一种串联无曲轴发动机传动机构及具有其的发动机的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种串联无曲轴发动机传动机构，包括动力轴和副轴，动力轴和副轴之间至少设置有两个气缸活塞杆，气缸活塞杆同一端的端头上设置有气缸活塞；每个气缸活塞杆的一侧啮合有一个主齿轮，主齿轮通过单向离合器与动力轴套设，单向离合器的结合方向相同；每个气缸活塞杆的另一侧通过导向机构与副轴转动连接；相邻两个主齿轮通过反向传动机构传动连接。当其中一个气缸活塞杆做功时，对应的主齿轮转动，单向离合器的结合方向相同时，与动力轴对应的主齿轮通过单向离合器使动力轴转动输出动力；同时，通过相邻两个主齿轮通过反向传动机构，实现了气缸活塞杆冲程所需动力的传递和换向；该传动机构属于自由活塞式，所以具备可变压缩比功能。
【专利说明】
一种串联无曲轴发动机传动机构及具有其的发动机
技术领域
[0001]本发明涉及发动机技术领域，特别是一种串联无曲轴发动机传动机构及具有其的发动机。同时具备可调压缩比功能。
【背景技术】
[0002]常见的发动机都是将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连杆机构将机械功输出，驱动从动机械工作。
[0003]采用曲轴连杆机构也成为一动力传输的经典结构；但是此机构还是存在诸多缺点。机械传动效率低:气体作用在活塞上面的力通过连杆传递给曲轴，在曲轴与连杆的连接位置产生了两个分力。其中一个与曲轴圆周方向相切，形成使曲轴旋转的驱动力做有用功，另一个分力指向曲轴回转中心，此力做无用功，且当活塞在上止点位置附近时该分力最大，基本等于汽缸爆发压力，此时汽缸爆发压力也为最大值。即做有用功的力最小时气体压力做大，做有用功的力增加到最大时气体压力已经降到峰值的一半以下了。振动问题:采用曲轴连杆机构的内燃机运转时，活塞做直线往复运动，具有往复惯性力；曲轴做旋转运动，具有旋转惯性力。在整个运动件系统中往复惯性力与旋转惯性力合成后，会产生一个合力，该合力随着曲轴转角的变化，合力的方向也不相同，造成内燃机的振动。
[0004]压缩比决定了汽油机压缩混合气的压力，汽油的燃烧特性导致了汽油发动机的混和气压力不能太高。如果气缸内的压力超过了临界值，汽油就会因为压缩而在点火之前被点燃，这种现象被称为爆燃，并产生爆震，会对发动机带来很大的伤害。对于现在广泛应用的增压发动机，当涡轮增压介入以后，燃烧室的温度和压力会大幅度升高，如果这个值过高，爆震就不可避免。这会对发动机造出巨大伤害，同时也会影响动力输出。所以，固定压缩比的涡轮增压和机械增压发动机只能把压缩比设计得比普通自然吸气发动机低一些。但是这种过低的压缩比设计，又会导致发动机在增压器(特别是涡轮增压)没有完全介入时(也就是说，发动机在低转速时)，燃烧效率非常低，能产生的动力要比普通自然吸气发动机所产生的动力要少的多。这个矛盾是促使设计师开发可变压缩比发动机的重要原因。
[0005]另外，这种技术可以让发动机在燃油适应性方面拥有巨大的优势。现在的主流发动机的压缩比普遍设计在10:1以上，以获得更好的动力输出和燃油经济性。但是高压缩比的发动机需要使用较高标号的燃油，这种要求会降低汽车在偏远地方的适应性，影响到车辆的销售。
[0006]可变压缩比在柴油机上的应用:柴油机为了确保起动性，而采用高压缩比但是在起动以后就不需要高压缩比。在这种场合，可变压缩比是有效的方法，或许使柴油机成为与汽油机一样的具有轻量化特点的发动机。
[0007]在自然吸气式发动机中可考虑按照负荷要求调节压缩比。这是在低负荷时提高压缩比，在高负荷时降低压缩比的方法。
【发明内容】
[0008]本发明提供一种串联无曲轴发动机传动机构及具有其的发动机，以解决上述传动效率低和发动机振动以及可调压缩比的技术问题。
