压缩比可调发动机制造技术

本发明专利技术公开一种压缩比可调发动机，包括有气缸、位于气缸内的活塞、以及上端头与活塞销铰接下端头与偏心销铰接的上连杆，所述的偏心销与固接有一个或两个辅助驱动轮的第一销一体形成，所述的辅助驱动轮与第一销同轴，还设置有摆杆，所述的摆杆的一端铰接在第一销上，另一端被支撑在发动机缸体上的第二销上并同轴连接有与辅助驱动轮平行且受控转动的一个或两个主动驱动轮；所述的主动驱动轮带动辅助驱动轮转动；所述的摆杆的中部设置有铰接点并铰接有与曲柄相连的下连杆。本发明专利技术发动机整机高度小，曲轴刚度好、寿命长，成本低，动力学特性好，压缩比调节简便，输出的低速转矩大、功率高，燃料消耗量和排放污染少。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发动机。特别是涉及刚度特性更好的压縮比可调发动机。种可以保持传统发动机的高度和具有曲轴
技术介绍
传统往复活塞式内燃机由于曲柄连杆机构的结构限制，压縮比不可调节，因此限制了其性能的提高。随着技术进步先后出现了申请号为EP-0292603，如图1的压縮比可调式内燃机，以及申请号为2007100567958，如图2所示的压縮比可调式内燃机。 其中申请号为2007100567958所公开的压縮比可调式内燃机的发动机活塞，是通过上下连杆和摆杆与曲柄连接，构成曲轴中心线与气缸中心线可具有偏心的内燃机。具体的构成是连接活塞的上连杆的下端头与连接曲柄的下连杆的上端头通过一设有辅助驱动轮的偏心销铰接直接传递动力，该铰接销上还连接一摆杆，直接支撑在缸体上的摆杆另一端处设有可受控转动的主动驱动轮；曲轴中心线可与气缸中心线具有偏心。该机构的主要优点在于不用像已有报道的三连杆内燃机通过改变所加摆杆的支撑点位置来改变压縮比，因为那样会使机构动力学特性变坏，取而代之它是将摆杆的支撑点固定靠所布置的传动机构改变上连杆的长度从而改变压縮比。但其不足之处，首先在于该机构由于使用上下连杆和摆杆的结构，受机体结构以及曲柄滑块机构传动条件限制，下连杆不可能太短，所以不得不增加发动机的高度，这使发动机重量和尺寸明显加大、成本提高；其次，由于发动机曲轴布置在气缸中心线附近，使得曲柄长度大，刚性差；这些因素大大限制了其实际应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种能够使发动机曲柄长度大幅减小，并在 其刚度增大的同时使发动机整体高度可以大幅度减小，发动机成本明显减小的压縮比可调 发动机。 本专利技术所采用的技术方案是一种压縮比可调发动机，包括有气缸、位于气缸内的活塞、以及上端头与活塞销铰接下端头与偏心销铰接的上连杆，所述的偏心销与固接有一个或两个辅助驱动轮的第一销一体形成，所述的辅助驱动轮与第一销同轴，还设置有摆杆，所述的摆杆的一端铰接在第一销上，另一端被支撑在发动机缸体上的第二销上并同轴连接有与辅助驱动轮平行且受控转动的一个或两个主动驱动轮；所述的主动驱动轮带动辅助驱动轮转动；所述的摆杆的中部设置有铰接点并铰接有与曲柄相连的下连杆。 在活塞处于上止点位置时所述的曲柄所连接的曲轴的轴心线的垂线与摆杆的铰接点的垂线偏心地设置。 所述的摆杆的中部铰接点的位置是在以摆杆的中点为对称正负1/4摆杆长度的 范围内。 所述的曲轴的设置位置是，使通过该曲轴轴心线的垂线与在活塞处于上止点位置 时摆杆的中点垂线具有偏心值e为小于或等于正负1/2的气缸的中心轴线距摆杆支撑点之间的距离而设置。 