齒圈調(diào)節(jié)式內(nèi)燃機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】齒圈調(diào)節(jié)式內(nèi)燃機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)屬發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明中定位臺(tái)固接于齒圈上部左側(cè)，曲軸組的皮帶齒輪Ⅰ經(jīng)皮帶與相位調(diào)節(jié)組的皮帶齒輪Ⅱ連接，曲軸組的齒輪Ⅰ和齒輪Ⅱ與齒圈內(nèi)部齒嚙合，轉(zhuǎn)速同步組的齒輪Ⅲ與齒圈外部齒嚙合；轉(zhuǎn)速同步組的斜齒輪Ⅰ與相位調(diào)節(jié)組的斜齒輪Ⅱ嚙合；本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)的壓縮比連續(xù)可變；結(jié)構(gòu)緊湊，安裝空間?。豢衫脙?nèi)燃機(jī)正時(shí)皮帶空間與平衡軸空間進(jìn)行布置，合理利用安裝空間。
【專利說(shuō)明】
齒圈調(diào)節(jié)式內(nèi)燃機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種齒圈調(diào)節(jié)式內(nèi)燃機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]壓縮比決定了汽油機(jī)壓縮混合氣的壓力，汽油的燃燒特性導(dǎo)致了汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣壓力不能太高。如果氣缸內(nèi)的壓力超過(guò)了臨界值，汽油就會(huì)因?yàn)閴嚎s而在點(diǎn)火之前被點(diǎn)燃，這種現(xiàn)象被稱為爆燃，并產(chǎn)生爆震，會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)很大的傷害。對(duì)于現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)渦輪增壓介入以后，燃燒室的溫度和壓力會(huì)大幅度升高，如果這個(gè)值過(guò)高，爆震就不可避免。這會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成巨大傷害，同時(shí)也會(huì)影響動(dòng)力輸出。所以，固定壓縮比的渦輪增壓和機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)只能把壓縮比設(shè)計(jì)得比普通自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)低一些。但是這種過(guò)低的壓縮比設(shè)計(jì)，又會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)在增壓器特別是渦輪增壓沒(méi)有完全介入時(shí)也就是說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)，燃燒效率非常低，能產(chǎn)生的動(dòng)力要比普通自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的動(dòng)力要少得多。
[0003]另外，可變壓縮比技術(shù)可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)在燃油適應(yīng)性方面擁有巨大的優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)在新款的主流發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比普遍設(shè)計(jì)在10:1以上，以獲得更好的動(dòng)力輸出和燃油經(jīng)濟(jì)性。但是高壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)需要使用較高標(biāo)號(hào)的燃油，這種要求會(huì)降低汽車在偏遠(yuǎn)地方的適應(yīng)性，影響到車輛的銷售。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種可變壓縮比、結(jié)構(gòu)緊湊的機(jī)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明由曲軸組A、轉(zhuǎn)速同步組B、相位調(diào)節(jié)組C、皮帶1、定位臺(tái)2和齒圈3組成，其中定位臺(tái)2固接于齒圈3上部左側(cè)，曲軸組A的皮帶齒輪IlO經(jīng)皮帶I與相位調(diào)節(jié)組C的皮帶齒輪Π 40連接，曲軸組A的齒輪16和齒輪Π 8與齒圈3內(nèi)部齒嚙合，轉(zhuǎn)速同步組B的齒輪ΙΠ32與齒圈3外部齒嚙合;轉(zhuǎn)速同步組B的斜齒輪133與相位調(diào)節(jié)組C的斜齒輪Π 41嚙合。
