CN104533636A - 发动机可变压缩比系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机可变压缩比系统和控制方法。通过在连杆体小头孔与活塞的销孔之间设计有与连杆体小头孔锁定连接的偏心销总成，通过电磁阀控制润滑油中断降压使偏心销总成与连杆体小头孔的连接解锁，偏心销总成在连杆体和活塞的作用力下转动，改变偏心销总成的偏心位置，然后通过电磁阀控制润滑油恢复供油，重新锁定偏心销总成与连杆体小头孔的连接，从而改变连杆体的工作长度，实现活塞在压缩上死点时活塞顶面位置的改变，从而改变活塞在压缩上死点时燃烧室的容积，达到改变发动机压缩比的目的。

Description

发动机可变压缩比系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及发动机领域，具体涉及发动机可变压缩比系统和控制方法的领域。

背景技术

随着汽车节能减排的法规越来越严格，各汽车公司和研究单位在针对发动机领域展开了多种节能减排的技术研究。依据发动机工作原理，针对发动机不同负荷采用不同压缩比，可以降低发动机油耗，减少排放。但当前的发动机压缩比是不可变的，因此，研究开发可变压缩比系统和控制方法将成为未来发动机的一项新的节能减排技术。

发明内容

本发明目的是实现发动机的压缩比两级可变，通过压缩比的调节，降低发动机燃油耗和排放。为实现上述目的，本发明提供了一种发动机可变压缩比系统及其控制方法：通过在连杆体小头孔与活塞的销孔之间设计有与连杆体小头孔锁定连接的偏心销总成，通过电磁阀控制润滑油中断降压使偏心销总成与连杆体小头孔的连接解锁，偏心销总成在连杆体和活塞的作用力下转动，改变偏心销总成的偏心位置，然后通过电磁阀控制润滑油恢复供油，重新锁定偏心销总成与连杆体小头孔的连接，从而改变连杆体的工作长度，实现活塞在压缩上死点时活塞顶面位置的改变，从而改变活塞在压缩上死点时燃烧室的容积，达到改变发动机压缩比的目的。

可选的，偏心销总成由非偏心销和偏心套组成，偏心套位于非偏心销的中间段。所述的非偏心销的两端与活塞的销孔配合，非偏心销中间段与偏心套的内孔配合。所述的非偏心销与活塞的销孔和偏心套的内孔都间隙配合，非偏心销可以轴向移动。为限制非偏心销滑出活塞的销孔，在活塞的销孔内增加卡簧。所述的偏心套的外圆面与连杆体小头孔间隙配合。所述的偏心套的内孔中心线相对外圆面中心线具有一定的偏心量。偏心销总成的偏心量为所述的偏心套的偏心量。

进一步可选的，非偏心销与活塞的销孔或偏心套的内孔之一过盈配合，则不需要卡簧限制非偏心销滑出活塞的销孔。

可选的，偏心销总成由非偏心销和偏心套组成，偏心套位于非偏心销的两端，两端的偏心套的偏心方向和偏心大小都相同。所述的非偏心销的两端具有定位键，所述的偏心套的内孔也有与之匹配的定位键，通过所述的定位键周向定位，非偏心销两端装配的偏心套的偏心方向和偏心大小都相同，非偏心销与偏心套不能相互转动，但可以轴向滑动。为限制偏心套滑出活塞的销孔，在活塞的销孔内或非偏心销端部增加卡簧。所述的偏心套外圆与活塞的销孔间隙配合，可以互相转动。所述的非偏心销中间段与连杆体小头孔间隙配合。所述的偏心套的内孔中心线相对外圆面中心线具有一定的偏心量。偏心销总成的偏心量为所述的偏心套的偏心量。

进一步可选的，非偏心销与偏心套的内孔过盈配合，则不需要卡簧限制偏心套滑出活塞的销孔。

可选的，偏心销总成由非偏心销和偏心套组成，偏心套位于非偏心销的两端，两端的偏心套的偏心方向和偏心大小都相同，且非偏心销的中间段设计装配有与两端的偏心套的偏心方向相反的偏心套。所述的非偏心销外圆面具有定位键，所述的偏心套的内孔也有与之匹配的定位键，通过所述的定位键周向定位，非偏心销两端装配的偏心套的偏心方向和偏心大小相同，中间装配的偏心套的偏心方向与两端装配的偏心套的偏心方向相反，非偏心销与偏心套不能相互转动，但可以轴向滑动。为限制非偏心销两端装配的偏心套滑出活塞的销孔，在活塞的销孔内或非偏心销端部增加卡簧。所述的非偏心销两端装配的偏心套的外圆与活塞的销孔间隙配合，可以互相转动。所述的非偏心销中间段装配的偏心套外圆与连杆体小头孔间隙配合。所述的偏心套的内孔中心线相对外圆面中心线具有一定的偏心量。偏心销总成的偏心量为所述的两端装配的偏心套的偏心量与中间段装配的偏心套的偏心量之和。

进一步可选的，非偏心销与两端装配的偏心套的内孔过盈配合，则不需要卡簧限制偏心套滑出活塞的销孔。

可选的，偏心销总成由单独的单偏心销构成，单偏心销的偏心段在中间段，两端为同心销。同心销的外圆与活塞的销孔间隙配合。所述单偏心销的中间偏心段与连杆体小头孔间隙配合，所述的单偏心销的两端销的中心线相对偏心段的中心线具有一定的偏心量。偏心销总成的偏心量为所述的单偏心销的偏心段的偏心量。

可选的，偏心销总成由单偏心销和同心套组成，单偏心销的偏心段在中间段，单偏心销的两端或一端装配同心套。同心套与活塞的销孔和单偏心销都间隙配合，为限制同心套滑出活塞的销孔，在活塞的销孔内或单偏心销端部增加卡簧。所述单偏心销的中间偏心段与连杆体小头孔间隙配合。所述的单偏心销的偏心段的中心线相对两端的销中心线具有一定的偏心量。偏心销总成的偏心量为所述的单偏心销的偏心段的偏心量。

进一步可选的，同心套与活塞的销孔或单偏心销之一过盈配合，则不需要卡簧限制同心套滑出活塞的销孔。

可选的，偏心销总成由单偏心销和偏心套组成，单偏心销的偏心段在中间段，两端装配的偏心套的偏心大小相同，偏心方向与中间偏心段的偏心方向相反。所述的单偏心销两端具有定位键，所述的偏心套的内孔也有与之匹配的定位键，通过所述的定位键周向定位，两端装配的偏心套的偏心方向相同，且与中间偏心段的偏心方向相反，单偏心销与偏心套不能相互转动，但可以轴向滑动。为限制偏心套滑出活塞的销孔，在活塞的销孔内或单偏心销端部增加卡簧。所述的偏心套的外圆面与活塞的销孔间隙配合。所述单偏心销的中间偏心段与连杆体小头孔间隙配合。所述的单偏心销的中间偏心段的中心线相对两端销的中心线具有一定的偏心量。所述的偏心套的内孔中心线相对外圆面中心线也具有一定的偏心量。偏心销总成的偏心量为所述的单偏心销的中间偏心段的偏心量与偏心套的偏心量之和。

进一步可选的，偏心套与单偏心销过盈配合，则不需要卡簧限制偏心套滑出活塞的销孔。

可选的，偏心销总成由单偏心销和偏心套组成，单偏心销的中间段无偏心，偏心段在一端，另一端装配偏心量和偏心方向与偏心段的偏心量和偏心方向都相同的偏心套。所述的单偏心销装配偏心套的一端具有定位键，所述的偏心套的内孔也有与之匹配的定位键，通过所述的定位键周向定位，偏心套的偏心方向与单偏心销的偏心段的偏心方向相同，单偏心销与偏心套不能相互转动，但可以轴向滑动。为限制偏心套滑出活塞的销孔，在活塞的销孔内或单偏心销端部增加卡簧。所述的偏心套的外圆面和单偏心销的偏心段的外圆面都与活塞的销孔间隙配合。所述单偏心销的中间段与连杆体小头孔间隙配合，所述的单偏心销的端部偏心段的中心线相对中间无偏心段的中心线具有一定的偏心量，所述的偏心套的内孔中心线相对外圆面中心线具有相同的偏心量。偏心销总成的偏心量为所述的单偏心销的偏心段的偏心量或者偏心套的偏心量。