所述的主动驱动轮与辅助驱动轮之间通过齿轮系驱动或通过链条、摩擦轮、皮带 方式驱动。 所述的摆杆两端设置的具有相转动配合的辅助驱动轮和主动驱动轮，当辅助驱动 轮和主动驱动轮各设置一个时均设置在摆杆的同侧；当辅助驱动轮和主动驱动轮各设置两 个时，其中的一组辅助驱动轮和主动驱动轮与另一组辅助驱动轮和主动驱动轮对称地设置 在摆杆的两侧。 所述的偏心销的轴线与第一销的轴线之间的距离，使发动机压縮比的最大调整范 围在6到23之间。 其特征在于，所述的主动驱动轮由电控涡轮蜗杆机构或齿轮机构驱动。本专利技术的压縮比可调发动机具有如下的特点发动机整机高度小，曲轴刚度好、寿命长，成本低，动力学特性好，压縮比调节简便，输出的低速转矩大、功率高，燃料消耗量和排放污染少。车用机常用工况的经济性和动力性好。与点火或喷油提前角调节、EGR、HCCI、增压以及其他可变技术等相结合，既可降低排放又可保持良好的经济性、动力性和较高的升功率并縮小排量。在本专利技术基础上可应用现有的任何内燃机先进技术。附图说明图1是现有技术的压縮比可调式内燃机结构示意图2是另一现有技术的压縮比可调式内燃机结构示意图图3是本专利技术的压縮比可调发动机结构示意图。其中1 :活塞2 :上连杆3 :活塞销4 :摆杆5.下连杆6 :曲柄7 :偏心销8 :第一销9 :辅助驱动轮10 :缸体销11 :主动驱动轮12 :铰接点13 :曲柄销14 :曲轴15 :曲柄销与曲轴主轴承销重叠部分16 :气缸具体实施例方式下面结合实施例和附图对本专利技术的压縮比可调发动机做出详细说明。 本专利技术的压縮比可调发动机是在申请号为2007100567958所公开的技术基础上进行的改进，提供一种既可保留上述机构的优点又能规避其缺点的压縮比可调式发动机。该发动机可以保持传统发动机的高度和比传统曲轴更好的刚度特性和与传统发动机接近的动力学特性的一种新型压縮比可调发动机。本专利技术除同样具有可随工况变化调节压縮比，从而可提高发动机循环热效率，与增压等其他技术相结合，还可明显改善发动机燃油经济性，提高动力性能，縮小排量，降低排气污染。在发动机曲柄长度可以大幅减小，而曲轴刚度增大的同时使发动机整体高度可以大幅度减小，发动机成本明显降低。4 为达到上述目的，本专利技术是通过下述技术加以实现的。主要包括直列式和V型内 燃机，至少一个气缸、气缸内的活塞，活塞通过上连杆、摆杆和下连杆与曲柄连接，构成内燃 机。 本专利技术的压縮比可调发动机，主要是指直列式和V型内燃机，至少有一个气缸。如 图3所示，包括有气缸16、位于气缸16内的活塞1、以及上端头与活塞销3铰接下端头与偏 心销7铰接的上连杆2，所述的偏心销7与固接有一个或两个辅助驱动轮9的第一销8 —体 形成，所述的辅助驱动轮9与第一销8同轴，还设置有摆杆4，所述的摆杆4的一端铰接在第 一销8上，另一端被支撑在发动机缸体上的缸体销10上并同轴连接有与辅助驱动轮9平行 且受控转动的一个或两个主动驱动轮11 ;所述的主动驱动轮11带动辅助驱动轮9转动；所 述的摆杆4的中部设置有铰接点12并铰接有与曲柄6相连的下连杆5。 所述的主动驱动轮11与辅助驱动轮8之间通过齿轮系驱动或通过链条、摩擦轮、 皮带方式驱动。 所述的主动驱动轮11根据发动机工况信息由电控涡轮蜗杆机构或齿轮机构驱 动。 本专利技术的压縮比可调发动机各部件的设置条件是 在活塞1处于上止点位置时所述的曲柄6所连接的曲轴14的轴心线的垂线与摆 杆4的铰接点12的垂线偏心地设置。 