[发明专利]一种连杆长度可变的发动机结构

说明书

技术领域

本发明涉及内燃发动机技术领域，尤其涉及一种连杆长度可变的发动机结构。

背景技术

传统往复活塞式发动机工作过程中，燃烧爆发的最高压力出现在曲轴运动至过上止点后10°左右，此时作用在活塞顶部的燃气压力达到最大值时，曲轴输出的扭矩最大。但此时曲轴主轴颈、曲柄臂、连杆基本处于同一条直线上，曲轴动力臂很短，活塞大部分推力施加在曲轴主轴颈下轴瓦上，几乎不发生扭矩变化。当活塞向下运动时，曲柄臂与连杆倾斜增大，其与曲柄臂交角接近直角时动力臂最长，则产生最大扭矩。活塞继续向下运行，动力臂随之变短。对于整个做功行程而言，燃气的爆发力未能高效的转化为曲轴的旋转扭矩输出，导致传统往复活塞式发动机的功效不高。

发明内容

本发明解决的技术问题：设计一种连杆长度可变的发动机结构，当活塞到达压缩上止点时，通过增加连杆长度，使活塞保持上止点位置几乎不动，曲轴继续旋转一定角度进而使其动力臂提前增大，此时燃烧爆发的压力达到最大，产生的扭矩增大，实现了将燃烧压力高效转换为曲轴的输出扭矩的目的。

本发明的技术解决方案：一种连杆长度可变的发动机结构，包括气缸、活塞、连杆小头、连杆大头和曲轴，活塞位于气缸中，连杆小头的上端与活塞铰接，连杆大头铰接在连杆轴颈上，所述连杆大头内具有空腔和与空腔贯通的弧形滑道，所述空腔内设置有副连杆和扇形摆块，且副连杆的上端与连杆小头的下端铰接，副连杆的下端与扇形摆块的上端铰接；所述弧形滑道内右端具有回位簧，扇形摆块沿弧形滑道左右摆动并使扇形摆块的右端抵在回位簧的左端；所述扇形摆块的左下端与小连杆的上端铰接，所述连杆大头的下方铰接有摇臂，并使摇臂的上端与小连杆的下端铰接，摇臂的下端安装有滚轮；所述曲轴的曲柄臂内侧制有弧形导轨，所述滚轮沿弧形导轨滚动。

所述摇臂的下端同轴安装有两个滚轮；所述曲轴的两曲柄臂内侧分别制有弧形导轨，所述两个滚轮分别沿两弧形导轨滚动。

所述弧形导轨由初始导入段、弧形凸起段、保持段和释放段组成，所述保持段与连杆轴颈同心，且当曲轴旋转至上止点后20°时，滚轮位于弧形凸起段的最高点，曲轴旋转至上止点后20°—110°之间时滚轮沿保持段移动，曲轴旋转至上止点后110°之后滚轮进入释放段。

本发明具有的优点和效果：

1、本发明通过合理的可变连杆长度机构设计，使燃气推力更高效的转换为曲轴的旋转扭矩输出，从而显著提高燃油经济性和动力性。

2、本发明可变连杆长度的驱动机构与曲轴上的弧形导轨配合合理，不但能使可变连杆长度机构做出迅速改变，而且状态稳定。

3、本发明可变连杆长度机构无须与发动机外部连接，只须对发动机内部结构进行局部改造，便于实施推广。

附图说明

图1为本发明的正面结构示意图，

图2为本发明的侧面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1、2描述本发明的一种实施例。

一种连杆长度可变的发动机结构，包括气缸1、活塞2、连杆小头3、连杆大头8和曲轴13，活塞2位于气缸1中，连杆小头3的上端与活塞2铰接，其特征是：所述连杆大头8内具有空腔17和与空腔17贯通的弧形滑道7，所述空腔17内设置有副连杆4和扇形摆块5，且副连杆4的上端与连杆小头3的下端铰接，副连杆4的下端与扇形摆块5的上端铰接；所述弧形滑道7内右端具有回位簧9，扇形摆块5沿弧形滑道7左右摆动并使扇形摆块5的右端抵在回位簧9的左端；所述扇形摆块5的左下端与小连杆6的上端铰接，所述连杆大头8的下方铰接有摇臂10，并使摇臂10的上端与小连杆6的下端铰接，摇臂10的下端同轴安装有两个滚轮11；所述曲轴13的两曲柄臂15内侧分别制有弧形导轨12，所述两个滚轮11分别沿两弧形导轨12移动。

所述弧形导轨12由初始导入段18、弧形凸起段19、保持段20和释放段21组成，所述保持段20与连杆轴颈14同心，且当曲轴13旋转至上止点后20°时，滚轮11位于弧形凸起段19的最高点，曲轴13旋转至上止点后20°-110°之间滚轮11沿保持段20移动，曲轴13旋转至上止点后110°之后滚轮11进入释放段21。

下面以发动机为顺时针旋转，燃气爆发最高压力出现在上止点后20°为例，描述本发明的工作过程。