[实用新型]双曲轴可变压缩比发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种往复式活塞发动机，尤其是可改变压缩比的双曲轴发动机。

背景技术

公知的普通发动机上、下止点固定，压缩比固定，造成以调整进气量来调整功率的汽油发动机在低负荷时，点火压力低，热机效率低，变压缩比的发动机可解决这个问题。

公知的变压缩比发动机有移动缸盖、移动曲轴、通过液压改变活塞长度，以及通过弹簧和液压配合来改变活塞长度等方式。移动缸盖式已有成形产品，并证实可变压缩比发动机可大幅度节省油耗。移动缸盖式和移动曲轴式的可变压缩比发动机移动部件大、同时增加驱动气门的凸轮及动力输出轴的复杂程度，目前并无大规模推广。通过液压以及弹簧与液压配合改变活塞的方案，由于活塞是一个高速运动的部件，可靠地设置液压管路的难度很大。

本发明的发明人在前期设计了一种自泵式可变压缩比的活塞，将活塞设计为双作用的液压缸，在液压缸的内活塞与连杆相连，内活塞和缸体分别安装控制阀套和控制阀芯，控制阀芯分为轴向移动式和旋转式。两种控制阀套的内柱面上均有液道分别与上、下液压缸相通，控制阀套中间为密封段，旋转式的控制阀芯在外柱面有螺旋形液道，轴向移动式的控制阀芯在外柱面的中间有环形液道，控制阀芯带中心通孔，中心通孔与外柱面上的液道相通，中心通孔分别通过单向阀与上、下液压缸相通，通过旋转外柱面有螺旋形液道的控制阀芯，或轴向移动外柱面有环形液道的控制阀芯，可使控制阀芯外柱面上的液道与控制阀套内柱面的上液道、下液道相通，当控制阀芯外柱面上的液道在与阀套上内柱面上液道相通时，在上液压缸受压时（典型状态为做功冲程及下止点附近）上液压缸的液压油由上液压缸进入控制阀芯通过单向阀流入下液压缸，推动内活塞向上运动，活塞长度变短，同时内活塞上运动，当控制阀套上的密封段与阀芯上的液道相对时，阀芯上的液道与上、下液压缸均不相通，内活塞位置固定，同样，当控制阀芯外柱面上的液道与控制阀套内柱面下液道相通时，在下液压缸受压时（典型状态吸气冲程和排气冲程末期）下液压缸的液压油由下液压缸进入控制阀芯通过单向阀流入上液压缸，推动内活塞向下运动，这样通过移动阀芯就实现了内活塞的上、下移动，改变了活塞的长度，不需要液压油的输送通道，又没有增加其它部件的配置难度，但常规发动的连杆小头位于活塞轴线处，阀芯的控制杆必须安装在侧面，造成活塞为非对称结构，双液压缸式的活塞的缸盖不适合采用结构较简单的丝扣安装，结构较复杂。

公知的发动机一般为单曲轴式，但双曲轴的发动机也有研究和实验，双曲轴发动机是发动机上有两个曲轴，每个活塞同时与两个曲轴通过连杆相连，两个曲轴齿合在一起，两个曲轴分别反相旋转，可以消除活塞的侧压力，同时两个曲轴主轴和连杆大轴直径可以减小，降低摩擦损失，但具一些资料介绍该发动机可能在上、下止点附近两个连杆不同步现象，造成工作不稳定，上述问题可通过采用增加一个连接轴来解决，本发明者通过研究发现，两个曲轴通过齿轮偶合时，再通过单驱动轴输出时，由于发动机工作时是向外输出能量（做功冲程）与从外吸收能量交替发生，会造成偶合齿轮频繁地处于正反驱动状态，偶合齿轮工作状态极为恶劣，会造成齿轮寿命极短。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：（1）自泵式可变压缩比活塞加工和安装难度较高的问题；（2）双曲轴发动机偶合齿轮的工作状态恶劣，造成齿轮寿命极短的问题。

具体技术方案为：在双曲轴发动机的曲轴、连杆的中间留出自泵式可变压缩比活塞的驱动杆通过位置；自泵式可变压缩比活塞上的控制阀套安装在内活塞的中心安装孔和外活塞顶部中心安装孔中；自泵式可变压缩比活塞的外活塞、内活塞、液压缸盖均采用轴对称结构；活塞控制阀驱动机构安装在两个曲轴之间；两个曲轴的主轴安装齿轮，内齿圈和外齿圈固定在一起，两个曲轴的主轴齿轮分别与齿圈的内齿圈和外齿圈齿合，输出轴在齿圈上的动力输出轴上。

上述可改变压缩比的双曲轴发动机中每个曲轴上分别安装飞轮，优化的曲轴飞轮采用分散式，即每个汽缸相对应的两个曲轴上各安装一个带平衡重的曲轴臂和一个既带平衡重又带飞轮的曲轴臂，两个曲轴上不同曲轴臂交替分布，主轴安装孔带飞轮的曲轴臂端为套筒式。

优化的曲轴采用完全分离的结构，将曲轴分为主轴、曲轴臂和连杆大轴，主轴和曲轴臂之间采用螺丝紧固的锥形过盈配合连结，曲轴臂和连杆大轴之间采用滑动配合连接，不含飞轮的曲轴臂连杆大轴为盲孔式，含飞轮的曲轴臂飞轮为边沿厚，中间薄，飞轮与缸体隔板之间留有环形空隙，连杆大轴在不含飞轮的曲轴臂的轴端不安装止推机构，依靠盲孔止推，在含飞轮的曲轴臂安装止推机构，在与连杆大轴相对应的位置的缸体上设置连杆大轴安装孔，用于安装连杆大轴和止推机构。