CN105240396A - 一种发动机连杆装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机连杆装置，属于发动机技术领域；它解决了现有可变压缩比发动响应时间长、压缩比调节效率低的技术问题；一种发动机连杆装置，包括上杆段，其与活塞相连；下杆段，其与上杆段相连并插入至工作油腔内；工作油腔，其设置于下杆段上，工作油腔具有进油孔与出油孔；顶杆，其设置于下杆段上并能在下杆段上移动；曲轴，其与下杆段相连并带动下杆段运动，所述顶杆与曲轴接触；当曲轴转动时，顶杆能将出油孔封住或打开并能使上杆段相对下杆段运动；本发明中，通过顶杆来控制油液的存储量来达到调节工作油腔内压力的作用，因此，工作油腔内增压或减压的响应时间较短，使得上杆段能及时移动，提高了发动机的压缩比调节效率。

Description

一种发动机连杆装置

技术领域

本发明属于发动机技术领域，涉及一种发动机连杆装置。

背景技术

可变压缩比技术主要是针对增压发动机的一种技术。固定的压缩比不能充分发挥发动机的性能。在小负荷、低速运转时，发动机的热效率低，相应地综合性能比较差，这时可以用较大的压缩比，而大负荷、高速运转时，若压缩比过高，则很容易发生爆震并产生很大的热负荷和机械负荷，这时可以用较小的压缩比。随着负荷的变化连续调节压缩比，可以最大限度地挖掘发动机的潜力，使其在整个工况区域内有效提高热效率，进而提高发动机的综合性能。

例如，申请号为200710029634.X的发明专利公开了一种自适应可变压缩比发动机，其包括有液压缸体、柱塞，液压缸体上设置有容纳槽，柱塞插入到容纳槽中，在液压缸体上设置有油路入口，液压缸体底部设置有圆形的安装孔，该油路入口分别与容纳槽和安装孔相通，曲轴具有一连接颈部且连接颈部安装在安装孔内，在连接颈部上开设有油槽，曲轴转动时，油槽的位置在安装孔中不断变化，通过油槽与油路入口相通或隔断，使得柱塞增压或减压并相对液压缸体运动，从而实现压缩比的调节，但是，这种可变压缩比发动机也存在以下技术问题，由于油液是从油槽通过油路入口输送至容纳槽中，因此容纳腔的增压和减压的响应时间相对较长，造成柱塞移动速度较滞后，大大影响压缩比的调节效率。

综上所述，为了解决上述发动机存在的技术问题，需要设计一种响应时间短，压缩比调节效率较高的发动机连杆装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种响应时间短，压缩比调节效率较高的发动机连杆装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种发动机连杆装置，包括

上杆段，其与活塞相连；

下杆段，其与上杆段相连并插入至工作油腔内；

工作油腔，其设置于下杆段上，所述工作油腔具有进油孔与出油孔；

顶杆，其设置于下杆段上并能在下杆段上移动；

曲轴，其与下杆段相连并带动下杆段运动，所述顶杆与曲轴接触；

当曲轴转动时，所述顶杆能将出油孔封住或打开并能使上杆段相对下杆段运动。

在上述一种发动机连杆装置中，在曲轴表面设置有顶块，在顶块的外侧壁上设置有相连的第一弧面与第二弧面，第一弧面的半径小于第二弧面的半径，当顶杆抵在第一弧面上时，所述出油孔打开，当顶杆抵在第二弧面上时，所述出油孔封住。

