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)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其是一種可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比是指活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)的氣缸容積與活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)的氣缸容積之比。傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比一般是固定的，近年來(lái)國(guó)外開始將研究的方向轉(zhuǎn)向可變壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)，以適應(yīng)在不同工況時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)壓縮比的不同要求，發(fā)動(dòng)機(jī)在中、低負(fù)荷時(shí)，為了改善發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)的燃油性和輸出功率，國(guó)內(nèi)目前也開始研究可變壓縮比的發(fā)動(dòng)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
本發(fā)明提供了 一種可變壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種可變壓縮比發(fā)動(dòng)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:
所述汽缸蓋頂端的中心設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有輪子，輪子中心穿孔并通過(guò)軸承與橫銷連接，橫銷兩端與凹槽內(nèi)側(cè)相連；
所述輪子的上方設(shè)有凸輪，凸輪的凸出部旋轉(zhuǎn)至下方時(shí)與輪子相接觸，凸輪固定連接在凸輪軸上，所述凸輪軸的一端設(shè)有凸輪軸鏈輪，凸輪軸鏈輪由曲軸一端的曲軸鏈輪通過(guò)傳動(dòng)件驅(qū)動(dòng)，所述曲軸轉(zhuǎn)2周，凸輪轉(zhuǎn)I周；
所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括左鏈輪、右鏈輪、調(diào)節(jié)桿、套管、主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪和鏈條，其中，左鏈輪和右鏈輪分別設(shè)在曲軸鏈輪和凸輪軸鏈輪中間的左右兩側(cè)，左鏈輪和右鏈輪中心徑向固定在調(diào)節(jié)桿的兩端，調(diào)節(jié)桿的中部上方設(shè)有齒紋，且中部套在套管內(nèi)并可在套管內(nèi)左右滑動(dòng)，套管固定在缸體上且中部開口，從動(dòng)齒輪與開口處內(nèi)的調(diào)節(jié)桿齒紋相互嚙合，從動(dòng)齒輪前端設(shè)有與其同軸的主動(dòng)齒輪并由主動(dòng)齒輪帶動(dòng)，鏈條套置在曲軸鏈輪、左鏈輪、凸輪軸鏈輪和右鏈輪上。所述汽缸蓋的上沿周邊與汽缸蓋罩的下沿周邊通過(guò)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(guò)可伸縮的下橡膠套相連；
所述汽缸蓋左下面和右下面對(duì)稱設(shè)有兩根銷子，所述缸體的左上面和右上面對(duì)稱設(shè)有與銷子滑動(dòng)配合的套筒，銷子與套筒的外側(cè)套有彈簧；
所述汽缸蓋的下端頭設(shè)為可沿缸筒上下滑動(dòng)的活塞狀。所述主動(dòng)齒輪由電機(jī)通過(guò)蝸桿驅(qū)動(dòng)。所述每個(gè)輪子的左右兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有兩組套在凸輪軸外側(cè)的平衡桿，平衡桿的下端固定在汽缸蓋上面，每組平衡桿的上端分別與橫桿的兩端用螺絲固定連接。所述活塞狀的汽缸蓋下端頭外側(cè)設(shè)有防止漏氣的缸蓋環(huán)。所述汽缸蓋頂端的中心設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有輪子，輪子中心穿孔并通過(guò)軸承與橫銷連接，橫銷兩端與凹槽內(nèi)側(cè)相連；
所述輪子的上方設(shè)有凸輪，凸輪的凸出部旋轉(zhuǎn)至下方時(shí)與輪子相接觸，凸輪固定連接在凸輪軸上，所述凸輪軸的一端設(shè)有凸輪軸鏈輪，凸輪軸鏈輪由曲軸一端的曲軸鏈輪通過(guò)傳動(dòng)件驅(qū)動(dòng)，所述曲軸轉(zhuǎn)2周，凸輪轉(zhuǎn)I周；
