CN103807035B - 可变压缩比装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变压缩比装置，其包括：曲轴，连杆，第一偏心连接杆和第二偏心连接杆，摆杆，以及控制装置；其中所述第一偏心连接杆和第二偏心连接杆分别安装在连杆的两侧，并且活塞销可以偏心地且可旋转地安装在第一偏心连接杆和第二偏心连接杆的一端处；所述摆杆的一端可以分叉形成两部分以形成第一分叉和第二分叉，所述第一分叉和第二分叉连接至第一偏心连接杆和第二偏心连接杆的另一端；所述控制装置连接至摆杆的另一端以控制摆杆；其中曲柄臂包括在曲柄臂的内周面以预设厚度形成的引导面，从而摆杆的第一分叉和第二分叉在所述引导面之间滑动移动。

Description

可变压缩比装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年11月2日提交的韩国专利申请第10-2012-0123611号的优先权，该申请的全部内容合并于此通过引用而用作所有目的。

技术领域

本发明涉及一种可变压缩比装置，更具体而言，本申请涉及这样一种可变压缩比装置，其用于根据发动机的运行状态而改变燃烧室内的混合气的压缩比。

背景技术

通常，当压缩比较高时，热力发动机的热效率增加，并且在点火式发动机的情况中，当点火正时提前至预设的水平时，热效率增加。然而，在火花点火式发动机中，当点火正时在高压缩比中提前时，会产生不正常燃烧，从而会造成发动机的损坏。相应地，对点火正时的提前进行限制，并必须承受由于上述限制带来的输出功率的下降。

可变压缩比(VCR)装置是用于根据发动机的运行状态而改变混合气压缩比的装置。根据所述可变压缩比装置，通过在发动机的低负荷运行情况下提高混合气的压缩比来增加燃料效率，并且通过在发动机的高负荷运行情况下降低混合气的压缩比来防止爆震的产生以及提高发动机的输出。

在相关技术中的可变压缩比装置通过改变用于连接活塞和曲轴的连杆的长度来实现压缩比的变化。在这种可变压缩比装置中，用于连接活塞和曲轴的部分由若干连接杆形成，从而使得燃烧压力直接传递至连接杆。相应地，连接杆的耐用度下降。

相关技术中的可变压缩比装置的不同实验的结果表明，通过使用偏心轴承改变曲柄销和活塞销之间的距离可提高操作的可靠度。

使用多个连接杆用于转动偏心轴承，其存在的问题是当活塞下降时连接杆何时水平加宽(widen)或者分离。在现有技术中，在连杆或者连接杆中需要包含单独的装置以限制连接杆的移动轨迹，从而存在连杆或者连接杆的结构复杂的问题。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种可变压缩比装置，其优点为：有效限制使偏心轴承旋转的连接杆的移动轨迹，并简化结构。

在本发明的一个方面中，提供了一种可变压缩比装置，其安装在发动机上用以改变混合气的压缩比，该可变压缩比装置可以包括：曲轴，所述曲轴构造为将混合气的燃烧动力产生的活塞的往复运动变换为旋转运动；连杆，活塞销插入所述连杆的一端从而通过该活塞销能够转动地连接至活塞，所述连杆的另一端能够转动地连接至所述曲轴；第一偏心连接杆和第二偏心连接杆，所述第一偏心连接杆和所述第二偏心连接杆分别安装在所述连杆的两侧，并且所述活塞销偏心地且能够旋转地安装在第一偏心连接杆和第二偏心连接杆的一端处；摆杆，所述摆杆的一端分叉为两部分以形成第一分叉和第二分叉，所述第一分叉和所述第二分叉连接至所述第一偏心连接杆和所述第二偏心连接杆的另一端；以及控制装置，所述控制装置连接至所述摆杆的另一端以便控制该摆杆；其中所述曲轴可以包括曲轴颈、曲柄销和曲柄臂，所述曲轴颈被汽缸体能够旋转地支撑，所述连杆的另一端能够旋转地连接至所述曲柄销，所述曲柄臂构造成连接所述曲轴颈和所述曲柄销；并且其中所述曲柄臂可以包括在该曲柄臂的内周面以预设厚度形成的引导面，从而所述摆杆的第一分叉和第二分叉能够在所述引导面之间滑动移动。

