專利名稱：可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，該可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)包括連桿，該連桿的一端通過(guò)活塞銷與活塞相連；輔助臂，該輔助臂的一端與連桿的另一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且該輔助臂通過(guò)曲軸銷與曲軸相連；偏心軸，該偏心軸布置在旋轉(zhuǎn)軸的偏心位置處，該旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地支承在發(fā)動(dòng)機(jī)體上；以及控制桿，該控制桿的一端與輔助臂在離開(kāi)連桿連接位置的位置處進(jìn)行連接，且該控制桿的另一端可旋轉(zhuǎn)地與偏心軸連接。
背景技術(shù)：
通常，這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)例如已經(jīng)通過(guò)日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)平9-228858和特開(kāi)2000-73804而公知，其中，通過(guò)在多個(gè)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)限制和保持包括偏心軸的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)位置而改變壓縮比。
在上述普通發(fā)動(dòng)機(jī)中，促動(dòng)器例如電馬達(dá)和氣缸與旋轉(zhuǎn)軸連接。因?yàn)槔熵?fù)載和壓縮負(fù)載由于發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒和慣性而作用在控制桿上，沖擊負(fù)載作用在促動(dòng)器上，因此需要在促動(dòng)器和旋轉(zhuǎn)軸之間提供用于釋放該沖擊的裝置，從而使結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向限制為一個(gè)方向時(shí)，通過(guò)利用由于發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒和慣性而作用在控制桿上的拉伸負(fù)載和壓縮負(fù)載，可以使旋轉(zhuǎn)軸沿該一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，并不需要用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸的促動(dòng)器。不過(guò)，這時(shí)需要用于在多個(gè)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)限制和保持旋轉(zhuǎn)軸的限制裝置，且當(dāng)提供了這樣的限制裝置時(shí)，希望防止沖擊負(fù)載作用在限制裝置和旋轉(zhuǎn)軸之間的接觸部分上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述情況而完成，本發(fā)明的目的是提供一種可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)利用發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒和慣性來(lái)使旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并能夠抑制在限制旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)操作時(shí)產(chǎn)生的沖擊。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一特征，提供了一種可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，它包括連桿，該連桿的一端通過(guò)活塞銷與活塞相連；輔助臂，該輔助臂通過(guò)曲軸銷與曲軸相連，且該輔助臂的一端與連桿的另一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接；偏心軸，該偏心軸布置在旋轉(zhuǎn)軸的偏心位置處，該旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地支承在發(fā)動(dòng)機(jī)體上；以及控制桿，該控制桿的一端與輔助臂在離開(kāi)連桿連接位置的位置處進(jìn)行連接，該控制桿的另一端可樞轉(zhuǎn)地與偏心軸連接，其中，該發(fā)動(dòng)機(jī)還包括單向離合器，該單向離合器布置在旋轉(zhuǎn)軸和發(fā)動(dòng)機(jī)體之間，以便將旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向限制為一個(gè)方向，該旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向與隨著活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)操作而由控制桿通過(guò)偏心軸作用在旋轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)力相對(duì)應(yīng)；限制部件，該限制部件與旋轉(zhuǎn)軸的偏心位置連接，以便隨著旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)操作；以及限制裝置，用于通過(guò)以這樣的方式將旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)操作選擇地限制為彼此不同的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)中的一個(gè)而將壓縮比轉(zhuǎn)換成較高水平和較低水平，即，在限制部件剛通過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之后，使限制裝置抵靠限制部件并與該限制部件接合。