在上述一种发动机连杆装置中，所述顶块环绕其外侧壁开设有限位槽，所述第一弧形面与第二弧形面设置于限位槽内。

在上述一种发动机连杆装置中，所述下杆段上开设有导向通道，所述出油孔分别连通工作油腔与导向通道，所述顶杆位于导向通道内且顶杆能随曲轴转动在导向通道内移动。

在上述一种发动机连杆装置中，所述下杆段上设置有进油通道，所述进油通道通过进油孔与工作油腔相通，在进油通道上设置有使油液进入工作油腔的单向阀。

在上述一种发动机连杆装置中，所述下杆段上还设置有出油通道，所述出油通道与导向通道相通，在出油通道内设置有限压阀。

在上述一种发动机连杆装置中，所述顶杆上横向设置有限位杆，在顶杆上套设有弹簧，所述下杆段上设置有与导向通道同轴的容纳孔，在容纳孔与导向通道之间形成有第一凸台，所述弹簧位于第一凸台与限位杆之间。

在上述一种发动机连杆装置中，在工作油腔的两侧分别形成有限位部，在两限位部之间设置有限位轴且限位轴贯穿上杆段。

在上述一种发动机连杆装置中，所述上杆段下端两侧向内凹陷并形成有活动部，所述限位轴贯穿活动部，在活动部两侧与上杆段之间分别形成有第二凸台，所述第二凸台与限位部相对并能抵在限位部上。

在上述一种发动机连杆装置中，第二凸台到限位部之间的距离小于活动部到工作油腔内表面的距离。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明中，将连杆分为上杆段和下杆段，通过在下杆段上设置顶杆，并使该顶杆随曲轴转动在下杆段上移动，以实现工作油腔的开和闭，使得上杆段能相对下杆段移动，从而实现了发动机的压缩比可调节，整个过程中，油液通过进油口进入到工作油腔内，并通过顶杆的移动来控制有油液的流出与否，工作油腔内始终存有油液，只是通过顶杆来控制油液的存储量来达到调节工作油腔内压力的作用，因此，工作油腔内增压或减压的响应时间较短，使得上杆段能及时移动，提高了发动机的压缩比调节效率。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的剖面结构图。

图2为本发明一较佳实施例中曲轴的平面图。

图3为本发明一较佳实施例中顶块的水平剖视图。

图4为图3中A-A的剖视图。

图中，100、上杆段；110、第一安装孔；120、限位孔；130、活动部；140、第二凸台；200、下杆段；210、工作油腔；211、进油孔；212、出油孔；220、限位部；230、限位轴；240、进油通道；241、单向阀；250、导向通道；251、顶杆；252、限位杆；253、弹簧；260、出油通道；261、限压阀；270、容纳孔；271、第一凸台；300、曲轴；310、第二安装孔；320、顶块；321、第一弧面；322、第二弧面；330、限位槽。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至图3所示，本发明一种发动机连杆装置，其安装在发动机的缸体内，该连杆装置包括上杆段100、下杆段200与曲轴300。

如图1所示，在上杆段100的上端开设有贯穿上杆段100的第一安装孔110，上杆段100通过该第一安装孔110与缸体内的活塞相连，在上杆段100的下端开设有横向贯穿上杆段100的限位孔120。

在下杆段200与上杆段100相邻的一端开设有工作油腔210，且在工作油腔210的两侧形成有限位部220，上杆段100下端插入工作油腔210内并位于两限位部220之间，在两限位部220之间设置有分别与两限位部220固连的限位轴230且该限位轴230穿过限位孔120，使得上杆段100与下杆段200活动连接，该限位轴230的直径小于限位孔120的直径，在工作油腔210的侧面开设有进油孔，在工作油腔210的底部开设有出油孔212。

在下杆段200一侧开设有进油通道240，该进油通道240通过进油孔211与工作油腔210相通并用于给工作油腔210供油，在供油通道上安装有一单向阀241，单向阀241使得油液只能由进油通道240进入工作油腔210，而工作油腔210内的油液无法回流至进油通道240中。

下杆段200的中部开设有导向通道250，该导向通道250通过出油孔212与工作油腔210相通，该出油孔212的孔径小于导向通道250的孔径，在导向通道250内设置有顶杆251，该顶杆251的直径小于导向通道250的孔径但大于出油孔212的孔径。

