CN101408127B - 可变冲程发动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可变冲程发动机，连杆的一端部经由活塞销连接到活塞，控制杆的一端部与偏心轴连接，所述连杆的另一端部和所述控制杆的另一端部经由转动自如地支撑在曲轴上的连接部件被连接起来，以从曲轴向凸轮轴传递旋转动力，从而靠近曲轴侧配置凸轮轴，实现发动机的小型化。将凸轮轴(26)配置于如下所述的位置：在向与曲轴(17)的轴线正交的平面投影的投影图上，进气侧和排气侧凸轮(27、28)所描绘的轨迹(TC)的一部分与连接部件(43)所描绘的轨迹(TL)重叠的位置上，该凸轮轴(26)的旋转相位被设定为可避免进气侧和排气侧凸轮(27、28)干扰到连接部件(43)的凸轮轴(26)侧的端部。

Description

可变冲程发动机 

技术领域

本发明涉及一种可变冲程发动机，特别涉及如下的可变冲程发动机的改良：曲轴、构成气门传动装置的一部分并设有进气侧凸轮和排气侧凸轮的凸轮轴、以及具有偏心轴的旋转轴具有相互平行的轴线，并旋转自如地支撑于发动机主体的曲轴箱，连杆的一端部经由活塞销连接于活塞，控制杆的一端部与所述偏心轴连接，所述连杆的另一端部和所述控制杆的另一端部经由旋转自如地支撑在所述曲轴上的连接部件被连接起来，以从所述曲轴向所述凸轮轴传递旋转动力。 

背景技术

通过专利文献1等已经公知有这样的可变冲程发动机。 

专利文献1：日本特开2003-278567号公报 

然而在上述专利文献1所公开的发明中，为了避免连接部件的凸轮轴侧的端部与进气侧或者排气侧凸轮相干扰，将凸轮轴配置于距离曲轴较远的位置，由此导致曲轴箱乃至发动机整体大型化。 

发明内容

本发明就是鉴于所述情况而完成的，其目的在于提供一种可靠近曲轴侧配置凸轮轴从而使发动机小型化的可变冲程发动机。 

为了达成上述目的，在第一发明的可变冲程发动机中，曲轴、构成气门传动装置的一部分并设有进气侧凸轮和排气侧凸轮的凸轮轴以及具有偏心轴的旋转轴具有相互平行的轴线，并旋转自如地支撑于发动机主体的曲轴箱，连杆的一端部经由活塞销连接到活塞，控制杆的一端部与所述偏心轴连接，所述连杆的另一端部和所述控制杆的另一端部经由转动自如地支撑在所述曲轴上的连接部件被连接起来，从所述曲轴向所述 凸轮轴传递旋转动力，所述可变冲程发动机的特征在于，将所述凸轮轴配置于如下位置：在向与所述曲轴的轴线正交的平面投影的投影图上，所述进气侧和排气侧凸轮所描绘的轨迹的一部分与所述连接部件所描绘的轨迹重叠的位置，该凸轮轴的旋转相位被设定为可避免所述进气侧和排气侧凸轮干扰所述连接部件的所述凸轮轴侧的端部。 

此外，在第一发明所述的可变冲程发动机的基础上，第二发明的特征在于，在与所述曲轴的轴线正交的平面上，相对于气缸轴线所述凸轮轴与所述旋转轴配置在同一侧。 

根据第一发明，可避免进气侧和排气侧凸轮干扰连接部件的凸轮轴侧的端部，同时将凸轮轴配置于在向与曲轴的轴线正交的平面投影的投影图上进气侧和排气侧凸轮所描绘的轨迹的一部分与所述连接部件所描绘的轨迹重叠的位置上，因此可以靠近曲轴侧配置凸轮轴，并可以实现发动机的小型化。 

此外根据第二发明，由于在与曲轴的轴线正交的平面上，相对于气缸轴线凸轮轴与旋转轴配置在同一侧，因此能够在避免凸轮轴干扰连接部件的移动轨迹的同时靠近旋转轴侧配置凸轮轴，从而使发动机整体紧凑地构成。 

