可變壓縮比發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種節(jié)能發(fā)動機(jī)，包括缸體、汽缸蓋、汽缸蓋罩、缸筒、曲軸、連桿和活塞，其特征在于：汽缸蓋頂端設(shè)有平面條；平面條的上方設(shè)有凸輪，凸輪固定連接在凸輪軸上，凸輪軸的一端設(shè)有斜狀齒紋，有與斜狀齒紋吻合的滑動輪，滑動輪由曲軸一端的曲軸齒輪通過傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動，傳動機(jī)構(gòu)可使凸輪與曲軸之間的相對角度發(fā)生變化；汽缸蓋的上沿周邊與汽缸蓋罩的下沿周邊通過上橡膠套相連，汽缸蓋的下沿周邊與缸體的上沿周邊通過下橡膠套相連；汽缸蓋左下面和右下面對稱設(shè)有兩根銷子，缸體的左上面和右上面設(shè)有與銷子滑動配合的套筒，銷子與套筒的外側(cè)套有彈簧。本發(fā)明可改變發(fā)動機(jī)的壓縮比，且結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，能有效地改善發(fā)動機(jī)的動力，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
【專利說明】可變壓縮比發(fā)動機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動機(jī)，尤其是一種可變壓縮比發(fā)動機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)的壓縮比一般是固定的，近年來國外開始將研究的方向轉(zhuǎn)向可變壓縮比的發(fā)動機(jī)，以適應(yīng)在不同工況時(shí)發(fā)動機(jī)對壓縮比的不同要求，發(fā)動機(jī)在中、低負(fù)荷時(shí)，為了改善發(fā)動機(jī)的排放水平，需要采用較大的壓縮比，而在高負(fù)荷時(shí)采用更高的增壓壓力，需要降低壓縮比，這樣可以提高發(fā)動機(jī)的燃油性和輸出功率，國內(nèi)目前也開始研究可變壓縮比的發(fā)動機(jī)，但大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度高，不便于大量投產(chǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種可變壓縮比的發(fā)動機(jī)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0005]所述汽缸蓋頂端的中心設(shè)有平面條，平面條的上方設(shè)有凸輪，凸輪的凸出部旋轉(zhuǎn)至下方時(shí)與平面條相接觸，凸輪固定連接在凸輪軸上，所述凸輪軸的一端設(shè)成斜狀齒紋，斜狀齒紋由曲軸一端的曲軸齒輪通過傳動件驅(qū)動，所述曲軸轉(zhuǎn)2周，凸輪轉(zhuǎn)I周；
[0006]所述傳動機(jī)構(gòu)包括有內(nèi)腔與凸輪軸一端的斜狀齒紋吻合的齒紋槽的滑動輪、從動齒輪和若干個傳力輪。滑動輪套在凸輪軸的一端，滑動輪的四只腳穿在從動齒輪的四個孔內(nèi)，帶有螺紋狀的調(diào)節(jié)桿穿過有與其螺紋吻合的支架，一端與滑動輪旋轉(zhuǎn)連接，另一端與調(diào)節(jié)輪固定連接，支架一端與缸體連接，調(diào)節(jié)輪的齒與電機(jī)的蝸桿連接。
[0007]所述汽缸蓋的上沿周邊與汽缸蓋罩的下沿周邊通過可伸縮的上橡膠套相連，汽缸蓋的下沿周邊與缸體的上沿周邊通過可伸縮的下橡膠套相連；
[0008]所述汽缸蓋左下面和右下面對稱設(shè)有兩根銷子,所述缸體的左上面和右上面對稱設(shè)有與銷子滑動配合的套筒，銷子與套筒的外側(cè)套有彈簧；
[0009]所述汽缸蓋的下端與缸筒的上端固定連接在一起。
[0010]所述調(diào)節(jié)齒輪由電機(jī)通過蝸桿驅(qū)動。
[0011 ] 所述汽缸蓋和缸筒的缸壁內(nèi)設(shè)有可以通冷卻水的水流管道，其中進(jìn)水口設(shè)在汽缸蓋的一側(cè)，出水口設(shè)在汽缸蓋的另一側(cè)。
[0012]本發(fā)明通過凸輪軸的斜狀齒紋與滑動輪的配合，使凸輪與曲軸之間的相對角度發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火或燃燒時(shí)汽缸蓋和活塞的間距變大或變小，從而改變發(fā)動機(jī)的壓縮比。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，可以有效地改善發(fā)動機(jī)的動力，其最大好處是小排量的發(fā)動機(jī)也可以輸出可與大排量發(fā)動機(jī)相比擬的功率和扭矩，并且油耗更少，排放更低，能有效提高燃油經(jīng)濟(jì)性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明橫向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中，缸體I，活塞2，連桿3，曲柄4缸筒5，下橡膠套，6排氣口 7，上橡膠套8，排氣凸輪9，排氣凸輪軸10，平面條11，排氣口 19，進(jìn)水口 20，彈簧21，套筒22，水流管道23，曲軸齒輪24，傳力齒輪25，從動齒輪26，滑動輪27，支架28，調(diào)節(jié)桿29，調(diào)節(jié)齒輪30，電機(jī)31，蝸桿32，汽缸蓋33，曲軸34.

