专利名称：可变缸数母子式双动力汽车发动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车发动机的节能与提高发动机效率一种新型可变缸数母子式双 动力发动机。尤其涉及汽车发动机技术领域。
技术背景随着我国国力经济的迅猛飞速发展，汽车生活已进入广大i"姓作交通工具普及一种 高消费支柱产业，当今随着全球石油供应紧缺，油价飞涨，怎样能使汽车发动机动力率 更充分利用，降低油耗、减少城市废气排放。是汽车制造产业及待解决的技术难题。据 行业人士凋査在我国各大中小城市里跑的中高档轿车、suv车等跃野车，动力排量都在'丄0升以上，高挡全在'丄0-6.(>升。这样大的排量动力汽车，在我国都市马路上根木是无法高速行驶的，很耗油、又排放大量废气，污染环境，根本不能发挥强动力优势耗油 大，又费钱是一种大浪费。而亲华车装小排量动力，乂显动力不足，这是汽车厂家设计 动力与耗油的矛盾的一大急待解决的技术难题。发明内容为了解决中高档汽车发动机大排量很耗油与小排量动力不足的矛盾。怎样解决汽车 有强动力性能保性前题下，又要减少汽车油耗与废气排放，又要提高发动机工作效率， 本新型专利技术，发明设计出一种，可变缸数式母子并用型双动力内燃汽车发动机，当 汽^行驶在城市里或良好高速路时，汽车可以起动母发动机作动力，使充分发挥其动力效率不至浪费。当汽车行驶在差的公路或爬陡坡时，司机可以起动子动力发动机连接母 动力一起驱动车辆。使动力大大增加以保证汽车有良好的动力性能。木专利发明设想将 一台6气缸发动机改设计成一台4缸+2缸母子式发动机。4缸动力的汽车在都市拥挤的 午:海里既可以保证有良好平衡性，足够汽车在中低速行驶需要的，既减少了排量乂降低 油耗与废气排放。这样就节省2缸汽油耗量。设想将一台V8发动机汽车改设计成一台 4缸+4缸发动机，相对就减少4缸汽油的消耗，而在需要时并连上，2台动力并成一台 动力，又能保证强劲的动力输出需要。司机可根据路况不同，选择单独母动力行车或且 启动母子双动力发动机输出。可任意方便地控制驾驶汽车，这样就变成一辆可变缸数的母子式双动力汽车。
技术方案本专利设讣理念处将传统多缸数活塞式的汽车发动机设计分成二台母子型串联相 加使用。比如把一台六缸的发动机设计分成二台母4缸、子2缸，双台独立的发动机。 用母4缸发动机(3)作主动力，把-—f 2缸发动机(1)辅助动力。原理构造见阁1它的 特征是把两台发动机相连接共同安装在同-个发动机机架(4)上。在城市里慢行驶不 需要大马力时只志母动力单台运行。当汽车需要强动力时，起动子动力发动机(1)，立 刻就变成6缸发动机，这样大大地节省燃油。怎样完成子机与母机的自动连接，木实斤J 新型设讣一种叫离心式自动定位连轴器，(2)见阁2工作原理阁。当子发动机(1)起 动旋转工作吋，子发动机曲轴连接器转盘(2)上带有一个斜齿型离心飞钢块(3)在转 盘离心力作用下，克服弹簧片(9)的压力向外张开，山于子机在空负载的情况下，转 速肯定高于母机这样离心斜齿钢块(3)肯定就套入母机曲轴转盘凹轮(1)中。见阁3 剖视构造原理阁实行了二机串联运转。当子发动机(U关闭熄火。iill轴")停止运转 离心斜齿飞块(3)在弹簧(9)压力下收回转盘(2)内轴。这样就实施子机与母机轴 的自动分离。什么要子机llll轴(4)与母机曲轴(7)要定位点相连接呢？主耍是耍根据 母机的缸数与子机足多少个缸数的发动机点火工作顺序来决定的。在设计W机与子机曲 轴连接角度，主耍考虑二机串联运转时，各缸数作功的顺序相交的选择最佳转距平衡点来决定的。汁算出子机(i)与母机(3) iiii轴转盘连接点角度，这样使ty:子双机巾联时各个转角扭力都能平衡、曲轴旋转输更平顺。本新型专利的核心技术是离心式向动定位连轴器(2)。在设计连轴器时考虑到在 双轴对接的瞬间离心斜形齿钢块(3)对母动力连轴器(1)凹槽会产生一定冲击力，l天l 此在母动力连轴器附(1)凹槽内对接点上，压装上一块尼龙与橡胶混合制成的缓冲垫 (10)以减轻对接时冲击力。见阁4图5。在离心式自动定位连轴器(2)子动力轴离心连轴飞盘(2)见图6图7中安装冇 一个自动定位离心斜齿钢块(3)和一片回位弹簧片(9)。