进一步可选的，偏心套与单偏心销过盈配合，则不需要卡簧限制偏心套滑出活塞的销孔。

可选的，偏心销总成由单偏心销和偏心套组成，单偏心销的中间段无偏心，偏心段在一端，另一端装配偏心量和偏心方向都相同的偏心套，且单偏心销的中间段还装配偏心方向与偏心段相反的偏心套。所述的单偏心销的一端和中间都具有定位键，所述的偏心套的内孔也有与之匹配的定位键，通过所述的定位键周向定位，单偏心销端部装配的偏心套的偏心方向与其端部偏心段的偏心方向相同，单偏心销中间装配的偏心套的偏心方向与其端部偏心段的偏心方向相反，单偏心销与偏心套不能相互转动，但可以轴向滑动。为限制端部的偏心套滑出活塞的销孔，在活塞的销孔内或单偏心销端部增加卡簧。所述的单偏心销端部装配的偏心套的外圆面和偏心段外圆面都与活塞的销孔间隙配合。所述单偏心销的中间段装配的偏心套的外圆面与连杆体小头孔间隙配合。所述的单偏心销的端部偏心段的中心线相对另一端销的中心线具有一定的偏心量。所述的端部装配的偏心套的内孔中心线相对外圆面的中心线具有相同的偏心量。所述的中间装配的偏心套的内孔中心线相对外圆面的中心线具有一定的偏心量。偏心销总成的偏心量为所述的单偏心销的偏心段的偏心量与中间装配的偏心套的偏心量之和。

进一步可选的，单偏心销与端部装配的偏心套过盈配合，则不需要卡簧限制偏心套滑出活塞的销孔。

可选的，偏心销总成由双偏心销和偏心套组成，双偏心销的中间段和其中一端都为偏心段，偏心方向相反，另一端的销段无偏心，装配有与端部偏心段的偏心方向和偏心量都相同的偏心套。双偏心销的无偏心销段的外圆面具有定位键，所述的偏心套的内孔也有与之匹配的定位键，通过所述的定位键周向定位，双偏心销端部偏心段的偏心方向与其另一端装配的偏心套的偏心方向相同，双偏心销与偏心套不能相互转动，但可以轴向滑动。为限制偏心套滑出活塞的销孔，在活塞的销孔内或双偏心销端部增加卡簧。所述的双偏心销端部的偏心段的外圆面和另一端装配的偏心套的外圆面都与活塞的销孔间隙配合。所述双偏心销的中间偏心段的外圆面与连杆体小头孔间隙配合。所述的双偏心销端部装配的偏心套的内孔中心线相对外圆面的中心线具有一定的偏心量，偏心量与双偏心销端部偏心段的偏心量相同。偏心销总成的偏心量为所述的双偏心销的两个偏心段的偏心量之和。

进一步可选的，双偏心销与端部装配的偏心套过盈配合，则不需要卡簧限制偏心套滑出活塞的销孔。。

所述的单偏心销、双偏心销和偏心套的偏心量的大小依据压缩比调节改变的需求和活塞内腔的空间综合确定。

所述的与连杆体小头孔配合的非偏心销、单偏心销、双偏心销、偏心套，在其轴向中间位置沿偏心销总成偏心方向的一侧和偏心反方向的一侧设有与其外圆面轴线垂直并贯穿内圆面和外圆面的两个锁销孔，两个锁销孔都位于偏心销总成偏心段中心线和非偏心段中心线形成的平面的同一侧，两个锁销孔的中心线与所述平面的锐角夹角a1和a2都在0度至90度间。当偏心销总成的一个锁销孔与连杆体锁定时，偏心销总成有效偏心量为a1的余弦乘以偏心销总成的偏心量，当偏心销总成的另一个锁销孔与连杆体锁定时，偏心销总成有效偏心量为a2的余弦乘以偏心销总成的偏心量，连杆体的工作长度的改变量ΔL为a1和a2的余弦之和乘以偏心销总成的偏心量，即两个有效偏心量之和。所述的与连杆体小头孔配合的非偏心销、单偏心销、双偏心销、偏心套在其轴向中间位置的外圆面上还设计有一段半环状的止推槽，半环状的止推槽连通两个锁销孔。

所述的连杆体内从小头孔至大头孔间有连通的阶梯油孔，小头孔端的油孔直径大于大头孔端的油孔的直径。在小头孔端的油孔内依次装配有锁销、回位弹簧、定位套。所述的定位套一端伸入连杆体小头孔内装配的销或套的外圆面的半环状的止推槽内，定位套外圆面间隙的卡在止推槽内，限制连杆体小头孔内装配的销或套的轴向位置，周向则通过半环状的止推槽限制连杆体小头孔内装配的销或套的转动角度；定位套另一端面与所述的回位弹簧端面接触，为回位弹簧提供支撑；所述的定位套外圆面与所述的连杆体小头孔端的油孔间隙配合，中心为通孔；所述的锁销为T型，锁销的销杆穿过定位套的中心通孔和回位弹簧的中心孔，插入连杆体小头孔内装配的销或套的其中一个锁销孔中。所述的锁销的销杆与所述的定位套的中心通孔和回位弹簧的中心孔间隙配合。所述的锁销大头外圆面与所述的连杆体内的小头孔端的油孔间隙配合，锁销大头端面置于连杆体大头油孔方向，可以被油孔内油压驱动向连杆体小头孔滑动，使锁销的销杆进入连杆体小头孔内装配的销或套的其中一个锁销孔中，并保持锁定状态。所述的锁销的大头另一端面与销杆的连接处形成一环形端面，环形端面与所述的回位弹簧另一端面接触。当所述的连杆体大头油孔内的油压降低时，压迫状态的回位弹簧可以驱动锁销向连杆体大头移动，使锁销的销杆退出连杆体小头孔内销或套的锁销孔，解除锁定状态。所述的回位弹簧为螺旋弹簧，在伸长或压缩时，定位套端面和锁销以及连杆体内的小头孔端的油孔形成的弹簧腔的体积会发生变化。弹簧腔内封闭有空气或渗入的润滑油，在锁销快速滑动时，引起弹簧腔的体积快速变化，产生较大的压力阻力，阻碍锁销快速滑动。因此，在所述的弹簧腔和连杆体外表面之间还设计有连通的泄压孔。

可选的，所述的定位套一端不伸入半环状的止推槽，锁销的销杆在执行解锁时，不退出连杆体小头孔内装配的销或套的外圆面的半环状的止推槽，保持部分伸入半环状的止推槽内，限制其轴向位置和周向旋转角度。

可选的，所述的与连杆体小头孔配合的非偏心销、单偏心销、双偏心销、偏心套在其轴向中间位置的外圆面上设计有一段半环状的止推槽，半环状的止推槽不连通两个锁销孔，在连杆小头孔径向方向的销孔内装配一个销钉，销钉一端伸入半环状的止推槽，限制与连杆体小头孔配合的非偏心销、单偏心销、双偏心销、偏心套的轴向位置和周向旋转角度。

