CN1117935C - 曲柄连杆机构 - Google Patents

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Abstract

一种用于内燃机或类似装置上的曲柄连杆机构,其包括:一根可绕其轴线转动的轴(1),一固定于所述轴上的第一曲柄(2)和一个固定于第一曲柄上的曲柄销(3)。一曲柄销平行于所述轴并以第一径向距离相对所述轴延伸。一第二曲柄可转动地安装于第一曲柄销上并与第二曲柄销(4)固定连接,第二曲柄销有一轴线,该轴线以一第二径向距离与第一曲柄销(6)的轴线隔开。一连杆(12)可转动地安装于第二曲柄销(6)上。设置转动装置(7),从而当轴(1)转动时,使第二曲柄相对第一曲柄转动。

Description

曲柄连杆机构
本发明涉及一种用于内燃机或类似装置上的曲柄连杆机构。
用于所有标准活塞式发动机内的现有曲轴已经存在了几十年,而且其原理仍然没有改变。尽管不断的改进提高了可靠性,而且减少了故障,但是很显然,这种机构还是具有其缺陷。
EP-A-063725公开了一种曲柄连杆机构,在该现有技术中,为了调节连杆的运动,可以调节转动装置的旋转位置,由此来调节压缩比。
本发明的目的在于提供一种能够产生意外效果的曲柄连杆机构。
为实现上述目的,本发明提供一种用于内燃机或类似装置上的曲柄连杆机构,其包括:一个可绕其轴线转动的轴;固定于所述轴上的第一曲柄;一个固定于所述第一曲柄上的曲柄销,该曲柄销平行于所述的轴延伸并以第一径向距离与所述的轴隔开;一个可转动安装于第一曲柄销上的第二曲柄,该第二曲柄被固定到一第二曲柄销上,而第二曲柄销设置有一轴线,该轴线设置于距第一曲柄销之轴线有一第二径向距离处;一个可转动安装于第二曲柄销上的连杆;及当轴旋转时用于使第二曲柄相对第一曲柄转动的转动装置。
在某些应用场合下,可通过添加一个包括转动装置的附加曲柄而收到显著的效果,曲轴转动装置决定着第二曲柄相对第一曲柄的转动。
例如,对于两冲程的发动机而言,如果转动装置设置成使第二曲柄沿相反的方向以与第一曲柄相同的速度旋转,那么就比较有利,在这种情况下,第一径向距离最好等于第二径向距离。
这种曲柄连杆机构能够使连杆沿直线上下移动,原因在于:沿相反方向转动的两个曲柄销抵销了垂直连杆方向的相对移动,同时加强了沿连杆方向的移动。因此,这种连杆设置有线性的轴承。其具有几个优点:首先,由于连杆沿直线上下移动,因此在活塞和缸壁之间很难产生横向力(所谓的导向力)。这样,就降低了活塞卡缸的可能性并减少活塞壁和缸壁之间的摩擦。另外,替代活塞弹簧的紧密装配在活塞和缸体之间形成了密封,从而减少了对润滑的要求。此外,该机构还能够完全平衡各单个缸体,这样用单缸发动机也可能实现低振动的运转。该结构可以使用简单的吸入薄膜,从而使“假容量(falsevolume)”(介于薄膜和活塞下侧之间的空间)最小,以增加吸入和供给量。另外,不沿侧向向外移动的连杆能够使活塞具有较长的冲程,从而优化气门的设计。吸入容量受恰当选择的连杆直径的影响,通过选择连杆直径来确定压缩/膨胀比。最后,这种结构对于相对的缸体排列方式也非常有利,在这种设置中,活塞可被安装在同一连杆的两侧。
根据本发明提供的曲柄连杆机构还可以调节压缩比,这对于四冲程发动机而言非常重要。这种调节可通过在上部死点的位置上相对第一曲柄转动第二曲柄而实现,这样就可以将第二曲柄销的直线型上下移动改变为不同程度的倾斜移动。这样就使底部死点和上部死点的位置产生了变化。上部死点将被用于运行的内燃机的下部载荷范围内,尽管吸入压力很低,但仍能使压缩比达到正常的水平。在从中部载荷到大气压吸入的范围内,上部死点必须降低到能够达到正常压缩比的程度。
当所述转动装置由至少两个部分组成时,就容易实现曲柄销之间的相对调整,其中第一部件可转动地安装于第一曲柄销上并与第二曲柄固定连接,第二部件与第一部件相接合并相对曲柄箱可调。在本发明的实施例中,所述第一部件为齿轮,所述第二部件是一个与齿轮相啮合的内齿圈。在这种情况下,可在曲柄连杆机构的运行过程中,根据内齿圈向另一负载范围的转移而在一角度范围内调节内齿圈,从而调整第二曲柄及下死点、上死点的位移。
这种曲柄连杆机构还可用于四冲程发动机中,在这种发动机内,其可以实现膨胀冲程与压缩冲程之间的长度比。例如,这一点可通过以下方式得以实现:转动装置被设置成能够使第二曲柄以第一曲柄速度的一半沿反方向转动,在燃烧冲程最上部的位置上,第一曲柄最好被定位在约0°的位置上,而第二曲柄最好被定位在约90°的位置上,从而在膨胀冲程的终点位置上,使第一和第二冲程均定位于约180°的位置上。在这种情况下,一个完整的转动周期包括第一曲柄的两个循环,而且可通过选择第一和第二径向距离来确定膨胀冲程与压缩冲程之间的比值。