下杆段200的另一侧开设有出油通道260，该出油通道260与导向通道250相通，在出油通道260上安装有一限压阀261，通过该限压阀261，能调节经过该出油通道260的油液的压力大小，并且，油液只能通过限压阀261流出下杆段200外，而无法回流至导向通道250内。

如图2所示，曲轴300位于下杆段200的下方，在曲轴300的一端设置有贯穿曲轴300的第二安装孔310，曲轴300通过该第二安装孔310与下杆段200的下端相连。

如图3、图4所示，在曲轴300另一端的表面设置有顶块320，该顶块320为圆形，在顶块320的外圆周面上设置有第一弧面321与第二弧面322，上述顶杆251的一端抵在第一弧面321或者第二弧面322上。

优选的，该第一弧面321与第二弧面322分别为一段，而根据实际需求，第一弧面321与第二弧面322也可为多段，第一弧面321的两端分别与第二弧面322的两端相连，第一弧面321的半径小于第二弧面322的半径，也就是说，第一弧面321离顶块320的中心较近，而第二弧面322离顶块320的中心较远。

工作时，曲轴300转动，上杆段100与下杆段200随曲轴300摆动，顶杆251始终抵在第一弧面321或者第二弧面322上，当曲轴300转动并使顶杆251顶在第一弧面321上时，出油孔212打开，工作油腔210内为低压状态，连杆的整体长度较短，活塞移动距离较短，整个发动机的压缩比较小，这种状态适用于大负荷、高速运转的情况，当曲轴300转动且顶杆251顶在第二弧面322上时，顶杆251将出油孔212封住，工作油腔210内为高压状态，上杆段100相对于下杆段200移动，使得连杆的整体长度延长，活塞移动距离较长，整个发动机的压缩比较大，这种状态适用于小负荷、低转速的情况。

作为本发明的改进，在顶块320环绕其外侧壁开设有限位槽330，所述第一弧面321与第二弧面322设置于限位槽330内，通过设置限位槽330后，顶杆251位于限位槽330内并被限制在限位槽330内，有效的防止了顶杆251与顶块320分离，保证了顶杆251始终与第一弧面321或第二弧面322接触。

如图1所示，所述顶杆251上横向设置有限位杆252，在顶杆251上套设有弹簧253，所述下杆段200上设置有与导向通道250同轴的容纳孔270，在容纳孔270与导向通道250之间形成有第一凸台271，所述弹簧253位于第一凸台271与限位杆252之间，设置弹簧253后，弹簧253给顶杆251提供了一定动力，使得顶杆251在封闭出油孔212的状态下能快速的远离出油孔212并使出油孔212打开。

作为改进，上杆段100下端两侧向内凹陷并形成有活动部130，活动部130与上杆段100所形成的形状类似于“T”型，所述限位轴230贯穿活动部130，在活动部130两侧与上杆段100之间分别形成有第二凸台140，第二凸台140与限位部220相对并能抵在限位部220上，通过设置活动部130并将活动部130插入至工作油腔210内，优化了上杆段100与下杆段200之间的连接结构，增加了上杆段100移动时的稳定性，并且，形成的第二凸台140能抵在限位部220上，避免了上杆段100移动过度而造成上杆段100的移动行程增加。

优选的，该第二凸台140到限位部220之间的距离小于活动部130到工作油腔210表面的距离，如此，使得上杆段100与工作油腔210内始终留有一部分空隙，有利于工作油腔210内增压。

本发明工作原理如下：

工作时，曲轴300转动，由于上杆段100与下杆段200相连，上杆段100与下杆段200随曲轴300转动而摆动，在上杆段100的驱动下，活塞在缸体内移动。

在上述前提下，顶杆251的一端始终抵在第一弧面321或者第二弧面322上，当曲轴300转动且顶杆251一端顶在第一弧面321上时，顶杆251另一端与出油孔212处于分离状态，出油孔212打开，进油通道240可往工作油腔210内供油，也可不供油，而工作油腔210内原有的油液能通过导向通道250经出油通道260流出，油液一进一出，因此，工作油腔210内为低压状态，也可理解为常压状态，上杆段100与下杆段200为正常的长度，活塞在正常情况下被驱动，此时，整个发动机的压缩比较小，这种状态适用于大负荷、高速运转的情况。

