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CN101408128A - 可变冲程发动机 - Google Patents

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渡边生
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Abstract

本发明提供一种可变冲程发动机，曲轴、凸轮轴以及具有偏心轴的旋转轴具有相互平行的轴线，并被旋转自如地支撑于曲轴箱，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通过被所述曲轴旋转自如地支撑的连接部件连接，以从所述曲轴分别向凸轮轴和旋转轴传递旋转动力，从而缩短曲轴的轴承间距，避免曲轴直径增大的同时防止轴承支撑刚性的恶化。在曲轴(17)上设有用于向凸轮轴(26)侧传递旋转动力的定时驱动轮(49)，在旋转轴(37)上设有从动于该定时驱动轮(49)的定时从动轮(51)。

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、构成气门传动装置一部分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通过被所述曲轴旋转自如地支撑的连接部件连接，以从所述曲轴分别向所述凸轮轴和所述旋转轴传递旋转动力。
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2005-54685号
但是在上述专利文献1中公开的可变冲程发动机中，用于向凸轮轴侧传递动力的驱动齿轮和用于向旋转轴侧传递动力的驱动齿轮沿轴向相邻地设于曲轴上，曲轴的轴承间距变长，为了避免由轴承支撑刚性恶化引起曲轴变形或摩擦力增加，不得不使曲轴的直径增大。
发明内容
本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种如下所述的可变冲程发动机：缩短曲轴的轴承间距，避免曲轴直径增大，并且防止轴承支撑刚性的恶化。
为了达到上述目的，第一发明的可变冲程发动机中，曲轴、构成气门传动装置一部分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通过被所述曲轴旋转自如地支撑的连接部件连接，以从所述曲轴分别向所述凸轮轴和所述旋转轴传递旋转动力，其特征在于，在所述曲轴设有用于向所述凸轮轴侧传递旋转动力的定时驱动轮，在所述旋转轴上设有从动于该定时驱动轮的定时从动轮。
此外，在第一发明所述的可变冲程发动机的基础上，第二发明的可变冲程发动机的特征在于，在所述凸轮轴上设有与作为齿轮的所述定时驱动轮啮合的被动齿轮，与所述定时驱动轮啮合的作为齿轮的所述定时从动轮与所述被动齿轮的变位量被设定为相互不同。
进而，在第一发明或第二发明所述的可变冲程发动机的基础上，第三发明的可变冲程发动机的特征在于，所述凸轮轴在与所述曲轴的轴线正交的平面上相对于气缸轴线配置在与所述旋转轴相同一侧。
根据第一发明，由于共用于从曲轴向凸轮轴传递动力和从曲轴向旋转轴传递动力的定时驱动轮设于曲轴上，因此与在曲轴上相邻地设置两个驱动齿轮的现有产品相比，能够使曲轴的轴承间距缩短，因而能够在避免曲轴直径增大的同时防止轴承支撑刚性的恶化。
此外，根据第二发明，由于以与作为齿轮的所述定时驱动轮啮合的方式设于凸轮轴上的被动齿轮和与所述定时驱动轮啮合的作为齿轮的定时从动轮的变位量被设定为相互不同，因此最优化分配施加到凸轮轴和旋转轴上的负荷，能够实现发动机的小型化。
进而根据第三发明，由于在与曲轴的轴线正交的平面上凸轮轴与旋转轴相对气缸轴线配置在同一侧，因此能够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是第一实施例的发动机的纵剖侧视图，且是沿图2的1-1线的剖视图。
图2是沿图1的2-2线的剖视图。
图3是第二实施例的与图1对应的发动机的纵剖侧视图。
标号说明
11：发动机主体
17：曲轴
18：活塞
21：曲轴箱
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
49：作为定时驱动轮的驱动齿轮
50：第一被动齿轮
51：作为定时从动轮的第二被动齿轮
C：气缸轴线
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和图2表示本发明的第一实施例，图1是发动机的纵剖侧视图，且是沿图2的1-1线的剖视图。图2是沿图1的2-2线的剖视图。
该发动机为用于例如作业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下表面的放置面12a安装于各种作业机的发动机座上。