通過(guò)第一特征，因?yàn)橥ㄟ^(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒和慣性而作用在控制桿上的拉伸負(fù)載和壓縮負(fù)載，所以旋轉(zhuǎn)軸沿由單向離合器限制的一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，且通過(guò)使限制裝置與限制部件相抵靠和接合而使旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)操作限制和保持為彼此不同的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而將壓縮比改變?yōu)檩^高水平和較低水平。此外，在隨著旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而往復(fù)運(yùn)動(dòng)操作的限制部件剛通過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之后，限制裝置與限制部件相抵靠和接合。因此，在限制部件的操作速度較低的狀態(tài)下，限制裝置與限制部件相抵靠和接合，從而減小改變壓縮比時(shí)的沖擊，并抑制沖擊噪音的產(chǎn)生。
除了第一特征的結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明的第二特征，限制部件有鎖定部分，并支承在發(fā)動(dòng)機(jī)體上或者支承在安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)體上的支承裝置上，以便可繞平行于旋轉(zhuǎn)軸的軸線旋轉(zhuǎn)；往復(fù)運(yùn)動(dòng)桿的一端與旋轉(zhuǎn)軸的偏心位置連接，以便可繞與偏心軸同軸的軸線旋轉(zhuǎn)，且該往復(fù)運(yùn)動(dòng)桿的另一端與限制部件連接，這樣，限制部件隨著旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而在第一和第二往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之間往復(fù)樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；限制裝置包括第一限制部件和第二限制部件，該第一限制部件有第一接合部分，在限制部件剛通過(guò)第一往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之后，該第一接合部分能夠從周向一側(cè)抵靠在鎖定部分并與該鎖定部分接合；該第二限制部件有第二接合部分，在活塞剛通過(guò)第二往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之后，該第二接合部分能夠從周向另一側(cè)抵靠在限制部件的鎖定部分上并與該鎖定部分接合，該第一和第二接合部分樞轉(zhuǎn)支承在發(fā)動(dòng)機(jī)體或支承裝置上，同時(shí)彼此互鎖和連接，這樣，當(dāng)?shù)谝缓偷诙雍喜糠种械囊粋€(gè)抵靠鎖定部分并與該鎖定部分接合時(shí)，該第一和第二接合部分中的另一個(gè)退回至使它不會(huì)與鎖定部分相抵靠和接合的位置，且支承在發(fā)動(dòng)機(jī)體上以便根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載而操作的促動(dòng)器與第一和第二限制部件互鎖連接，以便旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)第一和第二限制部件。
通過(guò)第二特征，通過(guò)由根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載進(jìn)行操作的促動(dòng)器來(lái)樞轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)限制裝置的第一和第二限制部件，從而在限制部件剛通過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之后使得第一和第二接合部分中的一個(gè)能夠與限制部件的鎖定部分相抵靠和接合，且壓縮比可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)換至較高水平和較低水平，同時(shí)以簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)將轉(zhuǎn)換壓縮比時(shí)的沖擊抑制得很小。
通過(guò)下面將參考附圖詳細(xì)介紹的優(yōu)選實(shí)施例，可以清楚本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)的正視圖。
圖2是沿圖1中的線2-2的剖視圖。
圖3是沿圖2中的線3-3的剖視圖。
圖4是沿圖2中的線4-4的放大剖視圖。
圖5是沿圖2中的線5-5的放大剖視圖。
圖6是沿圖5中的線6-6的放大剖視圖。
圖7是沿圖6中的線7-7的剖視圖，表示限制部件剛剛通過(guò)第一往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之后的狀態(tài)。
圖8是表示限制部件剛剛通過(guò)第二往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之后的狀態(tài)的剖視圖，與圖7相對(duì)應(yīng)。