该实施例具有许多显著的优点:
-首先,这种机构能够以这种方式得到较长的膨胀冲程,从而最大限度地利用膨胀能量并使作用于排气阀上的压力最小。较大的膨胀比将在理论上将使效率提高。
-在该实施例中,由于导向力显著减小,因此连杆在膨胀冲程中的位移要比平时更直。这样就降低了摩擦损失,从而提高了机械效率。
-由于可以使用高压涡轮机/压缩机(能够达到3.5bar)及可调的活塞上死点位置,因此仅用传统发动机(未采用增压作用的发动机)的活塞约30%的位移就可达到相同的发动机功率。从而,在发动机部分负载运行的过程中,泵送损失将会更小,从而显著提高在部分负载运行过程中的机械效率。在一个活塞冲程可调的实施例中,当使用高的增压时,可以选择一个低的压缩比,而且可以进行有利的气体交换;当使用较低的增压时,可使压缩比增加,同时使剩余气体的循环量增加。
-活塞以较低的速度在压缩冲程的结束位置移动,从而需要更少的预先点火。由于活塞的上死点位置是可调的,因此最终的压力仍保持很高,所以在部分负载的过程中还需要预先点火。
-当使用高压涡轮机/压缩机时,尽管增加了发动机部件的数量,但是发动机的重量仍然与传统发动机的重量相同,因此就可以使用较小的发动机。
基于上述的优点,在部分负载过程中,就可使效率提高约50-70%,同时使用常规的驱动方式仍可使效率提高30-50%。
现参照附图,对本发明进行详细地说明,其中附图示出了根据本发明的曲柄连杆机构之实施例。附图:
图1为根据本发明的曲柄连杆机构第一实施例沿纵向剖开的部件分解图;
图2为图1部件的纵向剖视图;
图3为根据图1和2原理的曲柄连杆机构之立体部件分解图;
图4a-i为图3曲柄连杆机构的侧视图,图中示出了在曲柄的一个循环过程中该机构的九个位置;
图5为根据本发明第一实施例的曲柄连杆机构的一种变形的部件分解图;
图6为图5之曲柄连杆机构的部分剖开的立体图;
图7为包括图6之曲柄连杆机构的两冲程发动机的立体剖视图;
图8a-i为根据本发明用于四冲程发动机的另一实施例的曲柄连杆机构,图8a-i可与图4a-i相比,图中示出了曲轴两个循环过程中的九个位置;
图9a-d示出了处于四个不同位置上同时其齿圈略微转动的曲柄连杆机构;
图10为图8和9的曲柄连杆机构的实施例的部件分解图;
图11为设置有图10曲柄连杆机构的第二曲柄的连杆的放大、立体剖视图;
图12为用于多缸发动机上的图10曲柄连杆机构的一种变形的立体图,其中发动机包括多个以平面相对关系设置的V形缸体;
图13为根据本发明用于四缸四冲程直列式发动机的曲柄连杆机构之另一变形的垂直剖视图;
图14为被拆卸下来的图13的曲柄连杆机构的立体图;
图15为图13和14的曲柄连杆机构的曲轴的部件分解图。
图1和2示意性地示出了根据本发明曲柄连杆机构的原理。该机构包括一轴1,该轴可转动地安装于轴承(未示出)上,从而使其能够绕其轴线转动。一第一曲柄2形成于所述的轴1上,在本实施例中,第一曲柄以同心圆盘的形式存在,该圆盘偏心支承着第一曲柄销3,该曲柄销3平行于轴1延伸并从第一曲柄2的另一侧突出。第一曲柄销3的轴线定位于距轴1之轴线的径向距离为R1的位置上。
一第二曲柄4通过一轴承(未示出)可转动地安装在第一曲柄销3上,其中第二曲柄4上的孔5围绕第一曲柄销3装配并相对第二曲柄4偏心定位。一第二曲柄销6形成于第二曲柄4上,曲柄销6在该图中不可见,因为销6与第二曲柄重合。如图所示,连杆12(见图3)的轴承11环绕着第二曲柄4,第二曲柄4的轴线将起动第二曲柄销6之轴线的作用。第二曲柄销6的轴线定位于距第一曲柄销3之轴线的距离为R2的位置上。
根据本发明,第二曲柄4必须以受控制的方式绕第一曲柄销3转动,为此设置了转动装置7,在该实施例中,转动装置7设置有一固定于第二曲柄4上的齿轮8和可转动或不可转动地与曲柄连杆机构的曲柄箱相连接的齿圈9。在图示的实施例中,齿轮8通过轴承安装在介于第一曲柄2和第二曲柄4之间的第一曲柄销3上,从而实现结构的紧凑。齿轮8装配有一配重10,配重10起动平衡该机构的作用。
齿轮8和齿圈9之间的啮合以及将齿轮8设置于第一曲柄销3上能够保证齿轮8随轴1的转动及由此而产生的第一曲柄销3的圆形移动而在齿圈9上滚动,因此使其沿与轴1转向相反的方向旋转,从而使与齿轮8相连接的第二曲柄4随第一曲柄销3的移动而沿相反的转向移动。可通过正确选择径向距离R1和R2及齿轮8的半径R3、第二曲柄销6相对第一曲柄销3的初始角位置来实现第二曲柄销6的各种移动或通过轴承安装的连杆12之各种移动。
