[其他]曲柄傳動機構，特別適用于往復式活塞發動機

無效

• 申請號: 87108333
• 申請日: 1987-12-08
• 公開（公告）號: CN87108333A
• 公開（公告）日: 1988-09-14
• 發明（設計）人: 邁克爾·施恩克
• 申請（專利權）人: 邁克爾·施恩克
• 主分類號: F01B9/00
• 分類號: F01B9/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 李永波

本發明涉及一種曲柄傳動機構，該機構特別適用于往復式活塞發動機。這種曲柄傳動機構具有一根主軸和至少一個連桿，連桿的一端在一條直線軌道上運動，另一端具有一個轉動軸，該轉動軸沿著一條封閉式軌道運動。

在公知的這類曲柄傳動機構中，例如在所有的往復活塞式內燃發動機所使用的曲柄傳動機構中，連桿在其與活塞相對的一端的轉動軸由一個園柱形曲柄軸頸構成，曲柄軸頸的兩端與兩個側板相連，側板則與主軸頸連接在一起，主軸軸頸又構成曲柄傳動機構的主軸線。在這種結構中，連桿的轉動軸相對于曲柄傳動機構和主軸線作同心園形軟道運動，園形軌道的直徑即等于在直線形軌道上運動的連桿端部行程，由于該端部專活塞發動機的活塞連接在一起，所以也等于活塞的行程。

本發明的任務是制造一種曲柄傳動機構，與公知的曲柄傳動機構相比，該機構的特性能夠更好地與產生的要求相匹配。這一任務的解決方案是將轉動軸的軌道與主軸之間的距離制成可變的。

轉動軸軌道至主軸之間的可變間距造成了扭矩特性的改變。這一改變例如對于往復活塞式內燃發動機是有益的。為了在工作行程中得到較高的扭矩應當在其它條件保持不變的條件下至少在一部分工作行程中加大曲柄傳動機構的有效力臂。在一臺往復活塞式內燃發動機上，如果以這種方法改善曲柄傳動機構的扭矩特性則會提高發動機的扭矩，這樣一方面可以達到節約燃料的目的，另一方面可以在達到相同的情況下減輕發動機的重量，由于重量減少所以成本下降，在汽車上由于行駛質量的減少還會節約燃料。連桿的轉動軸相對于曲柄傳動機構主軸的可變間距還可以改變行程，例如在往復活塞式內燃發動機中可以根據不同的發動機轉數或不同的負載選擇不同大小的活塞行程。

使連桿端部的轉動軸在一條封閉式軌道內運行并且相對主軸線產生可變的間距可以通過不同的方法實現。

在一種簡單的，雖然與公知的曲柄傳動機構相差無幾但是具有很多優點的實例中，轉動軸是由曲軸上的曲柄軸頸構成的。該曲柄軸頸在其中的一段上安裝著連桿，而與該段偏心的另一段則呈轉動式地支承在至少一塊曲柄側板上，并且在可轉動的這段上固定著一個齒輪，該齒輪與第二個同軸安裝在主軸上的齒輪相嚙合構成傳動聯接。在該實例中，只需偏心曲柄軸頸在其通過一塊或若干塊側板構成的軸承內轉動，以改變連桿的轉動軸線至主軸線之間的距離，這里連桿的轉動軸線即相當于曲柄軸頸支承著連桿的那一段的縱軸線。其中曲柄軸頸支承著連桿的那一段相對于其伸入側板的可以轉動的那段的偏心量可以根據需要自由選擇。如果將第二個齒輪固定，例如固定連接在曲軸的一個主軸承上，則兩個齒輪傳動連接的轉動比可以確定偏心曲柄軸頸的角定位置相對于曲軸角度位置的依附關系。也可以將第二個齒輪同軸地安裝在主軸線上，例如安裝在一根位于空心的主軸軸頸內的輔助軸上，這樣不僅可以任意選擇偏心曲柄軸和曲軸之間的角度位置，而且還可以改變行程。在后一種改變行程的情況中，只需將偏心曲柄軸頸調整到所需要的位置就能改變連桿轉動軸線和曲軸主軸線之間的距離，使其達到所要求的數值。完成這一調整后，可以將與曲柄軸頸相連的齒輪固定在這一角度位置上，從而使該位置不再發生變化。

為了改變連桿轉動軸線至主軸線之間的距離，還可以通過一條靜止的導向軌道實現，也就是讓轉動軸線強制性地沿著該軌道運行。曲柄臂必須能和連桿一起擺動，其有效長度等于由導向軌道所確定的轉動軸線至主軸線之間的可變距離。為了達到這一目的，例如可以采用一個側板或者園盤，在上面沿曲柄臂的縱向開一個長孔，使連桿以及與曲柄臂相連的軸頸能在該孔內滑動。導向軌道可以是一個固定式的零件，例如可以是容納整個曲柄傳動機構的機殼的一部分。當然也可以采用可調零件制成導向軌道。

為了代替上述類型的導向軌道，也可以采用可調長度的曲柄臂，該曲柄臂至少由兩部分可在縱向上相對滑動的零件組成。在這兩部分中或者在主軸和連桿轉動軸上裝有一個調節零件，它可以確定曲柄臂的有效長度，從而確定轉動軸軸線至主軸軸線之間的距離。這種調節零件例如是一個液壓缸，它可以通過管道與控制裝置相連。

另外一種系桿傳動機構，特別是一種多鉸鏈系桿傳動機構，也可以改變轉動軸線至主軸線之間的距離。在該機構中，連桿的轉動軸例如可以通過一根系桿和曲柄軸頸相連，曲柄軸頸在一條與主軸線同心圓形軌道上運動，連桿和這根系桿之間的夾角可以用一個輔助曲柄機構控制，而輔助曲柄機構的連桿則與所述的系桿相連或者與和系桿鉸在一起的連桿相連。這種類型的方案的優點是支撐系桿所需要的力可以通過輔助曲柄機構轉化為扭矩，該扭矩可以與主曲柄傳動機構的扭矩相疊加。在多缸發動機中可以將結構做得比系桿支撐在機殼上的更為簡單。