所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括左鏈輪、右鏈輪、調(diào)節(jié)桿、套管、主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪和鏈條，其中，左鏈輪和右鏈輪分別設(shè)在曲軸鏈輪和凸輪軸鏈輪中間的左右兩側(cè)，左鏈輪和右鏈輪中心徑向固定在調(diào)節(jié)桿的兩端，調(diào)節(jié)桿的中部上方設(shè)有齒紋，且中部套在套管內(nèi)并可在套管內(nèi)左右滑動(dòng)，套管固定在缸體上且中部開口，從動(dòng)齒輪與開口處內(nèi)的調(diào)節(jié)桿齒紋相互嚙合，從動(dòng)齒輪前端設(shè)有與其同軸的主動(dòng)齒輪并由主動(dòng)齒輪帶動(dòng)，鏈條套置在曲軸鏈輪、左鏈輪、凸輪軸鏈輪和右鏈輪上。所述汽缸蓋的上沿周邊與汽缸蓋罩的下沿周邊通過(guò)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(guò)可伸縮的下橡膠套相連；
所述汽缸蓋左下面和右下面對(duì)稱設(shè)有兩根銷子，所述缸體的左上面和右上面對(duì)稱設(shè)有與銷子滑動(dòng)配合的套筒，銷子與套筒的外側(cè)套有彈簧；
所述汽缸蓋的下端與缸筒的上端固定連接在一起。 所述主動(dòng)齒輪由電機(jī)通過(guò)蝸桿驅(qū)動(dòng)。所述每個(gè)輪子的左右兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有兩組套在凸輪軸外側(cè)的平衡桿，平衡桿的下端固定在汽缸蓋上面，每組平衡桿的上端分別與橫桿的兩端用螺絲固定連接。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)。本發(fā)明通過(guò)凸輪軸鏈輪、曲軸鏈輪與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的配合，使凸輪與曲軸之間的相對(duì)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(dòng)機(jī)的壓縮比。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，可以有效地改善發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，其最大好處是小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)也可以輸出可與大排量發(fā)動(dòng)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，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的后視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，缸體1，活塞2，缸筒3，下橡膠套4，進(jìn)氣口 5，上橡膠套6，進(jìn)氣凸輪7，進(jìn)氣凸輪軸8，橫銷9，平衡桿IO，橫桿11，凸輪12，凸輪軸13，輪子14，排氣凸輪15，排氣凸輪軸16，汽缸蓋17，汽缸蓋罩18，排氣口 19，銷子20，彈簧21，套筒22，缸蓋環(huán)23，連桿24，曲柄25，曲軸26，進(jìn)水口 27，出水口 28，水流管道29，左鏈輪30，主動(dòng)齒輪31，凸輪軸鏈輪32，電機(jī)33，右鏈輪34，調(diào)節(jié)桿35，從動(dòng)齒輪36，套管37，曲軸鏈輪38，鏈條39。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
實(shí)施例1:圖1所示，是本實(shí)施例汽缸蓋活動(dòng)至上端和下端的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，將發(fā)動(dòng)機(jī)縱向剖開可見，包括缸體1、汽缸蓋17以及設(shè)在汽缸蓋17上面的汽缸蓋罩18，缸體I內(nèi)設(shè)有缸筒
3、活塞2、連桿24、曲柄25和曲軸26。在汽缸蓋17頂端的中心設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有輪子14，輪子14中心穿孔并通過(guò)軸承與橫銷9連接，橫銷9兩端與凹槽內(nèi)側(cè)相連；在輪子的上方設(shè)有凸輪12，凸輪12固定連接在凸輪軸13上，在凸輪軸13的一端設(shè)有凸輪軸鏈輪32，凸輪軸鏈輪32由曲軸26 —端的曲軸鏈輪38通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，將凸輪軸鏈輪32的周長(zhǎng)設(shè)計(jì)為曲軸鏈輪38的2倍，則所述曲軸26轉(zhuǎn)2周，凸輪12轉(zhuǎn)I周，當(dāng)凸輪12的凸出部旋轉(zhuǎn)至下方時(shí)，該凸出部與輪子14相接觸并向下頂住輪子14，可使汽缸蓋17向下運(yùn)動(dòng)；汽缸蓋17的上沿周邊與汽缸蓋罩18的下沿周邊通過(guò)可伸縮的上橡膠套6相連，汽缸蓋17的下沿周邊與缸體I的上沿周邊通過(guò)可伸縮的下橡膠套4相連；汽缸蓋17左下面和右下面對(duì)稱設(shè)有兩根銷子20，所述缸體I的左上面和右上面對(duì)稱設(shè)有與銷子20滑動(dòng)配合的套筒22，當(dāng)汽缸蓋17上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，銷子20可沿著套筒22內(nèi)側(cè)垂直上下滑動(dòng)，在銷子20與套筒22的外側(cè)套有彈性復(fù)位件彈簧21 ;汽缸蓋17的下端頭設(shè)為可沿缸筒3上下滑動(dòng)的活塞狀，在活塞狀的汽缸蓋17下端頭外側(cè)設(shè)有缸蓋環(huán)23，以防止汽缸蓋17和缸筒3之間有漏氣現(xiàn)象發(fā)生。