在图示的实施例中,R1=R2=R3。这暗示着设置于第一曲柄销3上的第二曲柄4以与轴1相同的速度沿反方向转动,而在图示的位置上,第一曲柄销3的每个水平位移都可由第二曲柄销6沿相反方向的水平位移所补偿,从而使第二曲柄销6的确产生转动,而且沿垂直方向上下移动。
图3和4示意性地示出了内燃机的实施例,在本实施例中,所示内燃机为包括本发明之曲柄连杆机构的单缸发动机。图1和2所示的许多部件都成对使用,在本实施例中,各个部件分别被用于第二曲柄4的两侧。由于曲轴可以继续使用,而且不必分开,同时还使结构紧凑,因此附图证明了将第二曲柄4用作第二曲柄销6的优点。只有连杆12的轴承11具有较大的直径。
图4a-i示出了曲柄连杆机构的运行情况,从图中可清楚地看到:包括配重10的齿轮以与第一曲柄2相同的速度沿相反方向转动,由于径向距离R1和R2相同,同时冲程等于2*(R1+R2),这样就可实现精确的垂直移动。在上述的说明中已经指出本发明所具有的优点,尤其是将其用于两冲程发动机中所具有的优点。
应该注意到:连杆12的垂直移动还可用转动装置而不是用齿轮8和齿圈9来实现。例如,也可以使连杆12或轴承11设置有一能够防止连杆12沿侧向或水平方向移动的导向装置。这样,第二曲柄4就通过连杆12本身被迫进入垂直通道并相对第一曲柄以固定的转数转动。
图5-7示出了如前面附图所示的曲柄连杆机构的更实用的实施例,图中还示出了内燃机的部件。这种曲柄连杆机构在连杆12的两侧径向对称。在附图中,可以区分出第一轴1,该轴可被安装于一个轴承15(图6、7)例如球轴承上。相对第一轴1偏心设置于第一曲柄2上的是一个轴承槽,该轴承槽内容纳有一轴承17,其具有容纳两个曲轴对开部分的第一曲柄销部分6’和6”的作用,从而将两个曲轴对开部分装配成一个曲轴,其中对开部分是两个可以互相配合的部件。
该曲轴装配有一第一曲柄销2的配重18和第二曲柄4的配重19。从各个附图中可以看到:构成第一曲柄销3的转动装置并与齿圈9啮合的齿轮8沿轴向设置于第一配重18的外侧。第一曲柄销3的轴承在非常靠近第二曲柄4处定位,从而在所述第一曲柄销3上保持较低的弯曲应变。实际上,第一曲柄销3被位于远离轴承17的齿轮8侧面上的第二轴承20所支承(见图6和7)。由于曲轴具有较大的直径,同时曲轴的轴承15尽可能地靠近连杆12定位,因此在曲轴的局部表现出具有很大的弯曲强度。
图中还示出了齿圈9设置有加长的安装孔21,该孔相对齿圈9之内齿的中心轴线同心延伸,而且用于可转动地安装齿圈9。如图7所示,内燃机的曲柄箱盖22设置有一可封闭的调节孔23,用于齿圈9的紧固螺钉可通过该孔得以紧固或松动,从而调节并固定齿圈9。这样就可以实现齿圈9的再调节,从而使曲柄连杆机构实现最正确的可能位移,就是说,实现活塞13之连杆12的最线性的可能位移。
图7还示出了安装于曲柄箱盖22内的曲轴1轴承15。另外,图7还示出了活塞13及与活塞相互配合的部件在内燃机中的结构。
活塞13在缸体24内上下移动,缸体24设置有出口(未示出)和换气口25。图中还示出了组合在一起的入口及导轨壳体26。所述壳体26设置有一内部导轨26,该导轨用于为连杆12导向。所述导轨26还密封缸体24内活塞13下的空间,从而能够在所述的空间内形成扫气压力(scavenging pressure)。壳体25的形状使得活塞侧缘在活塞13的底部死点紧密包围所述壳体,从而使扫气空间中的假容积最小,以实现最佳的扫气效果。
安装于入口和导轨壳体26之外侧的入口薄膜27的位置有利于减小假容积。空气或燃料可通过入口沟槽28供给,而入口沟槽28与壳体26内的沟槽29相连接,这些沟槽与通过薄膜27开启和关闭的入口相联通。
图8和9示出了根据本发明的曲柄连杆结构的另一实施例,在该实施例中,基本使用了与图1-4所示之第一实施例相同的部件,但部件的相对比例和位置不同。在本实施例中,例如齿轮8的直径R3可以等于第一曲柄销3之径向距离R1的两倍,从而使第二曲柄4的转速等于第一曲柄2之转速的一半,并且其转动方向相反。这样就产生了一个与第一实施例完全不同的移动方式。在第一位置上,第一曲柄销3的水平位移不再受到补偿,从而连杆12不再沿垂直方向往复移动,这样就需要使用传统的连杆12。另外,可以看到:例如在图8a中,当第一曲柄销3位于其最上部的位置上时,第二曲柄销6并未处于其最上部的位置上,而是位于其中部位置上,从而使所述的曲柄销在所述的最上部位置相对有一90°的角度偏移。第二曲柄销6的第二径向距离R2不同于本实施例中的第一径向距离R1(由于不再需要提供水平补偿),因此就可能确定活塞13的两个连续冲程的相对比例。由于第二曲柄4以半速转动,因此第二曲柄4仅转动半圈,而曲柄2转动一整圈,从而使曲柄两个机构的整个循环可在第一曲柄2转动两圈后完成。在图示的实施例中,活塞13的第一和第二冲程((长的)膨胀和排气冲程)等于2×R1+R2(活塞13在图8a和8c或图8c和8e所示位置之间的行程),而第三和第四冲程等于2×R1-R2(活塞13在图8e和8g或图8g和8i所示的位置之间的行程)。