[0006]所述的曲軸組A由主軸頸組件D、曲軸頸組件E、曲柄組件F、卡環(huán)14、軸承15、齒輪I
6、軸承Π 7、齒輪Π 8、軸頸9和皮帶齒輪110組成，
[0007]所述的主軸頸組件D由主軸頸112、凸臺(tái)13和曲柄114自左至右固接而成，其中主軸頸112上自左至右設(shè)有環(huán)槽121和鍵槽111;曲柄114上部的凹臺(tái)116上設(shè)有孔115，曲柄114下部的凹臺(tái)Π 18上設(shè)有沉孔117，曲柄114下部的凹臺(tái)ΙΠ 20上設(shè)有沉孔Π 19;
[0008]所述的曲軸頸組件E由左軸127、中軸129和右軸130自左至右固接而成，其中左軸I27上設(shè)有鍵槽Π 28;
[0009]所述的曲柄組件F由曲柄Π23和主軸頸Π 24固接而成，其中曲柄Π 23上部設(shè)有孔Π 22;卡環(huán)14、皮帶齒輪IlO和軸承15自左至右順序排列于主軸頸組件D的主軸頸112上，其中軸承15的內(nèi)圈與主軸頸112過(guò)盈配合，皮帶齒輪110與主軸頸112的鍵槽111鍵連接，卡環(huán)I4固接于主軸頸112的環(huán)槽121中；齒輪Π 8經(jīng)軸頸9與主軸頸組件D中的沉孔117和沉孔Π 19活動(dòng)連接;齒輪16與曲軸頸組件E中左軸127的鍵槽Π 28鍵連接，左軸127的左端部與主軸頸組件D中曲柄114的孔115活動(dòng)連接，曲軸頸組件E中右軸130與曲柄組件F中曲柄Π 23的孔Π22活動(dòng)連接;軸承Π 7的內(nèi)圈與曲柄組件F的主軸頸Π 24過(guò)盈配合。
[0010]所述的轉(zhuǎn)速同步組B由同步軸G、軸承ΙΠ31、齒輪ΙΠ32、斜齒輪133、軸承IV34組成，[0011 ] 所述的同步軸G由左軸Π 35、中軸Π 37、右軸Π 39固接而成，中軸Π 37自左至右順序設(shè)有鍵槽ΙΠ36和鍵槽IV38;軸承ΙΠ31位于同步軸G的左軸Π35，軸承ΙΠ31的內(nèi)圈與左軸Π35過(guò)盈配合;齒輪ΙΠ32與同步軸G上中軸Π 37的鍵槽ΙΠ36鍵連接，斜齒輪133與同步軸G上中軸Π 37的鍵槽IV38鍵連接;軸承IV34位于同步軸G的右軸Π 39，軸承IV34的內(nèi)圈與右軸Π 39過(guò)盈配合。
[0012]所述的相位調(diào)節(jié)組C由調(diào)節(jié)軸H、步進(jìn)電機(jī)組件1、皮帶齒輪Π40、斜齒輪Π 41、軸承V 42、軸承VI43和軸承VH44組成；
[0013]所述的調(diào)節(jié)軸H自左至右設(shè)有鍵槽V45、環(huán)狀齒46和鍵槽VI47;
[0014]所述的步進(jìn)電機(jī)組件I由步進(jìn)電機(jī)48、鍵49、電機(jī)軸50和調(diào)節(jié)齒輪51組成；調(diào)節(jié)齒輪51經(jīng)鍵49與電機(jī)軸50的外端固接;軸承W44、皮帶齒輪Π 40和軸承VI43自左至右順序排列于調(diào)節(jié)軸H左端；其中軸承VM4和軸承VI43內(nèi)圈與調(diào)節(jié)軸H活動(dòng)連接，皮帶齒輪Π 40與鍵槽V45鍵連接;步進(jìn)電機(jī)組件I中調(diào)節(jié)齒輪51與調(diào)節(jié)軸H的環(huán)狀齒46嚙合，斜齒輪Π 41與調(diào)節(jié)軸H上鍵槽VI47鍵連接;軸承V 42位于調(diào)節(jié)軸H的右端，且軸承V 42內(nèi)圈與調(diào)節(jié)軸H活動(dòng)連接。
[0015]本發(fā)明的可變壓縮比機(jī)構(gòu)包括曲軸組Α、轉(zhuǎn)速同步組B、相位調(diào)節(jié)組C、皮帶1、定位臺(tái)2和齒圈3。
[0016]壓縮比固定狀態(tài):