圖9是在較輕發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載狀態(tài)時(shí)促動(dòng)器的局部剖平面圖。
圖10是與圖9相對(duì)應(yīng)的視圖，但是處于較重發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式
下面將參考圖1至10介紹本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。圖1-3中的發(fā)動(dòng)機(jī)是用于工作機(jī)等中的氣冷單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，且發(fā)動(dòng)機(jī)體21由曲軸箱22、氣缸體23和氣缸蓋24構(gòu)成，該氣缸體23從曲軸箱22的一側(cè)表面凸出成稍微向上傾斜，該氣缸蓋24與氣缸體23的頭部連接。大量的氣冷翅片23a…和24a…布置在氣缸體23和氣缸蓋24的外周表面上。曲軸箱22通過(guò)它的底表面上的安裝表面22a而安裝在各種工作機(jī)的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)座上。
曲軸箱22由箱體25和側(cè)蓋26構(gòu)成，該箱體25通過(guò)鑄造而與氣缸體23一體形成，該側(cè)蓋26與該箱體25的開(kāi)口端連接。曲軸27的一端27a從側(cè)蓋26上凸出，滾珠軸承28和油封件30布置在該曲軸27的一端27a和該側(cè)蓋26之間。曲軸27的另一端27b從箱體25上凸出，滾珠軸承29和油封件31布置在該曲軸27的另一端27b和該箱體25之間。
飛輪32固定在曲軸27的另一端27b上并位于箱體25的外側(cè)。用于向發(fā)動(dòng)機(jī)體21的各部分提供冷卻空氣的冷卻風(fēng)扇33固定在該飛輪32上，反沖起動(dòng)器34布置在冷卻風(fēng)扇33的外側(cè)。
缸膛39形成于氣缸體23內(nèi)，活塞38可滑動(dòng)地裝入該缸膛39內(nèi)，燃燒室40形成于該氣缸體23和氣缸蓋24之間，活塞38的頂部對(duì)著該燃燒室40。
與燃燒室40連通的進(jìn)氣口41和排氣口42形成于氣缸蓋24中；用于打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)氣口41和燃燒室40之間的連通的進(jìn)氣閥43以及用于打開(kāi)和關(guān)閉排氣口42和燃燒室40之間的連通的排氣閥44布置成可進(jìn)行打開(kāi)和關(guān)閉操作?；鸹ㄈ?5螺紋擰入氣缸蓋24上，且火花塞的電極對(duì)著燃燒室40。
化油器35與氣缸蓋24的上部相連，化油器35的進(jìn)氣道46的下游端與進(jìn)氣口41連通。連接到進(jìn)氣道46的上游端的進(jìn)氣管47與化油器35相連，且該進(jìn)氣管47與未示出的空氣凈化器相連。與排氣口42連通的排氣管48與氣缸蓋24的上部相連，且該排氣管48與排氣消音器49相連。燃料箱50布置在曲軸箱22的上面，使其由該曲軸箱22支承。
第一驅(qū)動(dòng)齒輪51以及與該第一驅(qū)動(dòng)齒輪51成一體且直徑為該第一驅(qū)動(dòng)齒輪的直徑的1/2的第二驅(qū)動(dòng)齒輪52固定在曲軸27上，并處于靠近曲軸箱22的側(cè)蓋26的部分。與第一驅(qū)動(dòng)齒輪51嚙合的第一從動(dòng)齒輪53固定在凸輪軸54上，該凸輪軸54的軸線平行于曲軸27的軸線，并可旋轉(zhuǎn)地支承在曲軸箱22上。因此，旋轉(zhuǎn)力通過(guò)彼此嚙合的第一驅(qū)動(dòng)齒輪51和第一從動(dòng)齒輪53以1/2的減速比從曲軸27傳遞給凸輪軸54。
凸輪軸54設(shè)有與進(jìn)氣閥43和排氣閥44分別相對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣凸輪55和排氣凸輪56，可操作地支承在氣缸體23上的隨動(dòng)件57與該進(jìn)氣凸輪55滑動(dòng)接觸。另一方面，操作室58形成于氣缸體23和氣缸蓋24中，在該操作室58中，隨動(dòng)件57的上部向下凸出。布置在該操作室58中的推桿59的底端抵靠該隨動(dòng)件57。搖臂60可擺動(dòng)地支承在氣缸蓋24上，同時(shí)它的一端抵靠沿閥關(guān)閉方向被偏壓的進(jìn)氣閥43的上端，且推桿59的上端抵靠搖臂60的另一端。這樣，推桿59隨著進(jìn)氣凸輪55的旋轉(zhuǎn)而沿軸向操作，因此，搖臂60的擺動(dòng)使得進(jìn)氣閥43執(zhí)行打開(kāi)和關(guān)閉操作。
與在上述進(jìn)氣凸輪55和進(jìn)氣閥43之間的機(jī)構(gòu)相似的機(jī)構(gòu)布置在排氣凸輪56和排氣閥44之間，這樣，排氣閥44隨著排氣凸輪56的旋轉(zhuǎn)而執(zhí)行打開(kāi)和關(guān)閉操作。
還參考圖4，活塞38、曲軸27和偏心軸61通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)62而彼此連接，該偏心軸61的軸線平行于曲軸27的軸線，并支承在發(fā)動(dòng)機(jī)體21的曲軸箱22上。
連桿機(jī)構(gòu)62由連桿64、輔助臂68和控制桿69構(gòu)成，該連桿64的一端通過(guò)活塞銷63與活塞38相連，該輔助臂68通過(guò)曲軸銷65與曲軸27相連，并與連桿64的另一端樞轉(zhuǎn)連接，該控制桿69的一端與輔助臂68在遠(yuǎn)離連桿64的連接位置的位置處樞轉(zhuǎn)連接。控制桿69的另一端與偏心軸61樞轉(zhuǎn)連接。
輔助臂68在其中間部分有半圓形的第一支承部分70，該半圓形的第一支承部分70與曲軸銷65的一半外周滑動(dòng)接觸。在輔助臂68的相對(duì)端一體設(shè)有一對(duì)分叉部分71和72，該對(duì)分叉部分71和72分別保持連桿64的另一端和控制桿69的一端。曲軸帽73的半圓形的第二支承部分74與曲軸銷65的其余一半外周滑動(dòng)接觸，該曲軸帽73固定在輔助臂68上。