[0009]为了解决上述技术问题，本发明提供一种串联无曲轴发动机传动机构，包括动力轴和副轴，所述动力轴和所述副轴相互平行设置，所述动力轴和所述副轴之间至少设置有两个气缸活塞杆，所述气缸活塞杆同一端的端头上设置有气缸活塞;所述每个气缸活塞杆的一侧啮合有一个主齿轮，所述主齿轮通过单向离合器与所述动力轴套设，所述单向离合器的结合方向相同；所述每个气缸活塞杆的另一侧通过导向机构与所述副轴转动连接;所述相邻两个主齿轮通过反向传动机构传动连接，和/或，所述相邻两个导向机构通过反向传动机构传动连接。
[0010]本发明的有益效果是:当其中一个气缸活塞杆做功时，对应的主齿轮转动，当与动力轴对应的主齿轮和单向离合器的结合方向相同时，与动力轴对应的主齿轮通过单向离合器使动力轴转动输出动力；同时，通过相邻两个主齿轮通过反向传动机构，实现了气缸活塞杆冲程所需动力的传递和换向；利用齿条齿轮将往复直线运动转换为间歇圆周运动，并利用超越程离合器的分度原理形成持续的旋转运动。
[0011]本发明的发动机传动机构不使用曲轴，传动效率超过曲轴传动的发动机10%?15%，并且振动低;发动机的传动机构不需要惯性飞轮，减少了重量和体积并降低了怠速，同时机构操控响应更灵敏;不会产生活塞侧向力摩擦，并且可立式或卧式安装;可以很方便地调整发动机重心、气动布局及与变速器配合进行横、纵、中、后置布局;各个零部件加工简单成本低，齿轮箱精度和刚性高，维修简单。
[0012]进一步，所述导向机构为副齿轮，所述副齿轮与气缸活塞杆的另一侧啮合传动连接。
[0013]采用上述进一步方案的有益效果是:导向机构为齿轮结构，传动效果好，稳定性尚O
[0014]进一步，所述气缸活塞杆另一端的端头上也设置有气缸活塞，所述副齿轮通过单向离合器与所述副轴套设，所述动力轴的一端套设有与其固定连接的被动传动齿轮，所述副轴的一端套设有与其固定连接的主动传动齿轮，所述被动传动齿轮和所述主动传动齿轮通过同向传动机构传动连接。
[0015]采用上述进一步方案的有益效果是:在动力轴另一侧的气缸活塞杆的端头上也设置有气缸活塞，通过被动传动齿轮和主动传动齿轮通过同向传动机构传动连接；当气缸活塞杆向动力轴另一侧运动时，副齿轮通过单向离合器的作用带动副轴转动，副轴通过主动传动齿轮及同向传动机构带动被动传动齿轮转动，最后被动传动齿轮转带动动力轴的转动，实现了对置活塞发动机传动机构的工作。
[0016]进一步，所述反向传动机构和所述同向传动机构为链传动机构或者齿轮副传动机构。
[0017]采用上述进一步方案的有益效果是:链传动机构无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高;齿轮副传动机构传动比较准确，效率高，结构紧凑，寿命长。
[0018]进一步，所述反向传动机构包括设置在所述主齿轮两端或所述导向机构两端的端面齿和中间齿轮，所述端面齿和所述中间齿轮啮合传动连接。
[0019]采用上述进一步方案的有益效果是:通过端面齿和中间齿轮实现了相邻主齿轮之间和相邻导向机构之间的反向传动，结构简单可靠。
[0020]进一步，所述中间齿轮为锥齿轮。
[0021 ]采用上述进一步方案的有益效果是:锥齿轮具有高负荷承载力，降噪和减震等特点，制作简单，传动可靠。
[0022]进一步，所述锥齿轮的齿形为曲线齿、斜齿或直齿。
[0023]采用上述进一步方案的有益效果是:曲线齿具有重叠系数大、承载能力强、传动比高、传动平稳、噪声小等特点;斜齿的冲击和噪音比较小，传动比较平稳;直齿的加工比较简单且不产生轴向力。
[0024]进一步，所述气缸活塞杆通过人字齿、斜齿或直齿与所述主齿轮啮合传动连接。
[0025]采用上述进一步方案的有益效果是:人字齿具有重叠系数大、承载能力强、传动比高、传动平稳、噪声小、不产生轴向力等特点；斜齿的冲击和噪音比较小，传动比较平稳;直齿的加工比较简单且不产生轴向力。
[0026]进一步，所述至少一个主齿轮的端面上设置有活塞位置传感器。
[0027]采用上述进一步方案的有益效果是:通过在主齿轮的端面上设置位置传感器，由于齿轮齿条是啮合关系，之间不会产生位移，在主齿轮端面上设置活塞位置传感器可准确获取当前活塞位置并通过计算获得其他活塞的准确位置。