所述引导面形成为平面，其中在第一分叉和第二分叉的一端和另一端之间形成的预设部为与引导面对应的平面形状，从而在引导面之间滑动。

在第一偏心连接杆和第二偏心连接杆处的预设部的外周面为外凸的平面形状，从而在引导面之间滑动。

第一偏心连接杆和第二偏心连接杆的一端可以包括偏心轴承，该偏心轴承安装在连杆的一端与活塞销之间，从而活塞销偏心穿过偏心轴承。

所述偏心轴承与第一偏心连接杆和第二偏心连接杆整体地形成。

所述控制装置可以包括控制连接杆和控制轴；其中，所述控制连接杆的一端可转动地连接至摆杆的另一端，所述控制轴连接至控制连接杆的另一端，从而枢转控制连接杆。

所述控制连接杆和控制轴整体地形成。

第一分叉和第二分叉的一端的每一个具有被分成两部分的分叉部，其中第一偏心连接杆和第二偏心连接杆的另一端的每一个分别插入与相应的分叉部中，以便可转动地连接至所述分叉部。

第一偏心连接杆和第二偏心连接杆的另一端的每一个具有被分成两部分的分叉部，其中第一分叉和第二分叉的一端的每一个插入相应的分叉部中，以便可转动地连接至所述分叉部。

所述引导面形成为从曲柄销的下部延伸到曲柄臂的较大一端，从而在引导面之间容纳连杆以及所述第一分叉和第二分叉。

曲柄臂可以包括延伸部，所述延伸部在较小一端沿径向方向延伸，从而与接合部的外周面相接触，第一偏心连接杆和第二偏心连接杆在所述接合部处与所述第一分叉和第二分叉连接，其中，所述引导面形成在所述延伸部的内周面，从而使得所述接合部滑动移动。

根据本发明示例性实施方式的可变压缩比装置能够有效地限制偏心连接杆的移动轨迹，甚至没有使用单独地装置。

此外，根据本发明示例性实施方式的可变压缩比装置具有简单的结构，从而提高了操作稳定型并且降低了制造成本。

本发明的方法和装置可以具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1和图2是示意性示出了根据本发明各个示例性实施方式的可变压缩比装置的立体图。

图3是示意性示出了根据本发明各个示例性实施方式的可变压缩比装置的曲轴的立体图。

图4是示意性示出了根据本发明各个示例性实施方式的可变压缩比装置中除曲轴之外的剩余零件的立体图。

图5是示意性示出了根据本发明示例性实施方式的活塞的高度变化的图。

图6是示意性示出了根据本发明各个示例性实施方式的可变压缩比装置的立体图。

图7是示意性示出了根据本发明各个示例性实施方式的可变压缩比装置的曲轴的立体图。

应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。

具体实施方式

现在将对本发明的各个实施方式详细地作出引用，这些实施方式的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方式相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方式，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方式。

在下文中，将结合所附附图详细描述本发明的示例性实施方式。

根据本发明示例性实施方式的所述示例性实施方式可以以各种各个的形式实施，并因此本发明的范围并不被下面进行描述的示例性实施方式限制。

图1和图2是示意性示出了根据本发明第一示例性实施方式的可变压缩比装置的立体图，图3是示意性示出了根据本发明第一示例性实施方式的可变压缩比装置的曲轴的立体图，图4是示意性示出了根据本发明第一示例性实施方式的可变压缩比装置中除曲轴之外的剩余零件的立体图。

根据本发明第一示例性实施方式的可变压缩比装置安装在发动机内以改变压缩比，发动机通过从活塞接收混合气的燃烧动力来转动曲轴。

如图1至图4所示，根据本发明第一示例性实施方式的可变压缩比装置1可以包括曲轴10，连杆20，偏心连接杆30，摆杆40，以及控制装置50。

曲轴10接收来自活塞2的燃烧动力，将燃烧动力转化为扭矩，并将转化的扭矩传递至变速器。曲轴10可以安装在形成在汽缸下端的曲轴箱内。

如图3所示，曲轴10可以包括曲轴颈110、曲柄销120以及曲柄臂130；其中所述曲轴颈110被发动机的汽缸体可旋转地支撑，连杆20可旋转地连接至所述曲柄销120，所述曲柄臂130用于连接曲轴颈110和曲柄销120。