将-了动力轴离心连轴器盘(2) 套装在子发动机(1)曲轴头花键(4)头上，见阁8，并用一个问定卡环(8)卡在花键ra槽上见阁9。为了保llH母动力与子动力轴串连接保持有良好的中心轴线相对接，子与母2台发 动机的铝合金缸体要根据实际车型的形状与尺寸，设计出2台缸体相对接的固定支点勾 支架。用优质钢镙栓加调整垫片来固定。为了使双动力发动机曲轴中心线的精确对接， 本专利在子发动机(1)曲轴输出的花键(4)头设计冇一个圆锥形尖头，在母动力自动 连轴器凹盘(1)中间装嵌入一个圆锥型青铜合金轴承(6)见图4图5，并注入润滑汕 润滑。二台发动机对连接时可使其尖头自动对准轴中心点以保证双机曲轴中心轴线的精 准对接。在设计子与母动力发动机工作散热技术方面，本实用新型采取母机水循环与子 机缸体水循环相*'联方形见阁IO水套管的流向。当母机发动(3)热起来的热水经过子 发动机(1)缸体水套内将子动力发动机(1)气缸体预热，以保证子发动机(1)缸体 内有较高的温度在各种气候条件下，都很容易将子发动机(1)迅速起动成功，并且有 较佳的动力状况。为了方便子发动机(1)的起动，木实用新型还设计一种自动起动电路。见图(11) 当K2 —接通此时了发动机(1 )起动马达(C2)是接通的，电磁开关立即起动子起动机， 使了发动机(1)在短时问内获得起动。当子发动机(1)曲轴飞轮(FE)旋转起来，安 装在飞轮上有一对NS极磁铁旋转起来，使安装在旁边有一个AC交流感应线圈会产生6 —18V的交流itl压经过l)C桥式全波整流器整流成为直流电压，再经过CI滤波，电压流 经R10和R8经过C2延时0. 5秒加至BG3三极管放大。本电路采用差动电压比较放大器 的工作原理，山BG2与BG2组成的差动放大器。当起动吋，BG1基极有偏置电阻R4的 电压输入使BG2 ^通。BG1基极电压很低，BG1基极电压很低，BG1基本处在截止状态， DJ继电器无电流不动作。当随着子发动机阁l (1)转速提高、AC感应线圈的电压也随 养提高，BG3基极电压当高过BG2基极电压吋。BG3发射极电压高于BG2发射极电压。 就会使B(;2 二极管工作截止，此吋BG1基极有R6与R3电阻接通有较高屯压输入BG1 三极管导通，DJ继电器通电吸下动触点iU极，C2起动电机屯磁开关断ili。 C2起动机停 止运转。图11 i乜路中电阻带有※符号的屯阻值，要在试车中调整决定实际阻值。可以 川调整R8屯位器决定子发动机(1)的转速运转在怠速阶段，就可停止C2起动电动机 的运转。本电路还设计二个LED发光二极管作起动与子动力运转指示灯用。Dl LED红 色为起动指示D2Ll':D绿色为运转指示。阁11中El线路连接点是母发动机(3) i乜喷与 高压点火等所有总线路的接线点。Cl为母发动机(3)的起动电动机电路连接点。E2为 子发动机(1)电喷与高压点火所有的总线路接线点。本线路的特点是只有先开通汽车 电P锁总门锁K1的状态下才能使K2子动力通电工作，技术要求应先启动母动力(3) 运转的状态下，才允许再起动子发动机(1)。本实用新型为了实现定位同轴连接双机同 歩运转。增大汽车驱动马力。耍求不论是采用机械油门线还是电子控制油门线都并连安 装在同一个脚汕门踏板上。共同控制双动力发动机Hi喷供汕系统作同歩转速运转。本实 用新型自动起动电路也可以不采用。子发动机(1)也可以采用传统的手开关起动方式 起动。木实坩-新型的离心式自动定位连轴器(2)可应用于任何使用汽油或柴油发动机 汽车上使用。
具体实施方式