如上所述,根据本发明,本实施例的曲柄连杆机构可用于四冲程发动机上,在这种发动机中,压缩冲程与膨胀冲程各不相同,目的是更好地利用膨胀力。
图9示出了与图8相同的构造,但在这种情况下,齿圈9相对图8所示的对称位置顺时针转过一个角度(在该实施例中为11°),其角位移已在齿圈9上的点14所在的位置表示出来。在这种情况下,当第一曲柄销3位于其最上部的位置上(图9a)时,第二曲柄销6并没有定位在其最上部的位置上,在图9a所示的位置上,示出了极限压缩位置,活塞13的位置低于图8a所示的位置,从而降低端部压缩的位置。这样,在满负荷的条件下或者当使用进气压力时,齿圈9的转动就可能选择一个较低的端部压缩位置(或者在沿其它方向转动的情况下,在部分负载的条件下可能选择一个较高的端部压缩位置)。在排气冲程结束时(图9c),与图8e所示的位置相比,上部死点的位置升高了,其位置的升高值与压缩冲程结束时上部死点位置的下降值相同。底部死点的位置在膨胀冲程结束和吸入冲程中不同,但由于第二曲柄销6在底部死点时位于接近垂直的位置上,因此第二曲柄销6相对所述位置的角位移将不会对底部死点的位置产生很大的影响。
应该清楚:在内燃机的工作过程中,齿圈9的转动将会影响发动机参数的调整,从而使电子控制下的齿圈9之转动根据此时的具体负载条件使内燃机产生最佳运作。
图10和11示出了图8和9所示的曲柄连杆机构的实施例。在该实施例中,得到了非常紧凑的结构:齿圈9被设置于中央处,第一和第二曲柄销3和6沿轴向设置于所述的齿圈9内。连杆12之较大的端部轴承包围着第二曲柄4的偏心部分6,从而使该部分形成了第二曲柄销6。第二曲柄4设置于第二曲柄销6的两侧,因此也就设置于连杆12的两侧,齿轮8于齿圈9的每个内齿相互啮合。齿圈9在其各个齿之间设置有用于连杆12的通道30。第二配重10与第二曲柄4成一体。围绕第一曲柄销3之中心轴形成的表面沟槽(facing groove)31为第二曲柄4的外部提供了容纳空间,从而使其体积得以减小。
图12示出了曲柄连杆机构的另一实施例,该曲柄连杆机构可用于多缸发动机,在这种多缸发动机内,其缸体以V形或相对的平面设置。在该实施例中,齿轮8被设置于两个连杆12的两个第二曲柄4之间,而齿圈9被设置于两个连杆12之间。这样,就进一步实现了结构的紧凑。
图13-15示出了另一种用于四缸四冲程直列式发动机的变形。如图所示,用于第二曲柄4的转动装置7被安装于相邻的两个曲柄4之间,两个曲柄4以180°的相对角度偏置。每个第二曲柄4都设置有一齿轮8,齿轮8邻近于第二曲柄4并直接安装在第二曲柄4上,这样在第二曲柄4之间就不会有空间损失。齿圈9环绕着齿轮8。设置于相邻的齿圈9之间的是一个中间齿圈31,在本实施例中,中间齿圈31可转动地容纳于曲柄箱内。中间齿圈被螺栓(未示出)固定到两个相邻的齿圈9之间。设置于中间齿圈31内的是一个轴承32,轴承32用于可转动地支承各个曲轴部分33。所述曲轴部分33还支承着一个配重34,该配重紧密围绕齿轮8,而且不占用额外的轴向空间。
当内燃机运转时,为调整转动装置7,中间齿圈31设置有一控制销35,该控制销35与衬套36滑动接合,而衬套36可转动地安装于一个控制阀37内,控制阀37与两个控制销35一起使用。控制阀37可装配有一主轴螺母38,该螺母与一主轴相互配合,该主轴可被一步进式电机可转动地驱动,以使其能够精确地移动控制阀37,从而使中间齿圈31及齿圈9转动,以调整活塞13冲程的压缩结束点和膨胀结束点。
曲轴和转动装置7的图示结构能够使用标准的缸体,因为这种结构可以在传统的四缸发动机的活塞之间使用相同的中心距,而且只有曲轴需要采用这种新的曲轴结构。
从上述的说明中,可以清楚,本发明提供了一种曲柄连杆机构,这种机构能够为优化活塞式发动机或其它机器的工作提供可能性,而且不需要复杂的技术手段。
本发明并非仅限于上述的图示实施例,而且可在本发明的范围内,对其作出各种变化。而且还可以将本发明与其它机器的曲柄机构一起使用,例如压缩机或其它将往复的线性移动转化为转动或将转动转化为线性往复移动的机器。在活塞式发动机中,本发明还涉及具有不同排列方式的多缸发动机。

Claims (15)

1.一种用于内燃机或类似机器上的曲柄连杆机构,其包括:
一根可绕其轴线转动的轴(1);
一个固定于所述轴(1)上的第一曲柄(2);
一个曲柄销(3),固定于所述的第一曲柄(2)上并相对所述轴(1)以一第一径向距离(R1)平行延伸;
一第二曲柄(4),其可转动地安装于第一曲柄销(3)上,所述第二曲柄固定于一个第二曲柄销(6)上,该第二曲柄销具有一轴线,该轴线相对第一曲柄销(3)的轴线有一第二径向距离(R2);
一连杆(12),该连杆可转动地安装于第二曲柄销(6)上;以及
用于当轴(1)旋转时使第二曲柄(4)相对第一曲柄(2)转动的转动装置(7);其特征在于:
所述转动装置(7)设置成第二曲柄(4)相对第一曲柄(2)沿相反的方向以半速转动;
第一和第二曲柄(2,4)的相对位置如下:在燃烧冲程的最上部位置上,所述第一曲柄(2)以约0°角定位,第二曲柄(4)以约90°角定位,而且在膨胀冲程的终点位置上,第一和第二曲柄最好均以约180°角定位。
2.根据权利要求1所述的曲柄连杆机构,其特征在于:所述第一径向距离(R1)等于第二径向距离(R2)。
3.根据权利要求1所述的曲柄连杆机构,其特征在于:所述第一径向距离(R1)不等于第二径向距离(R2)。
4.根据上述权利要求之一所述的曲柄连杆机构,其特征在于:所述转动装置(7)至少由两个部件构成,第一部件(8)可转动地安装于第一曲柄销(3)上并与第二曲柄(4)固定连接,第二部件(9)与所述第一部件(8)相互啮合。
5.根据权利要求4所述的曲柄连杆机构,其特征在于:所述第一部件(8)为一齿轮,所述第二部件(9)为一个与所述第一齿轮相互啮合的内齿圈,当曲柄连杆机构用于单缸发动机时,所述齿圈最好居中定位并沿连杆(12)的两侧延伸;当曲柄连杆机构用于多缸发动机最好为V型发动机时,所述齿圈设置于交错排列的第二曲柄(4)之间。
6.根据权利要求5所述的曲柄连杆机构,用于四冲程直列式发动机或八缸V型发动机内,其特征在于:每个第一齿轮(8)都直接设置于邻近相连的第二曲柄(4)和连杆(12)的位置上,同时相连的曲轴轴承设置于交错排列的第二曲柄(4)的两个齿轮(8)之间。
7.根据权利要求6所述的曲柄连杆机构,其特征在于:所述两个相邻的齿圈(9)安装于一个中间齿圈(31)上,该齿圈(31)既可用于支承所述的曲轴轴承(32),又可在工作过程中被用作用于转动环形齿圈(9)的部件。
8.根据权利要求5-7之一所述的曲柄连杆机构,其特征在于:在所述曲柄连杆机构的工作过程中,所述齿圈(9)保持在基本静止的位置上。
9.根据权利要求5-7之一所述的曲柄连杆机构,其特征在于:所述齿圈(9)在一角度范围内可调。
10.根据权利要求9所述的曲柄连杆机构,其特征在于:所述齿圈(9)在工作过程中被步进式电机所转动。
11.根据权利要求6所述的曲柄连杆机构,其特征在于:所述第一和/或第二曲柄(2,4)设置有一配重(10),所述齿轮(8)安装于所述配重的外部,同时在所述齿轮的内部最好安装一个轴承,用于支承第一曲柄销(3)。
12.根据权利要求1所述的曲柄连杆机构,其特征在于:所述第二曲柄(4)本身以一第二曲柄销(6)的形式存在,第二曲柄的中心轴线形成了第二曲柄销的轴线,所述连杆(12)通过轴承安装在第二曲柄上。
13.根据权利要求4所述的曲柄连杆机构,其特征在于:所述齿轮(8)被安装于以配重(10)的形式出现的一个盘上。
14.一种活塞式发动机,其装配有根据上述权利要求之一所述的曲柄连杆机构。
15.一种装配有根据权利要求9所述的曲柄连杆机构的活塞式发动机,其包括一曲柄箱(22),该曲柄箱设置有一调节孔(23),用于从外部调整和/或固定齿圈(9)。
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Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT412806B (de) * 2003-03-06 2005-07-25 Stanzel Karl Wolfgang Dipl Ing Stirlingmotor sowie biomassefeuerungsanlage
EP1526262B1 (de) 2003-10-24 2008-02-27 Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company Vorrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors
WO2005059330A2 (en) * 2003-12-11 2005-06-30 Dow Glendal R Variable crankshaft