如果一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)有多個(gè)汽缸的，每一個(gè)汽缸蓋17都是獨(dú)立的，相鄰的兩個(gè)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(gè)才可以相連，每一個(gè)汽缸對(duì)應(yīng)一個(gè)汽缸蓋17，每個(gè)汽缸蓋17相應(yīng)各有一套上橡膠套6和下橡膠套4，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)汽缸蓋17是上下跳動(dòng)的所以進(jìn)氣口 5、排氣口 19與進(jìn)氣管、排氣管之間有一段過(guò)渡管，該管可沿著汽缸蓋17的跳動(dòng)伸長(zhǎng)或收縮。本發(fā)明是通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與凸輪軸鏈輪32和曲軸鏈輪38配合實(shí)現(xiàn)可變壓縮比的，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括左鏈輪30、右鏈輪34、調(diào)節(jié)桿35、套管37、主動(dòng)齒輪31、從動(dòng)齒輪36和鏈條39，其中，左鏈輪30和右鏈輪34分別設(shè)在曲軸鏈輪38和凸輪軸鏈輪32中間的左右兩偵牝左鏈輪30和右鏈輪34中心徑向固定在調(diào)節(jié)桿35的兩端，調(diào)節(jié)桿35的中部上方設(shè)有齒紋，且中部套在套管37內(nèi)并可在套管37內(nèi)左右滑動(dòng)，套管37固定在缸體I上且中部開口，從動(dòng)齒輪36與開口處內(nèi)的調(diào)節(jié)桿35齒紋相互嚙合，從動(dòng)齒輪36前端設(shè)有與其同軸的主動(dòng)齒輪31并由主動(dòng)齒輪31帶動(dòng)，鏈條39套置在曲軸鏈輪38、左鏈輪30、凸輪軸鏈輪32和右鏈輪34上。主動(dòng)齒輪31由電機(jī)33通過(guò)蝸桿驅(qū)動(dòng)，電機(jī)33轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿帶動(dòng)主動(dòng)齒輪31轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)齒輪31轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)齒輪36隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)齒輪36轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)調(diào)節(jié)桿35移動(dòng)，電機(jī)33正轉(zhuǎn)則調(diào)節(jié)桿35向左移動(dòng)，左、右鏈輪30、34 —起向左移動(dòng)，左鏈輪30頂起由右鏈輪34放松過(guò)來(lái)的鏈條39，會(huì)使凸輪軸鏈輪32與曲軸鏈輪38相對(duì)應(yīng)的角度改變，從而使凸輪12與曲軸26的相對(duì)角度會(huì)發(fā)生變化；反之，調(diào)節(jié)桿35和左、右鏈輪30、34向右移動(dòng)，也會(huì)使凸輪軸鏈輪32與曲軸鏈輪38相對(duì)應(yīng)的角度發(fā)生改變。為防止汽缸蓋17運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生左右晃動(dòng)，在每個(gè)輪子14的左右兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有兩組套在凸輪軸13外側(cè)的平衡桿10，平衡桿10的下端固定在汽缸蓋17上面，每組平衡桿10的上端分別與橫桿11的兩端用螺絲固定連接，以穩(wěn)住汽缸蓋17使其不會(huì)左右前后晃動(dòng)，只能上下活動(dòng)。本實(shí)施例的工作原理為:
如圖3所示，曲軸26轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)曲軸鏈輪38轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過(guò)鏈條39帶動(dòng)凸輪軸鏈輪32轉(zhuǎn)動(dòng)，使凸輪軸13轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)凸輪12旋轉(zhuǎn)，且曲軸26轉(zhuǎn)兩圈，凸輪12轉(zhuǎn)一圈，即發(fā)動(dòng)機(jī)完成四個(gè)沖程，凸輪12旋轉(zhuǎn)一圈，其傳動(dòng)原理與曲軸26帶動(dòng)進(jìn)氣凸輪軸8和排氣凸輪軸16轉(zhuǎn)動(dòng)從而完成進(jìn)氣凸輪7和排氣凸輪15的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作相同。