【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0017]圖1和圖2所示，是本發(fā)明橫向和縱向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，將發(fā)動機(jī)剖開可見，包括缸體1、汽缸蓋33以及設(shè)在汽缸蓋33上面的汽缸蓋罩14，缸體I內(nèi)設(shè)有缸筒5、活塞2、連桿3、曲柄4和曲軸34。
[0018]在汽缸蓋33頂端的中心設(shè)有平面條11，在平面條11的上方設(shè)有凸輪13，凸輪13固定連接在凸輪軸12上，在凸輪軸12的一端設(shè)有斜狀齒紋，有內(nèi)腔與斜狀齒紋吻合的齒紋套的滑動輪27.滑動輪27由曲軸34 —端的曲軸齒輪24，從動齒輪26通過傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動，從動齒輪26的周長設(shè)計(jì)為曲軸齒輪24的2倍，則所述曲軸24轉(zhuǎn)2周，凸輪13轉(zhuǎn)I周，當(dāng)凸輪13的凸出部旋轉(zhuǎn)至下方時(shí)，該凸出部與平面條11相接觸并向下頂住平面條11，可使汽缸蓋33向下運(yùn)動；汽缸蓋33的上沿周邊與汽缸蓋罩14的下沿周邊通過可伸縮的上橡膠套8相連，汽缸蓋33的下沿周邊與缸體I的上沿周邊通過可伸縮的下橡膠套6相連；汽缸蓋33左下面和右下面對稱設(shè)有兩根銷子17，所述缸體I的左上面和右上面對稱設(shè)有與銷子17滑動配合的套筒22，當(dāng)汽缸蓋33上下運(yùn)動時(shí)，銷子17可沿著套筒22內(nèi)側(cè)垂直上下滑動，在銷子17與套筒22的外側(cè)套有彈性復(fù)位件彈簧21 ;汽缸蓋33的下端與缸筒5的上端固定連接在一起，缸筒5可與汽缸蓋33 —起上下運(yùn)動,如果一個發(fā)動機(jī)有多個汽缸的，每一個汽缸蓋33連缸筒5都是獨(dú)立的，相鄰的兩個并不相連，只有在進(jìn)、壓、做、排四沖程同時(shí)進(jìn)行時(shí)，相鄰的兩個才可以相連，每個缸筒5對應(yīng)有一個汽缸蓋33,每個汽缸蓋33相應(yīng)各有一套上橡膠套8和下橡膠套6，發(fā)動機(jī)運(yùn)行時(shí)，汽缸蓋33是上下跳動的，所以進(jìn)氣口 18、排氣口 7與進(jìn)氣管、排氣管之間有一段過渡管，該管可沿著汽缸蓋33的跳動伸長或收縮。在汽缸蓋33和缸筒5的缸壁內(nèi)設(shè)有可以通冷卻水的水流管道23，其中進(jìn)水口 20設(shè)在汽缸蓋33的一側(cè)，出水口 19設(shè)在汽缸蓋33的另一側(cè)。
[0019]本發(fā)明是通過傳動機(jī)構(gòu)與凸輪軸和曲軸配合實(shí)現(xiàn)可變壓縮比的，所述傳動機(jī)構(gòu)包括若干個傳力齒輪25、從動齒輪26、滑動輪27、支架28、調(diào)節(jié)桿29、調(diào)節(jié)齒輪30、電機(jī)31、蝸桿32。其中若干個傳力齒輪25的軸與缸體I固定連接，從動齒輪26套在凸輪軸12的一端上，從動齒輪26有與滑動輪27的四只腳吻合的圓孔，滑動輪27套在凸輪軸12上，兩者的斜狀齒紋相互咬合；支架28 —端與缸體I連接，另一端有與帶有螺紋的調(diào)節(jié)桿29相吻合的螺紋套，調(diào)節(jié)桿29穿過螺紋套，一端與滑動輪27旋轉(zhuǎn)連接，另一端與調(diào)節(jié)齒輪30固定連接；電機(jī)31的蝸桿32與調(diào)節(jié)齒輪30的齒相接。電機(jī)31正轉(zhuǎn)帶動蝸桿32轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動調(diào)節(jié)輪30轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)桿27也隨之轉(zhuǎn)動，由于調(diào)節(jié)桿29自身帶有螺紋，當(dāng)它轉(zhuǎn)動時(shí)，自身會向前或后移動，調(diào)節(jié)桿29向前移動則推動滑動輪27向前移動，則凸輪軸12順著斜狀齒紋向前滑行一些角度，則凸輪軸12與曲軸34相對應(yīng)的角度發(fā)生改變，反之電機(jī)31反轉(zhuǎn)也會使凸輪軸12與曲軸34相對應(yīng)的角度發(fā)生改變。
