[实用新型]同步差速控制的无级可变活塞行程和压缩比的发动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械领域的一种以调整和控制发动机活塞上、下止点和活塞行程来达到调整和控制发动机气缸压缩比的机械装置，是控制机械的旋转半径和可调整往复运动的装置。

背景技术

内燃机的压缩比越高，其热效率越高，但是由于所使用的燃料的特性和高温、高压、富氧等条件易增加氮氧化物等排放污染物，所以每种燃料都有其最高压缩极限，并且根据发动机的工况、环境、辅助设备等的变化而需要不断修正。而随着发动机燃料的电子喷射、蜗轮增压器、可变正时气门、气门增程等技术的发展，使发动机向小排量、大扭矩、大功率发展，这样可以减小发动机的重量和占用的空间，为节油和改进车体外型提供更好的条件。

随着近些年对发动机的废气环保低排放、发动机的性能以及燃油经济性的要求不断提高，特别是电喷和蜗轮增压器的普及，汽车发动机所在的引擎室多余空间越来越小，同时产生了多种汽车发动机可变压缩比的技术，例如气缸盖位移式、缸体摆动式、曲轴摆动式、萨博展出的SVC可变压缩比发动机等类型。上述气缸盖位移式、缸体摆动式、曲轴摆动式可变压缩比发动机都会产生位置移动，需要更大空间。固定发动机用的引擎脚安装在缸体上，也只有坚固的缸体才可以承担这个工作；发动机在工作时，气缸内会产生高温、高压、震动的工作环境，缸盖位移式发动机在移动面上的密封、进排气管的连接、配气机构的驱动等都因为缸盖的移动而产生了很大的问题；曲轴与飞轮必须以极为牢固的方式连接在一起，并通过离合器与变速箱连接在一起，而变速箱也与发动机缸体有牢固的连接，缸体摆动式发动机必然会打破这些牢固的、稳定的连接。而萨博展出的SVC可变压缩比发动机等于产生了两个并列的缸体，增加了发动 机的体积和重量，活塞和其下方的连杆、齿轮等做纯往复运动，增大了纯往复运动部件的重量，爆发冲程产生的动能由齿轮传递，给齿轮带来极大的冲。

发明内容

本实用新型的主要优点及特征是通过：通过同步差速控制器使偏心连杆轴瓦在绝大多数的工况下与曲轴做同向、同步转动，只有在调整发动机压缩比时，才会相对于曲轴做低速转动，因此，主轴颈内齿轮轴、曲轴连杆轴颈、偏心连杆轴瓦与曲轴接触面，以及各齿轮之间的磨损可以忽略不计，因此，所表现出来的优点是：

1、可以对发动机的气缸压缩比实现无级连续控制，即，可以达到在发动机设计范围最高压缩比和最低压缩比之间的任何压缩比；

2、对现有发动机的结构变动小，发动机整体结构不变，若要求不高，可以对发动机整体不做任何改变，只在曲轴主轴径处向下伸一定的尺寸；

3、主轴颈内齿轮轴、偏心连杆轴瓦等部件上的齿轮可以设计为低速齿轮，对于材质、加工精度、装配精度要求较底；

4、偏心连杆轴瓦只相对于曲轴做180度旋转，所以可以将曲轴偏心连杆轴颈齿轮轴瓦设计为两片轴瓦，这使得曲轴可以使用目前广泛使用的坚固可靠的一体成型设计，而不用将曲轴分段制造、装配；

5、偏心连杆轴瓦只在极少的工况下相对于曲轴做180度的低速旋转，所以两者之间的接触面磨损可以忽略，而磨损主要来自偏心连杆轴瓦与连杆或连杆轴瓦的接触面，而由于偏心连杆轴瓦不用象曲轴一样考虑承担发动机产生各种扭拒、冲击力以及整体性，所以其所选择材质、加工工艺更加广泛，并可在表面添加涂层、镀层等提高耐磨性；

6、偏心连杆轴瓦上的齿轮为低速齿轮，可以缩减齿轮的宽度，在发动机长度不变的情况下，相当于增加了曲轴主轴径和连杆轴径的宽度，增 加了摩擦面的面积，降低了摩擦面的压强，相当于提高了耐磨性；

7、由于偏心连杆轴瓦绝大部分工作时间都是相对于曲轴是静止的，只有在调整发动机压缩比时才有变动，所以，发动机的上、下止点的变化极有规律性，而且变化较为缓慢，因此，对于曲轴整体的动平衡、油底壳内油面高低的调整、点火正时、气门正时和燃油供给等方面的调整也可以做到很好的控制；

8、同步差速控制器也可以用于可变气门正时的调整；

9、可以通过向气缸内注入水来降低气缸内的温度，防止因压缩比过高而使温度过高，产生爆燃和氮氧化物一类的污染，同时通过气化水来增加气缸内的压力，增加了发动机的效率。