GB2434405A (en) * 2006-01-20 2007-07-25 Keith Gordon Hall Internal combustion engine with disc drive mechanism and crankcase compression of intake air
US7625188B2 (en) * 2006-05-17 2009-12-01 Dow Glendal R Heart booster pump
EP1959112A1 (en) * 2007-02-16 2008-08-20 Gomecsys B.V. A reciprocating piston mechanism, a method of assembling this, and an internal combustion engine
US7631620B2 (en) * 2007-03-17 2009-12-15 Victor Chepettchouk Variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine
EP1983215A1 (en) * 2007-04-20 2008-10-22 Gomecsys B.V. Reciprocating piston machine and internal combustion engine
EP2025893A1 (en) * 2007-08-09 2009-02-18 Gomecsys B.V. A reciprocating piston mechanism
EP2067961B1 (en) * 2007-12-05 2014-11-12 Volvo Car Corporation Coupling device
WO2009100759A1 (en) * 2008-02-13 2009-08-20 Gomecsys B.V. A reciprocating piston mechanism and a method of increasing internal egr in an internal combustion engine
DE102008032665B4 (de) * 2008-07-10 2016-09-15 Audi Ag Vorrichtung und Verfahren zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses einer Brennkraftmaschine
US9341110B2 (en) * 2008-07-16 2016-05-17 Wilkins Ip, Llc Internal combustion engine with improved fuel efficiency and/or power output
DE102008046821B8 (de) * 2008-09-11 2016-10-06 Audi Ag Kurbelwelle für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung und Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung
JP5753343B2 (ja) * 2009-07-07 2015-07-22 孝 松田 遊星歯車複偏心盤を用いた2気筒1クランクピン型多気筒サイクロイド往復動機関
ES2426238T3 (es) 2009-07-15 2013-10-22 Gomecsys B.V. Mecanismo de pistón alternativo
US8468997B2 (en) 2009-08-06 2013-06-25 Larry C. Wilkins Internal combustion engine with variable effective length connecting rod
US8746188B2 (en) * 2010-03-17 2014-06-10 Larry C. Wilkins Internal combustion engine with hydraulically-affected stroke
WO2011128525A1 (fr) * 2010-04-12 2011-10-20 Pouille Gerard Vilebrequin a deplacement lineaire