[0017]各部分傳動(dòng)情況為曲軸組A的皮帶齒輪IlO和相位調(diào)節(jié)組C的皮帶齒輪Π40通過(guò)皮帶I傳動(dòng)，轉(zhuǎn)速大小相同、方向相同；相位調(diào)節(jié)組C的斜齒輪Π41與轉(zhuǎn)速同步組B的斜齒輪133嚙合傳動(dòng)，傳動(dòng)比為1:2，轉(zhuǎn)速方向相反，轉(zhuǎn)速同步組B的齒輪ΙΠ32與齒圈3外齒嚙合傳動(dòng)，傳動(dòng)比為2:1，轉(zhuǎn)速方向相反;此時(shí)，相位調(diào)節(jié)組C的轉(zhuǎn)速大小和方向與齒圈3相同；齒圈3內(nèi)齒與齒輪16嚙合，齒輪16角度與齒圈3角度沒(méi)有相對(duì)變化，也就是說(shuō)曲軸頸組件E的軸心與曲軸組A的軸心距離沒(méi)有相對(duì)變化，壓縮比不變。
[0018]壓縮比變化狀態(tài):
[0019]由步進(jìn)電機(jī)組件I中步進(jìn)電機(jī)48的電機(jī)軸50帶動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪51順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)軸H帶動(dòng)斜齒輪Π 41向左移動(dòng)，由斜齒輪嚙合傳動(dòng)原理可知，斜齒輪Π 41向左移動(dòng)，斜齒輪133轉(zhuǎn)動(dòng)相位提前，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速同步組B相位提前，此時(shí)，與齒輪ΙΠ32相嚙合的齒圈3相位也提前，齒圈3使齒輪16相對(duì)曲軸組A發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致曲軸頸組件E的軸心與曲軸組A的軸心距離產(chǎn)生相對(duì)變化，進(jìn)而導(dǎo)致燃燒室容積改變，壓縮比改變。
[0020]調(diào)節(jié)齒輪51逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)同理。
[0021]本發(fā)明的有益效果在于:
[0022]1.可實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)壓縮比連續(xù)可變。
[0023]2.結(jié)構(gòu)緊湊，安裝空間小。
[0024]3.可利用內(nèi)燃機(jī)正時(shí)皮帶空間與平衡軸空間進(jìn)行布置，合理利用安裝空間。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為齒圈調(diào)節(jié)式內(nèi)燃機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)的主視圖
[0026]圖2為齒圈調(diào)節(jié)式內(nèi)燃機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)的左視圖
[0027]圖3為曲軸組A的主視圖
[0028]圖4為曲軸組A的左視圖
[0029]圖5為卡環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖
[0030]圖6為主軸頸組件D的結(jié)構(gòu)示意圖
[0031]圖7為曲柄組件F的結(jié)構(gòu)示意圖
[0032]圖8為軸頸9的結(jié)構(gòu)示意圖
[0033]圖9為曲軸頸組件E的主視圖
[0034]圖10為曲軸頸組件E的左視圖
[0035]圖11為曲柄Π 23結(jié)構(gòu)示意圖
[0036]圖12為圖3中J-J截面視圖
[0037]圖13為轉(zhuǎn)速同步組B的主視圖
[0038]圖14為轉(zhuǎn)速同步組B的左視圖
[0039]圖15為同步軸G的結(jié)構(gòu)示意圖
[0040]圖16為相位調(diào)節(jié)組C的主視圖[0041 ]圖17為相位調(diào)節(jié)組C的左視圖
[0042]圖18為調(diào)節(jié)軸H的結(jié)構(gòu)示意圖
[0043]圖19為步進(jìn)電機(jī)組件I的結(jié)構(gòu)示意圖
[0044]圖20為曲軸組A和轉(zhuǎn)速同步組B通過(guò)皮帶I傳動(dòng)的主視圖
[0045]圖21為曲軸組A和轉(zhuǎn)速同步組B通過(guò)皮帶I傳動(dòng)的左視圖
[0046]圖22為轉(zhuǎn)速同步組B通過(guò)齒圈3與曲軸組A嚙合傳動(dòng)主視圖
[0047]圖23為圖22中K-K截面視圖
[0048]圖24為轉(zhuǎn)速同步組B與相位調(diào)節(jié)組C傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖
[0049]其中:A.曲軸組B.轉(zhuǎn)速同步組C.相位調(diào)節(jié)組D.主軸頸組件E.曲軸頸組件F.曲柄組件G.同步軸H.調(diào)節(jié)軸1.步進(jìn)電機(jī)組件1.皮帶2.定位臺(tái)3.齒圈4.卡環(huán)I 5.軸承I 6.齒輪I 7.軸承Π 8.齒輪Π 9.軸頸10.皮帶齒輪I 11.鍵槽I 12.主軸頸I 13.凸臺(tái)14.曲柄I 15.孔I 16.凹臺(tái)I 17.沉孔I 18.凹臺(tái)Π 19.沉孔Π 20.凹臺(tái)ΙΠ 21.環(huán)槽I 22.孔Π 23.曲柄Π 24.主軸頸Π 25.環(huán)槽Π 26.環(huán)槽ΙΠ 27.左軸I 28.鍵槽Π 29.中軸I30.右軸I 31.軸承ΙΠ 32.齒輪ΙΠ 33.斜齒輪I 34.軸承IV 35.左軸Π 36.鍵槽ΙΠ 37.中軸Π 38.鍵槽IV 39.右軸Π 40.皮帶齒輪Π 41.斜齒輪Π 42.軸承V 43.軸承VI 44.軸承VH 45.鍵槽V 46.環(huán)狀齒47.鍵槽VI 48.步進(jìn)電機(jī)49.鍵50.電機(jī)軸51.調(diào)節(jié)齒輪
【具體實(shí)施方式】
[0050]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述:
[0051 ]如圖1和圖2所示:皮帶I的內(nèi)齒分別與皮帶齒輪110和皮帶齒輪Π 40傳動(dòng)，皮帶齒輪IlO和皮帶齒輪Π 40齒數(shù)相同，皮帶齒輪IlO和皮帶齒輪Π 40轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)向相同，曲軸組A和相位調(diào)節(jié)組C轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)向相同。
[0052]齒圈3內(nèi)齒分別與齒輪16齒輪Π 8嚙合，齒圈3外齒與齒輪ΙΠ32外嚙合，齒圈3通過(guò)齒輪ΙΠ32進(jìn)行相位轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)，進(jìn)而改變齒輪16相位轉(zhuǎn)角。
[0053]定位臺(tái)2加工在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上，和連桿一起對(duì)齒圈3起軸向定位作用。
[0054]如圖3至圖12所示:
[0055]卡環(huán)14與主軸頸組件D主軸頸112左側(cè)環(huán)槽121固接，卡環(huán)14和軸承15限定皮帶齒輪IlO的軸向位置。
[0056]軸承15加工于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上，位于皮帶齒輪IlO和定位臺(tái)2之間，限定主軸頸112軸心位置，軸承15內(nèi)圈與主軸頸112過(guò)盈配合，保證主軸頸112自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0057]主軸頸112左端的皮帶齒輪IlO可以替代發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶輪，主軸頸112右側(cè)與定位臺(tái)2固接，定位臺(tái)2的作用是通過(guò)軸承15對(duì)主軸頸112起軸向定位作用。
[0058]鍵槽111位于主軸頸112左側(cè)，將主軸頸112與皮帶齒輪110進(jìn)行鍵連接。
[0059]孔115加工于曲柄114連桿軸頸端，孔Π 22加工于曲柄Π 23連桿軸頸端，孔115和孔Π 22—起對(duì)曲軸頸組件E起徑向定位作用，孔115和曲軸頸組件E左軸127活動(dòng)連接，孔Π 22和曲軸頸組件E右軸130活動(dòng)連接，保證曲軸頸組件E自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0060]凹臺(tái)116加工于曲柄114連桿軸頸端，和曲軸頸組件E中軸129左側(cè)一起對(duì)齒輪16起軸向定位作用，保證齒輪16左右位置固定。
[0061 ] 鍵槽Π 28加工于曲軸頸組件E左軸127上，作用是將齒輪16和曲軸頸組件E左軸127進(jìn)行鍵連接。
[0062 ]曲軸頸組件E隨齒輪16的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸頸組件E，使曲軸頸組件E軸心與主軸頸112和主軸頸Π 24軸心的相對(duì)距離發(fā)生改變，從而改變?nèi)紵胰莘e，相對(duì)距離越大壓縮比越大，相對(duì)距離越小壓縮比越小，進(jìn)而獲得壓縮比的改變。
[0063]凹臺(tái)Π18和凹臺(tái)ΙΠ20對(duì)齒輪Π 8起軸向定位作用，凹臺(tái)Π 18和凹臺(tái)ΙΠ20兩側(cè)平面分別與齒輪Π 8活動(dòng)連接，保證齒輪Π 8軸向固定。