[0020]本實(shí)施例的工作原理為:
[0021]如圖1所示，曲軸34轉(zhuǎn)動,帶動曲軸齒輪24轉(zhuǎn)動,從而通過傳力齒輪25帶動從動齒輪26和滑動齒輪27，使凸輪軸12轉(zhuǎn)動帶動凸輪13旋轉(zhuǎn)，且曲軸34轉(zhuǎn)兩圈，凸輪13轉(zhuǎn)一圈，即發(fā)動機(jī)完成四個沖程，凸輪13旋轉(zhuǎn)一圈，其傳動原理與曲軸34帶動進(jìn)氣凸輪軸15和排氣凸輪軸10轉(zhuǎn)動從而完成進(jìn)氣凸輪16和排氣凸輪9的旋轉(zhuǎn)動作相同。
[0022]進(jìn)氣沖程:進(jìn)氣凸輪16推動進(jìn)氣門開啟，氣體自進(jìn)氣口 18進(jìn)入，活塞2從上止點(diǎn)移動到下止點(diǎn)吸入氣體，這一沖程中凸輪13的凸出部旋轉(zhuǎn)在凸輪13的上側(cè)，汽缸蓋33與進(jìn)氣凸輪軸15的相對位置并沒有改變，所以進(jìn)氣凸輪16對進(jìn)氣門的控制不受影響。
[0023]壓縮沖程:進(jìn)氣門關(guān)閉，活塞2從下止點(diǎn)移動到上止點(diǎn)，這一沖程中凸輪13的凸出部旋轉(zhuǎn)在凸輪13的右側(cè)，此時(shí)壓縮的空氣還沒有到達(dá)噴油或點(diǎn)火時(shí)的壓力。
[0024]做功沖程；活塞2從上止點(diǎn)向下運(yùn)動，當(dāng)凸輪13凸出部下邊沿的前點(diǎn)頂住平面條11時(shí)，汽缸蓋33和缸筒5 —起向下運(yùn)動，銷子17隨之沿著套筒22向下運(yùn)動，下橡膠套6向下壓縮，啟動電機(jī)31，電機(jī)31的蝸桿32正轉(zhuǎn)，并通過調(diào)節(jié)齒輪30、調(diào)節(jié)桿29和滑動輪27向左移動，使凸輪軸13順著滑動輪27內(nèi)腔的斜狀齒紋向前滑行，從而引起凸輪13相對曲軸34多向左旋轉(zhuǎn)了一定的角度，即提前了一些角度，在這一過程中，凸輪13轉(zhuǎn)動使凸出部下邊沿的后點(diǎn)頂住平面條11，推動汽缸蓋33和缸筒5繼續(xù)向下運(yùn)動，而曲軸34未轉(zhuǎn)動使活塞2繼續(xù)保持在原位置，從而使汽缸蓋33與活塞2的間距變小，另外，此處所說的前點(diǎn)和后點(diǎn)是相對而言的，前點(diǎn)即是相對于后點(diǎn)離凸出部下邊沿與基圓部的交點(diǎn)較近的點(diǎn)，也是相對于后點(diǎn)離凸出部弧形邊前端點(diǎn)較遠(yuǎn)的點(diǎn)；曲軸34和凸輪13繼續(xù)轉(zhuǎn)動，當(dāng)凸輪13的凸出部弧形邊剛旋轉(zhuǎn)至平面條11的正中時(shí)，缸筒5內(nèi)的空氣或混合氣被壓縮的壓力和溫度達(dá)到了噴油或點(diǎn)火的要求，此時(shí)點(diǎn)火或噴油，產(chǎn)生的壓力通過連桿3和曲柄4推動曲軸34做功，該沖程中電機(jī)31正轉(zhuǎn)使汽缸蓋33與活塞2的間距變小，從而實(shí)現(xiàn)了壓縮比變大。反之，當(dāng)凸輪13凸出部下邊沿的后點(diǎn)頂住平面條11時(shí)，啟動電機(jī)31反轉(zhuǎn)，則引起調(diào)節(jié)桿輪29和滑動輪27向右多旋轉(zhuǎn)了一定的角度，即延后了一些角度，在這一過程中，凸輪13轉(zhuǎn)動使凸出部下邊沿的前點(diǎn)頂住平面條11，使汽缸蓋33和缸筒5向上運(yùn)動了一定距離，而曲軸34未轉(zhuǎn)動使活塞2繼續(xù)保持在原位置，從而使汽缸蓋33與活塞2的間距變大；曲軸34和凸輪13繼續(xù)轉(zhuǎn)動，當(dāng)凸輪13的凸出部弧形邊的剛旋轉(zhuǎn)至平面條11的正中時(shí)，缸筒5內(nèi)的空氣或混合氣被壓縮的壓力和溫度達(dá)到了噴油或點(diǎn)火的要求，此時(shí)點(diǎn)火或噴油，產(chǎn)生的壓力通過連桿3和曲柄4推動曲軸34做功，該沖程中電機(jī)31反轉(zhuǎn)使汽缸蓋33與活塞2的間距變大，從而實(shí)現(xiàn)了壓縮比變小。同時(shí)，缸筒5和汽缸蓋33受到凸輪13推動向下運(yùn)行一段距離，燃燒時(shí)連桿3與曲柄4形成一定的角度,使力的傳輸更科學(xué)。