曲柄销120可以连接至曲柄臂130的较小一端，并且平衡配重块133可以整体地安装在曲柄臂130的较大一端。所述平衡配重块133减少曲轴10转动时产生的旋转振动。

根据本发明第一示例性实施方式，引导面131可以包含在曲柄臂130的内周面中，该引导面131以预设厚度形成从而摆杆40的两侧面可以滑动移动。

在一个或多个示例性实施方式中，如图3所示，引导面131可从位于曲柄销120下方的一侧延伸到形成有平衡配重块133的曲柄臂130的较大一端。进一步地，引导面131可形成为平面，并可与曲柄臂130的内周面整体地形成。

连杆20从活塞2接收燃烧动力，并且将接收的燃烧动力传递至曲轴10。

根据本发明第一示例性实施方式，连杆20可以包括一端210和另一端220。活塞销3插入到连杆20的一端210，从而活塞2通过活塞销3可旋转地连接至连杆20的一端210，并且曲轴10可以通过曲柄销120可旋转地连接至连杆20的另一端220。

偏心连接杆30通过活塞销3与活塞2连接，并且在控制装置50的控制下转动，从而通过调整汽缸内的活塞2的高度来改变压缩比。

根据本发明第一示例性实施方式，如图1至图4所示，偏心连接杆30为双偏心连接杆，并且可以包括对称安装在连杆20两侧的第一偏心连接杆30a和第二偏心连接杆30b。

参考图1至图4，第一偏心连接杆30a和第二偏心连接杆30b可以包括一端310a和310b，和另一端320a和320b，预设部330a和330b分别介于一端310a和310b与另一端320a和320b之间。

参考图1至图4，活塞销3偏心地安装至偏心轴承311a和311b，所述偏心轴承311a和311b可在第一偏心连接杆30a和第二偏心连接杆30b的一端310a和310b整体地形成，摆杆40的一端410能够可旋转地连接至第一偏心连接杆30a和第二偏心连接杆30b的另一端320a和320b，并且第一偏心连接杆30a和第二偏心连接杆30b的预设部330a和330b可形成为外凸平面，从而抵靠曲轴10的引导面131滑动。

在一个或多个示例性实施方式中，如图1至图4所示，第一偏心连接杆30a和第二偏心连接杆30b的预设部330a和330b可以形成为被分成三条，并且预设部330a和330b的外表面可以形成为平面从而在曲轴10转动时抵靠曲柄臂130的引导面131滑动。由于第一偏心连接杆30a和第二偏心连接杆30b的预设部330a和330b在滑动过程中与曲柄臂130的引导面131紧密接触，因而第一偏心连接杆30a和第二偏心连接杆30b的移动轨迹可以得到稳定地限制，而不用单独的装置。

摆杆40安装在控制装置50与第一偏心连接杆30a和第二偏心连接杆30b之间，以便将控制装置50的控制动力传递至第一偏心连接杆30a和第二偏心连接杆30b。

摆杆40可以包括一端410和另一端420。如图1至图4所示，根据本发明第一示例性实施方式，摆杆40的一端410分叉形成为两部分以便形成第一分叉410a和第二分叉410b，摆杆40的另一端420能够可旋转地连接至控制装置50。

摆杆40的第一分叉410a和第二分叉410b能够可转动地分别连接至第一偏心连接杆30a的另一端320a和第二偏心连接杆30b的另一端320b。根据本发明第一示例性实施方式，如图1所示，第一分叉410a的一端和第二分叉410b的一端分别被分成两部分，从而形成分叉部411a和411b，并且第一偏心连接杆30a的另一端320a和第二偏心连接杆30b的另一端320b能够分别可旋转地连接至分叉部411a和411b。

与此同时，摆杆40的第一分叉410a和第二分叉410b的预设部412a和412b可以形成为与曲柄臂130的引导面131对应的平面。如图1至图2所示，预设部412a和412b在第一分叉410a和第二分叉410b的侧表面可以形成为基本为矩形的形状，并且预设部412a和412b甚至可以在分叉部411a和411b的侧表面形成为圆形形状。当曲轴10根据活塞2的冲程转动时，曲轴10的引导面131与第一分叉410a和第二分叉410b的预设部412a和412b相互滑动，从而防止第一偏心连接杆30a和第二偏心连接杆30b水平移动。相应地，不需要安装特殊装置以防止偏心连接杆进行与相关技术相类似的移动，从而能够降低成本并根据简单结构有效地限制偏心连接杆的移动轨迹。