[0064]沉孔Π 19加工于凹臺(tái)ΙΠ20上，沉孔117加工于凹臺(tái)Π 18上，沉孔Π 19和沉孔117—起對(duì)軸頸9起徑向定位作用，沉孔Π 19和沉孔117與軸頸9分別為活動(dòng)連接，保證軸頸9自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0065]軸頸9在齒輪Π8內(nèi)，二者為活動(dòng)連接，保證齒輪Π 8自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0066]軸頸9左端的環(huán)槽Π 25和軸頸9右端的環(huán)槽ΙΠ26，共同對(duì)軸頸9進(jìn)行卡環(huán)軸向定位。
[0067]曲柄Π23位于主軸頸Π 24左側(cè)，二者固接，曲柄Π 23與軸承Π 7活動(dòng)連接。
[0068]主軸頸Π24右端可以接發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪或是其他氣缸曲柄。
[0069]軸承Π7加工于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上，位于曲柄Π 23右側(cè)，軸承Π 7的內(nèi)圈與曲柄組件F的主軸頸Π 24過(guò)盈配合，對(duì)曲柄組件F的主軸頸Π 24起軸向以及徑向定位作用，同時(shí)保證主軸頸Π 24自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0070]如圖13和圖14所示:
[0071]皮帶齒輪IlO作用是通過(guò)皮帶I對(duì)皮帶齒輪Π40進(jìn)行傳動(dòng)，皮帶齒輪IlO和皮帶齒輪Π40齒數(shù)相同，皮帶齒輪IlO和皮帶齒輪Π40轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)向相同。
[0072]齒輪16與齒圈3內(nèi)齒嚙合傳動(dòng)，齒圈3改變齒輪16和曲軸組A的相對(duì)角度。
[0073]齒輪Π8位于曲柄114平衡重端中部的凹臺(tái)Π 18和凹臺(tái)ΙΠ20內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊。齒輪Π 8與齒輪16—起與齒圈3內(nèi)齒嚙合，保證齒圈3與主軸頸112和主軸頸Π 24同心轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0074]如圖13至圖15所示:
[0075]所述的同步軸G由左軸Π 35、中軸Π 37、右軸Π 39固接而成，中軸Π 37自左至右順序設(shè)有鍵槽ΙΠ36和鍵槽IV38 ；
[0076]同步軸G兩端連接平衡重，平衡二階往復(fù)慣性力。
[0077]軸承ΙΠ31加工于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上，位于同步軸G的左軸Π35，軸承ΙΠ31的內(nèi)圈與左軸Π 35過(guò)盈配合，軸承IV34加工于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上，位于同步軸G的右軸Π 39，軸承IV34的內(nèi)圈與右軸Π 39過(guò)盈配合，軸承m31和軸承IV34—起限定同步軸G徑向位置。
[0078]中軸Π37鍵槽ΙΠ36的作用是將同步軸G與齒輪ΙΠ32進(jìn)行鍵連接，同步軸G與齒輪ΙΠ32固接。
[0079]中軸Π37鍵槽IV38的作用是將同步軸G與斜齒輪133進(jìn)行鍵連接，同步軸G與斜齒輪133固接。
[0080]斜齒輪133與斜齒輪Π 41嚙合傳動(dòng)，斜齒輪Π 41與斜齒輪133傳動(dòng)比為2:1，通過(guò)改變斜齒輪Π 41的軸向位置來(lái)改變相嚙合的斜齒輪133轉(zhuǎn)動(dòng)相位。
[0081 ] 如圖16至圖19所示:
[0082]調(diào)節(jié)軸H左端鍵槽V45的作用是將調(diào)節(jié)軸H與皮帶齒輪Π40進(jìn)行鍵連接，調(diào)節(jié)軸H與皮帶齒輪Π 40軸向活動(dòng)連接。
[0083]調(diào)節(jié)軸H左端皮帶齒輪Π40與發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)系統(tǒng)共用皮帶I，調(diào)節(jié)軸H右端無(wú)其他零件。