連桿64的另一端通過(guò)圓柱形連桿銷75與輔助臂68的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接。壓配合裝入連桿64的另一端中的連桿銷75的相對(duì)端樞轉(zhuǎn)裝配在位于輔助臂68一端側(cè)的分叉部分71上。
控制桿69的一端通過(guò)圓柱形輔助臂銷76與輔助臂68的另一端樞轉(zhuǎn)連接。可相對(duì)樞轉(zhuǎn)地穿過(guò)控制桿69的一端的輔助臂銷76的相對(duì)端間隙配合地裝入在輔助臂68另一端側(cè)的分叉部分72中，該控制桿69的一端插入在輔助臂68另一端側(cè)的分叉部分72內(nèi)。一對(duì)夾子77、77安裝在另一端側(cè)的分叉部分72上，用于通過(guò)抵靠輔助臂銷76的相對(duì)端而防止輔助臂銷76從該分叉部分72上脫開(kāi)。
曲軸帽73通過(guò)螺栓78、78…而固定在分叉部分71和72上，每對(duì)螺栓78、78布置在曲軸27的相對(duì)側(cè)。連桿銷75和輔助臂銷76布置在螺栓78、78…的延伸軸線上。
偏心軸61成一體地布置在旋轉(zhuǎn)軸81的偏心位置處，該旋轉(zhuǎn)軸81的軸線平行于曲軸27，并轉(zhuǎn)動(dòng)支撐在發(fā)動(dòng)機(jī)體21的曲軸箱22中。旋轉(zhuǎn)軸81提供有偏心軸82，該偏心軸82與偏心軸61同軸，并沿軸向與偏心軸61間隔開(kāi)。旋轉(zhuǎn)軸81的一端通過(guò)滾珠軸承83而可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在曲軸箱22的側(cè)蓋26上，且旋轉(zhuǎn)軸81的另一端通過(guò)滾珠軸承84而可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在曲軸箱22的箱體25上。
當(dāng)活塞38從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)滑動(dòng)時(shí)，拉伸負(fù)載通過(guò)與偏心軸61相連的另一端作用在控制桿69上，當(dāng)活塞38從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)滑動(dòng)時(shí)，壓縮負(fù)載作用在控制桿69上。因?yàn)槠妮S61布置在旋轉(zhuǎn)軸81的偏心位置處，因此，通過(guò)拉伸負(fù)載和壓縮負(fù)載的交替作用，從控制桿69朝向一側(cè)的旋轉(zhuǎn)力以及朝向另一側(cè)的旋轉(zhuǎn)力交替作用在旋轉(zhuǎn)軸81上。因此，單向離合器87布置在曲軸箱22中的旋轉(zhuǎn)軸81和側(cè)蓋26之間，且旋轉(zhuǎn)軸81只能沿圖4中箭頭80所示的一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。
限制部件88與旋轉(zhuǎn)軸81的偏心位置連接，以便隨著旋轉(zhuǎn)軸81的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)操作。限制裝置89能夠抵靠限制部件88并與該限制部件88接合。限制裝置89能夠通過(guò)在限制部件88通過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之后立即抵靠該限制部件88并與之接合，從而在彼此不同的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)中的一個(gè)狀態(tài)內(nèi)選擇地限制旋轉(zhuǎn)軸81的旋轉(zhuǎn)操作，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比轉(zhuǎn)換至較高水平和較低水平。
參考圖5和圖6，在與偏心軸82相對(duì)應(yīng)的部分處側(cè)向凸出的凸出部分25a成一體地形成于曲軸箱22的箱體25上，且支承裝置92安裝在該凸出部分25a上。支承裝置92包括第一支承板93，該第一支承板93抵靠在凸出部分25a的內(nèi)表面上；第二支承板94，該第二支承板94布置在沿偏心軸82的軸線與第一支承板93隔開(kāi)的位置處，以對(duì)著該第一支承板93；以及柱形墊圈95、95…，這些柱形墊圈95、95…布置在第一和第二支承板93和94之間的多個(gè)位置處(例如三個(gè)位置處)。
與各墊圈95、95…相對(duì)應(yīng)的多個(gè)螺栓(例如三個(gè)螺栓)96、96…埋入箱體25的凸出部分25a中，從而具有平行于旋轉(zhuǎn)軸81的軸線。支承裝置92通過(guò)螺紋固定螺母97、97…而安裝在曲軸箱22的箱體25的凸出部分25a上，該螺紋固定螺母97、97…從第二支承板94的外表面?zhèn)扰c穿過(guò)第一支承板93、相應(yīng)墊圈95、95…和第二支承板94插入的相應(yīng)螺栓96、96…接合。
旋轉(zhuǎn)軸81可旋轉(zhuǎn)地穿過(guò)第一和第二支承板93和94。旋轉(zhuǎn)軸81穿過(guò)偏心軸82的第一支承板93的部分形成為與旋轉(zhuǎn)軸81同心的圓形部分82a。
往復(fù)運(yùn)動(dòng)桿98的一端與偏心軸82可旋轉(zhuǎn)地連接，該偏心軸82處于旋轉(zhuǎn)軸81的偏心位置。另一方面，限制部件88插入支承裝置92的第一和第二支承板93和94之間，并通過(guò)平行于偏心軸82的支承軸99而可旋轉(zhuǎn)地支承在兩個(gè)支承板93和94上。限制部件88包括連接臂部分88a，該連接臂部分88a的基端可擺動(dòng)地支承在支承軸99；以及鎖定部分88b，該鎖定部分形成為扇形形狀，且通過(guò)作為鉸鏈的一個(gè)墊圈95與連接臂部分88a的基部連接，該連接臂部分88a和鎖定部分88b以基本直角彼此連接。往復(fù)運(yùn)動(dòng)桿98的另一端通過(guò)平行于支承軸99的連接銷100而與連接臂部分88a的頂端連接。