[0025]排氣沖程；，活塞2從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動，凸輪13的凸出部己旋轉(zhuǎn)至其左側(cè)，汽缸蓋33在彈簧21的作用下復(fù)位，銷子17隨之沿著套筒22向上運(yùn)行，上橡膠套8向上壓縮，排氣凸輪9推動排氣門打開，剩余廢氣自排氣口 7排出。
[0026]電機(jī)31由車載電腦控制，當(dāng)汽車小負(fù)荷時(shí)采用高壓縮比，重負(fù)荷時(shí)采用低壓縮比并配備增壓器進(jìn)行增壓，使小排量的發(fā)動機(jī)也能輸出可與大排量發(fā)動機(jī)相比擬的功率和扭矩，減少排放提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
[0027]只要將發(fā)動機(jī)的四沖程和進(jìn)、排氣門作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，也使曲軸轉(zhuǎn)一圈凸輪轉(zhuǎn)一圈或兩圈。
【權(quán)利要求】
1.一種可變壓縮比發(fā)動機(jī)，包括缸體、汽缸蓋、汽缸蓋罩、缸筒、曲軸、連桿和活塞，其特征在于: 所述汽缸蓋(33)頂端的中心設(shè)有平面條11，平面條11的上方設(shè)有凸輪(13)，凸輪(13)的凸出部旋轉(zhuǎn)至下方時(shí)與平面條11相接觸，凸輪(13)固定連接在凸輪軸(12)上，所述凸輪軸(12)的一端設(shè)有斜狀齒紋，以此斜狀齒紋吻合的滑動輪27套在斜狀齒紋的凸輪軸12上，滑動輪27由曲軸34 —端的曲軸齒輪通過傳動件驅(qū)動，所述曲軸(34)轉(zhuǎn)2周，凸輪(13)轉(zhuǎn)I周； 所述傳動機(jī)構(gòu)包括傳力齒輪25、從動齒輪26、滑動齒輪27，其中傳力齒輪25的軸與缸體I連接，從動齒輪26套在凸輪軸12上，滑動輪27有與滑動輪27四只腳相吻合的圓孔，滑動輪27 —端的內(nèi)腔有與凸輪軸12斜狀齒紋相吻合的斜狀齒紋，支架28 —端與缸體I連接，另一端有螺紋與調(diào)節(jié)桿29的螺紋吻合，調(diào)節(jié)桿29穿過支架28 —端與滑動輪28旋轉(zhuǎn)連接，一端與調(diào)節(jié)齒輪30固定連接，調(diào)節(jié)齒輪30與電機(jī)31的蝸桿32相； 所述汽缸蓋(33)的上沿周邊與汽缸蓋罩(14)的下沿周邊通過可伸縮的上橡膠套(8)相連，汽缸蓋(33)的下沿周邊與缸體(I)的上沿周邊通過可伸縮的下橡膠套(6)相連； 所述汽缸蓋(33)左下面和右下面對稱設(shè)有兩根銷子(17)，所述缸體(I)的左上面和右上面對稱設(shè)有與銷子(17)滑動配合的套筒(22)，銷子(17)與套筒(22)的外側(cè)套有彈簧(21)； 所述汽缸蓋(33)的下端與缸筒(5)的上端固定連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變壓縮比發(fā)動機(jī)，其特征在于: 所述調(diào)節(jié)齒輪30由電機(jī)(31)通過蝸桿32驅(qū)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變壓縮比發(fā)動機(jī)，其特征在于: 所述汽缸蓋(33)和缸筒(5)的缸壁內(nèi)設(shè)有可以通冷卻水的水流管道(23)，其中進(jìn)水口(18)設(shè)在汽缸蓋(33)的一側(cè)，出水口(19)設(shè)在汽缸蓋(33)的另一側(cè)。
【文檔編號】F02B75/04GK104141537SQ201310172724
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月10日
【發(fā)明者】范偉俊 申請人:范偉俊