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CN200949488Y - 可变冲程发动机 - Google Patents

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CN200949488Y
CN200949488Y CNU2006201347462U CN200620134746U CN200949488Y CN 200949488 Y CN200949488 Y CN 200949488Y CN U2006201347462 U CNU2006201347462 U CN U2006201347462U CN 200620134746 U CN200620134746 U CN 200620134746U CN 200949488 Y CN200949488 Y CN 200949488Y
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渡边生
河野昌平
直江学
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

本实用新型提供一种可变冲程发动机，在该可变冲程发动机中，实现减小在副连杆上产生的0.5次振动，抑制发动机的振动，同时，抑制伴随振动产生的噪声。副连杆(37A)的重心位置设定为，副连杆(37A)的重心位置与曲轴销(25a)的轴线之间的距离，比主连杆在副连杆(37A)上的连接点与所述重心位置间的距离，以及比控制杆在副连杆(37A)上的连接点与所述重心位置间的距离小。

Description

可变冲程发动机
技术领域
本实用新型涉及可变冲程发动机，特别是，涉及可变冲程发动机的改进，该可变冲程发动机具有：主连杆，其一端通过活塞销连接到活塞上；副连杆，其连接到曲轴的曲轴销上，同时，连接到上述主连杆的另一端，所述曲轴旋转自由地支承在发动机主体的曲轴箱中；控制杆，其一端在偏离上述主连杆的连接位置的位置上连接到上述副连杆上；以及枢轴，其通过从上述曲轴按1/2的减速比减速后的动力传递，绕偏心轴线旋转，同时，连接上述控制杆的另一端。
背景技术
以往，这种可变冲程发动机，例如在专利文献1和专利文献2等中已为大家所知，控制杆的一端连接在副连杆上，通过将其另一端连接在枢轴上，由此，活塞的进气·压缩冲程和膨胀·排气冲程互不相同，所述枢轴通过按1/2的减速比从曲轴传递来的动力，绕偏心轴线旋转。
[专利文献1]日本特开平9-228858号公报
[专利文献2]美国专利第4517931号说明书
可是，在这样的可变冲程发动机中，连杆机构由下列部分构成：主连杆，其连接到活塞上；副连杆，其连接到曲轴的曲轴销上，同时，连接到主连杆的另一端；以及控制杆，其一端在偏离主连杆的连接位置的位置上连接到上述副连杆上，同时，另一端连接到枢轴上。由于该连杆机构的运动，是按曲轴旋转两周而进行一个周期的运动，因此，会产生0.5次的惯性振动，当由0.5次的惯性振动产生的激振力变大时，就会产生如下的问题。
即，伴随惯性力过大引起的惯性振动的增加，发动机的振动变大，同时，产生由振动引起的噪声，需要用于避免由惯性力过大引起的发动机结构零部件的强度下降的对策，另外，还会因惯性力过大而使发动机在工作机等中的安装性能降低。
实用新型内容
本实用新型鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种可变冲程发动机，其可减小在副连杆上产生的0.5次的振动。
为达成上述目的，本实用新型的第一方面的可变冲程发动机，具有：主连杆，其一端通过活塞销连接到活塞上；副连杆，其连接到曲轴的曲轴销上，并且，连接到所述主连杆的另一端，所述曲轴旋转自由地支承在发动机主体的曲轴箱中；控制杆，其一端在偏离所述主连杆的连接位置的位置上连接到所述副连杆上；以及枢轴，其通过从所述曲轴按1/2的减速比减速后的动力传递，绕偏心轴线旋转，并且，连接所述控制杆的另一端，其特征在于，所述副连杆的重心位置设定为，所述副连杆的重心位置与所述曲轴销的轴线之间的距离，比所述主连杆在所述副连杆上的连接点与所述重心位置间的距离、以及比所述控制杆在所述副连杆上的连接点与所述重心位置之间的距离小。