附图说明

图1是在活塞到达排气上止点近前的状态下的发动机的纵剖面图，是沿图2的1-1线的剖视图。 

图2是沿图1的2-2线的剖面图。 

图3是在活塞到达膨胀下止点的状态下的与图1对应的发动机的纵剖视图。 

图4是在活塞从图3的状态上升的状态下的与图1对应的发动机的纵剖视图。 

图5是在活塞从图4的状态上升的状态下的与图1对应的发动机的纵剖视图。 

图6是在活塞从图5的状态上升的状态下的与图1对应的发动机的 纵剖视图。 

图7表示第二实施例，是在活塞到达排气上止点近前的状态下的与图1对应的发动机的纵剖视图。 

图8是活塞在膨胀行程中的状态下的与图7对应的发动机的纵剖面图。 

图9是从图8的状态活塞下降后的状态下的与图7对应的发动机的纵剖视图。 

图10是活塞到达膨胀下止点的状态下的与图7对应的发动机的纵剖视图。 

标号说明 

11：发动机主体； 

12：曲轴箱； 

17：曲轴； 

25：气门传动装置； 

27：进气侧凸轮； 

28：排气侧凸轮； 

18：活塞； 

25：气门传动装置； 

26：凸轮轴； 

37：旋转轴； 

38：偏心轴； 

40：活塞销； 

41：连杆； 

42：控制杆； 

43：连接部件； 

C：气缸轴线； 

TC、TL：轨迹。 

具体实施方式

以下，基于附图所示的本发明的实施例，对本发明的实施方式进行说明。 

图1～图6表示本发明的第一实施例，图1是在活塞到达排气上止点近前的状态下的发动机的纵剖视图，是沿图2的1-1线的剖视图。图2是沿图1的2-2线的剖面图。图3是在活塞到达膨胀下止点的状态下的与图1对应的发动机的纵剖视图。图4是在活塞从图3的状态上升的状态下的与图1对应的发动机的纵剖视图。图5是在活塞从图4的状态上升的状态下的与图1对应的发动机的纵剖视图。图6是在活塞从图5的状态上升的状态下的与图1对应的发动机的纵剖视图。 

首先在图1和图2中，该发动机为用于例如工作机等的空冷单缸发动机，发动机主体11由曲轴箱12、从该曲轴箱12向上方突出的气缸体13、与该气缸体13的头部接合的气缸盖14以及与气缸盖14结合的气缸盖罩15构成。此外，曲轴箱12以该曲轴箱12下表面的安装面12c安装于各种作业机的发动机座上。 

曲轴箱12由与所述气缸体13一体形成的箱主体13a和与该箱主体13a结合的侧盖16构成，曲轴17旋转自如地支撑于曲轴箱12，该曲轴17一体地具有一对配重17a、17b和将两个配重17a、17b之间连接起来的曲轴销17c。 

气缸体13形成有供活塞18滑动自如地嵌合的缸膛19，面对活塞18顶部的燃烧室20形成于气缸体13和气缸盖14之间。此外，气缸盖14形成有可以通到燃烧室20的进气口21和排气口22，并且配设有可开闭进气口21和燃烧室20之间的进气门23以及开闭排气口22和燃烧室20之间的排气门24。 