進(jìn)氣沖程:進(jìn)氣凸輪7推動(dòng)進(jìn)氣門開啟，氣體自進(jìn)氣口 5進(jìn)入，活塞2從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)吸入氣體，這一沖程中凸輪12的凸出部旋轉(zhuǎn)在凸輪12的上側(cè)，汽缸蓋17與進(jìn)氣凸輪7的相對(duì)位置并沒(méi)有改變，所以進(jìn)氣凸輪7對(duì)進(jìn)氣門的控制不受影響。壓縮沖程:進(jìn)氣門關(guān)閉，活塞2從下止點(diǎn)移動(dòng)到上止點(diǎn)，這一沖程中凸輪12的凸出部旋轉(zhuǎn)在凸輪12的右側(cè)，此時(shí)壓縮的空氣還沒(méi)有到達(dá)噴油或點(diǎn)火時(shí)的壓力。做功沖程；如圖1所示，活塞2從上止點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)凸輪12凸出部下邊沿的前點(diǎn)頂住輪子14時(shí)，汽缸蓋17向下運(yùn)動(dòng)，銷子20隨之沿著套筒22向下運(yùn)動(dòng)，下橡膠套4向下壓縮，啟動(dòng)電機(jī)33，電機(jī)33的蝸桿正轉(zhuǎn)，并通過(guò)主動(dòng)齒輪31和從動(dòng)齒輪36使調(diào)節(jié)桿35向左移動(dòng)，使左鏈輪30頂起由右鏈輪34放松過(guò)來(lái)的鏈條39，從而引起凸輪12相對(duì)曲軸26多向左旋轉(zhuǎn)了一定的角度，即提前了一些角度，在這一過(guò)程中，凸輪12轉(zhuǎn)動(dòng)使凸出部下邊沿的后點(diǎn)頂住輪子14，推動(dòng)汽缸蓋17繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，而曲軸26未轉(zhuǎn)動(dòng)使活塞2繼續(xù)保持在原位置，從而使汽缸蓋17與活塞2的間距變小，另外，此處所說(shuō)的前點(diǎn)和后點(diǎn)是相對(duì)而言的，前點(diǎn)即是相對(duì)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(duì)于后點(diǎn)離凸出部弧形邊前端點(diǎn)較遠(yuǎn)的點(diǎn)；曲軸26和凸輪12繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)凸輪12的凸出部弧形邊剛旋轉(zhuǎn)至輪子14的正上方時(shí)，缸筒3內(nèi)的空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(guò)連桿24和曲柄25推動(dòng)曲軸26做功，直到活塞2快到下止點(diǎn)，輪子都在凸輪12的凸出部的孤面上運(yùn)行，汽缸蓋17在這一時(shí)間內(nèi)位置不變，該沖程中電機(jī)正轉(zhuǎn)使汽缸蓋17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12凸出部下邊沿的后點(diǎn)頂住輪子14時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)33反轉(zhuǎn)，則引起調(diào)節(jié)桿35向右移動(dòng)，使右鏈輪34頂起左鏈輪30由放松過(guò)來(lái)的鏈條39，從而引起凸輪12相對(duì)曲軸26向右多旋轉(zhuǎn)了一定的角度，即延后了一些角度，在這一過(guò)程中，凸輪12轉(zhuǎn)動(dòng)使凸出部下邊沿的前點(diǎn)頂住輪子14，使汽缸蓋17向上運(yùn)動(dòng)了一定距離,而曲軸26未轉(zhuǎn)動(dòng)使活塞2繼續(xù)保持在原位置,從而使汽缸蓋17與活塞2的間距變大；曲軸26和凸輪12繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)凸輪12的凸出部弧形邊剛旋轉(zhuǎn)至輪子14的正上方時(shí)，缸筒3內(nèi)的空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(guò)連桿24和曲柄25推動(dòng)曲軸26做功，直到活塞2快到下止點(diǎn)，輪子都在凸輪12的凸出部的孤面上運(yùn)行，汽缸蓋17在這一時(shí)間內(nèi)位置不變，該沖程中電機(jī)反轉(zhuǎn)使汽缸蓋17與活塞2的間距變大，從而實(shí)現(xiàn)了壓縮比變小，電機(jī)33由車載電腦控制。同時(shí)汽缸蓋17受到凸輪12的推動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)一段距離，燃燒時(shí)連桿24與曲柄25形成一定的角度，使力的傳輸更科學(xué)。排氣沖程；如圖2所示，活塞2從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)，凸輪12的凸出部已旋轉(zhuǎn)至其左側(cè)，汽缸蓋17在彈簧21的作用下復(fù)位，銷子20隨之沿著套筒22向上運(yùn)行，上橡膠套6向上壓縮，排氣凸輪15推動(dòng)排氣門打開，剩余廢氣自排氣口 19排出。實(shí)施例2:
圖2所示，是本實(shí)施例汽缸蓋活動(dòng)至上端和下端的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，將發(fā)動(dòng)機(jī)縱向剖開可見，包括缸體1、汽缸蓋17以及設(shè)在汽缸蓋17上面的汽缸蓋罩18，缸體I內(nèi)設(shè)有缸筒
3、活塞2、連桿24、曲柄25和曲軸26。汽缸蓋17頂端的中心設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有輪子14，輪子14中心穿孔并通過(guò)軸承與橫銷9連接，橫銷9兩端與凹槽內(nèi)側(cè)相連；在輪子14的上方設(shè)有凸輪12，凸輪12固定連接在凸輪軸13上，在凸輪軸13的一端設(shè)有凸輪軸鏈輪32，凸輪軸鏈輪32由曲軸26 —端的曲軸鏈輪38通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，將凸輪軸鏈輪32的周長(zhǎng)設(shè)計(jì)為曲軸鏈輪38的2倍，則所述曲軸26轉(zhuǎn)2周，凸輪12轉(zhuǎn)I周，當(dāng)凸輪12的凸出部旋轉(zhuǎn)至下端時(shí)，該凸出部向下頂住輪子14，可使汽缸蓋17向下運(yùn)動(dòng)；汽缸蓋17的上沿周邊與汽缸蓋罩18的下沿周邊通過(guò)可伸縮的上橡膠套6相連，汽缸蓋17的下沿周邊與缸體I的上沿周邊通過(guò)可伸縮的下橡膠套4相連；汽缸蓋17左下面和右下面對(duì)稱設(shè)有兩根銷子20，所述缸體I的左上面和右上面對(duì)稱設(shè)有與銷子20滑動(dòng)配合的套筒22，當(dāng)汽缸蓋17上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，銷子20可沿著套筒22內(nèi)側(cè)垂直上下滑動(dòng)，在銷子20與套筒22的外側(cè)套有彈性復(fù)位件彈簧21 ;汽缸蓋17的下端與缸筒3的上端固定連接在一起，缸筒3可與汽缸蓋17—起上下運(yùn)動(dòng)，如果一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)有多個(gè)汽缸的，每一個(gè)汽缸蓋17連缸筒3都是獨(dú)立的，相鄰的兩個(gè)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(gè)才可以相連，每個(gè)缸筒3對(duì)應(yīng)有一個(gè)汽缸蓋17，每個(gè)汽缸蓋17相應(yīng)各有一套上橡膠套4和下橡膠套6，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，汽缸蓋17是上下跳動(dòng)的，所以進(jìn)氣口 5、排氣口 19與進(jìn)氣管、排氣管之間有一段過(guò)渡管，該管可沿著汽缸蓋17的跳動(dòng)伸長(zhǎng)或收縮。在汽缸蓋17和缸筒3的缸壁內(nèi)設(shè)有可以通冷卻水的水流管道29，其中進(jìn)水口 27設(shè)在汽缸蓋17的一側(cè)，出水口 28設(shè)在汽缸蓋17的另一側(cè)。本發(fā)明是通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與凸輪軸鏈輪32和曲軸鏈輪38配合實(shí)現(xiàn)可變壓縮比的，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括左鏈輪30、右鏈輪34、調(diào)節(jié)桿35、套管37、主動(dòng)齒輪31、從動(dòng)齒輪36和鏈條39，其中，左鏈輪30和右鏈輪34分別設(shè)在曲軸鏈輪38和凸輪軸鏈輪32中間的左右兩偵牝左鏈輪30和右鏈輪34中心徑向固定在調(diào)節(jié)桿35的兩端，調(diào)節(jié)桿35的中部上方設(shè)有齒紋，且中部套在套管37內(nèi)并可在套管37內(nèi)左右滑動(dòng)，套管37固定在缸體I上且中部開口，從動(dòng)齒輪36與開口處內(nèi)的調(diào)節(jié)桿35齒紋相互嚙合，從動(dòng)齒輪36前端設(shè)有與其同軸的主動(dòng)齒輪31并由主動(dòng)齒輪31帶動(dòng)，鏈條39套置在曲軸鏈輪38、左鏈輪30、凸輪軸鏈輪32和右鏈輪34上。主動(dòng)齒輪31由電機(jī)33通過(guò)蝸桿驅(qū)動(dòng)，電機(jī)33轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿帶動(dòng)主動(dòng)齒輪31轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)齒輪31轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)齒輪36隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)齒輪36轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)調(diào)節(jié)桿35移動(dòng)，電機(jī)33正轉(zhuǎn)則調(diào)節(jié)桿35向左移動(dòng)，左、右鏈輪30、34 —起向左移動(dòng)，左鏈輪30頂起由右鏈輪34放松過(guò)來(lái)的鏈條39，會(huì)使凸輪軸鏈輪32與曲軸鏈輪38相對(duì)應(yīng)的角度改變，從而使凸輪12與曲軸26的相對(duì)角度會(huì)發(fā)生變化；反之，調(diào)節(jié)桿35和左、右鏈輪30、34向右移動(dòng)，也會(huì)使凸輪軸鏈輪32與曲軸鏈輪38相對(duì)應(yīng)的角度發(fā)生改變。