[0028]本发明还提供一种发动机，包括气缸和压缩比调节装置，还包括上述的串联无曲轴发动机传动机构，所述气缸活塞设置在所述气缸内，所述压缩比调节装置控制所述气缸活塞杆工作。
[0029]本发明发动机的有益效果是:通过在主动链轮上设置压缩比调节器，通过控制发动机活塞杆的起始和终止位置，实现发动机的压缩比可调，适合多元燃料驱动、提高发动机热效率并改善发动机燃油经济性、降低排放、提高运行稳定性、匹配废气涡轮增压等诸多优点。
[0030]压缩比调节器有两种方案:第一种为利用具有进、排气独立调节VVT，即DIPS，修改ECU程序，通过活塞位置传感器的信号调整进/排气门的提前或延迟开关，进而控制改变活塞齿条杆的行程位置从而达到调节发动机压缩比的目的。第二种方案是在动力轴主动链轮内增设压缩比调节器，该调节器原理同相位控制器，E⑶获得活塞位置传感器的信号后计算输出控制信号到OVC阀进而控制压缩比调节器，控制主动链轮相对动力轴旋转进而控制进/排气门的提前或延迟开关，进而控制改变活塞齿条杆的行程位置从而达到调节发动机压缩比的目的。
[0031]同时，本发明的传动机构还具备可变压缩比功能，包括活塞位置传感器和压缩比调节器。活塞位置传感器位于主齿轮端面，而压缩比调节器位于动力轴上的主动链轮内或利用修改ECU程序的进、排气独立调节的VVT装置。
[0032]发动机传动机构不使用曲轴，传动效率超过曲轴传动的发动机10%?15%，并且振动低;减少了重量和体积并降低了怠速，机构操控响应更灵敏;可立式或卧式安装。而发动机的压缩比可调则具备适合多元燃料驱动、提高发动机热效率并改善发动机燃油经济性、降低排放、提高运行稳定性、匹配废气涡轮增压、可以在保证动力的前提下，让发动机排量进一步减少，让结构变得更小、重量更轻，更利于汽车突破现如今的发动机体积限制等诸多优点。
【附图说明】
[0033]图1是本发明实施例一结构图，
[0034]图2是图1中A-A方向剖视图，
[0035]图3是本发明实施例二结构图，
[0036]图4是图3中B-B方向剖视图，
[0037]图5是本发明实施例三结构图，
[0038]图6是本发明实施例四结构图，
[0039]图7是本发明实施例五结构图，
[0040]图8是图5中C-C方向剖视图，
[0041 ]图9是本发明实施例中位置传感器的结构图。
[0042]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0043]01、动力轴，02、副轴，031、第一气缸活塞杆，032、第二气缸活塞杆，033、第三气缸活塞杆，034、第四气缸活塞杆，035、第五气缸活塞杆，036、第六气缸活塞杆，041、第一气缸活塞，042、第二气缸活塞，051、第一主齿轮，052、第二主齿轮，053、第三主齿轮，054、第四主齿轮，055、第五主齿轮，056、第六主齿轮，061、第一单向离合器，062、第二单向离合器，063、第三单向离合器，064、第四单向离合器，065、第五单向离合器，066、第六单向离合器，071、第一导向机构，072、第二导向机构，073、第三导向机构，074、第四导向机构，075、第五导向机构，076、第六导向机构，08、被动传动齿轮，09、主动传动齿轮，10、同向传动机构，111、第一中间齿轮，112、第二中间齿轮，113、第三中间齿轮，114、第四中间齿轮，115、第五中间齿轮，116、第六中间齿轮，121、光电盘，122、下止点透光孔，123、紧急保护透光孔，124、光电发射器，125、光电接收器，13、压缩比调节器。
【具体实施方式】
[0044]下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的说明。