所述的连杆体内的油孔通过连杆瓦上的油孔和油槽与曲轴曲拐轴颈的外圆面相通，曲轴曲拐轴的外圆面通过曲轴曲拐内的油孔连通曲轴主轴径的外圆面，并与曲轴主轴瓦的油槽和油孔相通，曲轴主轴瓦的油孔与缸体主轴承座的油孔相通，主轴承座的油孔连通缸体主油道。与连杆体油孔相通的每个主轴承座连通缸体主油道的油孔上装有电磁阀，发动机ECU通过电磁阀控制向连杆体内油孔输送油压或中断降压。为满足快速中断降压和快速恢复供油的功能，选用的电磁阀具有高速的响应性能。为了独立控制每个连杆体内油孔内的油压，曲轴每个曲拐内的油孔与其他曲拐内的油孔不相通。

本发明涉及的可变压缩比系统的控制方法：

当发动机从小压缩比切换到大压缩比时，发动机ECU依据曲轴位置传感器检测的曲轴位置，在发动机进气行程阶段，指示电磁阀控制连杆体阶梯油孔内的润滑油在进气行程初始中断供油并降压，锁销在回位弹簧的推力作用下退出锁定偏心销总成的状态，偏心销总成可以自由转动。在进气行程期间，曲拐轴颈带着连杆体运动，拖着活塞从上死点向下死点移动，这期间活塞和连杆体对偏心销总成的作用力都沿连杆体中心方向，但方向背离。在连杆体和活塞的作用力施加给偏心销总成的偏转扭矩以及偏心销总成转动受到的摩擦扭矩的共同作用下，偏心销总成发生转动，偏心偏向活塞顶面一侧，在偏心销总成的半环状的止推槽的周向转动角度限制下，偏心销总成上的另一个锁销孔对准锁销的销杆。发动机ECU依据曲轴位置传感器检测的曲轴位置，在进气行程的活塞下死点前，指示电磁阀控制恢复供油，油压推动锁销滑动，锁销的销杆进入偏心销总成的锁销孔，重新锁住偏心销总成。曲拐轴颈中心到活塞的销孔中心的距离等于连杆大小头孔的中心距离加上偏心销总成锁定时的有效偏心量，这使连杆体的工作长度变长了，因而使得在后续的运行中，活塞在上死点时，活塞顶面相对原来位置的提高了，从而减小了活塞压缩气体后的容积，达到增大压缩比的目的。

当发动机从大压缩比切换到小压缩比时，发动机ECU依据曲轴位置传感器检测的曲轴位置，在发动机压缩行程阶段，指示电磁阀控制连杆体阶梯油孔内的润滑油在压缩行程初始中断供油并降压，锁销在回位弹簧的推力作用下退出锁定偏心销总成的状态，偏心销总成可以自由转动。在压缩行程期间，曲拐轴颈带着连杆运动，推着活塞由下死点向上死点移动，这期间活塞和连杆体对偏心销总成的作用力沿连杆体中心方向，但方向相对。在连杆体和活塞的作用力施加给偏心销总成的偏转扭矩以及偏心销总成转动受到的摩擦扭矩作用下，偏心销总成发生转动，偏心偏向连杆体大头一侧，在偏心销总成的半环状的止推槽的周向转动角度限制下，偏心销总成上的另一个锁销孔对准锁销的销杆。发动机ECU依据曲轴位置传感器检测的曲轴位置，在压缩行程的活塞上死点前，指示电磁阀控制恢复供油，油压推动锁销滑动，锁销的销杆进入偏心销总成的锁销孔，重新锁住偏心销总成。曲拐轴颈中心到活塞的销孔中心的距离等于连杆大小头孔中心的距离减去偏心销总成锁定时的有效偏心量，这使连杆体的工作长度变短了，因而使得在后续的运行中，活塞在上死点时，活塞顶面相对原来位置的降低了，从而增加活塞压缩气体后的容积，达到减小压缩比的目的。

可选的，发动机从大压缩比切换到小压缩比的过程可在发动机排气行程或做功行程阶段控制完成。

本发明还涉及一种用于控制润滑油压力的柱塞式电磁阀。电磁阀能够中控制断供油并抽吸降压，也能压注增压供油直至恢复常通供油，在电磁阀的控制电路断电故障下，也能够使电磁阀处于常通状态。

电磁阀结构：所述的电磁阀由阀体、阀芯、螺旋弹簧、电磁线圈、永久磁铁、电磁铁、保护套和阀盖组成。电磁阀的阀芯为一可以移动的柱塞，材质为密度较小的合金铝，阀芯的两端都设计有同心的空心孔，两个空心孔之间不连通，一端空心孔底部通过径向布置的多个进油孔与阀芯的外圆面相通，另一端空心孔内装有一个螺旋弹簧。该端阀芯的外圆面还设计有直径较小的减压槽，该端阀芯的头部还压装有环状永久磁铁。螺旋弹簧的一个端面与空心孔底部接触，另一端面与电磁阀盖接触。阀体为铝制件，一端为小套筒另一端为大套筒，中间设计有用于安装夹持的法兰。阀体的小套筒内孔与阀芯配合，阀体的小套筒内孔与外圆面之间也设计有径向相通的多个进油孔，在与进油孔相连的小套筒外壁上还设计有环状油槽，将进油孔连通，电磁阀装在缸体上后，环状油槽与缸体主油道相通。阀体的小套筒的外圆面靠法兰的一侧还同心的设计排列有减压环槽和安装螺纹段。小套筒上的减压环槽通过多个径向油孔与阀芯的减压槽相通，电磁阀安装后，减压环槽连通缸体上的减压孔，可以将阀芯的减压槽内积压的润滑油旁通掉，避免进入阀体的大套筒内。阀体大套筒内装配有电磁线圈，两个中心通孔的电磁铁分别位于电磁线圈两端，永久磁铁和电磁线圈以及电磁铁间装配有一对保护套，避免永久磁铁与电磁铁和电磁线圈接触。电磁铁和电磁线圈都与阀体大套筒固定。阀盖也与阀体大套筒固定，密封其内部零件，阀盖的内部端面中间凸起，为螺旋弹簧提供支撑，外部端面上设计有与电磁线圈导线连接的针脚以及控制线束插座。

电磁阀工作原理为：当需要输送润滑油压力时，发动机ECU控制电磁线圈通电，靠近法兰的电磁铁对永久磁铁产生吸引力，于此同时，靠近阀盖的电磁铁对永久磁铁产生推力，同时在螺旋弹簧弹力推动下，阀芯快速的向阀座的小套筒端移动，将阀座的小套筒和阀芯形成的油腔内的润滑油压进与阀芯连通的油道内，实现润滑油压力快速增压。在永久磁铁靠近法兰侧的电磁铁时，发动机ECU控制电磁阀断电节能，依靠螺旋弹簧弹力保持阀芯的位置不变，此时阀座的小套筒上的进油孔与阀芯上的进油孔相通，油道被连通，电磁阀处于常通状态，恢复常通供油。当润滑油压力需要中断降压时，发动机ECU控制电磁线圈反向通电，靠近法兰的电磁铁对永久磁铁产生推力，于此同时，靠近阀盖的电磁铁对永久磁铁产生吸引力，阀芯同时克服螺旋弹簧弹力，向阀盖移动。移动初始，阀芯上的进油孔与阀体的小套筒上的进油孔错开不再相通，完成中断供油。后续阀芯继续移动，阀体的小套筒和阀芯形成的内部油腔的体积逐渐变大，压力变小，对与阀芯相连的油道产生抽吸作用，从而实现快速抽吸降压。电磁阀内的螺旋弹簧的另一个作用是，当电磁阀的控制电路出现断电故障时，螺旋弹簧能够稍慢的推动阀芯移动，并使电磁阀处于常通状态，保证润滑油能够继续润滑相关零件，不至于损坏发动机，这使车辆能够实现“跛行回家”功能。

本发明涉及的非偏心销、偏心销、同心套、偏心套、锁销、定位套都可以使用钢材加工而成，在满足强度的情况下，同心套、偏心套、锁销、定位套还可以使用轻质的铝合金；回位弹簧采用弹簧钢丝绕制；连杆体可采用常规制造工艺制作，如锻造加工或粉末冶金制造加工。