驱动进气门23和排气门24开闭的气门传动装置25具有：凸轮轴26，其具有与所述曲轴17平行的轴线，且旋转自如地支撑于曲轴箱12；设于该凸轮轴26上的进气侧凸轮27和排气侧凸轮28；排气侧从动挡块30，其可动作地支撑于气缸体13，且与排气侧凸轮28滑动接触；进气侧从动挡块(未图示)，其与排气侧从动挡块30同样，可动作地支撑于气缸体13且与进气侧凸轮27滑动接触；排气侧推杆32，其下端抵接于所 述排气侧从动挡块30并向气缸盖罩15侧延伸；进气侧推杆(未图示)，其与排气侧推杆32同样，下端抵接于所述进气侧从动挡块并向气缸盖罩15侧延伸；排气侧摇臂33，其一端与朝向闭阀方向被弹性施力的所述排气门24抵接并可摆动地支撑于所述气缸盖14，并且另一端与所述排气侧推杆32的上端抵接；以及进气侧摇臂34，其一端与朝向闭阀方向被弹性施力的所述进气门23抵接并可摆动地支撑于所述气缸盖14，并且另一端与所述进气侧推杆的上端抵接。 

在所述气缸体13和所述气缸盖14中形成有使所述进气侧从动挡块和所述排气侧从动挡块30的上部向下部突出来的动作室35，所述进气侧推杆和所述排气侧推杆32配置在动作室35内。 

另一方面，在相对于所述曲轴17的轴线与所述凸轮轴26相反一侧，配置有具有偏心轴38的旋转轴37，该旋转轴37绕与所述曲轴17和所述凸轮轴26平行的轴线自由旋转，并且旋转自如地支撑于曲轴箱12。 

连杆41的一端部通过活塞销40连接到活塞18，控制杆42的一端部连接于所述偏心轴38，所述连杆41的另一端部和所述控制杆42的另一端部经由旋转自如地支撑在所述曲轴17的曲轴销17c上的连接部件43被连接起来，连杆41、连接部件43和控制杆42构成连接机构39。 

连接部件43形成为与曲轴销17c的半周滑动接触，与曲轴销17c的其余半周滑动接触的曲轴盖44通过螺栓45、45旋紧于连接部件43上。 

连杆41的另一端部经由第一销46可转动地连接于连接部件43的一端部上。控制杆42的另一端部设有供所述偏心轴38可相对滑动地嵌合的圆形轴孔47，控制杆42的另一端部经由第二销48可转动地连接于连接部件43的另一端部上。 

在所述曲轴17的配重17b的轴向外侧，在该曲轴17上设有驱动齿轮49，该驱动齿轮49作为将曲轴17的旋转动力降低到1/2并传递到所述凸轮轴26的部件。此外，所述凸轮轴26上设有与所述驱动齿轮49啮合的被动齿轮50，被动齿轮50具有是驱动齿轮49两倍的外径。 

另一方面，固定配置于曲轴箱12外侧的电动马达51，连接于所述旋转轴37的一端。并且通过电动马达51使旋转轴37旋转，从而能够使 偏心轴38的位置即控制杆42的支点移位，连接机构39进行工作，例如使活塞18在膨胀行程中的冲程比在压缩行程中的冲程大，由此以同样的混合气体的吸入量可以进行较大的膨胀做功，能够提高循环热效率。 

然而，所述连接机构39中的连接部件43在向与曲轴17的轴线正交的平面投影的投影图上描绘出图1的点划线所示的轨迹TL，在所述凸轮轴26上设置的进气侧凸轮27和排气侧凸轮28在所述投影图上描绘出图1的点划线所示的轨迹TC，所述凸轮轴26配置于所述轨迹TC的一部分与所述轨迹TL重合的位置上。 

并且所述凸轮轴26的旋转相位被设定为可避免所述进气侧和排气侧凸轮27、28干扰到所述连接部件43的所述凸轮轴26侧的端部。其中，观察活塞18在从膨胀下止点上升到排气上止点近前为止时的变化，从图3所示的膨胀下止点的状态起，经过图4、图5和图6所示的状态，直到到达图1的排气上止点近前这期间，进气侧凸轮27没有干扰连接部件43的凸轮轴26侧的端部，活塞18在除从膨胀下止点到排气上止点近前为止的上升行程以外进行移动时，进气侧凸轮27和排气侧凸轮28也都不会干扰连接部件43的凸轮轴26侧的端部。 