此外，本实用新型的第二方面在本实用新型第一方面的结构的基础上，其特征在于，所述副连杆由下列部分构成：副连杆主体，其连接所述主连杆和所述控制杆；以及盖，其安装在所述副连杆主体上，与该副连杆主体之间夹持所述曲轴销，形成所述盖的材料的密度设定得比形成所述副连杆主体的材料的密度高。
本实用新型的第三方面在本实用新型第一方面的结构的基础上，其特征在于，所述副连杆由下列部分构成：副连杆主体，其连接所述主连杆和所述控制杆；盖，其安装在所述副连杆主体上，与该副连杆主体之间夹持所述曲轴销；以及重锤部件，其附设在该盖的与所述副连杆主体相反一侧。
另外，本实用新型的第四方面在本实用新型第一～第三方面的任一方面所述的结构的基础上，其特征在于，所述副连杆由下列部分构成：副连杆主体，其连接所述主连杆和所述控制杆；以及盖，其用紧固部件紧固在所述副连杆主体上，与该副连杆主体之间夹持所述曲轴销，形成所述紧固部件的材料的密度设定得比形成所述副连杆主体的材料的密度高。
根据本实用新型的第一方面，通过将副连杆的重心位置与曲轴销的轴线之间的距离，设定得比主连杆在副连杆上的连接点与重心位置之间的距离、以及比控制杆在副连杆上的连接点与重心位置间的距离小，从而副连杆的重心位置就接近曲轴销的轴线进行配置，可以抑制在副连杆上产生的0.5次的惯性振动，从而，可以抑制发动机的振动，同时，可以抑制伴随振动产生的噪声。
此外，根据本实用新型的第二方面，通过使与盖一起构成副连杆的副连杆主体轻量化，从而减小副连杆的惯性振动载荷，与将重心位置接近曲轴销的轴线进行配置相结合，可以减小0.5次的惯性振动载荷，可以更加有效地抑制发动机的振动，同时，还可以有效地抑制伴随振动产生的噪声。
根据本实用新型的第三方面，通过在盖的与副连杆主体相反一侧附设重锤部件，可以使副连杆的重心位置更加接近曲轴销的轴线，通过进一步减小0.5次的惯性振动，可以更有效地抑制发动机的振动，同时，还可以有效地抑制伴随振动产生的噪声。
另外，根据本实用新型的第四方面，通过使紧固部件的材料为高密度，可以使副连杆的重心位置更接近曲轴销的轴线，通过进一步减小0.5次的惯性振动，可以更加有效地抑制发动机的振动，同时，还可以有效地抑制伴随振动产生的噪声。
附图说明
图1是第1实施例的发动机的纵剖侧面图。
图2是表示由曲轴角度变化引起的振动分量变化的图。
图3是表示多个次数分量在总激振力中所占比例的图。
图4是表示与副连杆的重心位置和曲轴销的轴线间的距离变化对应的惯性力变化的图。
图5是副连杆的侧面图。
图6是第2实施例的副连杆的侧面图。
标号说明
21、发动机主体；22、曲轴箱；25、曲轴；25a、曲轴销；26、活塞；33、枢轴；35、活塞销；36、主连杆；37A、37B、副连杆；38、控制杆；39、副连杆主体；40、盖；41、作为紧固部件的螺栓；45、重锤部件。
具体实施方式
以下，根据附图所示的本实用新型的实施例，对本实用新型的实施方式进行说明。
图1～图5表示本实用新型的第1实施例，图1是表示发动机的纵剖侧面图，图2是表示由曲轴角度变化引起的振动分量变化的图，图3是表示多个次数分量在总激振力中所占比例的图，图4是表示与副连杆的重心位置和曲轴销的轴线间的距离变化对应的惯性力变化的图，图5是副连杆的侧面图。
首先，在图1中，该发动机例如是利用在工作机等中的空冷式单缸发动机，发动机主体21由下列部分构成：曲轴箱22；气缸体23，其从该曲轴箱22的一个侧面稍稍向上倾斜突出；气缸盖24，其接合在该气缸体23的头部，在气缸体23和气缸盖24的外侧面上，设置有多个空冷用散热片23a…、24a…。此外，曲轴箱22利用该曲轴箱22下面的安装面22a，安装在各种工作机的发动机机座上。
曲轴25旋转自由地支承在曲轴箱22中，并且一体地具有曲轴销25a。此外，在气缸体23中形成有气缸筒27，该气缸筒27使活塞26滑动自由地嵌合在其中，面对活塞26顶部的燃烧室28形成在气缸体23与气缸盖24之间。
旋转轴29旋转自由地支承在上述曲轴箱22中，具有与曲轴25平行的轴线，同时，具有比曲轴25的轴线更靠上方的旋转轴线，在该旋转轴29与曲轴25之间，设置有旋转轴驱动装置30，将曲轴25的旋转动力减速1/2传递到旋转轴29上，该旋转轴驱动装置30由固定在曲轴25上的驱动齿轮31、以及与该驱动齿轮31啮合并一体地设置在旋转轴29上的从动齿轮32构成。