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的吸气口21和排气口22，并且配设有可开闭吸气口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上的吸气侧凸轮27和排气侧凸轮28；吸气侧从动挡块29，其可动作地支撑于气缸体13，且与吸气侧凸轮27滑动接触；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；吸气侧推杆31，其下端抵接于所述吸气侧从动挡块29并向气缸盖罩15侧延伸；排气侧推杆(未图示)，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；吸气侧摇臂33，其一端与朝向闭阀方向被弹性施力的所述进气门23抵接并可摇动地支撑于所述气缸盖14，并且另一端与所述吸气侧推杆31的上端抵接；以及排气侧摇臂34，其一端与朝向闭阀方向被弹簧施力的所述排气门24抵接，可摇动地支撑于所述气缸盖14，并且另一端与所述排气侧推杆的上端抵接。
在所述气缸体13和所述气缸盖14中形成有使所述吸气侧从动挡块29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，所述吸气侧推杆31和所述排气侧推杆配置在动作室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围绕与所述曲轴17和所述凸轮轴26平行的轴线旋转自如，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。在控制杆42的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上设有用于向凸轮轴26侧传递旋转动力的作为定时驱动轮的驱动齿轮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和所述旋转轴37的部件。
另一方面，所述凸轮轴26上设有与所述驱动齿轮49啮合的第一被动齿轮50，此外在所述旋转轴37上设有与所述驱动齿轮49啮合的作为定时从动轮的第二被动齿轮51，第一和第二被动齿轮50、51的外经形成为驱动齿轮49外径的两倍。而且第一被动齿轮50的轴向宽度设定为驱动齿轮49轴向宽度的大约1/2，与此相对地，第二被动齿轮51的轴向宽度设为与驱动齿轮49的轴向宽度大致相同，这是由于曲轴17和旋转轴37之间的负荷比曲轴17和凸轮轴26之间的负荷大。
而且，设于凸轮轴26的第一被动齿轮50与设于旋转轴37的第二被动齿轮51的变位量被设定为相互不同。
这样，伴随偏心轴38随曲轴17的旋转而以1/2的减速比进行旋转，连接机构39动作使得膨胀行程中活塞18的冲程比压缩行程中的冲程大，并由此通过相同的吸入混合气量进行更大的膨胀做功，能够提高循环热效率。
接着对第一实施例的作用进行说明，曲轴17上设有用于向凸轮轴26侧传递旋转动力的驱动齿轮49，与驱动齿轮49啮合的第二被动齿轮51设于旋转轴37上，由于共用于从曲轴17向凸轮轴26传递动力和从曲轴17向旋转轴37传递动力的驱动齿轮49设于曲轴17上，因此与在曲轴17上相邻地设置两个驱动齿轮的现有产品相比，能够使曲轴17的轴承间距缩短，因而能够在避免曲轴17直径增大的同时防止轴承支撑刚性的恶化。
并且，设于凸轮轴26上的第一被动齿轮50和设于旋转轴37上的第二被动齿轮51的变位量被设定为相互不同，因此最优化分配施加到凸轮轴26和旋转轴37上的负荷，能够分别设定曲轴17、所述凸轮轴26和所述旋转轴37的轴间距离，实现发动机的小型化。
图3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在图上表示，省略详细的说明。
在上述第一实施例中，凸轮轴26配置在相对于曲轴17的轴线与旋转轴37相反一侧，而在该第二实施例中，在与曲轴17的轴线正交的平面上，凸轮轴26与旋转轴37相对于气缸轴线C配置在同一侧，由此气门传动装置25的吸气侧从动挡块29、排气侧从动挡块30、吸气侧推杆31和排气侧推杆配置在与第一实施例相反一侧。
根据该第二实施例，能够避免凸轮轴26干扰连接部件43的移动轨迹的同时靠近旋转轴37侧配置凸轮轴26，从而使发动机整体紧凑地构成。
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。
例如在上述实施例中，采用驱动齿轮49作为定时驱动轮，采用第二被动齿轮51作为定时从动轮，然而定时驱动轮和定时从动轮也可以采用链轮或者带齿带轮。

Claims (3)

1.一种可变冲程发动机，曲轴(17)、构成气门传动装置(25)一部分的凸轮轴(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)的另一端部经由旋转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)分别向所述凸轮轴(26)和所述旋转轴(37)传递旋转动力，其特征在于，
在所述曲轴(17)上设有用于向所述凸轮轴(26)侧传递旋转动力的定时驱动轮(49)，在所述旋转轴(37)上设有从动于该定时驱动轮(49)的定时从动轮(51)。
2.如权利要求1所述的可变冲程发动机，其特征在于，
所述凸轮轴(26)上设有与作为齿轮的所述定时驱动轮(49)啮合的被动齿轮(50)，与所述定时驱动轮(49)啮合的作为齿轮的所述定时从动轮(51)与所述被动齿轮(50)的变位量被设定为相互不同。
3.如权利要求1或2所述的可变冲程发动机，其特征在于，
所述凸轮轴(26)在与所述曲轴(17)的轴线正交的平面上相对于气缸轴线(C)配置在与所述旋转轴(37)相同一侧。
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