当曲轴300转动且顶杆251顶在第二弧面322上时，顶杆251将出油孔212封住，进油通道240往工作油腔210内供油，工作油腔210内的油液只进不出，因此，工作油腔210内为高压状态，上杆段100相对于下杆段200移动，使得连杆的整体长度增长，此时，活塞在缸体内的移动行程加长，整个发动机的压缩比较大，这种状态适用于小负荷、低转速的情况。

本发明通过在下杆段200上安装顶杆251，并通过移动顶杆251使工作油腔210的出油孔212处于打开或关闭两种状态，以此来改变连杆的整体长度，从而改变活塞在缸体内的移动行程，使得整个发动机的压缩比针对不同的情况随机改变，有效的提高了发动机压缩比的调节效率，更提高了发动机的综合性能。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种发动机连杆装置，其特征在于：包括

上杆段，其与活塞相连；

下杆段，其与上杆段相连并插入至工作油腔内；

工作油腔，其设置于下杆段上，所述工作油腔具有进油孔与出油孔；

顶杆，其设置于下杆段上并能在下杆段上移动；

曲轴，其与下杆段相连并带动下杆段运动，所述顶杆与曲轴接触；

当曲轴转动时，所述顶杆能将出油孔封住或打开并能使上杆段相对下杆段运动。

2.根据权利要求1所述的一种发动机连杆装置，其特征在于：在曲轴表面设置有顶块，在顶块的外侧壁上设置有相连的第一弧面与第二弧面，第一弧面的半径小于第二弧面的半径，当顶杆抵在第一弧面上时，所述出油孔打开，当顶杆抵在第二弧面上时，所述出油孔封住。

3.根据权利要求2所述的一种发动机连杆装置，其特征在于：所述顶块环绕其外侧壁开设有限位槽，所述第一弧形面与第二弧形面设置于限位槽内。

4.根据权利要求1所述的一种发动机连杆装置，其特征在于：所述下杆段上开设有导向通道，所述出油孔分别连通工作油腔与导向通道，所述顶杆位于导向通道内且顶杆能随曲轴转动在导向通道内移动。

5.根据权利要求1所述的一种发动机连杆装置，其特征在于：所述下杆段上设置有进油通道，所述进油通道通过进油孔与工作油腔相通，在进油通道上设置有使油液进入工作油腔的单向阀。

6.根据权利要求4所述的一种发动机连杆装置，其特征在于：所述下杆段上还设置有出油通道，所述出油通道与导向通道相通，在出油通道内设置有限压阀。

7.根据权利要求4述的一种发动机连杆装置，其特征在于：所述顶杆上横向设置有限位杆，在顶杆上套设有弹簧，所述下杆段上设置有与导向通道同轴的容纳孔，在容纳孔与导向通道之间形成有第一凸台，所述弹簧位于第一凸台与限位杆之间。

8.根据权利要求1所述的一种发动机连杆装置，其特征在于：在工作油腔的两侧分别形成有限位部，在两限位部之间设置有限位轴且限位轴贯穿上杆段。

9.根据权利要求8述的一种发动机连杆装置，其特征在于：所述上杆段下端两侧向内凹陷并形成有活动部，所述限位轴贯穿活动部，在活动部两侧与上杆段之间分别形成有第二凸台，所述第二凸台与限位部相对并能抵在限位部上。

10.根据权利要求9述的一种发动机连杆装置，其特征在于：第二凸台到限位部之间的距离小于活动部到工作油腔内表面的距离。