在上述旋转轴29上，一体地设置有枢轴33，该枢轴33的轴线与该旋转轴29的轴线偏心设置，该枢轴33、活塞26以及曲轴25通过连杆机构34连接起来。
该连杆机构34由下列部分构成：主连杆36，其一端通过活塞销35连接到活塞26上；副连杆37A，其连接到曲轴25的曲轴销25a上，同时，连接到主连杆36的另一端；以及控制杆38，其一端在偏离主连杆36的连接位置的位置上连接到副连杆37A上，同时，另一端连接到上述枢轴33上。
副连杆37A是利用一对作为紧固部件的螺栓41、41将盖40紧固在副连杆主体39上而形成的，所述副连杆主体39形成为与曲轴销25a的半周滑动接触，所述盖40与曲轴销25a剩余的半周滑动接触。
主连杆36的另一端部通过第1销42，可转动地连接到副连杆37A的副连杆主体39的一端部。控制杆38的一端部通过第2销43，可转动地连接到副连杆37A的副连杆主体39的另一端部，在控制杆38的另一端部设置圆形的轴孔44，该轴孔44使上述枢轴33可相对滑动地嵌合在其中。
于是，对应于曲轴25的旋转，枢轴33绕旋转轴29的轴线以1/2的减速比旋转，随之，连杆机构34以在膨胀行程中的活塞26的冲程比在压缩行程中的冲程大的方式动作，从而，用相同的吸入混合气量进行更大的膨胀工作，可以提高循环热效率。
可是，这样的连杆机构34按曲轴25旋转两周而进行一个周期的运动，因此，如图2所示，所产生的惯性力就由包含0.5次惯性振动在内的多个次数分量构成，作为次数分量，如图3所示，0.5次的振动分量成为支配的分量。
根据图2和图3所示的结果可知，通过减小0.5次的振动分量，就可以有效地降低惯性振动。通过使副连杆37A的重心位置C靠近曲轴25的曲轴销25a的轴线，就可以大幅度地减小0.5次的振动分量。即，如图5所示可知，副连杆37A的重心位置C与曲轴销25a的轴线之间的距离(在图4中表示为重心距离)越接近“0”，各次数分量的惯性力就越减小，特别是，可大幅度地减小0.5次分量。
在图5中，如上所述，为了使副连杆37A的重心位置C与曲轴销25a的轴线之间的距离Rp接近“0”，按照本实用新型，上述重心位置C设定成，副连杆37A的重心位置C与曲轴销25a的轴线之间的距离Rp，比主连杆36在副连杆37A上的连接点、即第1销42的轴线与上述重心位置C间的距离Rc，以及比控制杆38在副连杆37A上的连接点、即第2销43的轴线与上述重心位置C间的距离Rs小。
而且，为了连接主连杆36和控制杆38，比起截面力矩大的副连杆主体39侧，上述重心位置C优选位于盖40侧，如果这样，可以减小副连杆37A整体的惯性力。
于是，在该第1实施例中，形成盖40的材料的密度设定得比形成副连杆主体39的材料的密度高，当副连杆主体39利用铝合金等轻金属压铸成形时，盖40由铁系材料形成。
其次，对该第1实施例的作用进行说明，副连杆37A的重心位置C被设定为，副连杆37A的重心位置C与曲轴销25a的轴线之间的距离Rp，比主连杆36在副连杆37A上的连接点与重心位置C之间的距离Rc，以及比控制杆38在副连杆37A上的连接点与重心位置C之间的距离Rs小。
通过这样设定重心位置C，副连杆37A的重心位置C就可以接近曲轴销25a的轴线进行配置，可以抑制在副连杆37A上产生的0.5次的惯性振动，从而，可以抑制发动机的振动，同时，可以抑制伴随振动而产生的噪声。
而且，副连杆37A由下列部分构成：连接主连杆36和控制杆38的副连杆主体39；以及盖40，其紧固在副连杆主体39上，与副连杆主体39之间夹持曲轴销25a。由于形成上述盖40的材料的密度设定得比形成副连杆主体39的材料的密度高，因此，通过使副连杆主体39轻量化，可以减小副连杆37A的惯性振动载荷，与重心位置C接近曲轴销25a的轴线配置相结合，可以减小0.5次的惯性振动载荷，可以更加有效地抑制发动机的振动，同时，还可以有效地抑制伴随振动产生的噪声。