控制装置50连接至摆杆40的另一端420，以便控制摆杆40，从而改变压缩比。

控制装置50可以包括控制连接杆510和控制轴520。控制连接杆510包括一端511和另一端512，摆杆40的另一端420可旋转地连接至控制连接杆510的一端511，并且控制轴520联接至控制连接杆510的另一端512。相应地，摆杆40与第一偏心连接杆30a和第二偏心连接杆30b根据控制轴520的转动而顺序地转动，从而改变压缩比。

图5是示例性示出了根据本发明第一示例性实施方式的活塞2的高度变化的图。图中的A部分和B部分示出了根据控制装置50的转动的活塞2的高度的变化。

例如，当控制装置50的控制轴52从图5的A部分到B部分顺时针转动时，控制连接杆510相应地顺时针转动。摆杆40可旋转地连接至控制连接杆510的一端511，并且第一偏心连接杆30a和第二偏心连接杆30b可旋转地连接至摆杆40的一端410。相应地，第一偏心连接杆30a和第二偏心连接杆30b与偏心轴承311a和311b也顺时针转动，从而使得活塞2的高度增加预设长度d，并因此改变压缩比。

图6是示意性示出了根据本发明第二示例性实施方式的可变压缩比装置的立体图，图7是示意性示出了根据本发明第二示例性实施方式的可变压缩比装置的曲轴立体图。

根据本发明第二示例性实施方式的可变压缩比装置1安装在发动机上(该发动机通过从活塞2接收混合气的燃烧动力来转动曲轴10)，并且与第一示例性实施方式相似，其可包括曲轴10，连杆20，偏心连接杆30，摆杆40，以及控制装置50。

偏心连接杆30可以包括第一偏心连接杆30a和第二偏心连接杆30b，摆杆40可以包括第一分叉410a和第二分叉410b，并且控制装置50可包括控制轴520和控制连接杆510。

进一步地，曲轴10可以包括曲轴颈110，曲柄销120，以及曲柄臂130；其中所述曲轴颈110被发动机汽缸体可旋转地支撑；连杆20可转动地连接至所述曲柄销120；所述曲柄臂130用于连接曲轴颈110和曲柄销120。引导面131以预设厚度形成在曲柄臂130的内周面，从而第一分叉410a和第二分叉410b可以滑动移动。

根据本发明第二示例性实施方式的可变压缩比装置的总体结构与第一示例性实施方式基本相同。因此，第二示例性实施方式的可变压缩比装置与第一示例性实施方式的不同的一部分结构将在下面进行优先描述。

如图6所示，在根据本发明第二示例性实施方式的可变压缩比装置1中，被分成两部分的分叉部321a和321b形成在第一偏心连接杆30a和第二偏心连接杆30b的另一端320a和320b，从而使得第一分叉410a和第二分叉410b的一端分别插入，并且第一分叉410a和第二分叉410b的一端在分叉部321a和321b之间插入从而可旋转地连接。

相应地，如图6所示，第一和第二偏心连接杆在接合部35与第一分叉410a和第二分叉410b连接，所述接合部35形成在分叉部321a和321b。

在根据本发明第二示例性实施方式的可变压缩比装置1中，曲轴10的曲柄臂130包括在较小一端径向延伸的延伸部132，从而与接合部35的外周面接触。

进一步地，引导面131形成在延伸部132的内周面，从而使得接合部35可以滑动移动。

在一个或多个示例性实施方式中，如图6和图7所示，延伸部132能够以预设大小形成，从而与接合部35的下部的一部分相接触。

因此，如图6所示，即使当曲柄臂130较大一端处形成的引导面131不抵靠第一偏心连接杆30a和第二偏心连接杆30b以及第一分叉410a和第二分叉410b滑动时，第一偏心连接杆30a和第二偏心连接杆30b的移动轨迹可以继续由在曲柄臂130的较小一端处形成的延伸部132限制。因此，根据本发明第二示例性实施方式，可以有效限制第一偏心连接杆30a和第二偏心连接杆30b的水平移动。