為防止汽缸蓋17運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生左右晃動(dòng)，在每個(gè)輪子14的左右兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有兩組套在凸輪軸13外側(cè)的平衡桿10，平衡桿10的下端固定在汽缸蓋17上面，每組平衡桿10的上端分別與橫桿11的兩端用螺絲固定連接，以穩(wěn)住汽缸蓋17使其不會(huì)左右前后晃動(dòng)，只能上下活動(dòng)。本實(shí)施例的工作原理為:
如圖3所示，曲軸26轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)曲軸鏈輪38轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過(guò)鏈條39帶動(dòng)凸輪軸鏈輪32轉(zhuǎn)動(dòng)，使凸輪軸13轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)凸輪12旋轉(zhuǎn)，且曲軸26轉(zhuǎn)兩圈，凸輪12轉(zhuǎn)一圈，即發(fā)動(dòng)機(jī)完成四個(gè)沖程，凸輪12旋轉(zhuǎn)一圈，其傳動(dòng)原理與曲軸26帶動(dòng)進(jìn)氣凸輪軸8和排氣凸輪軸16轉(zhuǎn)動(dòng)從而完成進(jìn)氣凸輪7和排氣凸輪15的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作相同。進(jìn)氣沖程:進(jìn)氣凸輪7推動(dòng)進(jìn)氣門開啟，氣體自進(jìn)氣口 5進(jìn)入，活塞2從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)吸入氣體，這一沖程中凸輪12的凸出部旋轉(zhuǎn)在凸輪12的上側(cè)，汽缸蓋17與進(jìn)氣凸輪7的相對(duì)位置并沒(méi)有改變，所以進(jìn)氣凸輪7對(duì)進(jìn)氣門的控制不受影響。壓縮沖程:進(jìn)氣門關(guān)閉，活塞2從下止點(diǎn)移動(dòng)到上止點(diǎn)，這一沖程中凸輪12的凸出部旋轉(zhuǎn)在凸輪12的右側(cè)，此時(shí)壓縮的空氣還沒(méi)有到達(dá)噴油或點(diǎn)火時(shí)的壓力。做功沖程；如圖1所示，活塞2從上止點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)凸輪12凸出部下邊沿的前點(diǎn)頂住輪子14時(shí)，汽缸蓋17和缸筒3 —起向下運(yùn)動(dòng)，銷子20隨之沿著套筒22向下運(yùn)動(dòng)，下橡膠套4向下壓縮，啟動(dòng)電機(jī)33，電機(jī)33的蝸桿正轉(zhuǎn)，并通過(guò)主動(dòng)齒輪31和從動(dòng)齒輪36使調(diào)節(jié)桿35向左移動(dòng)，使左鏈輪30頂起由右鏈輪34放松過(guò)來(lái)的鏈條39，從而引起凸輪12相對(duì)曲軸26多向左旋轉(zhuǎn)了一定的角度，即提前了一些角度，在這一過(guò)程中，凸輪12轉(zhuǎn)動(dòng)使凸出部下邊沿的后點(diǎn)頂住輪子14，推動(dòng)汽缸蓋17和缸筒3繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，而曲軸26未轉(zhuǎn)動(dòng)使活塞2繼續(xù)保持在原位置，從而使汽缸蓋17與活塞2的間距變小，另外，此處所說(shuō)的前點(diǎn)和后點(diǎn)是相對(duì)而言的，前點(diǎn)即是相對(duì)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(duì)于后點(diǎn)離凸出部弧形邊前端點(diǎn)較遠(yuǎn)的點(diǎn)；曲軸26和凸輪12繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)凸輪12的凸出部弧形邊剛旋轉(zhuǎn)至輪子14的正上方時(shí)，缸筒3內(nèi)的空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(guò)連桿24和曲柄25推動(dòng)曲軸26做功，該沖程中電機(jī)正轉(zhuǎn)使汽缸蓋17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12凸出部下邊沿的后點(diǎn)頂住輪子14時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)33反轉(zhuǎn)，則引起調(diào)節(jié)桿35向右移動(dòng)，使右鏈輪34頂起左鏈輪30由放松過(guò)來(lái)的鏈條39，從而