在限制部件88并不受到限制裝置89的限制，且旋轉(zhuǎn)軸81可自由旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，往復(fù)運(yùn)動(dòng)桿98可在圖7和圖8中向左和向右地往復(fù)運(yùn)動(dòng)操作，其對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)軸81隨著活塞38的滑動(dòng)而進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)操作。根據(jù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)桿98的該往復(fù)運(yùn)動(dòng)操作，限制部件88在第一往復(fù)運(yùn)動(dòng)端和第二往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之間往復(fù)地向上和向下運(yùn)動(dòng)，該第一往復(fù)運(yùn)動(dòng)端在圖7和8中設(shè)置在底側(cè)，該第二往復(fù)運(yùn)動(dòng)端在圖7和8中設(shè)置在上側(cè)。
限制裝置89包括第一限制部件101，其具有第一接合部分101a，在限制部件88剛通過(guò)第一往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之后，即在限制部件88剛使操作方向從向下方向轉(zhuǎn)變成向上方向之后，該第一限制部件101的第一接合部分101a能夠從周向一側(cè)(在本實(shí)施例中為上側(cè))抵靠在限制部件88的鎖定部分88b上并與該鎖定部分88b接合，如圖7所示；以及第二限制部件102，其具有第二接合部分102a，在限制部件88剛通過(guò)第二往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之后，即在限制部件88剛使操作方向從向上方向轉(zhuǎn)變成向下方向之后，該第二限制部件102的第二接合部分102a能夠從周向另一側(cè)(在本實(shí)施例中為底側(cè))抵靠在限制部件88的鎖定部分88b上并與該鎖定部分88b接合，如圖8所示；該第一和第二限制部件101和102可旋轉(zhuǎn)地支承在支承裝置92上，同時(shí)彼此互鎖和連接，這樣，當(dāng)?shù)谝缓偷诙雍喜糠?01a和102a中的一個(gè)抵靠鎖定部分88b并與該鎖定部分88b接合時(shí)，該第一和第二接合部分101a和102a中的另一個(gè)退回至使它不會(huì)與鎖定部分88b抵靠和接合的位置。
在支承裝置92內(nèi)的多個(gè)墊圈95、95…中的一對(duì)墊圈95和95布置在相對(duì)于支承軸99在旋轉(zhuǎn)軸81相對(duì)側(cè)的兩個(gè)垂直位置處。第一限制部件101由墊圈95和95中的底側(cè)一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承，而第二限制部件102由墊圈95和95中的上側(cè)一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承。
第一和第二限制部件101和102的基部由墊圈95和95可旋轉(zhuǎn)地支承，以便夾在支承裝置92的兩個(gè)支承板93和94之間。第一接合部分101a通常形成為L(zhǎng)形，以便從上側(cè)與布置在支承板93和94之間的鎖定部分88b沿寬度方向在一側(cè)的一半部分接合，且該第一接合部分101a布置在第一限制部件101上。第二接合部分102a通常形成為L(zhǎng)形，以便從底側(cè)與鎖定部分88b沿寬度方向在另一側(cè)的一半部分接合，且該第二接合部分布置在第二限制部件102上。即，第一和第二接合部分101a和102a能夠彼此滑動(dòng)接觸，并布置在第一和第二支承板93和94之間。
第一和第二限制部件101和102設(shè)有從限制部件88伸向相對(duì)側(cè)的臂部分101b和102b?；ユi彈簧103在壓縮狀態(tài)下布置在臂部分101b和102b頂端之間，以產(chǎn)生沿著使兩個(gè)臂部分101b和102b的頂端彼此靠近的方向的彈簧力，即沿使得第一和第二接合部分101a和102a與限制部件88的鎖定部分88b抵靠和接合的方向的彈簧力。
凸輪104裝于支承板93和94之間，這樣，第一和第二限制部件101和102的臂部分101b和102b總是通過(guò)互鎖彈簧103的彈簧力而與凸輪104相抵靠。凸輪104樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以便使第一和第二限制部件101和102擺動(dòng)，從而轉(zhuǎn)換以下?tīng)顟B(tài)在限制部件88剛通過(guò)第一往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之后，第一接合部分101a與限制部件88的鎖定部分88b相抵靠和接合，且第二接合部分102a退回以避免與鎖定部分88b接合時(shí)的狀態(tài)，如圖7所示；在限制部件88剛通過(guò)第二往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之后，第二接合部分102a與限制部件88的鎖定部分88b相抵靠和接合，且第一接合部分101a退回以避免與鎖定部分88b接合時(shí)的狀態(tài)，如圖8所示。只有當(dāng)樞轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)凸輪104以轉(zhuǎn)換壓縮比時(shí)，才釋放由限制裝置89對(duì)限制部件88的限制，且只有在這時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸81旋轉(zhuǎn)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)桿98進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)操作，且限制部件88旋轉(zhuǎn)。
