[實用新型]曲軸傳動裝置

有效

• 申請號: 201320542203.4
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN203488252U
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 艾伯特·布羅伊爾;莫里茨·克勞斯·施普林格;托馬斯·洛倫茲;貝恩德·施泰納;赫爾穆特·漢斯·魯蘭
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02B75/04
• 分類號: F02B75/04
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本實用新型涉及一種用于包括至少一個汽缸的內燃機的曲軸傳動裝置，其包括曲軸和至少一個支承在該曲軸上的連桿，在該曲軸傳動裝置中支承在曲軸箱內的曲軸具有用于每個汽缸的附屬的曲柄，其中曲柄彼此間隔開地沿著曲軸的縱軸線布置并且為了實現可變壓縮比ε，附屬于汽缸的連桿在使用連桿大孔內的作為中間件的偏心襯套的情況下支承在至少一個曲柄上。

此外，本實用新型涉及使這樣的曲軸傳動裝置的壓縮比ε變化的方法。

背景技術

所述類型的曲軸傳動裝置例如使用在用作汽車驅動的內燃機中。在本實用新型的范圍內內燃機的概念包括柴油發動機和汽油發動機，但是也包括混合內燃機，就是說與混合動力方法運行的內燃機。

根據現有技術，連桿配備有連桿小孔和連桿大孔。同時連桿通過設置在連桿小孔內的活塞銷與活塞鉸接地連接以及以連桿大孔可旋轉地支承在曲軸的，所謂的曲柄的曲柄銷上，即連桿軸頸上。

活塞用于將通過燃燒產生的燃氣壓力傳遞到曲軸上。加載到活塞上的燃氣壓力以這種方式通過活塞銷傳遞到連桿上并從連桿傳遞到曲軸上。

通過所介紹的活塞、活塞銷、連桿和曲軸的布置，活塞的擺動運動轉換為曲軸的旋轉運動。在這種情況下，連桿除了很小的旋轉部分之外主要是沿汽缸套縱軸線的方向擺動運動。

燃氣壓力將活塞沿汽缸套縱向軸線方向向下壓，其中活塞從上止點開始被燃氣壓力強迫進行加速運動。利用其向下的運動試圖避開燃氣壓力的活塞在這個向下的運動過程中必須驅動與其鉸接地連接的連桿。為此活塞將作用在其上的氣體壓力通過活塞銷引到連桿上并試圖使這個連桿向下加速。當活塞接近下止點時，活塞連同連桿被減速，以便隨后在下止點處實施返回運動。活塞在其汽缸襯套內的從上止點到下止點之間的行程上經過的距離被稱為活塞行程s。

汽缸工作容積V_h由活塞面A_K和活塞行程s得出：V_h＝A_K·s。活塞位于上止點處的汽缸體積被稱為壓縮容積V_C。在活塞下止點中的汽缸體積由工作容積V_h與壓縮容積V_c的總和得出。

內燃機的幾何壓縮比ε的計算公式為：

ε=1+V_h／V_c

原則上柴油發動機為了保障燃油空氣混合物的自行點火以很高的壓縮比運行，而在汽油發動機中最大允許壓縮比ε_max由于全負荷運轉中的爆震傾向，即在還未燃燒的混合物中自行點火的傾向，在自吸式發動機中需要限制在例如ε≈10的比較低的壓縮比內。

在越來越重要的增壓發動機中，為了無爆震燃燒必須進一步降低幾何壓縮比，例如限制在ε≈8...9。

汽油發動機的較低的壓縮比特別是在油耗方面，即在效率方面是不利的。效率η隨著壓縮比ε的下降也同樣下降。就是說，考慮到燃燒過程的盡可能高的效率，汽缸新鮮充量應該盡可能高地被壓縮，這同樣出于上述原因，特別是由于接近全負荷的汽油發動機的爆震傾向并不是無限可行的。

一個解決這個矛盾的設計方案在于：為內燃機配備可變壓縮比ε而且是以如下方式，即隨著負荷的降低，就是說從全負荷起朝著部分負荷方向，提高壓縮比。以這種方式汽油發動機相對柴油發動機的基本的、部分負荷特定的缺點至少部分地得到補償。

根據內燃機主要是在部分負荷內運行的實際情況，這一點在可達到的節約燃油方面提供很大的潛力。壓縮比ε相對各個工況的效率優化的改變，就是說匹配，即使是在部分負荷區域內的汽油發動機中也使壓縮比ε≈14...15成為可能并由此明顯降低油耗。

在現有技術中眾所周知有多個在運行中的內燃機中實現可變壓縮比ε的解決方案，下面會從它們中間示范性地、簡短地介紹幾個。

實現可變壓縮比ε的一個可能性在于：將連桿設計為由兩部分組成的連桿。在這種情況下，連桿包括與活塞鉸接地連接的上部連桿和鉸接在曲軸上的下部連桿，其中上部連桿與下部連桿同樣彼此鉸接相連，以便以這種方式可以彼此相對樞轉。如果這兩個連桿孔沿它們的連接線的距離被理解為連桿長度的話，那么這個長度可以通過上部和下部的連桿彼此相對的樞轉，就是說通過由兩部分組成的連桿的幅度或大或小的偏轉(Knicken)發生變動。