[0084]軸承VM4加工于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上，位于皮帶齒輪Π40左側(cè)，軸承VI43加工于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上，位于皮帶齒輪Π 40右側(cè)，分別與皮帶齒輪Π 40和調(diào)節(jié)軸H活動(dòng)連接，軸承VM4和軸承VI43共同限定皮帶齒輪Π40的軸向位置以及調(diào)節(jié)軸H的徑向位置。
[0085]鍵槽VI47位于環(huán)狀齒46右側(cè)，其作用是將調(diào)節(jié)軸H與斜齒輪Π41進(jìn)行鍵連接，調(diào)節(jié)軸H與斜齒輪Π 41固接。
[0086]軸承V42加工于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上，位于調(diào)節(jié)軸H右端，與調(diào)節(jié)軸H活動(dòng)連接，并對(duì)其起徑向定位作用。
[0087]鍵49位于步進(jìn)電機(jī)組件I電機(jī)軸50前端，其作用是將電機(jī)軸50與調(diào)節(jié)齒輪51鍵連接，電機(jī)軸50與調(diào)節(jié)齒輪51固接。
[0088]調(diào)節(jié)齒輪51由步進(jìn)電機(jī)組件I的步進(jìn)電機(jī)48帶動(dòng)電機(jī)軸50進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0089 ]步進(jìn)電機(jī)組件I步進(jìn)電機(jī)48于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上，對(duì)調(diào)節(jié)齒輪51起傳動(dòng)作用。
[0090]如圖22和圖23所示:
[0091]齒輪ΙΠ32與齒圈3外齒嚙合傳動(dòng)，傳動(dòng)比為2:1，通過(guò)斜齒輪133改變齒輪ΙΠ32轉(zhuǎn)動(dòng)相位進(jìn)而調(diào)節(jié)齒圈3轉(zhuǎn)動(dòng)相位。
[0092]如圖20、圖21和圖24所示:
[0093]環(huán)狀齒46與調(diào)節(jié)齒輪51嚙合，從步進(jìn)電機(jī)組件I電機(jī)軸50到步進(jìn)電機(jī)48方向看，調(diào)節(jié)齒輪51順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶有環(huán)狀齒46的調(diào)節(jié)軸H向左移動(dòng)，調(diào)節(jié)齒輪51逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶有環(huán)狀齒46的調(diào)節(jié)軸H向右移動(dòng)。
[0094]斜齒輪Π41與斜齒輪133嚙合傳動(dòng)，傳動(dòng)比為1: 2，轉(zhuǎn)向相反，當(dāng)調(diào)節(jié)軸H帶動(dòng)斜齒輪Π 41向左移動(dòng)時(shí)，斜齒輪133的轉(zhuǎn)動(dòng)相位滯后，轉(zhuǎn)速同步組B轉(zhuǎn)動(dòng)相位滯后，當(dāng)調(diào)節(jié)軸H帶動(dòng)斜齒輪Π 41向右移動(dòng)時(shí)，斜齒輪133的轉(zhuǎn)動(dòng)相位提前，轉(zhuǎn)速同步組B轉(zhuǎn)動(dòng)相位提前。
[0095]壓縮比控制過(guò)程:
[0096]如圖2所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，曲軸組A和轉(zhuǎn)速同步組B順指針運(yùn)轉(zhuǎn)，相位調(diào)節(jié)組C逆時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn);皮帶齒輪Π40與皮帶齒輪IlO通過(guò)皮帶I傳動(dòng)，傳動(dòng)比為1:1，轉(zhuǎn)速大小相同，轉(zhuǎn)向相同;斜齒輪Π 41與斜齒輪133嚙合傳動(dòng)，傳動(dòng)比為1:2，轉(zhuǎn)向相反;齒輪ΙΠ32與齒圈3外齒嚙合，傳動(dòng)比為2:1，轉(zhuǎn)向相反；由兩次傳動(dòng)比的乘積為I，兩次相反轉(zhuǎn)向可知，齒圈3與曲軸組A轉(zhuǎn)速大小相同，轉(zhuǎn)向相同；曲軸組A的齒輪16和齒輪Π 8與齒圈3內(nèi)齒嚙合，曲軸組A的齒輪16和齒輪Π 8與齒圈3相對(duì)靜止，沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)曲軸頸組件E軸線離曲軸組A最遠(yuǎn)，壓縮比最大。