接着对第一实施例的作用进行说明，可避免进气侧和排气侧凸轮27、28干扰到连接部件43的凸轮轴26侧的端部，同时将凸轮轴26配置于在向与曲轴17的轴线正交的平面投影的投影图上进气侧和排气侧凸轮27、28所描绘的轨迹TC的一部分与所述连接部件43所描绘的轨迹TL重叠的位置上，因此可以靠近曲轴17侧配置凸轮轴26，并可以实现发动机的小型化。 

图7～图10表示本发明的第二实施例，对与上述第一实施例对应的部分标以相同的参考符号并仅在图上表示，省略详细的说明。 

在上述第一实施例中，相对于曲轴17的轴线凸轮轴26配置在与旋转轴37相反一侧，然而在该第二实施例中，在与曲轴17的轴线正交的平面上，相对于气缸轴线C凸轮轴26配置在与旋转轴37同一侧，由此气门传动装置25的进气侧从动挡块、排气侧从动挡块30、进气侧推杆和排气侧推杆32配置在与第一实施例相反侧。

在该第二实施例中，连接部件43在向与曲轴17的轴线正交的平面投影的投影图上描绘图7的点划线所示的轨迹TL，设于所述凸轮轴26的进气侧凸轮27和排气侧凸轮28在所述投影图上描绘图7的点划线所示的轨迹TC，所述凸轮轴26配置于所述轨迹TC的一部分与所述轨迹TL重合的位置上。 

并且所述凸轮轴26的旋转相位被设定为可避免所述进气侧和排气侧凸轮27、28干扰到所述连接部件43的所述凸轮轴26侧的端部。此处，观察活塞18在从膨胀行程中下降到膨胀下止点为止时的变化，从图8所示的膨胀行程中途起，经过图9所示的状态，直到到达图10的膨胀下止点的过程中，排气侧凸轮28并不干扰连接部件43的凸轮轴26侧的端部，活塞18在膨胀行程以外的范围进行移动时，进气侧凸轮27和排气侧凸轮28也都不会干扰连接部件43的凸轮轴26侧的端部。 

根据该第二实施例，可以靠近曲轴17侧配置凸轮轴26，并且能够避免凸轮轴26和连接部件43相干扰，同时能够靠近旋转轴37侧配置凸轮轴26，使发动机整体更为紧凑。 

以上，对本发明的实施例进行了说明，然而本发明并不限定于上述实施例，在不脱离权利要求书所述的本发明的范围内可以进行各种设计变更。

Claims (2)

1.一种可变冲程发动机，在该可变冲程发动机中，曲轴(17)、构成气门传动装置(25)的一部分并设有进气侧凸轮(27)和排气侧凸轮(28)的凸轮轴(26)、以及具有偏心轴(38)的旋转轴(37)具有相互平行的轴线，并旋转自如地支撑于发动机主体(11)的曲轴箱(12)，连杆(41)的一端部经由活塞销(40)连接到活塞(18)，控制杆(42)的一端部与所述偏心轴(38)连接，所述连杆(41)的另一端部和所述控制杆(42)的另一端部经由转动自如地支撑在所述曲轴(17)上的连接部件(43)被连接起来，以从所述曲轴(17)向所述凸轮轴(26)传递旋转动力，所述可变冲程发动机的特征在于，

将所述凸轮轴(26)配置于如下位置：在向与所述曲轴(17)的轴线正交的平面投影的投影图上，所述进气侧和排气侧凸轮(27、28)所描绘的轨迹(TC)的一部分与所述连接部件(43)所描绘的轨迹(TL)重叠的位置，

该凸轮轴(26)的旋转相位被设定为可避免所述进气侧和排气侧凸轮(27、28)干扰到所述连接部件(43)的所述凸轮轴(26)侧的端部。

2.如权利要求1所述的可变冲程发动机，其特征在于，

在与所述曲轴(17)的轴线正交的平面上，相对于气缸轴线(C)所述凸轮轴(26)与所述旋转轴(37)配置在同一侧。

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