图6表示本实用新型第2实施例的副连杆，该副连杆37B由下列部分构成：副连杆主体39；盖40，其安装在副连杆主体39上，与该副连杆主体39之间夹持曲轴销25a；以及重锤部件45，其附设在盖40的与副连杆主体39相反一侧。盖40与重锤部件45由一对作为紧固部件的螺栓41、41紧固在一起，并被紧固在副连杆主体39上。而且，副连杆主体39和盖40例如由铝合金等轻金属材料构成，与此相对，重锤部件45和螺栓41…由比轻合金材料密度高的材料，例如铁系材料构成。
于是，副连杆37B的重心位置C与上述第1实施例相同，被设定为，副连杆37B的重心位置C与曲轴销25a的轴线之间的距离Rp，比主连杆36在副连杆37B上的连接点、即第1销42的轴线与所述重心位置C之间的距离Rc，以及比控制杆38在副连杆37B上的连接点、即第2销43的轴线与重心位置C之间的距离Rs小。
根据该第2实施例，通过在盖40的与副连杆主体39相反一侧附设重锤部件45，可以使副连杆37B的重心位置更加接近曲轴销25a的轴线，就可以进一步减小0.5次的惯性振动，从而可以更有效地抑制发动机的振动，同时，还可以有效地抑制伴随振动产生的噪声。
并且，在上述第2实施例中，也可以将多个重锤部件45重叠起来附设在盖40上。
作为本实用新型的又一其它实施例，在具有与上述第1实施例相同结构的副连杆37A中，也可以将形成螺栓41的材料的密度设定得比形成副连杆主体39和盖40的材料的密度高，例如，也可以由铝合金等轻金属材料构成副连杆主体39和盖40，而由铁系材料构成螺栓41。此外，也可以将盖40和螺栓41设定为比形成副连杆主体39的材料的密度高，例如，也可以由铝合金等轻金属材料构成副连杆主体39，由铁系材料构成盖40和螺栓41。
这样，也可以使副连杆37A的重心位置更接近曲轴销25a的轴线，通过进一步减小0.5次的惯性振动，可以更有效地抑制发动机的振动，同时，还可以有效地抑制伴随振动产生的噪声。
以上，对本实用新型的实施例进行了说明，但本实用新型并不仅限于上述实施例，在不脱离权利要求的范围中所记载的本实用新型的情况下，可以进行种种设计变更。

Claims (4)

1.一种可变冲程发动机，该可变冲程发动机具有：主连杆(36)，其一端通过活塞销(35)连接到活塞(26)上；副连杆(37A、37B)，其连接到曲轴(25)的曲轴销(25a)上，并且，连接到所述主连杆(36)的另一端，所述曲轴(25)旋转自由地支承在发动机主体(21)的曲轴箱(22)中；控制杆(38)，其一端在偏离所述主连杆(36)的连接位置的位置上连接到所述副连杆(37A、37B)上；以及枢轴(33)，其通过从所述曲轴(25)按1/2的减速比减速后的动力传递，绕偏心轴线旋转，并且，连接所述控制杆(38)的另一端，其特征在于，
所述副连杆(37A、37B)的重心位置设定为，所述副连杆(37A、37B)的重心位置与所述曲轴销(25a)的轴线之间的距离，比所述主连杆(36)在所述副连杆(37A、37B)上的连接点与所述重心位置间的距离、以及比所述控制杆(38)在所述副连杆(37A、37B)上的连接点与所述重心位置之间的距离小。
2.如权利要求1所述的可变冲程发动机，其特征在于，
所述副连杆(37A)由下列部分构成：副连杆主体(39)，其连接所述主连杆(36)和所述控制杆(38)；以及盖(40)，其安装在所述副连杆主体(39)上，与该副连杆主体(39)之间夹持所述曲轴销(25a)，形成所述盖(40)的材料的密度设定得比形成所述副连杆主体(39)的材料的密度高。
3.如权利要求1所述的可变冲程发动机，其特征在于，
所述副连杆(37B)由下列部分构成：副连杆主体(39)，其连接所述主连杆(36)和所述控制杆(38)；盖(40)，其安装在所述副连杆主体(39)上，与该副连杆主体(39)之间夹持所述曲轴销(25a)；以及重锤部件(45)，其附设在该盖(40)的与所述副连杆主体(39)相反一侧。
4.如权利要求1～3任一项所述的可变冲程发动机，其特征在于，
所述副连杆(37A)由下列部分构成：副连杆主体(39)，其连接所述主连杆(36)和所述控制杆(38)；以及盖(40)，其用紧固部件(41)紧固在所述副连杆主体(39)上，与该副连杆主体(39)之间夹持所述曲轴销(25a)，形成所述紧固部件(41)的材料的密度设定得比形成所述副连杆主体(39)的材料的密度高。
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