使用本发明技术，需要在缸体上增加电磁阀的阀座，阀座数量与气缸数相同，每个阀座位于缸体主油道与参与控制的主轴承座的油道上，并能通过电磁阀实现油压中断降压与恢复；

使用本发明的发动机需要进行发动机标定，使发动机在不同压缩比下都能的正常工作，并取得最佳燃油经济性。

与现有已知的可变压缩比系统相比，本发明的可变压缩比系统仅可以实现压缩比的两级可变，但系统简单，其实施对现有发动机的更改较小。

附图说明

图1为偏心销总成由非偏心销和偏心套组成，偏心套位于非偏心销的中间段；

图2为偏心销总成由非偏心销和偏心套组成，偏心套位于非偏心销的两端，两端的偏心套的偏心方向和偏心大小都相同；

图3为偏心销总成由非偏心销和偏心套组成，偏心套位于非偏心销的两端，两端的偏心套的偏心方向和偏心大小都相同，且非偏心销的中间段设计装配有与两端的偏心套的偏心方向相反的偏心套；

图4为偏心销总成由单独的单偏心销构成，单偏心销的偏心段在中间段，两端为同心销；

图5为偏心销总成由单偏心销和同心套组成，单偏心销的偏心段在中间段，单偏心销的两端装配同心套；

图6为偏心销总成由单偏心销和偏心套组成，单偏心销的中间段无偏心，偏心段在一端，另一端装配偏心量和偏心方向都与偏心段的偏心量和偏心方向相同的偏心套；

图7为偏心销总成由单偏心销和偏心套组成，单偏心销的中间段无偏心，偏心段在一端，另一端装配的偏心套的偏心量和偏心方向都与偏心段的偏心量和偏心方向相同；

图8为偏心销总成由单偏心销和偏心套组成，单偏心销的中间段无偏心，偏心段在一端，另一端装配偏心量和偏心方向都相同的偏心套，且单偏心销的中间段还装配偏心方向与偏心段相反的偏心套；

图9为偏心销总成由双偏心销和偏心套组成，双偏心销的中间段和其中一端都为偏心段，偏心方向相反，另一端的销段无偏心，装配有与端部偏心段的偏心方向和偏心量都相同的偏心套；

图10为图1所示的一种非偏心销；

图11为图1所示的中间装配的偏心套；

图12为图2所示的一种非偏心销；

图13为图2、图3、图6、图7、图8、图9所示的端部装配的偏心套；

图14为图3所示的一种非偏心销；

图15为图3、图8所示的中间装配的偏心套；

图16为图5所示的一种单偏心销，两端同心，直径相等，中间为偏心段；

图17为图5所示的一种的同心套；

图18为图6所示的一种单偏心销，中间段偏心，两端无偏心具有定位键；

图19为图7所示的一种单偏心销，一端具有偏心，另一端无偏心，设计有定位键，中间段无偏心设计有锁销孔和止推槽；

图20为图8所示的一种由单偏心销，一端为偏心销，另一端和中间段的外圆面具有定位键

图21为图9所示的一种双偏心销，中间和一端具有偏心段，偏心方向相反，另一端无偏心，具有定位键；

图22为所述的连杆体特征图；

图23为所述的定位套的特征图

图24为所述的回位弹簧的特征图；

图25为所述的锁销的特征图；

图26为所述的连杆瓦的特征图，连杆瓦具有油槽和油孔；

图27为本发明所述用于轴向限位的卡簧的特征图

图28为一种可变压缩比系统的零件状态分解图，其中偏心销总成为图1结构，偏心销总成两端靠卡簧轴向限位；

图29为偏心销总成为图1结构，活塞都在上死点时，大压缩比(图左)和小压缩比(图右)状态下偏心销总成和活塞的位置对比图；

图30为所述的润滑油被控制流动的示意图，虚线表示输送油压或中断泄压；

图31为所述的可变压缩比发动机中润滑油的油道透视图；

图32为所述的可变压缩比系统的油压控制流程图，虚线表示输送油压或中断泄压；

图33为本发明涉及的一种用于控制润滑油压力的柱塞式电磁阀的零件分解图；

图34为本发明涉及的电磁阀的工作原理图

图35为依据本发明对几种不同发动机计算在可变压缩比状态下的理论热效率分析结果；

具体实施方式

为了使本发明的目的、特征和效果能够更加明显易懂，结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例：

由于本发明的偏心销总成的构成有多种，本实施例将以由图1所示的非偏心销和偏心套组成的偏心销总成为基础，对所述的可变压缩系统进行详细说明

图28为一种可变压缩比系统的零件状态分解图，其中连接连杆体小头孔和活塞的偏心销总成由图1所示的非偏心销10和偏心套30组成，系统还包含活塞40、卡簧50、连杆体60、定位套70、回位弹簧80、锁销90、连杆瓦100、曲轴110、主轴瓦120、电磁阀130、连杆盖140。

参考图30结合图1、图10、图11、图22，非偏心销10外圆面10a中间段与偏心套30内孔30a间隙配合，非偏心销10外圆面10a的两端也与活塞40的销孔间隙配合，非偏心销10两端面10b通过卡簧50轴向限位。偏心套30外圆面30b与连杆体60小头孔60a间隙配合。

参考图11，偏心套30外圆面30b轴线30c和内孔30a轴线30d不重合，具有一定间距的偏心量。偏心套30轴向中间位置沿偏心方向一侧和偏心反方向一侧设有垂直偏心套的外圆面轴线30c并贯穿外圆面30b和内孔30a的锁销孔30e和30g。锁销孔30e和30g都位于内孔30a轴线30d和外圆面30b轴线30c形成的平面的同一侧，偏心方向一侧的的锁销孔30e中心线与所述平面的锐角夹角为a1，偏心反方向一侧的锁销孔30g的中心线与所述平面的锐角夹角为a2，夹角a1和a2都在0度至90度间。偏心销总成的有效偏心量为偏心套30的偏心量乘以a1或a2的余弦。偏心套30轴向中间位置的外圆面30b上设计有半环状的止推槽30f，止推槽30f连通锁销孔30e和30g。

参考图29结合图11、以及图22至图25，连杆体60内从小头孔至大头孔间有连通的阶梯油孔60b和60c，小头孔端的油孔60c直径大于大头孔端的油孔60b的直径。在连杆体60小头孔端的油孔60c内依次装配有锁销90、回位弹簧80、定位套70。定位套70一端伸入偏心套的外圆面的止推槽30f内，定为套70外圆面70a间隙的卡在止推槽30f内，限制偏心套30在连杆体小头孔60a内的轴向位置，周向则通过半环状的止推槽30f限制偏心套30周向转动角度；定位套70另一端面与回位弹簧80一端端面80a接触，为回位弹簧80提供支撑；定位套70外圆面70a与连杆体60的油孔60c间隙配合，中心为通孔70b；锁销90为T型，锁销90的销杆90a穿过定位套70中心通孔70b和回位弹簧80中心孔，插入偏心套30的锁销孔30e或30g中。锁销销杆90a与定位套70中心通孔70b和回位弹簧70中心孔间隙配合。锁销90大头外圆面90b与连杆体60内的油孔60c间隙配合，锁销60大头端面90c置于连杆体60的油孔60b方向，可以被油孔60b内油压驱动向连杆体小头孔60a端滑动，使锁销90的销杆90a进入偏心套30的锁销孔30e或30g中，并保持锁定状态。锁销90大头的另一端面与销杆连接处形成一环形端面90d，环形端面90d与回位弹簧80另一端面接触，当连杆体60的油孔60b内的油压降低时，压迫状态的回位弹簧80可以驱动锁销90向连杆体60的大头端移动，使锁销90的销杆90a退出偏心套30锁销孔30e或30g，解除锁定状态。回位弹簧80为螺旋弹簧，在伸长或压缩时，定位套70端面70c和锁销90以及连杆体内的油孔60c形成的弹簧腔的体积会发生变化。由于弹簧腔内封闭有空气或渗入的润滑油，在锁销90快速滑动时，弹簧腔体积快速变化，产生较大的压力阻力，阻碍锁销90快速滑动，因此，在连杆体小头上还设计有泄压孔60d，泄压孔60d连接弹簧腔和连杆体外表面。