凸輪104具有平行于旋轉(zhuǎn)軸81的軸線，并布置在旋轉(zhuǎn)軸105上，該旋轉(zhuǎn)軸105由第一和第二支承板93和94可旋轉(zhuǎn)地支承。旋轉(zhuǎn)軸105的一端可旋轉(zhuǎn)地穿過(guò)曲軸箱22的箱體25的凸出部分25a，且環(huán)形密封部件106布置在旋轉(zhuǎn)軸105和凸出部分25a之間。垂直延伸臂107的底部固定在旋轉(zhuǎn)軸105在曲軸箱22外部的一端上，且隔膜形促動(dòng)器108與臂107的上端連接。
在圖9和圖10中，促動(dòng)器108包括殼體110，該殼體110安裝在支承板109上，該支承板109固定在曲軸箱22的箱體25的上部上；隔膜113，該隔膜113支承在殼體110上，以便將殼體110的內(nèi)部分隔成負(fù)壓腔室111和大氣壓力腔室112；彈簧114，該彈簧114產(chǎn)生沿使得負(fù)壓腔室111容積增大方向的彈簧力，并在壓縮狀態(tài)下布置于殼體110和隔膜113之間；以及操作桿115，該操作桿115與隔膜113的中心部分連接。
殼體110由杯形第一半殼體116和杯形第二半殼體117構(gòu)成，該杯形第一半殼體116安裝在支承板109上，該杯形第二半殼體117通過(guò)卷邊而與半殼體116連接，且隔膜113的外周邊緣夾在兩半殼體116和117的開(kāi)口端之間。負(fù)壓腔室111形成于隔膜113和第二半殼體117之間，而彈簧114裝入該負(fù)壓腔室111中。
大氣壓力腔室112形成于隔膜113和第一半殼體116之間。操作桿115的一端通過(guò)布置在第一半殼體116的中心部分處的通孔118而進(jìn)入大氣壓力腔室112中，以便與隔膜113的中心部分連接，且大氣腔室112通過(guò)在通孔118的內(nèi)周和操作桿115的外周之間的間隙而與外部連通。
與負(fù)壓腔室111連通的導(dǎo)管119與殼體110中的第二半殼體117連接。導(dǎo)管119也與化油器35的進(jìn)氣道46的下游端連接。即，進(jìn)氣道46的進(jìn)氣負(fù)壓引入促動(dòng)器108的負(fù)壓腔室111中。促動(dòng)器108的操作桿115的另一端與可旋轉(zhuǎn)地支承在支承板109上的驅(qū)動(dòng)臂120的一端連接。
在發(fā)動(dòng)機(jī)工作負(fù)載較輕且負(fù)壓腔室111的負(fù)壓較高的狀態(tài)下，隔膜113逆著彈簧114的彈簧力彎曲，以便減小負(fù)壓腔室111的容積，如圖9所示，且操作桿115操作為收縮。在該狀態(tài)下，臂107如圖7所示樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且第一限制部件101的第一接合部分101a處于能夠與限制部件88的鎖定部分88b相抵靠和接合的狀態(tài)。
另一方面，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在較高負(fù)載下工作，且負(fù)壓腔室111的負(fù)壓變低時(shí)，隔膜113通過(guò)彈簧114的彈簧力而彎曲，以便增大負(fù)壓腔室111的容積，如圖10所示，且操作桿115操作為張開(kāi)。因此，臂107如圖8所示樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且第二限制部件102的第二接合部分102a處于能夠與限制部件88的鎖定部分88b相抵靠和接合的狀態(tài)。
下面將介紹本實(shí)施例的操作。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于較輕負(fù)載狀態(tài)時(shí)，在限制裝置89中的第一限制部件101的第一接合部分101a通過(guò)促動(dòng)器108而與限制部件88的鎖定部分88b相抵靠和接合，因此旋轉(zhuǎn)軸81的操作停止，并保持在使得偏心軸61的中心相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸81的中心遠(yuǎn)離曲軸27的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)在低壓縮比下工作，這時(shí)，活塞38的工作沖程相對(duì)縮短。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于較高負(fù)載狀態(tài)時(shí)，在限制裝置89中的第二限制部件102的第二接合部分102a通過(guò)促動(dòng)器108而與限制部件88的鎖定部分88b相抵靠和接合，因此旋轉(zhuǎn)軸81的操作停止，并保持在使得偏心軸61的中心相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸81的中心靠近曲軸27的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)在高壓縮比下工作，這時(shí)，活塞38的工作沖程相對(duì)伸長(zhǎng)。即，發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)較輕負(fù)載的低壓縮比和發(fā)動(dòng)機(jī)較高負(fù)載的高壓縮比之間轉(zhuǎn)換而進(jìn)行操作。