在设计新型母子式双动力发动机总的理念就是将以往通用传统的"缸'钕以上中大 马汽车的发动机，改设计成2台一大一小马力的发动机。通过离心式自动定位连轴器(2)的连接与分离，实现单机与叹机串连对接来驱动车辆，例举将一台(；缸u) ff的动力. 改设计成一台4仏T. 2.()歼发动机与一台2缸i.()升发动机。或目.将s缸动力改设计成i 缸+4fti:的发动机，具体可根据不同车型实际需嬰来设计，制造出N缸数不同马力的母 了-式发动机。母动力的马力没计只要有4紅就能满足汽车在都市里中低速行驶基本要 求，子动力的(j)马力设计。主要是满足汽车在差的路况下，补偿母动力不足的辅助 动力。子发动机(i)只作补充动力片j。子发动机(i)不挂带任何其他附属机械电机等 负载，将外杜的发电机、空调泵、水泵，转向助力泵等等，全部按照通用车型来设计安 装在母发动机u)上。把一台发动机改设计成二台发动机，会使发动机的长度变长， 在设计母子双台动力缸体时要'沐意注虑将2台Sii:体尽量缩短紧凑。也可以将母动力(:r) 皮带轮(5)直接套在自动连轴器轮(i)外径k,这样就可以缩短双机相连接的间距.. 母与子双台发动机的固定问题。要求根据实际车型尺寸及形状，将一对母子双动勿发动 机的缸体，设计要求留有双机对接固定的连接支架与孔位。两只发动机用螺栓与螺母来联接by定在同一个支架i: M)。为了保i正双机对接、轴中心浅的精准度要求，固定架上 可以川调整垫片方式解决装配要求。离心式自动定位连轴器(2)设计要求，可根据实 际发动机，大小型号尺寸来决定它的外径、内径、厚度，其中子动力离心连轴器飞盘(2) 与母动力连轴器凹式飞盘(I)用优质铝合金铸造，自动定位离心斜齿飞钢块(3)和固 定座圆轴是连接子母动力受力关键。材料采用优质铬猛合金钢锻打来制造。离心飞钢块(3)的回位弹赞(9)甩优质弹簧片制造，弹力要在-r发动机U)试车时来i周整决定。要求子发动机(1)在曲轴转速超过怠速吋，离心飞斜齿钢块(3)将!f"极其弹力抛出就
连接母动力。为r减轻两轴对接时的冲击力，在连轴器凹式飞盘(i)内头还压装入 个尼龙与像胶混合缓冲垫u())。该连轴器凹式飞為.u)是用数个螺栓固定在母发动机 (3)前端皮带飞轮上的。在设计母与子动力曲轴花健轴中n)与母动力凹式飞盘(7> 时，要根据双动力的缸数和点火顺序计算出曲轴对接角度的最佳平衡点。在曲轴花键头 上刻有标记以保sn双机安装正确角度使运转时转距扭力更平顺。在设计子发动机(i)起动开关时，可以将图11中K2起动开关安装在汽车方向盘的下方加装一根手推拨杆与其连接可以方便地控制子发动机(1)的起动与关闭。
如果设计釆用本新型双动力发动机时，因车型是前驱动的空间技术耍求可将变速箱(5)的安装方向改设计放在母发动机(3)缸体侧旁边上，动力连接可用齿轮传动宋完成，这样设计就縮短整个长度。最后一项是子发动机自动起动机电路图11，技术要求是当子发动机(1)起动成功后，曲轴转速达到怠速以上，经过调整图II自动起动电路肪电位器使B(;l工作点就进入饱和导通的状态，(DJ)继电器有12V直流电压就吸 动动触点，断开C2马达的电磁开关，l:2起动机就停止了工作。同时，子发动机(l) 运转指示I)T绿色发光二极管通电发光，作子发动机(1)已运转指示。要停止子发动机 (1)，司机用手关闭I (K2)开关，子发动机(I)所有电路断电子动力熄火。离心式自动定位连轴器(2)自动分-离，剩下母发动机(3)单台运转行车。图ii中(M:)为转速电压感应线阇，是安装在子发动机山l轴飞轮旁边的铝合金曲轴箱内，铁芯对准飞轮NS二个小磁铁，线圈的电流为().()1A。电压是0—1HV。在飞轮上对角线图ll (I-'E)装 上二块小磁钢，作飞轮转速佶号感应源。子发动机阁1(1)耍配备有一套独立的，燃 油电喷系统与高压点火电路。本实用新型设计的自动起动机电路也可以不采用，采用 安装传统手动电起动开关方式也方便起动子发动机(1)。
阁i是木实用新型可变缸数的母子式双动力汽车发动机构造原理图图i '1' i子发动机 2离心式卩i动定位连轴器《母发动机 4母子发动机连枝固定架5变速箱图2中是木专利新型离心式自动定位连轴器构造原理图。图3是离心式fl动定位连轴器第一个实施例的纵剖面构造图。图3屮i树动力连轴器凹槽飞盘2子动力轴离心连轴器飞盘3自动定位离心斜 齿钢块4子动力llll轴花键轴5母动力曲轴皮带轮6锥形合金瓦输承7母动力曲轴花键 轴8卡环9弹簧片l冬l 4离心式白动定位连轴器第二个实施例的母动力连轴器凹槽飞盘的平面图。图i> 是图4的纵剖视阁。阁《图5屮，1母动力连轴器凹槽飞盘6锥形合金瓦轴承0尼龙橡胶缓冲垫图6是离式自动定位连轴器第三个实施例的，子动力轴离心连轴飞盘平面构造图， 图7是图6的纵剖视阁。