[0097]調(diào)節(jié)軸H上加工有環(huán)狀齒46，調(diào)節(jié)軸H通過(guò)調(diào)節(jié)齒輪51與環(huán)狀齒46嚙合傳動(dòng)而移動(dòng);從步進(jìn)電機(jī)組件I電機(jī)軸50到步進(jìn)電機(jī)48方向看，調(diào)節(jié)齒輪51順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)軸H向左移動(dòng)，調(diào)節(jié)齒輪51逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)軸H向右移動(dòng)。
[0098]當(dāng)環(huán)狀齒46向左移動(dòng)時(shí)，斜齒輪Π41向左同步移動(dòng)，由斜齒輪嚙合傳動(dòng)原理可知，由于斜齒輪Π 41向左同步移動(dòng)，斜齒輪133轉(zhuǎn)動(dòng)相位滯后，進(jìn)而使轉(zhuǎn)速同步組B和與齒輪ΙΠ32嚙合的齒圈3轉(zhuǎn)動(dòng)相位滯后;此時(shí)從圖2方向看，齒圈3相對(duì)齒輪16發(fā)生逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)曲軸頸組件E相對(duì)曲軸組A發(fā)生逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)曲軸頸組件E的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍在0-180度時(shí)，燃燒室容積逐漸變大，壓縮比隨轉(zhuǎn)動(dòng)角度的增加而減??；當(dāng)曲軸頸組件E的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍在180-360度時(shí)，燃燒室容積逐漸變小，壓縮比隨轉(zhuǎn)動(dòng)角度的增加而增加。
[0099]當(dāng)環(huán)狀齒46向右移動(dòng)時(shí)，斜齒輪Π41向右同步移動(dòng)，斜齒輪133轉(zhuǎn)動(dòng)相位提前，進(jìn)而使轉(zhuǎn)速同步組B和與齒輪ΙΠ32嚙合的齒圈3轉(zhuǎn)動(dòng)相位提前，此時(shí)從圖2方向看，齒圈3相對(duì)齒輪16發(fā)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)曲軸頸組件E發(fā)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)曲軸頸組件E的順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍在0-180度時(shí)，燃燒室容積逐漸變大，壓縮比隨轉(zhuǎn)動(dòng)角度的增加而減小，當(dāng)曲軸頸組件E的相對(duì)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍在180-360度時(shí)，活塞掃過(guò)容積不變，壓縮比隨轉(zhuǎn)動(dòng)角度的增加而增加。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種齒圈調(diào)節(jié)式內(nèi)燃機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)，其特征在于，由曲軸組(A)、轉(zhuǎn)速同步組(B)、相位調(diào)節(jié)組(C)、皮帶(1)、定位臺(tái)(2)和齒圈(3)組成，其中定位臺(tái)(2)固接于齒圈(3)上部左側(cè)；曲軸組(A)的皮帶齒輪I(10)經(jīng)皮帶(I)與相位調(diào)節(jié)組(C)的皮帶齒輪Π (40)連接；曲軸組(A)的齒輪I (6)和齒輪Π (8)與齒圈(3)內(nèi)部齒嚙合;轉(zhuǎn)速同步組(B)的齒輪ΙΠ(32)與齒圈(3)外部齒嚙合;轉(zhuǎn)速同步組(B)的斜齒輪I (33)與相位調(diào)節(jié)組(C)的斜齒輪Π (41)嚙入口 ο2.