此外，根據(jù)通過(guò)活塞38的往復(fù)運(yùn)動(dòng)操作而從控制桿69通過(guò)偏心軸61作用在旋轉(zhuǎn)軸81上的旋轉(zhuǎn)力，旋轉(zhuǎn)軸81的旋轉(zhuǎn)方向通過(guò)布置在旋轉(zhuǎn)軸81和發(fā)動(dòng)機(jī)體21的曲軸箱22之間的單向離合器87而限制在一個(gè)方向，且通過(guò)在第一和第二往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之間往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)的限制部件88剛經(jīng)過(guò)第一和第二往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之后就使限制裝置89與限制部件88(該限制部件88與旋轉(zhuǎn)軸81互鎖和連接)相抵靠和接合而將旋轉(zhuǎn)軸81的旋轉(zhuǎn)操作選擇地限制為兩個(gè)彼此不同的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)中的一個(gè)，從而使壓縮比轉(zhuǎn)換成較高水平和較低水平。因此，在限制部件88的操作速度較低的狀態(tài)下，限制裝置89與限制部件88相抵靠和接合，從而將轉(zhuǎn)換壓縮比時(shí)的沖擊抑制為較低，并抑制沖擊噪音的產(chǎn)生。
限制部件88支承在安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)體21的曲軸箱22上的支承部件92上，以便能夠繞平行于旋轉(zhuǎn)軸81的軸線旋轉(zhuǎn)。往復(fù)運(yùn)動(dòng)桿98的另一端與限制部件88連接，以便可繞與偏心軸61同軸的軸線旋轉(zhuǎn)，該往復(fù)運(yùn)動(dòng)桿98的一端與旋轉(zhuǎn)軸81的偏心位置連接。限制裝置89由可旋轉(zhuǎn)地支承在支承裝置92上的第一限制部件101和第二限制部件102而形成，該第一限制部件101有第一接合部分101a，當(dāng)限制部件88剛通過(guò)第一往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之后，該第一接合部分101a能夠從周向一側(cè)抵靠在限制部件88的鎖定部分88b上并與該鎖定部分88b接合；該第二限制部件102有第二接合部分102a，在限制部件88剛通過(guò)第二往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之后，該第二接合部分102a能夠從周向另一側(cè)抵靠在限制部件88的鎖定部分88b上并與該鎖定部分88b接合；通過(guò)使第一限制部件101和第二限制部件102彼此互鎖和連接，當(dāng)?shù)谝缓偷诙雍喜糠?01a和102a中的一個(gè)抵靠鎖定部分88b并與該鎖定部分接合時(shí)，該第一和第二接合部分101a和102a中的另一個(gè)退回至使它不會(huì)與鎖定部分88b抵靠和接合的位置。促動(dòng)器108支承在發(fā)動(dòng)機(jī)體21的曲軸箱22上以便根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載而操作，該促動(dòng)器108與第一和第二限制部件101和102互鎖連接，以便旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)第一和第二限制部件101和102。
因此，通過(guò)由根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載進(jìn)行操作的促動(dòng)器108來(lái)樞轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)限制裝置89的第一和第二限制部件101和102，從而在限制部件88剛通過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之后使得第一和第二接合部分101a和102a中的一個(gè)能夠與限制部件88的鎖定部分88b相抵靠和接合。因此，壓縮比可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)換至較高水平和較低水平，同時(shí)以簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)換壓縮比時(shí)的沖擊降低。
上面已經(jīng)介紹了本發(fā)明的實(shí)施例，但是本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，在不脫離由權(quán)利要求確定的本發(fā)明的情況下可以對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行各種變化。
例如，在上述實(shí)施例中，限制部件88、限制裝置89的第一和第二限制部件101和102樞轉(zhuǎn)支承在安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)體21的曲軸箱22上的支承裝置92上，但是限制部件88以及第一和第二限制部件101和102也可以旋轉(zhuǎn)支承在發(fā)動(dòng)機(jī)體21的曲軸箱22上。
權(quán)利要求
1.一種可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，包括連桿，該連桿的一端通過(guò)活塞銷與活塞相連；輔助臂，該輔助臂通過(guò)曲軸銷與曲軸相連，且該輔助臂的一端與該連桿的另一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接；偏心軸，該偏心軸布置在旋轉(zhuǎn)軸的偏心位置處，該旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地支承在發(fā)動(dòng)機(jī)體上；以及控制桿，該控制桿的一端與該輔助臂在離開(kāi)連桿連接位置的位置處連接，該控制桿的另一端可樞轉(zhuǎn)地與偏心軸連接，其中，該發(fā)動(dòng)機(jī)還包括單向離合器，該單向離合器布置在所述旋轉(zhuǎn)軸和所述發(fā)動(dòng)機(jī)體之間，以便將旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向限制