[0045]本发明实施例一结构图参见图1和图2，串联无曲轴发动机传动机构，包括动力轴01和副轴02，动力轴01和副轴02相互平行设置，动力轴01和副轴02之间至少设置有三个气缸活塞杆，包括第一气缸活塞杆031、第二气缸活塞杆032和第三气缸活塞杆033;三个气缸活塞杆同一端，即图示的左端的端头上设置有气缸活塞，第一气缸活塞杆031左端的端头上设置有第一气缸活塞041，第二气缸活塞杆032上设置有第二气缸活塞042;每个气缸活塞杆的一侧嗤合有一个主齿轮，第一气缸活塞杆031与第一主齿轮051嗤合，第二气缸活塞杆032与第二主齿轮052啮合，第三气缸活塞杆033与第三主齿轮053啮合;每个主齿轮通过单向离合器与动力轴01套设，即第一主齿轮051通过第一单向离合器061与动力轴01套设，SP第二主齿轮052通过第二单向离合器062与动力轴01套设，即第三主齿轮053通过第三单向离合器063与动力轴OI套设，的结合方向相同；三气缸活塞杆的另一侧通过导向机构与副轴02转动连接，导向机构为副齿轮，副齿轮与气缸活塞杆的另一侧啮合传动连接，即第一气缸活塞杆031通过第一导向机构071与副轴02转动连接，第二气缸活塞杆032通过第二导向机构072与副轴02转动连接，第三气缸活塞杆033通过第三导向机构073与副轴02转动连接;相邻两个主齿轮通过反向传动机构传动连接，反向传动机构包括设置在主齿轮两端或导向机构两端的端面齿和中间齿轮，端面齿和中间齿轮啮合传动连接，即第一主齿轮051通过第一中间齿轮111和第二主齿轮052反向传动连接，即第二主齿轮052通过第二中间齿轮112和第三主齿轮053反向传动连接。
[0046]本实施例发动机传动机构的工作过程为:
[0047]第一活塞对应的气缸动力传递链:第一气缸活塞杆031—第一主齿轮051—第一单向离合器061—动力轴01;同时，通过第一主齿轮051右边的端面齿轮—第一中间齿轮111 —第二主齿轮052左边的端面齿轮—第二气缸活塞杆032，进行吸气冲程;再通过第二主齿轮052右边的端面齿轮—第二中间齿轮112—第三主齿轮053左边的端面齿轮—第三气缸活塞杆033，进行排气冲程。
[0048]第二活塞对应的气缸动力传递链:第二气缸活塞杆032—第二主齿轮052—第二单向离合器062—动力轴01;同时，通过第二主齿轮052左边的端面齿轮—第一中间齿轮111 —第一主齿轮051左边的端面齿轮—第一气缸活塞杆031，进行排气冲程;再通过第二主齿轮052右边的端面齿轮—第二中间齿轮112—第三主齿轮053左边的端面齿轮—第三气缸活塞杆033，进行压缩冲程。
[0049]第三活塞对应的气缸动力传递链:第三气缸活塞杆033—第三主齿轮053—第三单向离合器063—动力轴OI;同时，通过第三主齿轮053左边的端面齿轮—第二中间齿轮112—第二主齿轮052右边的端面齿轮—第二气缸活塞杆032，进行排气冲程;再通过第二主齿轮052左边的端面齿轮—第一中间齿轮111—第一主齿轮051右边的端面齿轮—第一气缸活塞杆031，进行压缩冲程。
[0050]本发明实施例二结构图参见图3和图4，与实施例一相比，其区别在于，在第三主齿轮053的右侧，通过第三中间齿轮113啮合传动连接第四气缸活塞杆034，同时，第四气缸活塞杆034通过第四导向机构074与副轴02转动连接;还包括压缩比调节器13，压缩比调节器13与位置传感器连接，并控制气缸活塞缸杆工作。
[0051 ]本实施例发动机传动机构的工作过程中第四活塞对应的气缸动力传递链:第四气缸活塞杆034—第四主齿轮054—第四单向离合器064—动力轴01;同时，通过第四主齿轮054左边的端面齿轮—第三中间齿轮113—第三主齿轮053右边的端面齿轮—第三气缸活塞杆033，进行排气冲程;再通过第二主齿轮053左边的端面齿轮—第二中间齿轮112—第二主齿轮052右边的端面齿轮—第二气缸活塞杆032，进行压缩冲程;通过第二主齿轮052左边的端面齿轮—第一中间齿轮111—第一主齿轮051左边的端面齿轮—第一气缸活塞杆031，进行排气冲程。
[0052]其他三个活塞对应的气缸动力传递链与实施例一相比，只是对应地增加了第三中间齿轮113和第四主动轮之间的啮合传动。