FR2964436B1 (fr) * 2010-09-08 2013-01-11 Gerard Pouille Supprimer la pression diametrale d'un mouvement va et vient lineaire transformer en mouvement rotatif annulation du debattement pendulaire de sa bielle application au moteur a detente a rendement theorique 1 a variation de puissance seule
WO2011144415A2 (en) * 2010-05-20 2011-11-24 Coskunöz Metal Form Makina Endüstri Ve Tic. A.S. A mechanism transforming rotational movement to different movement characteristics
WO2011160619A1 (de) * 2010-06-21 2011-12-29 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Brennkraftmaschine
US8967097B2 (en) 2011-05-17 2015-03-03 Lugo Developments, Inc. Variable stroke mechanism for internal combustion engine
KR101242679B1 (ko) * 2011-12-28 2013-03-18 주식회사 아덴 동력변환장치를 구비한 크랭크 장치
EP2620614B1 (en) 2012-01-24 2016-11-09 Gomecsys B.V. A reciprocating piston mechanism
CN103244260B (zh) 2013-05-16 2015-09-23 沈大兹 一种可变压缩比和可变膨胀比装置
EP2873834A1 (en) 2013-11-13 2015-05-20 Gomecsys B.V. A method of assembling and an assembly of a crankshaft and a crank member
EP2907986B1 (en) 2014-02-18 2017-05-03 Gomecsys B.V. A four-stroke internal combustion engine with variable compression ratio
CN103909499B (zh) * 2014-03-18 2016-06-29 永康市嘉宏工具制造有限公司 汽油机破碎镐
EP2930329B1 (en) 2014-04-08 2016-12-28 Gomecsys B.V. An internal combustion engine including variable compression ratio
JP2016205425A (ja) * 2015-04-16 2016-12-08 ハイブリッドエナジー株式会社 動力伝達装置
FR3042816B1 (fr) 2015-10-22 2017-12-08 Peugeot Citroen Automobiles Sa Moteur thermique muni d'un systeme de variation du taux de compression
WO2018051339A1 (en) * 2016-09-13 2018-03-22 Eran Ofek Method and aparatus for dynamically controlling engine combustion chamber's volume
CN106194415B (zh) * 2016-09-14 2018-09-07 徐玉国 一种发动机动力传动输出结构
US10119463B2 (en) * 2016-12-09 2018-11-06 Mark Albert Sokalski Infinitely variable compression ratio and single stroke length mechanism or dual stroke length mechanism of reciprocating 2-cycle or 4-cycle internal combustion engine