引起凸輪12相對(duì)曲軸26向右多旋轉(zhuǎn)了一定的角度，即延后了一些角度，在這一過(guò)程中，凸輪12轉(zhuǎn)動(dòng)使凸出部下邊沿的前點(diǎn)頂住輪子14，使汽缸蓋17和缸筒3向上運(yùn)動(dòng)了一定距離，而曲軸26未轉(zhuǎn)動(dòng)使活塞2繼續(xù)保持在原位置，從而使汽缸蓋17與活塞2的間距變大；曲軸26和凸輪12繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)凸輪12的凸出部弧形邊的剛旋轉(zhuǎn)至輪子14的正上方時(shí)，缸筒3內(nèi)的空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(guò)連桿24和曲柄25推動(dòng)曲軸26做功，該沖程中電機(jī)反轉(zhuǎn)使汽缸蓋17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3和汽缸蓋17受到輪子14推動(dòng)向下運(yùn)行一段距離，燃燒時(shí)連桿24與曲柄25形成一定的角度，使力的傳輸更科學(xué)。排氣沖程；如圖2所示，活塞2從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)，凸輪12的凸出部已旋轉(zhuǎn)至其左側(cè)，汽缸蓋17在彈簧21的作用下復(fù)位，銷子20隨之沿著套筒22向上運(yùn)行，上橡膠套6向上壓縮，排氣凸輪15推動(dòng)排氣門打開，剩余廢氣自排氣口 19排出。電機(jī)33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(dòng)機(jī)也能輸出可與大排量發(fā)動(dòng)機(jī)相比擬的功率和扭矩，減少排放提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
權(quán)利要求
1.一種可變壓縮比發(fā)動(dòng)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(17)頂端的中心設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有輪子(14)，輪子(14)中心穿孔并通過(guò)軸承與橫銷(9 )連接，橫銷(9 )兩端與凹槽內(nèi)側(cè)相連； 所述輪子的上方設(shè)有凸輪(12)，凸輪(12)的凸出部旋轉(zhuǎn)至下方時(shí)與輪子(14)相接觸，凸輪(12 )固定連接在凸輪軸(13 )上，所述凸輪軸(13 )的一端設(shè)有凸輪軸鏈輪(32 )，凸輪軸鏈輪(32)由曲軸(26) —端的曲軸鏈輪(38)通過(guò)傳動(dòng)件驅(qū)動(dòng)，所述曲軸(26)轉(zhuǎn)2周，凸輪(12)轉(zhuǎn)I周； 所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括左鏈輪(30)、右鏈輪(34)、調(diào)節(jié)桿(35)、套管(37)、主動(dòng)齒輪(31)、從動(dòng)齒輪(36 )和鏈條(39 )，其中，左鏈輪(30 )和右鏈輪(34 )分別設(shè)在曲軸鏈輪(38 )和凸輪軸鏈輪(32)中間的左右兩側(cè)，左鏈輪(30)和右鏈輪(34)中心徑向固定在調(diào)節(jié)桿(35)的兩端，調(diào)節(jié)桿(35)的中部上方設(shè)有齒紋，且中部套在套管(37)內(nèi)并可在套管(37)內(nèi)左右滑動(dòng)，套管(37)固定在缸體(I)上且中部開口，從動(dòng)齒輪(36)與開口處內(nèi)的調(diào)節(jié)桿(35)齒紋相互嚙合，從動(dòng)齒輪(36 )前端設(shè)有與其同軸的主動(dòng)齒輪(31)并由主動(dòng)齒輪(31)帶動(dòng)，鏈條(39)套置在曲軸鏈輪(38)、左鏈輪(30)、凸輪軸鏈輪(32)和右鏈輪(34)上； 所述汽缸蓋(17)的上沿周邊與汽缸蓋罩(18)的下沿周邊通過(guò)可伸縮的上橡膠套(6)相連，汽缸蓋(17)的下沿周邊與缸體(I)的上沿周邊通過(guò)可伸縮的下橡膠套(4)相連； 所述汽缸蓋(17)左下面和右下面對(duì)稱設(shè)有兩根銷子(20)，所述缸體(I)的左上面和右上面對(duì)稱設(shè)有與銷子(20)滑動(dòng)配合的套筒(22)，銷子(20)與套筒(22)的外側(cè)套有彈簧(21)； 所述汽缸蓋(17)的下端頭設(shè)為可沿缸筒(3)上下滑動(dòng)的活塞狀。
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: 所述主動(dòng)齒輪(31)由電機(jī)(33)通過(guò)蝸桿驅(qū)動(dòng)。
3.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: 所述每個(gè)輪子(14)的左右兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有兩組套在凸輪軸(13)外側(cè)的平衡桿(10)，平衡桿(10)的下端固定在汽缸蓋(17)上面，每組平衡桿(10)的上端分別與橫桿(11)的兩端用螺絲固定連接。