為一個(gè)方向，該旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向與隨著活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)操作而由控制桿通過(guò)偏心軸作用在旋轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)力相對(duì)應(yīng)；限制部件，該限制部件與所述旋轉(zhuǎn)軸的偏心位置連接，以便隨著旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)操作；以及限制裝置，用于通過(guò)以這樣的方式將所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)操作選擇地限制為彼此不同的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)中的一個(gè)，從而將壓縮比轉(zhuǎn)換成較高水平和較低水平，即，在所述限制部件剛通過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之后，使所述限制裝置抵靠限制部件并與所述限制部件接合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述限制部件具有鎖定部分，并支承在發(fā)動(dòng)機(jī)體上或者支承在安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)體上的支承裝置上，以便可繞平行于旋轉(zhuǎn)軸的軸線旋轉(zhuǎn)；其中一往復(fù)運(yùn)動(dòng)桿的一端與所述旋轉(zhuǎn)軸的偏心位置連接，以便可繞與偏心軸同軸的軸線旋轉(zhuǎn)，且該往復(fù)運(yùn)動(dòng)桿的另一端與限制部件連接，這樣，所述限制部件隨著旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而在第一和第二往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之間往復(fù)樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；其中所述限制裝置包括第一限制部件和第二限制部件，該第一限制部件具有第一接合部分，當(dāng)所述限制部件剛通過(guò)第一往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之后，該第一接合部分能夠從周向一側(cè)抵靠在所述鎖定部分并與該鎖定部分接合；該第二限制部件具有第二接合部分，在所述限制部件剛通過(guò)第二往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之后，該第二接合部分能夠從周向另一側(cè)抵靠在所述限制部件的鎖定部分上并與該鎖定部分接合，該第一和第二接合部分樞轉(zhuǎn)支承在發(fā)動(dòng)機(jī)體或支承裝置上，同時(shí)彼此互鎖和連接，這樣，當(dāng)所述第一和第二接合部分中的一個(gè)抵靠鎖定部分并與該鎖定部分接合時(shí)，所述第一和第二接合部分中的另一個(gè)退回至它不會(huì)與鎖定部分相抵靠和接合的位置；并且支承在發(fā)動(dòng)機(jī)體上以便根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載而操作的一促動(dòng)器與所述第一和第二限制部件互鎖連接，以便樞轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所述第一和第二限制部件。
全文摘要
一種可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，包括與活塞相連的連桿；與曲軸相連的輔助臂，且輔助臂的一端與連桿的另一端樞轉(zhuǎn)連接；布置在旋轉(zhuǎn)軸的偏心位置處的偏心軸，旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地支承在發(fā)動(dòng)機(jī)體上；以及控制桿，控制桿的一端與輔助臂在離開(kāi)連桿連接位置的位置處進(jìn)行連接，其另一端與偏心軸樞轉(zhuǎn)連接。其中，單向離合器布置在旋轉(zhuǎn)軸和發(fā)動(dòng)機(jī)體之間，限制部件與旋轉(zhuǎn)軸的偏心位置互鎖連接，以便隨著旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)操作，在限制部件剛通過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)端之后，限制裝置抵靠限制部件并與限制部件接合，從而將旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)操作選擇地限制為彼此不同的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)中的一個(gè)。旋轉(zhuǎn)軸利用發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒和慣性來(lái)旋轉(zhuǎn)，能夠抑制在限制旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)操作時(shí)產(chǎn)生的沖擊。
文檔編號(hào)F02B75/04GK1590732SQ20041007029
公開(kāi)日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2004年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月5日
發(fā)明者山田義和 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社