继续参考图30，结合图22、图26，图31，连杆体60内的油孔60c连通60b，并通过连杆瓦100上的油孔100a与油槽100b相通，油槽100b与曲轴110曲拐轴颈上的油孔相通，曲轴110曲拐轴颈上的油孔连接曲轴主轴径，并与曲轴主轴瓦120油槽相通，主轴瓦120也有与连杆瓦100相似结构的油槽和油孔，主轴瓦120油槽通过油孔与缸体主油道相通。主轴瓦120油孔与缸体主油道连接的油孔通道上装有电磁阀130，通过电磁阀130控制输送供油或中断供油并降压。为了独立控制每个连杆体60内油孔内的压力，每个连杆体60内的油孔至缸体主油道的连接油孔或油槽都是单独相通的，即某个连杆体内的油孔不能直接与其他连杆体内的油孔相通。因此，曲轴110主轴径的油孔的只与一个曲拐的油孔相通。图31显示了所述的可变压缩比系统中润滑油油道的透视图。

实施例的控制方法以及原理：

当发动机从小压缩比切换到大压缩比时，参考图29结合图1、图10、图11、图22至图26以及图30至图32，发动机ECU依据曲轴位置传感器检测的曲轴位置，在发动机进气行程阶段，指示电磁阀130控制连杆体60内油孔60b的润滑油在进气行程初始中断供油并降压，锁销90在回位弹簧80推力的作用下，销杆90a退出锁定偏心套30的锁销孔30e状态，偏心套30可以自由转动。在进气行程期间，曲轴110曲拐轴颈带着连杆体60和连杆盖140运动，拖着活塞40从上死点向下死点移动，这期间活塞40传递给偏心套30内孔30a的力与连杆体60的小头孔60a对偏心套30的外圆面30b的作用力都沿连杆体60杆体中心方向，但方向背离，即偏心套30的内孔30a和外圆面30b受到方向相反的拉力。在该拉力施加给偏心套30的偏转扭矩以及偏心套30转动受到的摩擦扭矩共同作用下，偏心套30将在连杆体60的小头孔60a内发生转动，偏心套30内孔30a将会偏向活塞40顶面一侧，在偏心套30半环状的止推槽30f的周向转动角度限制下，偏心套30另一个锁销孔30g将对准锁销90的销杆90a。发动机ECU依据曲轴位置传感器检测的曲轴位置，在进气下死点前，指示电磁阀130控制恢复供油，油压推动锁销90滑动，锁销90的销杆90a进入偏心套30的锁销孔30g，重新锁住偏心套30。曲轴100的曲拐轴颈中心到活塞的销孔中心的距离等于连杆体的大小头孔的中心距离加上偏心套30有效偏心量(此时偏心套30有效偏心量为偏心套30偏心量乘以a2的余弦)，这使得连杆体60的工作长度变长了，因而使得在后续的运行中，活塞40在上死点时，活塞40顶面相对原来小压缩比时的位置提高了，从而减小了活塞40压缩气体后的容积，达到增大压缩比的目的。

当发动机需要从大压缩比切换到小压缩比时，继续参考图29结合图1、图10、图11、图22至图26以及图30至图32，，发动机ECU依据曲轴位置传感器检测的曲轴位置，在发动机压缩行程阶段，指示电磁阀130控制该连杆体60内油孔60b的润滑油在压缩行程初始中断供油并降压，锁销90在回位弹簧80推力的作用下，销杆90a退出锁定偏心套30的锁销孔30g状态，偏心套30可以自由转动。在压缩行程期间，曲轴110的曲拐轴颈带着连杆体60和连杆盖140运动，推着活塞40由下死点向上死点移动，这期间活塞40传递给偏心套30内孔30a的力与连杆体60的小头孔60a对偏心套30的外圆面30b的作用力都沿连杆体60杆体中心方向，但方向相对，即偏心套30的内孔30a和外圆面30b受到方向相对的挤压力。在该方向相对的挤压力施加给偏心套30的偏转扭矩以及偏心套30转动受到的摩擦扭矩作用下，偏心套30将在连杆体60的小头孔60a内发生转动，偏心套30内孔30a将会偏向连杆体60大头一侧，在偏心套30半环状的止推槽30f的周向转动角度限制下，偏心套30另一个锁销孔30e将对准锁销90的销杆90a。发动机ECU依据曲轴位置传感器检测的曲轴位置，在压缩上死点前，指示电磁阀130控制恢复供油，油压推动锁销90滑动，锁销90的销杆90a进入偏心套30的锁销孔30e，重新锁住偏心套30。曲轴110的曲拐轴颈中心到活塞的销孔中心的距离等于连杆大小头孔的中心距离减去偏心套30的有效偏心量(此时偏心套30的有效偏心量为偏心套30的偏心量乘以a1的余弦)，这使连杆体60的工作长度变短了，因而使得在后续的运行中，活塞40在上死点时，活塞40的顶面相对原来大压缩比时的位置降低了，从而增加活塞40压缩气体后的容积，达到减小压缩比的目的。

上述发动机从大压缩比切换到小压缩比的过程可以设计在发动机排气行程或做功行程阶段完成。

图29显示出了实施例中在大压缩比(图左)和小压缩比(图右)两种状态下，活塞40顶面的高度不同，高度差ΔL为a1、a2的余弦之和乘以偏心套30的偏心距，即大压缩比和小压缩比的有效偏心量之和。图30显示出了实施例中所述的润滑油被控制流动的示意图，虚线表示输送油压或中断泄压。图32显示出了实施例中所述的可变压缩比系统的油压控制流程图，虚线表示输送油压或中断泄压。

偏心销总成除了上述图1所示的结构外，本发明还提供了其他的偏心销总成组成结构。

图2显示了由图12所示的非偏心销11和图13所示的偏心套31组成的一种偏心销总成。两个偏心套31内孔31a分别与非偏心销11两端11a配合，周向通过偏心套31的定位平台键31h与非偏心销11的定位平台键11h配合固定，使两端的偏心套31偏心方向相同。偏心销总成装入活塞40和连杆体60后，偏心套31的外圆面31b与活塞40的销孔配合，可以互相转动，为防止偏心套31滑出活塞40的销孔，在活塞40的销孔内可装配卡簧50限制偏心套31轴向位置。非偏心销11中间段11b与连杆体60小头孔60a间隙配合，连杆体60内装配的限位套70深入非偏心销11的半环状的止推槽11f中，限制非偏心销11的轴向位置和周向旋转角度。在油压的控制下，连杆体60内装配的锁销90的锁杆90a可以进入或退出非偏心销11的锁销孔11e或11g。偏心销总成的偏心量为偏心套31的偏心量。图12显示了非偏心销11的结构，其中非偏心销11中间段销外圆面11b轴心与两端销外圆面11a轴心同心，依据非偏心销11端部装配的偏心套31的偏心方向，中间段销外圆面11b轴向中间位置沿偏心套31偏心方向一侧和偏心反方向一侧设计有垂直于轴心线并贯穿内、外圆面的锁销孔11e和11g。锁销孔11e和11g都位于所装配的偏心套31轴线31c和轴线31d形成的平面的同一侧，锁销孔11e和11g的中心线与所述平面夹角在0度至90度间。在非偏心销11外圆面11b轴向中间位置还设计有同心的半环状止推环槽11f，止推环槽11f连通锁销孔11e和11g，非偏心销11两端销外圆面11a上设计有定位平台键11h。图13显示了端部使用的偏心套31结构，偏心套外圆31b的轴线31c和内孔31a的轴线31d不同心，内孔31a内还设计有定位平台键31h。