4.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: 所述活塞狀的汽缸蓋(17)下端頭外側(cè)設(shè)有防止漏氣的缸蓋環(huán)(23 )。
5.—種可變壓縮比發(fā)動(dòng)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(17)頂端的中心設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有輪子(14)，輪子(14)中心穿孔并通過(guò)軸承與橫銷(9)連接，橫銷(9)兩端與凹槽內(nèi)側(cè)相連； 所述輪子的上方設(shè)有凸輪(12)，凸輪(12)的凸出部旋轉(zhuǎn)至下方時(shí)與輪子(14)相接觸，凸輪(12)固定連接在凸輪軸(13)上，所述凸輪軸(13)的一端設(shè)有凸輪軸鏈輪(32)，凸輪軸鏈輪(32 )由曲軸(26 ) —端的曲軸鏈輪(38 )通過(guò)傳動(dòng)件驅(qū)動(dòng)，所述曲軸(26 )轉(zhuǎn)2周，凸輪(12)轉(zhuǎn)I周； 所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括左鏈輪(30 )、右鏈輪(34 )、調(diào)節(jié)桿(35 )、套管(37 )、主動(dòng)齒輪(31)、從動(dòng)齒輪(36 )和鏈條(39 )，其中，左鏈輪(30 )和右鏈輪(34 )分別設(shè)在曲軸鏈輪(38 )和凸輪軸鏈輪(32 )中間的左右兩側(cè)，左鏈輪(30 )和右鏈輪(34 )中心徑向固定在調(diào)節(jié)桿(35 )的兩端，調(diào)節(jié)桿(35)的中部上方設(shè)有齒紋，且中部套在套管(37)內(nèi)并可在套管(37)內(nèi)左右滑動(dòng)，套管(37)固定在缸體(I)上且中部開口，從動(dòng)齒輪(36)與開口處內(nèi)的調(diào)節(jié)桿(35)齒紋相互嚙合，從動(dòng)齒輪(36 )前端設(shè)有與其同軸的主動(dòng)齒輪(31)并由主動(dòng)齒輪(31)帶動(dòng)，鏈條(39)套置在曲軸鏈輪(38)、左鏈輪(30)、凸輪軸鏈輪(32)和右鏈輪(34)上； 所述汽缸蓋(17)的上沿周邊與汽缸蓋罩(18)的下沿周邊通過(guò)可伸縮的上橡膠套(6)相連，汽缸蓋(17)的下沿周邊與缸體(I)的上沿周邊通過(guò)可伸縮的下橡膠套(4)相連； 所述汽缸蓋(17)左下面和右下面對(duì)稱設(shè)有兩根銷子(20)，所述缸體(I)的左上面和右上面對(duì)稱設(shè)有與銷子(20)滑動(dòng)配合的套筒(22)，銷子(20)與套筒(22)的外側(cè)套有彈簧(21)； 所述汽缸蓋(17)的下端與缸筒(3)的上端固定連接在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于: 所述主動(dòng)齒輪(31)由電機(jī)(33)通過(guò)蝸桿驅(qū)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于: 所述每個(gè)輪子(14)的左右兩 側(cè)對(duì)稱設(shè)有兩組套在凸輪軸(13)外側(cè)的平衡桿(10)，平衡桿(10)的下端固定在汽缸蓋(17)上面，每組平衡桿(10)的上端分別與橫桿(11)的兩端用螺絲固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于: 所述汽缸蓋(17)和缸筒(3 )的缸壁內(nèi)設(shè)有可以通冷卻水的水流管道(29 )，其中進(jìn)水口(27)設(shè)在汽缸蓋(17)的一側(cè)，出水口(28)設(shè)在汽缸蓋(17)的另一側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可變壓縮比發(fā)動(dòng)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的中心設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有輪子；輪子的上方設(shè)有凸輪，凸輪固定連接在凸輪軸上，凸輪軸的一端設(shè)有凸輪軸齒輪，凸輪軸齒輪由曲軸一端的曲軸齒輪通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可使凸輪與曲軸之間的相對(duì)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(guò)上橡膠套相連，汽缸蓋的下沿周邊與缸體的上沿周邊通過(guò)下橡膠套相連；汽缸蓋左下面和右下面對(duì)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(dòng)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(dòng)機(jī)的壓縮比，能有效地改善發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
文檔編號(hào)F02D15/04GK103114908SQ20131007625
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者范偉俊 申請(qǐng)人:范偉俊