为了便于在所附权利要求中解释和精确定义，术语“上”、“下”、“内”和“外”用于参考在图中所示的示例性实施方式的特征的位置来对这些特征进行描述。

前面对本发明具体示例性实施方式所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (11)

1.一种可变压缩比装置，该可变压缩比装置安装在发动机上用以改变混合气的压缩比，所述可变压缩比装置包括：

曲轴，所述曲轴构造为将混合气的燃烧动力产生的活塞的往复运动变换为旋转运动；

连杆，活塞销插入所述连杆的一端从而通过该活塞销能够转动地连接至活塞，所述连杆的另一端能够转动地连接至所述曲轴；

第一偏心连接杆和第二偏心连接杆，所述第一偏心连接杆和所述第二偏心连接杆分别安装在所述连杆的两侧，并且所述活塞销偏心地且能够旋转地安装在第一偏心连接杆和第二偏心连接杆的一端处；

摆杆，所述摆杆的一端分叉为两部分以形成第一分叉和第二分叉，所述第一分叉和所述第二分叉连接至所述第一偏心连接杆和所述第二偏心连接杆的另一端；以及

控制装置，所述控制装置连接至所述摆杆的另一端以便控制该摆杆；

其中，所述曲轴包括曲轴颈、曲柄销和曲柄臂，所述曲轴颈被汽缸体能够旋转地支撑，所述连杆的另一端能够旋转地连接至所述曲柄销，所述曲柄臂构造成连接所述曲轴颈和所述曲柄销；

所述曲柄臂包括在该曲柄臂的内周面以预设厚度形成的引导面，从而所述摆杆的第一分叉和第二分叉能够在所述引导面之间滑动移动。

2.根据权利要求1所述的可变压缩比装置，

其中，所述引导面形成为平面，

在所述第一分叉和所述第二分叉的一端与另一端之间形成的第一预设部具有与所述引导面对应的平面，从而在所述引导面之间滑动。

3.根据权利要求2所述的可变压缩比装置，其中，在所述第一偏心连接杆和所述第二偏心连接杆中的第二预设部的外周面为外凸的平面形状，从而在所述引导面之间滑动。

4.根据权利要求1所述的可变压缩比装置，其中，所述第一偏心连接杆和所述第二偏心连接杆的一端包括偏心轴承，该偏心轴承安装在所述连杆的一端和所述活塞销之间，使得所述活塞销偏心穿过所述偏心轴承。

5.根据权利要求4所述的可变压缩比装置，其中，所述偏心轴承与所述第一偏心连接杆和所述第二偏心连接杆整体地形成。

6.根据权利要求1所述的可变压缩比装置，其中，所述控制装置包括：

控制连接杆，所述控制连接杆的一端能够转动地连接至所述摆杆的另一端；以及

控制轴，所述控制轴连接至所述控制连接杆的另一端，从而枢转所述控制连接杆。

7.根据权利要求6所述的可变压缩比装置，其中，所述控制连接杆和所述控制轴整体地形成。

8.根据权利要求1所述的可变压缩比装置，

其中，所述第一分叉和所述第二分叉的一端的每一个具有被分成两部分的分叉部，

所述第一偏心连接杆和所述第二偏心连接杆的另一端的每一个插入相应的分叉部中，以便能够旋转地连接至所述分叉部。

9.根据权利要求1所述的可变压缩比装置，

其中，所述第一偏心连接杆和所述第二偏心连接杆的另一端的每一个具有被分成两部分的分叉部，

所述第一分叉和所述第二分叉的的一端的每一个插入相应的分叉部中，以便能够旋转地连接至所述分叉部。

10.根据权利要求1所述的可变压缩比装置，其中，引导面形成为从所述曲柄销的下部延伸到所述曲柄臂的较大一端，从而在所述引导面之间容纳所述连杆以及所述第一分叉和所述第二分叉。

11.根据权利要求1所述的可变压缩比装置，

其中，所述曲柄臂包括延伸部，所述延伸部在较小一端沿径向方向延伸，从而与接合部的外周面相接触，所述第一偏心连接杆和所述第二偏心连接杆在该接合部处与所述第一分叉和所述第二分叉连接，

所述引导面形成在所述延伸部的内周面，从而使得所述接合部滑动移动。