在图6、阁7中2子动力轴离心连轴飞盘，3自动定位离心斜 齿钢块;9弹簧片。图8是子发动机第4个实施例的，子发动机曲轴头平而构阁图3中")。图9是H 8的同&卡环阁3屮(8〉。阁10是母子式双动力发动机第5个实施例的水循环冷郎系统工作原理，图l()中1 子发动机2自动定位连轴器3母发动机4冷却水套管5水箱散热器。图11是母子式双动力发动机第6个实施例的子发动机向动启动电动机电路图。在图屮DC蓄电池；Kl主电门锁兼主发动机开关；(;l主动力起动电动机总成；(7子动起动电动机总成；El母动力电喷与高压点火等所有电路接线点；子动力电喷与 高压点火等所有电路接线点，，FE子动力发动机飞轮内欣NS磁铁块；AC交流感应线陶Dj起动继电器；Dl红色起动发光二极管；股绿色运行发光二极管。
权利要求1、一种可变缸数母子式双动力汽车发动机，其特征是在同一个发动机固定支架(4)上，共同安装有母发动机(3)与子发动机(1)，子发动机(1)的动力输出是通过离心式自动定位连轴器(2)与母发动机对接，子发动机(1)是一个独立的辅助发动机它不挂任何机电负载设备、母发动机(1)与离合器变速箱(5)安装在一体作常时运转行驶，子发动机(1)可根据需要起动与母发动机(3)对接变成一台更多缸数更强马力的发动机。
2、 根据权利要求1所述的可变缸数母子式双动力汽车发动机，其特征是离心式自动定位迮轴器(2)，由子发动机(1)输出曲轴头U)装有一个带有离心斜齿块连轴 器飞盘(2)，与^动力连轴器凹槽飞盘(1)相对接。
3、 根据权利耍求1所述的可变缸数母子式双动力汽车发动机，举特征是离心式 gl动定位连轴器")的母动力连轴器凹槽飞盘(1)，用螺栓固定在以动力曲轴皮带轮(5)上，在中间装有锥形合金瓦轴承(6)和尼龙橡胶缓冲垫(10)。
4、 根据权利要求1所述的可变缸数母子式双动力汽车发动机，其特征是离式自 动定位连轴器(2)的子动力轴离心连轴器飞盘(2)上，装有离心斜齿钢块(3)和一 个回位弹簧片(9)，它的整个配件套装在于发动机曲轴(4)上，并用卡环(8)将其卡 住固定。
5、 根据权利:盟求l所述的可变缸数母子式双动力汽车发动机，其特征是二个发 动机共同用一个水箱散热器(5)散热，在母发动机(3)气缸体头部配备有一个抽水泵， 泵的出口管道与子发动机(1)缸体尾部进水口迮接，水箱散热器(5)的进出水二条管 道分别与母发动机(3)和子发动机(1)的气缸体连接。
6、 根据权利要求1所述的可变缸数母子式双动力汽车发动机，其特征是:母发动机 (3)配备系统，将配备所有全套外挂，发电机、空调压縮机；转向助力油泵、水泵全部安装在母发动机(3)上。
7、 根据权利耍求l所述的母子式双动力汽车发动机，其特征是:予发动机U)配 备有独立1套燃油喷油系统，高压点火电路、电起动机，它不外挂任何负载。
8、 根据权利要求书1所述的母子式双动力发动机，其特征是:燃油控制系统，将母 与子二台发动机的电喷供油控制油门线共同并联安装在同一个脚踏板上，作同步控制双 台发动的转速。
专利摘要一种可变缸数母子式双动力汽车发动机，它的特征是一个4汽缸为基础数的母发动机(3)作常时行驶工作。再设计一个(N)缸数的子发动机(1)作辅助动力。母与子发动机缸体用螺栓相连接成一体，共同安装在同一个发动机机架(4)上。子发动机(1)动力输出是通过离心式自动定位连轴器(2)与母发动机(3)的曲轴皮带轮(5)相联接。当子发动机(1)起动后转速超过怠速时，离心式连轴器(2)中的离心斜齿在离心力的作用下抛出，就将母动力与子动力曲轴对接连成一台发动机，不需子动力时就关闭子发动机(1)。连轴器(2)自动分离剩下母动力工作。把所有的机电设备全部安装在母发动机(3)主机上负载。将二台电喷供油门线并联安装在同一个油门踏板上，使二台动力转速作同步控制。发动机散热采用双机水管串连循环冷却方式。
文档编号F02N19/02GK201025123SQ20062014924
公开日2008年2月20日 申请日期2006年9月26日 优先权日2006年9月26日
发明者潘韩飞 申请人:潘韩飞