图3显示了由图13所示的偏心套31、图14所示的非偏心销12和图15所示的偏心套32组成的一种偏心销总成。偏心套31装在非偏心销12的两端，偏心套32装在非偏心销12的中间。非偏心销12的外圆面12a分别与偏心套31的内孔31a和偏心套32的内孔32a间隙配合，各零件在定位平台键12h、31h、32h配合下，两端装配的偏心套31偏心方向相同，中间装配的偏心套32的偏心方向与偏心套31偏心方向相反。偏心销套装入活塞40和连杆体60后，偏心套31的外圆面31b与活塞40的销孔间隙配合，可以互相转动，为防止偏心套31滑出活塞40的销孔，在活塞40的销孔内可装配卡簧50限制偏心套31轴向位置。非偏心销12中间段装配的偏心套32的外圆面32b与连杆体60小头孔60a间隙配合，连杆体60内装配的限位套70深入偏心套32的半环状的止推槽32f中，限制偏心套32的轴向位置和周向旋转角度。在油压的控制下，连杆体60内装配的锁销90的锁杆90a可以进入或退出偏心套32的锁销孔32e或32g。偏心销总成的偏心量为偏心套31的偏心量和偏心套32的偏心量之和。即偏心套31的轴线31c和31d的间距与偏心套32的轴线32c和32d的间距之和。图14显示了非偏心销12的结构，外圆面12a上设计有定位平台键12h。图15显示了中间装配的偏心套32的结构，偏心套32外圆面32b轴线32c和内孔32a轴线30d不重合，具有一定间距的偏心量。偏心套32轴向中间位置沿偏心方向一侧和偏心相反方向一侧设有垂直偏心套的外圆面轴线32c并贯穿外圆面32b和内孔32a的锁销孔32e和32g。锁销孔32e和32g都位于内孔32a轴线32d和外圆面32b轴线32c形成的平面的同一侧，锁销孔32e和32g的中心线与所述平面的夹角夹都在0度至90度间。偏心套32轴向中间位置的外圆面32b上设计有半环状的止推槽32f，止推槽32f连通锁销孔32e和32g，内孔32b上还设计有定位平台键32h。

图4为偏心销总成由单独的单偏心销13构成，单偏心销13的偏心段13b在中间，两端13a和13h为直径不等的同心销。偏心段13b的中心线13c与两端销段13a和13h的中心线13d不同心，具有一定偏心量。偏心段13b轴向中间位置沿偏心方向一侧和偏心反方向一侧设有垂直偏心段13b的中心线13c并贯穿外圆面和内孔的锁销孔13e和13g。锁销孔13e和13g都位于偏心段13b的中心线13c和两端销段的中心线13d形成的平面的同一侧，锁销孔13e和13g的中心线与所述平面的夹角夹都在0度至90度间。偏心段13b轴向中间位置的外圆面上设计有半环状的止推槽13f，止推槽13f连通锁销孔13e和13g。在装配活塞40和连杆体60后，单偏心销13两端的同心段13a和13h与活塞40的销孔间隙配合，为防止单偏心销13滑出活塞40的销孔，在活塞40的销孔内可装配卡簧50限制单偏心销13轴向位置。中间偏心段13b与连杆体60的小头孔60a间隙配合。连杆体60内装配的限位套70深入偏心段13b的半环状的止推槽13f中，限制单偏心销13的轴向位置和周向旋转角度。在油压的控制下，连杆体60内装配的锁销90的锁杆90a可以进入或退出单偏心销13的锁销孔13e或13g。所述的偏心销总成的偏心量为单偏心销13的偏心段13b的偏心量。

图5显示了由图16所示的单偏心销14和图17所示的同心套33组成的一种偏心销总成。单偏心销14的偏心段14b在中间，同心套33的内孔33a与单偏心销14的两端同心销14a配合。在装配活塞40和连杆体60后，同心套33的外圆33b与活塞40的销孔配合。当同心套33与单偏心销14的14a或者活塞40的销孔之一过盈配合时，则不需要卡簧50轴向定位，否则需要在活塞40的销孔或单偏心销14的端部同心销14a上增加卡簧50限制同心套33轴向位置。单偏心销14偏心段14b与连杆体60小头孔60a间隙配合，连杆体60内装配的限位套70深入偏心段14b的半环状的止推槽14f中，限制单偏心销14的轴向位置和周向旋转角度。在油压的控制下，连杆体60内装配的锁销90的锁杆90a可以进入或退出单偏心销14的锁销孔14e或14g。偏心销总成的偏心量为单偏心销14的偏心段14b的偏心量。图16显示了单偏心销14结构，单偏心销14两端具有同心且直径相等的销段14a，中间段为偏心段14b，偏心段14b的中心线14c与两端销段14a的中心线14d不同心，具有一定偏心量。偏心段14b轴向中间位置沿偏心方向一侧和偏心反方向一侧设有垂直偏心段14b外圆面轴线14c并贯穿内、外圆面的锁销孔14e和14g。锁销孔14e和14g都位于偏心段14b的中心线14c和两端销段的中心线14d形成的平面的同一侧，锁销孔14e和14g的中心线与所述平面的夹角夹都在0度至90度间。偏心段14b轴向中间位置的外圆面上设计有半环状的止推槽14f，止推槽14f连通锁销孔14e和14g。图17显示了同心套33的结构，同心套为一环状零件，外圆33b与内孔33a同心。

图6显示了由图13所示的偏心套31和图18所示的单偏心销15组成的一种偏心销总成。单偏心销15两端装配偏心套31。偏心套31内孔31a与单偏心销15的两端15a配合，周向通过单偏心销15的平台键15h和偏心套31的平台键31h定位，使两端的偏心套31的偏心方向与单偏心销15偏心段15b的偏心方向相反。在装配活塞40和连杆体60后，偏心套31的外圆面31b与活塞40的销孔间隙配合。当偏心套31与单偏心销15过盈配合，可以不需要卡簧50限制偏心套31的轴向位置，否则需要在活塞40的销孔或单偏心销15的15a上增加卡簧50限制偏心套31轴向位置。单偏心销15中间偏心段15b与连杆体60的小头孔60a间隙配合。连杆体60内装配的限位套70深入偏心段15b的半环状的止推槽15f中，限制单偏心销15的轴向位置和周向旋转角度。在油压的控制下，连杆体60内装配的锁销90的锁杆90a可以进入或退出单偏心销15的锁销孔15e或15g。偏心销总成的偏心量为单偏心销15的偏心段15b的偏心量和偏心套31的偏心量之和。图18显示了单偏心销15结构，中间为偏心段15b，两端为无偏心销段15a，两端无偏心销段15a外圆面设计有定位平台键15h，偏心段15b的中心线15c与两端销段15a的中心线15d不同心，具有一定偏心量。偏心段15b轴向中间位置沿偏心方向一侧和偏心反方向一侧设有垂直偏心段15b外圆面轴线15c并贯穿内、外圆面的锁销孔15e和15g。锁销孔15e和15g都位于偏心段15b的中心线15c和两端销段的中心线15d的形成的平面的同一侧，锁销孔15e和15g的中心线与所述平面的夹角夹都在0度至90度间。偏心段15b轴向中间位置的外圆面上设计有半环状的止推槽15f，止推槽15f连通锁销孔15e和15g。