所述的摆杆4的中部铰接点12的位置是在以摆杆4的中点为对称正负1/4摆杆 长度的范围内。 所述的曲轴14的设置位置是，使通过该曲轴14轴心线的垂线与在活塞1处于上 止点位置时摆杆4的中点垂线具有偏心值e为小于或等于正负1/2的气缸6的中心轴线 距摆杆4支撑点之间的距离而设置。 所述的摆杆4两端设置的具有相转动配合的辅助驱动轮9和主动驱动轮11，当辅 助驱动轮9和主动驱动轮11各设置一个时均设置在摆杆的同侧；当辅助驱动轮9和主动驱 动轮11各设置两个时，其中的一组辅助驱动轮9和主动驱动轮11与另一组辅助驱动轮9 和主动驱动轮11对称地设置在摆杆的两侧。 所述的偏心销7的轴线与第一销的轴线之间的距离，使发动机压縮比的最大调整 范围在6到23之间。 对照图3进行分析，本专利技术与对比发动机的明显区别在于 连接活塞的上连杆2下端头与连接曲柄6的下连杆5的上端头通过带偏心销7的 第一销8将活塞动力先传给摆杆4的一端，然后再经起杠杆作用、一端支撑在缸体上的摆杆 通过在其中部设置的下连杆铰接点，将作用力加大然后再传给与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压缩比可调发动机，包括有气缸（１６）、位于气缸（１６）内的活塞（１）、以及上端头与活塞销（３）铰接下端头与偏心销（７）铰接的上连杆（２），所述的偏心销（７）与固接有一个或两个辅助驱动轮（９）的第一销（８）一体形成，所述的辅助驱动轮（９）与第一销（８）同轴，还设置有摆杆（４），所述的摆杆（４）的一端铰接在第一销（８）上，另一端被支撑在发动机缸体上的第二销（１０）上并同轴连接有与辅助驱动轮（９）平行且受控转动的一个或两个主动驱动轮（１１）；所述的主动驱动轮（１１）带动辅助驱动轮（９）转动；其特征在于，所述的摆杆（４）的中部设置有铰接点（１２）并铰接有与曲柄（６）相连的下连杆（５）。

【技术特征摘要】
一种压缩比可调发动机，包括有气缸(16)、位于气缸(16)内的活塞(1)、以及上端头与活塞销(3)铰接下端头与偏心销(7)铰接的上连杆(2)，所述的偏心销(7)与固接有一个或两个辅助驱动轮(9)的第一销(8)一体形成，所述的辅助驱动轮(9)与第一销(8)同轴，还设置有摆杆(4)，所述的摆杆(4)的一端铰接在第一销(8)上，另一端被支撑在发动机缸体上的第二销(10)上并同轴连接有与辅助驱动轮(9)平行且受控转动的一个或两个主动驱动轮(11)；所述的主动驱动轮(11)带动辅助驱动轮(9)转动；其特征在于，所述的摆杆(4)的中部设置有铰接点(12)并铰接有与曲柄(6)相连的下连杆(5)。2. 根据权利要求l所述的压縮比可调发动机，其特征在于，在活塞(1)处于上止点位置 时所述的曲柄(6)所连接的曲轴(14)的轴心线的垂线与摆杆(4)的铰接点(12)的垂线偏 心地设置。3. 根据权利要求l所述的压縮比可调发动机，其特征在于，所述的摆杆(4)的中部铰接 点(12)的位置是在以摆杆(4)的中点为对称正负1/4摆杆长度的范围内。4. 根据权利要求l所述的压縮比可调发动机，其特征在于，所述的曲轴(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：林建生，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]