[發明專利]可選擇的二沖程/四沖程凸輪軸驅動系統

無效

• 申請號: 01802693.1
• 申請日: 2001-07-12
• 公開（公告）號: CN1388852A
• 公開（公告）日: 2003-01-01
• 發明（設計）人: J·A·馬
• 申請（專利權）人: 馬氏(創新)2T4有限公司
• 主分類號: F01L1/352
• 分類號: F01L1/352;F02B69/06
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 程偉

發明的領域

本發明涉及一種根據二沖程循環或四沖程循環用于操縱內燃機的凸輪軸驅動系統。

發明的背景

通常的內燃機是根據熱力學原理，按照二沖程循環或四沖程循環工作的，并且通常分別分為二沖程內燃機或四沖程內燃機。二種形式的內燃機都可以使用包括汽油、柴油、酒精和氣體燃料在內的各種燃料工作。燃料可以利用各種裝置送入內燃機中。這些裝置包括汽化器和噴入空氣輸入系統中的燃料噴射器，和直接噴入內燃機氣缸中的燃料噴射器。燃料和空氣的混合物可以用包括火花點火和壓縮點火在內的各種方法點燃。每一種內燃機的循環形式都有不同的優點和缺點，這就成為在考慮各種參數——例如功率密度、燃料消耗、廢氣排放、噪聲、振動，內燃機尺寸、重量和成本等時，決定哪一種循環形式更適合于汽車使用這樣一個經常爭論的問題。目前，汽車制造者必需首先決定采用哪種內燃機循環形式，然后再設計內燃機。

發明梗概

考慮到將二種內燃機循環形式的優點結合起來，提供了一種用于可選擇的二沖程/四沖程內燃機的凸輪軸驅動系統，該內燃機的排氣和進氣提動閥由至少一根凸輪軸打開和關閉；其中，該凸輪軸永久地與由內燃機的曲軸連續地驅動的一行星齒輪組連接；并且其中，設有將該行星齒輪組設定為二種可選擇的穩定模式中的一種模式的裝置，使該行星齒輪組起一個齒輪箱或一個剛性聯軸節的作用。

在本發明中，該凸輪軸由該行星齒輪組根據所選擇的模式，以與內燃機曲軸相同的速度，或是以內燃機曲軸速度一半的速度驅動；并且，利用該行星齒輪組，將凸輪軸相對于內燃機曲軸角度位置的相位調節至排氣和進氣交換分別與二沖程或四沖程的內燃機循環相適應的位置。

最好，行星齒輪組與凸輪軸同心地安裝。另一種方式是，行星齒輪組可以與內燃機的曲軸同心地安裝，或者可以單獨立地安裝在凸輪軸和曲軸的旁邊。

根據本發明利用行星齒輪組驅動凸輪軸可以有各種不同的結構。內燃機輸入與行星齒輪組的三個部件中的任何一個部件連接，它們是環形齒輪、中心齒輪或行星齒輪支架；對凸輪軸的輸出可連接于其余二個部件中的任何一個部件；而模式設定裝置為剩下的最后一個部件，該部件就是輸入和輸出部件之間的反作用部件。

在行星齒輪支架為反作用部件的情況下，在行星齒輪支架上另外設置與行星齒輪嚙合的空轉齒輪，以便使環形齒輪和中心齒輪在相同方向旋轉。

在本發明中，用于將該行星齒輪組設置成起一個齒輪箱作用的裝置是使該行星齒輪組的反作用部件相對于一個固定基準保持靜止不動的裝置，以便使在該行星齒輪組內的各個齒輪彼此相對轉動。而用于將該行星齒輪組設置成起剛性聯軸節作用的裝置，是使該行星齒輪組的反作用部件相對于轉動的輸入部件或轉動的輸出部件保持靜止不動的裝置，以便使各個齒輪在該行星齒輪組內彼此相對鎖緊，而整個組件一起轉動。

在一個優選實施例中，該環形齒輪為輸入部件，它由內燃機以曲軸速度一半的速度驅動，該中心齒輪為與凸輪軸連接的輸出部件；而行星齒輪支架為該行星齒輪組的反作用部件。該環形齒輪和中心齒輪之間的速比為1∶2。

在這個例子中，設有將行星齒輪組的支架設定成二個可選擇的穩定模式中的一種模式的裝置，使得在二沖程模式下、該支架相對于內燃機機架保持靜止不動，因而該行星齒輪組起一個齒輪箱的作用；而在四沖程模式下，該支架相對于旋轉的環形齒輪保持靜止不動，以便使整個行星齒輪組起一個剛性的聯軸節的作用。此外，為了在模式改變過程中，調節凸輪軸的相位和速度，設置了一裝置，用于使該支架相對于內燃機機架滑動和轉動或者相對于轉動的輸入和輸出部件滑動和轉動。

在運轉中，當選擇二沖程模式時，首先使在四沖程模式中相對于轉動的環形齒輪保持靜止的支架相對于轉動的環形齒輪滑動和轉動；以便調節凸輪軸的相位和速度使逐漸地達到二沖程模式，在達到二沖程模式的位置之后，該支架就相對于內燃機機架保持靜止不動。在這種情況下，該行星齒輪組起一個齒輪箱的作用；這時，該凸輪軸以該環形齒輪速度二倍的速度被驅動轉動；并且與二沖程循環一致，內燃機每旋轉一次，根據預定的二沖程模式下閥的定時，與該凸輪軸一起的每一個內燃機閥打開和關閉一次。

除了上述以外，完成執行二沖程循環所必需的內燃機的各種工作參數的綜合，這是熟悉本領域技術的人都清楚的。例如，需要一個增壓器，以供給加壓空氣，供二沖程循環的換氣過程使用；并相應地安排燃料噴射和/或火花點火的頻率和時間。