图7显示了由图13所示的偏心套31和图19所示的单偏心销16组成的一种偏心销总成。偏心套31的内孔31a与单偏心销16的轴颈16a配合，周向通过单偏心销16的平台键16h和偏心套31的平台键31h定位，使偏心套31的偏心方向与单偏心销16头部偏心段16j的偏心方向相同。在装配活塞40和连杆体60体后，偏心套31的外圆面31b与活塞40的销孔间隙配合。当偏心套31与单偏心销16过盈配合，可以不需要卡簧50限制偏心套31的轴向位置，否则需要在活塞40的销孔或单偏心销16的16a上增加卡簧50限制偏心套31轴向位置。单偏心销16中间偏心段16b与连杆体60的小头孔60a间隙配合。连杆体60内装配的限位套70深入偏心段16b的半环状的止推槽16f中，限制单偏心销16的轴向位置和周向旋转角度。在油压的控制下，连杆体60内装配的锁销90的锁杆90a可以进入或退出单偏心销16的锁销孔16e或16g。所述的偏心销总成的偏心量为单偏心销16的偏心段16j的偏心量或者偏心套31的偏心量。图19显示了单偏心销16的结构，一端的销段16a和中间销段16b同心，销段16a外圆面设计有定位平台键16h，另一端销段为偏心段16j，其中心线16c与同心段16a和16b的中心线16d不同心，具有一定偏心量。中间段16b轴向中间位置沿偏心段16j的偏心方向一侧和偏心反方向一侧设有垂直轴线16d并贯穿内、外圆面的锁销孔16e和16g。锁销孔16e和16g都位于偏心段16j的中心线16c和同心段16a、16b的中心线16d形成的平面的同一侧，锁销孔16e和16g的中心线与所述平面的夹角夹都在0度至90度间。中间段16b轴向中间位置的外圆面上设计有半环状的止推槽16f，止推槽16f连通锁销孔16e和16g。

图8显示了由图13所示的端部装配的偏心套31、图15所示的中间装配的偏心套32以及图20所示的单偏心销17组成的一种偏心销总成。单偏心销17的非偏心段17a中间插入偏心套32内孔32a，非偏心段17a的端部插入偏心套31的内孔31a，通过单偏心销17的平台键17h与偏心套32的平台键32h以及偏心套31的平台键31h的周向定位，使得中间的偏心套32的的偏心方向与单偏心销17的端部偏心段17j的偏心方向相反，端部偏心套31的偏心方向和偏心大小与单偏心销17的端部偏心段17j的偏心方向和偏心大小相同。在装配活塞40和连杆体60后，偏心套31的外圆面31b以及单偏心销17的端部偏心段17j与活塞40的销孔间隙配合。当偏心套31与单偏心销17过盈配合，可以不需要卡簧50限制偏心套31和单偏心销17的轴向位置，否则需要在活塞40的销孔或单偏心销17的非偏心段17a上增加卡簧50限制偏心套31轴向位置。偏心套32的外圆面32b与连杆体60的小头孔60a间隙配合。连杆体60内装配的限位套70深入偏心套32的半环状的止推槽32f中，限制偏心套32的轴向位置。在油压的控制下，连杆体60内装配的锁销90的锁杆90a可以进入或退出偏心套32的锁销孔32e和32g。所述的偏心销总成的偏心量为单偏心销17的偏心段17j的偏心量与偏心套32的偏心量之和。图20显示了单偏心销17的结构，单偏心销17两端直径不相等，单偏心销17的一端偏心销17j的外圆面的轴心17c与另一端的非偏心段17a外圆面的轴心17d不同心，具有一定的偏心量。非偏心段17a的外圆面上还设计有定位平台键17h。

图9显示了由图13所示的偏心套31和图21所示的双偏心销18组成的一种偏心销总成。双偏心销18的非偏心段18a插入偏心套31的内孔31a，周向通过双偏心销18的平台键18h与偏心套31的平台键31h定位，使得偏心套31的偏心方向与双偏心销18的端部偏心段18j的偏心方向相同，偏心套31的偏心大小与双偏心销18的端部偏心段18j偏心大小相同。双偏心销18的端部偏心段18j偏心方向与中间偏心段18b的偏心方向相反。在装配活塞40和连杆体60后，偏心套31的外圆面31b和双偏心销18的端部偏心段18j与活塞40的销孔间隙配合。当偏心套31与双偏心销18过盈配合，可以不需要卡簧50限制偏心套31的轴向位置，否则需要在活塞40的销孔或双偏心销18的非偏心段18a上增加卡簧50限制偏心套31轴向位置。双偏心销18的中间偏心段18b与连杆体60的小头孔60a间隙配合。连杆体60内装配的限位套70深入双偏心销18的中间偏心段18b上的半环状的止推槽18f中，限制双偏心销18的轴向位置和周向旋转角度。在油压的控制下，连杆体60内装配的锁销90的锁杆90a可以进入或退出双偏心销18的锁销孔18e或18g。所述的偏心销总成的偏心量为双偏心销18的端部偏心段18j的偏心量与中间偏心段18b的偏心量之和。图21显示了双偏心销18的结构，双偏心销18中间偏心段18b的中心轴线18k和一端偏心段18j的中心轴线18c都相对另一端非偏心段18a的轴线18d具有一定偏心量，且偏心方向相反，非偏心段18a外圆面上还设计有定位平台键18h。中间段18b轴向中间位置沿偏心方向一侧和偏心反方向一侧设有垂直中间段18b的轴线18k并贯穿内、外圆面的锁销孔18e和18g。锁销孔18e和18g都位于中间偏心段18b的中心线18k和非偏心段18a的中心线18d形成的平面的同一侧，锁销孔18e和18g的中心线与所述平面的夹角夹都在0度至90度间。中间偏心段18b轴向中间位置的外圆面上设计有半环状的止推槽18f，止推槽18f连通锁销孔18e和18g。

为了更好的理解本发明涉及的一种用于控制润滑油压力的柱塞式电磁阀130，结合图33和图34对电磁阀进行详细说明.

电磁阀130结构：电磁阀由阀体130a、阀芯130b、螺旋弹簧130c、电磁线圈130d、永久磁铁130e，电磁铁130f、保护套130g和阀盖130h组成。电磁阀130阀芯130b为一可以移动的柱塞，材质为密度较小的合金铝，阀芯130b两端都设计有同心的空心孔，两空心孔之间不连通，一端空心孔底部通过径向布置的多个进油孔与阀芯130b外圆面相通，另一端的空心孔内装有一个螺旋弹簧130c。该端阀芯130b的外圆还设计有直径较小的减压槽，该端阀芯的头部还压装有环状永久磁铁130e。螺旋弹簧130c的一端面与空心孔底部接触，另一端面与阀盖130h接触。阀体130a为铝制件，一端为小套筒另一端为大套筒，中间设计有用于安装夹持的六角法兰。阀体的小套筒与阀芯130b间隙配合，阀体的小套筒内孔与外圆面之间也设计有径向相通的多个进油孔，在与进油孔相连的阀体的小套筒外壁还设计有环状油槽，将进油孔连通。电磁阀130装在缸体上后，环状油槽与缸体主油道相通。阀体130a的小套筒外圆面靠安装法兰一侧还同心的设计排列有减压环槽和安装螺纹段。小套筒上的减压环槽通过多个径向油孔与阀芯130b的减压槽相通，电磁阀安装后，减压环槽连通缸体上的减压孔，可以将阀芯130b的减压槽内积压的润滑油旁通掉，避免进入阀体130a的大套筒内。阀体130a大套筒内装配有电磁线圈130d，两个中心通孔的电磁铁130f分别位于电磁线圈130d两端，永久磁铁130e和电磁线圈130d以及电磁铁130f之间装配有一对尼龙保护套130g，避免永久磁铁130e与电磁铁130f和电磁线圈130d接触。电磁铁130e和电磁线圈130d都与阀体130a大套筒固定。阀盖130h也与阀体130a大套筒固定，密封其内部零件。阀盖130h内部端面中间凸起，为螺旋弹簧130c提供支撑，外部端面上设计有与电磁线圈130d导线连接的针脚和以及控制线束插座。