[0053]通过在主动链轮上设置压缩比调节器，通过控制发动机活塞杆的起始和终止位置，实现发动机的压缩比可调，适合多元燃料驱动、提高发动机热效率并改善发动机燃油经济性、降低排放、提高运行稳定性、匹配废气涡轮增压等诸多优点。
[0054]压缩比调节器有两种方案:第一种为利用具有进、排气独立调节VVTJP DIPS，修改ECU程序，通过活塞位置传感器的信号调整进/排气门的提前或延迟开关，进而控制改变活塞齿条杆的行程位置从而达到调节发动机压缩比的目的。第二种方案是在动力轴主动链轮内增设压缩比调节器，该调节器原理同相位控制器，ECU获得活塞位置传感器的信号后计算输出控制信号到OVC阀进而控制压缩比调节器，控制主动链轮相对动力轴旋转进而控制进/排气门的提前或延迟开关，进而控制改变活塞齿条杆的行程位置从而达到调节发动机压缩比的目的。
[0055]本发明的传动机构还具备可变压缩比功能，包括活塞位置传感器和压缩比调节器。活塞位置传感器位于主齿轮端面，而压缩比调节器位于副轴上的主动链轮内或利用修改ECU程序的进、排气独立调节的VVT装置。发动机的压缩比可调则具备适合多元燃料驱动、提高发动机热效率并改善发动机燃油经济性、降低排放、提高运行稳定性、匹配废气涡轮增压、可以在保证动力的前提下，让发动机排量进一步减少，让结构变得更小、重量更轻，更利于汽车突破现如今的发动机体积限制等诸多优点。
[0056]本发明实施例三结构图参见图5，与实施例二相比，其区别在于，在第四主齿轮054的右侧，通过第四中间齿轮114啮合传动连接第五气缸活塞杆035，同时，第五气缸活塞杆035通过第五导向机构075与副轴02转动连接。
[0057]本实施例发动机传动机构的工作过程中第五活塞对应的气缸动力传递链:第五气缸活塞杆035—第五主齿轮055—第五单向离合器065—动力轴01;同时，通过第五主齿轮055左边的端面齿轮—第四中间齿轮114—第四主齿轮054右边的端面齿轮—第四气缸活塞杆034，进行排气冲程;再通过第四主齿轮054左边的端面齿轮—第三中间齿轮113—第三主齿轮053右边的端面齿轮—第三气缸活塞杆033，进行压缩冲程;通过第三主齿轮053左边的端面齿轮—第二中间齿轮112—第二主齿轮052左边的端面齿轮—第二气缸活塞杆032，进行排气冲程;通过第二主齿轮052左边的端面齿轮—第一中间齿轮111—第一主齿轮051左边的端面齿轮—第一气缸活塞杆031，进行压缩冲程。
[0058]本发明实施例四结构图参见图6，与实施例三相比，其区别在于，在第五主齿轮055的右侧，通过第五中间齿轮115嗤合传动连接第六气缸活塞杆036，同时，第六气缸活塞杆036通过第六导向机构076与副轴02转动连接。
[0059]本实施例发动机传动机构的工作过程中第六活塞对应的气缸动力传递链:第六气缸活塞杆036—第六主齿轮056—第六单向离合器066—动力轴01;同时，通过第六主齿轮056左边的端面齿轮—第五中间齿轮115—第五主齿轮055右边的端面齿轮—第五气缸活塞杆035，进行排气冲程;再通过第五主齿轮055左边的端面齿轮—第四中间齿轮114—第四主齿轮054右边的端面齿轮—第四气缸活塞杆034，进行压缩冲程;通过第四主齿轮054左边的端面齿轮—第三中间齿轮113—第三主齿轮053左边的端面齿轮—第三气缸活塞杆033，进行排气冲程;通过第三主齿轮053左边的端面齿轮—第二中间齿轮112—第二主齿轮052左边的端面齿轮—第二气缸活塞杆032，进行压缩冲程;通过第二主齿轮052左边的端面齿轮—第一中间齿轮111—第一主齿轮051左边的端面齿轮—第一气缸活塞杆031，进行排气冲程。