CN109973627A (zh) * 2019-04-11 2019-07-05 青海新源动力技术有限公司 一种偏心齿轮传动装置及其传动方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8730C (zh) *
DE488059C (de) 1925-05-16 1929-12-18 Louis Damblanc Brennkraftmaschine mit veraenderlichem Kolbenhub
FR677196A (fr) 1929-06-22 1930-03-05 Système d'embiellage pour moteurs, plus particulièrement applicable pour l'établissement des moteurs à explosions
DE1961142A1 (de) * 1969-10-04 1971-04-15 Filippo Bonetto Kurbelgetriebe
US4073196A (en) * 1976-08-13 1978-02-14 Gilbert T. Hendren, Jr. Cranking system of varying radius
DE3114459A1 (de) * 1981-04-09 1982-10-28 Walter 8240 Berchtesgaden Schmied Kurbeltrieb fuer eine hubkolbenmaschine
DE3116851A1 (de) * 1981-04-28 1982-11-11 Hilti AG, 9494 Schaan Bohr- und meisselhammer
DE3420956A1 (de) * 1984-06-06 1985-12-12 Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart - FKFS -, 7000 Stuttgart Synchronisiergetriebe fuer ein zentrisches, gleichschenkliges geradschubkurbelgetriebe einer hubkolbenmaschine
US4932373A (en) * 1988-09-19 1990-06-12 Carson Douglas T Motion converting mechanism
GB2297599A (en) * 1995-02-02 1996-08-07 Chui Cy Chiou Reciprocating piston assembley
BR9607054A (pt) 1995-02-28 1997-12-30 Tk Design Ag Motor de combustão interna do tipo de motor de êmbolo de movimento alterado com taxa de compressão variável
US5680840A (en) * 1996-11-08 1997-10-28 Mandella; Michael J. Multi-crankshaft variable stroke engine

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Publication number Publication date
AU4063999A (en) 1999-12-20
NL1009211C2 (nl) 1999-11-22
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WO1999063247A1 (en) 1999-12-09
BR9911521A (pt) 2001-03-20
KR20010043632A (ko) 2001-05-25
CA2332583A1 (en) 1999-12-09
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JP2002517679A (ja) 2002-06-18
EP1080320A1 (en) 2001-03-07

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