按權(quán)利要求1所述的齒圈調(diào)節(jié)式內(nèi)燃機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的曲軸組(A)由主軸頸組件(D)、曲軸頸組件(E)、曲柄組件(F)、卡環(huán)1(4)、軸承1(5)、齒輪1(6)、軸承Π (7)、齒輪Π (8)、軸頸(9)和皮帶齒輪1(10)組成，所述的主軸頸組件(D)由主軸頸1(12)、凸臺(tái)(13)和曲柄1(14)自左至右固接而成，其中主軸頸1(12)上自左至右設(shè)有環(huán)槽1(21)和鍵槽I(Il);曲柄1(14)上部的凹臺(tái)1(16)上設(shè)有孔1(15)，曲柄1(14)下部的凹臺(tái)Π (18)上設(shè)有沉孔1(17)，曲柄1(14)下部的凹臺(tái)ΙΠ(20)上設(shè)有沉孔Π (19);所述的曲軸頸組件(E)由左軸I (27)、中軸I (29)和右軸I (30)自左至右固接而成，其中左軸I (27)上設(shè)有鍵槽Π (28);所述的曲柄組件(F)由曲柄Π (23)和主軸頸Π (24)固接而成，其中曲柄Π (23)上部設(shè)有孔Π(22);卡環(huán)1(4)、皮帶齒輪1(10)和軸承1(5)自左至右順序排列于主軸頸組件(D)的主軸頸I(12)上，其中軸承1(5)的內(nèi)圈與主軸頸1(12)過(guò)盈配合，皮帶齒輪1(10)與主軸頸1(12)的鍵槽I(Il)鍵連接，卡環(huán)1(4)固接于主軸頸1(12)的環(huán)槽1(21)中；齒輪Π (8)經(jīng)軸頸(9)與主軸頸組件(D)中的沉孔1(17)和沉孔Π (19)活動(dòng)連接;齒輪1(6)與曲軸頸組件(E)中左軸1(27)的鍵槽Π (28)鍵連接，左軸I (27)的左端部與主軸頸組件(D)中曲柄I (14)的孔I (15)活動(dòng)連接，曲軸頸組件(E)中右軸1(30)與曲柄組件(F)中曲柄Π (23)的孔Π (22)活動(dòng)連接;軸承Π(7)的內(nèi)圈與曲柄組件(F)的主軸頸Π (24)過(guò)盈配合。3.按權(quán)利要求1所述的齒圈調(diào)節(jié)式內(nèi)燃機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)速同步組(B)由同步軸(G)、軸承ΙΠ(31)、齒輪ΙΠ(32)、斜齒輪1(33)、軸承1￥(34)組成，所述的同步軸(G)由左軸Π (35)、中軸Π (37)、右軸Π (39)固接而成，中軸Π (37)自左至右順序設(shè)有鍵槽ΙΠ(36)和鍵槽IV(38);軸承ΙΠ(31)位于同步軸(G)的左軸Π(35)，軸承ΙΠ(31)的內(nèi)圈與左軸Π (35)過(guò)盈配合;齒輪ΙΠ(32)與同步軸(G)上中軸Π (37)的鍵槽ΙΠ(36)鍵連接，斜齒輪I (33)與同步軸(G)上中軸Π (37)的鍵槽IV(38)鍵連接;軸承IV(34)位于同步軸(G)的右軸Π (39)，軸承IV(34)的內(nèi)圈與右軸Π (39)過(guò)盈配合。4.按權(quán)利要求1所述的齒圈調(diào)節(jié)式內(nèi)燃機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的相位調(diào)節(jié)組(C)由調(diào)節(jié)軸(H)、步進(jìn)電機(jī)組件(I)、皮帶齒輪Π (40)、斜齒輪Π (41)、軸承V (42)、軸承VI(43)和軸承W(44)組成，所述的調(diào)節(jié)軸(H)自左至右設(shè)有鍵槽V (45)、環(huán)狀齒(46)和鍵槽VK47);所述的步進(jìn)電機(jī)組件(I)由步進(jìn)電機(jī)(48)、鍵(49)、電機(jī)軸(50)和調(diào)節(jié)齒輪(51)組成;調(diào)節(jié)齒輪(51)經(jīng)鍵(49)與電機(jī)軸(50)的外端固接;軸承VH(44)、皮帶齒輪Π (40)和軸承VK43)自左至右順序排列于調(diào)節(jié)軸(H)左端，其中軸承VD(44)和軸承VI(43)內(nèi)圈與調(diào)節(jié)軸(H)活動(dòng)連接，皮帶齒輪Π (40)與鍵槽V (45)鍵連接;步進(jìn)電機(jī)組件(I)中調(diào)節(jié)齒輪(51)與調(diào)節(jié)軸(H)的環(huán)狀齒(46)嚙合，斜齒輪Π (41)與調(diào)節(jié)軸(H)上鍵槽VI(47)鍵連接;軸承V(42)位于調(diào)節(jié)軸(H)的右端，且軸承V(42)內(nèi)圈與調(diào)節(jié)軸(H)活動(dòng)連接。
【文檔編號(hào)】H02K37/24GK105863836SQ201610429642
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年6月16日
【發(fā)明人】解方喜, 楊文海, 洪偉, 姚卓彤, 戴志堯, 代春雨, 楊海洋, 趙玉祥, 黃震, 康爾凝, 蘇巖, 姜北平, 李小平, 郭淑芳
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)