[0060]本发明实施例五结构图参见图7，与实施例一相比，其区别在于，没有设置第三气缸活塞及与其对应的第三主齿轮053、第三副齿轮和第三单向离合器063;在动力轴01另一侧的气缸活塞杆的端头上也设置有气缸活塞，即在第一气缸活塞杆031的另一端设有第七气缸活塞，在第二气缸活塞杆032的另一端设有第八气缸活塞;副齿轮通过单向离合器与副轴02套设，即第一副齿轮通过第七单向离合器与副轴02套设，第二副齿轮通过第八单向离合器与副轴02套设;第一副齿轮和第二副齿轮通过第六中间齿轮116反向传动连接，动力轴01的一端套设有与其固定连接的被动传动齿轮08，副轴02的一端套设有与其固定连接的主动传动齿轮09，被动传动齿轮08和主动传动齿轮09通过同向传动机构10传动连接；同向传动机构10为齿轮。
[0061 ] 第一活塞对应的气缸动力传递链:第一气缸活塞杆031—第一主齿轮051—第一单向离合器061—动力轴01;同时，通过第一主齿轮051右边的端面齿轮—第一中间齿轮111—第二主齿轮052左边的端面齿轮—第二气缸活塞杆032，进行吸气冲程。
[0062]第二活塞对应的气缸动力传递链:第二气缸活塞杆032—第二主齿轮052—第二单向离合器062—动力轴01;同时，通过第二主齿轮052左边的端面齿轮—第一中间齿轮111 —第一主齿轮051左边的端面齿轮—第一气缸活塞杆031，进行排气冲程。
[0063]第七活塞对应的气缸动力传递链:第一气缸活塞杆031—第一副齿轮—第七单向离合器—副轴02—主动传动齿轮09—同向传动机构10—被动传动齿轮08—动力轴01;同时，通过第一副齿轮右边的端面齿轮—第六中间齿轮116—第二副齿轮左边的端面齿轮—第二气缸活塞杆032，进行吸气冲程。
[0064]第八活塞对应的气缸动力传递链:第二气缸活塞杆032—第二副齿轮—第八单向离合器—副轴02—主动传动齿轮09—同向传动机构10—被动传动齿轮08—动力轴01;同时，通过第二副齿轮左边的端面齿轮—第六中间齿轮116—第一副齿轮右边的端面齿轮—第一气缸活塞杆031，进行吸气冲程。
[0065]在上述实施例中，锥齿轮的齿形为曲线齿，气缸活塞杆通过人字齿、主齿轮啮合传动连接。
[0066]曲线齿具有重叠系数大、承载能力强、传动比高、传动平稳、噪声小等特点；人字齿具有重合度高，轴向载荷小，承载能力高，工作平稳的特点。
[0067]在具体实施例中，锥齿轮的齿条和气缸活塞杆通上也可以设置为斜齿或直齿;斜齿的冲击和噪音比较小，传动比较平稳;直齿的加工比较简单且不产生轴向力。
[0068]在上述实施例中，其中一个主齿轮的端面上设置有位置传感器，置传感器为光电传感器，由于气缸活塞缸杆和主齿轮是啮合关系，主齿轮之间都是啮合关系，所以确定了一个主齿轮位置即可计算出所有活塞齿条杆的位置。
[0069]位置传感器的具体结构图参见图9，位置传感器设置在第一主齿轮051的端面，以最低压缩比为上下止点透光孔122位置(光电盘12190°扇形分布的透光孔)，当光电盘121旋转到下止点透光孔122时，光电接收器125接收到光电发射器124的光源并传输给ECU，E⑶接受到信号后计算各个汽缸的的控制程序并输出各缸对应的点火、喷油、气门及控制机构(DIPS或压缩比调节器)的控制信号进行控制(达到下止点时，ECU控制压缩冲程汽缸点火做功)。注意，活塞位置传感器有速度检测功能，根据测出的主轴速度给出惯性系数进行上述的控制和修正。上止点同理。
[0070]如果需要调整压缩比，ECU根据各类传感器的反馈信号计算决定调节到多少压缩比，并给出延迟时间后输出控制信号到对应执行机构。例如压缩比从7调整到10，ECU给出I毫秒的延迟信号，那么活塞位置传感器的光电盘121透光孔越过后I毫秒才输出控制信号，此时活塞上下止点就越过压缩比7的位置达到10的位置，完成压缩比的调整。
[0071]实现常规气门机构的延迟或提前开启/关闭的控制方法类似连续可变气门正时系统VVT，只不过这套机构是放置在输出轴的链轮内，如图3，图4所示的压缩比调节器13。
[0072]因为无止点，所以该机构需要完备的保护机制。一般方法为空气弹簧，而本设计因为具有发电和压气机功能，所以设置了电磁和空气弹簧双重保护。
[0073]当光电盘121转动到紧急保护透光孔123位置后，ECU执行发动机保护程序，输出紧急停机信号控制各个汽缸的气门、压气机开启电磁阀、关闭紧急停机电磁气阀并控制直线发电机反向运行。