电磁阀130工作原理为：当润滑油压力需要接通时，发动机ECU控制电磁线圈130d通电，靠近法兰的电磁铁130f对永久磁铁130e产生吸引力，于此同时，靠近阀盖130h的电磁铁130f对永久磁铁130e产生推力，同时在螺旋弹簧130c的弹力推动下，阀芯130b快速向阀体130a的小套筒端移动，将小套筒和阀芯130b形成的油腔内的润滑油压进与阀芯130b连通的油道内，实现油压快速增压。在永久磁铁130e靠近法兰侧的电磁铁130f时，发动机ECU控制电磁线圈130d断电节能，依靠螺旋弹簧130c弹力保持阀芯的位置不变，此时阀体的小套筒上的进油孔与阀芯130b上的进油孔相通，油道被连通，电磁阀处于常通状态，恢复常通供油。当润滑油压力需要中断降压时，发动机ECU控制电磁线圈130d反向通电，靠近法兰的电磁铁130f对永久磁铁130e产生推力，于此同时，靠近阀盖130h的电磁铁030f对永久磁铁130e产生吸引力，同时克服螺旋弹簧130c的弹力，阀芯130b向阀盖130h移动。移动初始，阀芯130b上的进油孔与阀体130a的小套筒上的进油孔错开不再相通，完成中断供油；后续阀芯130b继续向阀盖130h移动，阀体130a的小套筒和阀芯130b形成的内部油腔的体积逐渐变大，压力变小，对与阀芯130b相连的油道产生抽吸作用，从而实现快速抽吸降压。电磁阀130内的螺旋弹簧130c另一个作用是，当电磁阀130的控制电路出现断电故障时，螺旋弹簧130c能够稍慢的推动阀芯130b移动，并使电磁阀130处于常通状态，保证润滑油能够继续润滑相关零件，不至于损坏发动机，这使车辆能够实现“跛行回家”功能。

图35显示出了依据本发明的设计，对某几款发动机采用相同的有效偏心距1.5mm时，计算的大压缩比相对原来小压缩比时循环热效率的提高量。结果显示在较小偏心量的情况下，压缩比也可以实现较大的调节，并能提高理论循环热销率。需要说明的是，图35所示的为理论计算情况，实际应用，压缩比的提高量要受到发动机爆震和零件机械强度等条件的限制。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明的保护范围。

Claims (20)

1.发动机可变压缩比系统和控制方法，其特征在于：通过在连杆体小头孔与活塞的销孔之间设计有与连杆体小头孔锁定连接的偏心销总成，通过电磁阀控制润滑油中断降压使偏心销总成与连杆体小头孔的连接解锁，偏心销总成在连杆体和活塞的作用力下转动，改变偏心销总成的偏心位置，然后通过电磁阀控制润滑油恢复供油，重新锁定偏心销总成与连杆体小头孔的连接，从而改变连杆体的工作长度，实现活塞在压缩上死点时活塞顶面位置的改变，从而改变活塞在压缩上死点时燃烧室的容积，达到改变发动机压缩比的目的。

2.如权利1所述的偏心销总成，其特征在于：偏心销总成由非偏心销和偏心套组成，偏心套位于非偏心销的中间段。

3.如权利1所述的偏心销总成，其特征在于：偏心销总成由非偏心销和偏心套组成，偏心套位于非偏心销的两端，两端的偏心套的偏心方向和偏心大小都相同。

4.如权利1所述的偏心销总成，其特征在于：偏心销总成由非偏心销和偏心套组成，偏心套位于非偏心销的两端，两端的偏心套的偏心方向和偏心大小都相同，且非偏心销的中间段设计装配有与两端的偏心套的偏心方向相反的偏心套。

5.如权利1所述的偏心销总成，其特征在于：偏心销总成由单独的单偏心销构成，单偏心销的偏心段在中间段，两端为同心销。

6.如权利1所述的偏心销总成，其特征在于：偏心销总成由单偏心销和同心套组成，单偏心销的偏心段在中间段，单偏心销的两端或一端装配同心套。

7.如权利1所述的偏心销总成，其特征在于：偏心销总成由单偏心销和偏心套组成，单偏心销的偏心段在中间段，两端装配的偏心套的偏心大小相同，偏心方向与中间偏心段的偏心方向相反。

8.如权利1所述的偏心销总成，其特征在于：偏心销总成由单偏心销和偏心套组成，单偏心销的中间段无偏心，偏心段在一端，另一端装配偏心量和偏心方向与偏心段的偏心量和偏心方向都相同的偏心套。

9.如权利1所述的偏心销总成，其特征在于：偏心销总成由单偏心销和偏心套组成，单偏心销的中间段无偏心，偏心段在一端，另一端装配偏心量和偏心方向都相同的偏心套，且单偏心销的中间段还装配偏心方向与偏心段相反的偏心套。

10.如权利1所述的偏心销总成，其特征在于：偏心销总成由双偏心销和偏心套组成，双偏心销的中间段和其中一端都为偏心段，偏心方向相反，另一端的销段无偏心，装配有与端部偏心段的偏心方向和偏心量都相同的偏心套。

11.如权利2至权利4所述的非偏心销，其特征在于：销的各段外圆面中心线同心，无偏心量。

12.如权利5至权利9所述的单偏心销，其特征在于：销的端部或中间段的外圆面中心线与其他段的外圆面中心线不同心，具有一定偏心量。

13.如权利10所述的双偏心销，其特征在于：销的一端和中间段的外圆面中心线相对另一端的外圆面中心线不同心，具有的一定偏心量，且偏心方向相反。

14.如权利2至权利4和权利7至权利10所述的偏心套，其特征在于：套的内孔中心线相对外圆面中心线不同心，具有一定偏心量。

15.如权利6所述的同心套，其特征在于：套的内孔中心线相对外圆面中心线同心，无偏心量。

16.如权利1所述的可变压缩比系统还包括：用于锁住偏心销总成的锁销；用于润滑油中断降压时锁销回位解锁的回位弹簧；用于偏心销总成轴向定位和周向限位并为回位弹簧提供支撑的中心通孔的定位套；能够容纳定位套、锁销和回位弹簧并有中心阶梯油孔和泄压孔的连杆体；每个曲拐内的油孔与其他曲拐内的油孔不相通的曲轴；内壁带有环状油槽和内外壁有油孔相通的连杆瓦；以及用于润滑油油压控制的电磁阀。

17.如权利1和权利16所述的电磁阀，其特征在于：一种用于控制润滑油压力的柱塞式电磁阀。电磁阀能够中控制断供油并抽吸降压，也能压注增压供油直至恢复常通供油，在电磁阀的控制电路断电故障下，也能够使电磁阀处于常通状态。

18.如权利1所述的控制方法，其特征在于：当发动机从小压缩比切换到大压缩比时，在发动机进气行程阶段，发动机ECU指示电磁阀控制润滑油在进气行程初始中断供油并降压，锁销退出锁定偏心销总成的状态，在进气行程期间，偏心销总成发生转动，偏心偏向活塞顶面一侧，偏心销总成上的另一个锁销孔对准锁销的销杆，在进气行程的活塞下死点前，发动机ECU指示电磁阀控制恢复供油，油压推动锁销滑动，重新锁住偏心销总成。

19.如权利1所述的控制方法，其特征在于：当发动机从大压缩比切换到小压缩比时，在发动机压缩行程阶段，发动机ECU指示电磁阀控制润滑油在压缩行程初始中断供油并降压，锁销退出锁定偏心销总成的状态，在压缩行程期间，偏心销总成发生转动，偏心偏向连杆体大头一侧，偏心销总成上的另一个锁销孔对准锁销的销杆。在压缩行程的活塞上死点前，发动机ECU指示电磁阀控制恢复供油，油压推动锁销滑动，重新锁住偏心销总成。

20.如权利19所述的发动机从大压缩比切换到小压缩比的过程可在发动机排气行程或做功行程阶段控制完成。