气缸结构及工作原理示意图。图5为实施例二所述可变曲拐结构示意图图6为实施例二所述可变压缩比四缸发动机曲柄连杆机构及曲轴臂调节装置示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1、图2、图3所示，实施例一所述可变压缩比发动机，包括机体组、活塞、连杆、可变曲轴以及曲轴臂调节装置。如图1所示，机体组主要由气缸盖101、气缸体104及曲轴箱三部分组成，气缸盖101上设置有进气门、排气门以及用来发动机点火的火花塞。气缸盖和气缸体通过缸盖螺栓连接，连接面夹有气缸垫。活塞102置于气缸体104内部，可以沿气缸壁上下垂直运动。连杆103的一端和活塞102连接，另一端和可变曲轴的曲柄销108连接。气缸体下部空腔为曲轴箱，曲柄连杆机构及曲轴臂调节装置置于曲轴箱内，通过滑动轴承支撑在曲轴箱壁上。曲轴箱下部有油底壳密封和存储润滑机油。如图2所示，可变曲轴为组合式曲轴，可变曲轴上的单个曲拐主要由主轴颈111、曲柄110、曲柄销108以及圆盘105组成。曲柄110上设置有矩形通槽109，曲柄销108两端分别从两侧矩形通槽109内伸出，矩形通槽109宽度和曲柄销108直径相匹配，这样曲柄销108可以在一定范围内沿曲柄长度方向(曲轴径向)自由移动。曲柄销108两端伸出曲柄110的部分，分别插入到曲拐两侧布置的两个圆盘齿轮105的端面的椭圆形凹槽106内，在活塞102和连杆103的作用下，曲柄销108可以沿椭圆形凹槽106周期性高速旋转运动。同时由于曲柄销108不会发生相对于曲柄110的横向运动，曲柄110可以在圆盘齿轮105端面椭圆形凹槽106对曲柄销108支反力作用下，把发动机燃烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可变压缩比发动机，其特征在于，包括：曲柄箱；多组可变曲轴，其设置在所述曲柄箱内，所述可变曲轴包括：主轴颈，其可旋转支撑在所述曲柄箱内；两两相对设置的多个圆盘齿轮，其可旋转套设在主轴颈上，所述两两相对圆盘齿轮内侧设置有形状相同位置对应的椭圆形凹槽；曲柄销，其铰接连杆，所述曲柄销两端插入到所述椭圆形凹槽内，并能够沿所述椭圆形凹槽周期性旋转运动；曲轴臂调节装置，其包括：转轴，其可旋转支撑在所述曲柄箱内，所述转轴一端具有锁死装置；多个齿轮，其固定设置在所述转轴上，所述齿轮与所述圆盘齿轮啮合，能够带动所述圆盘齿轮旋转。

【技术特征摘要】
1.一种可变压缩比发动机，其特征在于，包括：曲柄箱；多组可变曲轴，其设置在所述曲柄箱内，所述可变曲轴包括：主轴颈，其可旋转支撑在所述曲柄箱内；两两相对设置的多个圆盘齿轮，其可旋转套设在主轴颈上，所述两两相对圆盘齿轮内侧设置有形状相同位置对应的椭圆形凹槽；曲柄销，其铰接连杆，所述曲柄销两端插入到所述椭圆形凹槽内，并能够沿所述椭圆形凹槽周期性旋转运动；曲轴臂调节装置，其包括：转轴，其可旋转支撑在所述曲柄箱内，所述转轴一端具有锁死装置；多个齿轮，其固定设置在所述转轴上，所述齿轮与所述圆盘齿轮啮合，能够带动所述圆盘齿轮旋转。2.根据权利要求1所述的可变压缩比发动机，其特征在于，还包括：机体组，包括：气缸体，所述曲柄箱设置在所述气缸体的空腔下部，用于放置曲柄连杆机构及曲轴臂调节装置；气缸盖，其可拆卸设置在所述气缸体顶部，所述气缸盖上设置有进气门、排气门以及用来发动机点火的火花塞。3.根据权利要求2所述的可变压缩比发动机，其特征在于，还包括：活塞，其设置在所述气缸体空腔内部，能够沿气缸壁上下垂直运动；连杆，其一端与所述活塞连接，另一端连接所述曲柄销。4.根据权利要求1所述的可变压缩比发动机，其特征在于，所述曲柄上矩形通槽的长度不小于所述椭圆形凹槽长轴和短轴半径之差。5.一种可变压缩比发动机，其特征在于，包括：曲柄箱；多组可变曲轴，其设置在所述曲柄箱内，所述可变曲...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军年，王岩，王治强，王庆年，张垚，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22