[0074]如果使用电控气门，还可以利用缸内气体进行发动机制动，即关闭压缩和排气冲程的进排气门也可以实现发动机活塞制动。
[0075]在具体实施例中，还可以采用多个透光孔的方式进行多级控制。
[0076]另外，置传感器也可以使用霍尔元件进行控制，控制原理同光电传感器一样。
[0077]本发明还提供一种发动机，包括气缸和控制装置，还包括上述的串联无曲轴发动机传动机构，气缸活塞设置在气缸内，控制装置控制气缸活塞杆工作。
[0078]由于发动机中设置有上述传动机构，当传动机构中一个气缸活塞杆做功时，对应的主齿轮转动，当与动力轴01对应的主齿轮和单向离合器的结合方向相同时，与动力轴01对应的主齿轮通过单向离合器使动力轴01转动输出动力；同时，通过相邻两个主齿轮通过反向传动机构，实现了气缸活塞杆冲程所需动力的传递和换向。
[0079]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0080]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0081]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0082]以上对本发明的串联无曲轴发动机传动机构及具有其的发动机进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1.一种串联无曲轴发动机传动机构，其特征在于，包括动力轴和副轴，所述动力轴和所述副轴相互平行设置，所述动力轴和所述副轴之间至少设置有两个气缸活塞杆，所述气缸活塞杆同一端的端头上设置有气缸活塞;所述每个气缸活塞杆的一侧啮合有一个主齿轮，所述主齿轮通过单向离合器与所述动力轴套设，所述单向离合器的结合方向相同；所述每个气缸活塞杆的另一侧通过导向机构与所述副轴转动连接;所述相邻两个主齿轮通过反向传动机构传动连接，和/或，所述相邻两个导向机构通过反向传动机构传动连接。2.根据权利要求1所述的串联无曲轴发动机传动机构，其特征在于，所述导向机构为副齿轮，所述副齿轮与气缸活塞杆的另一侧啮合传动连接。3.根据权利要求2所述的串联无曲轴发动机传动机构，其特征在于，所述气缸活塞杆另一端的端头上也设置有气缸活塞，所述副齿轮通过单向离合器与所述副轴套设，所述动力轴的一端套设有与其固定连接的被动传动齿轮，所述副轴的一端套设有与其固定连接的主动传动齿轮，所述被动传动齿轮和所述主动传动齿轮通过同向传动机构传动连接。4.根据权利要求3所述的串联无曲轴发动机传动机构，其特征在于，所述反向传动机构和所述同向传动机构为链传动机构或者齿轮副传动机构。5.根据权利要求1至4任一项所述的串联无曲轴发动机传动机构，其特征在于，所述反向传动机构包括设置在所述主齿轮两端或所述导向机构两端的端面齿和中间齿轮，所述端面齿和所述中间齿轮啮合传动连接。6.根据权利要求5所述的串联无曲轴发动机传动机构，其特征在于，所述中间齿轮为锥齿轮。7.根据权利要求6所述的串联无曲轴发动机传动机构，其特征在于，所述锥齿轮的齿形为曲线齿、斜齿或直齿。8.根据权利要求1至4任一项所述的串联无曲轴发动机传动机构，其特征在于，所述气缸活塞杆通过人字齿、斜齿或直齿与所述主齿轮啮合传动连接。9.根据权利要求1至4任一项所述的串联无曲轴发动机传动机构，其特征在于，所述至少一个主齿轮的端面上设置有位置传感器。10.—种发动机，包括气缸和压缩比调节装置，其特征在于，还包括权利要求1至9任一项所述的串联无曲轴发动机传动机构，所述气缸活塞设置在所述气缸内，所述压缩比调节装置控制所述气缸活塞杆工作。
【文档编号】F02B75/32GK106065813SQ201610567534
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年7月18日
【发明人】朱晓明
【申请人】朱晓明