CN105756781A - 一种两级变压缩比活塞连杆组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种两级变压缩比活塞连杆组件，包括活塞、活塞销、连杆、内套、锁止销等。活塞销为三段式偏心轴结构，轴中段外表面钻有两个沉孔，沉孔的轴线处于活塞销对称线上、下两侧；连杆小端的内壁上钻有一圆孔，圆孔底部固定有弹簧，与弹簧相连处放置锁止销，圆孔开口处紧固有密封圈，在密封圈与锁止销之间构成的内腔为油腔，油腔侧面延伸出油道。本发明利用发动机工作过程中，活塞处于上止点与下止点时，通过活塞或连杆巨大的压力或拉力的作用，使得活塞销存在相对于连杆转动的可能，再通过液压的推动或拉回锁止销来实现发动机压缩比变化。

Description

一种两级变压缩比活塞连杆组件

技术领域

本发明涉及一种汽车发动机组件，更具体的说是一种两级变压缩比活塞连杆组件。

背景技术

压缩比指发动机混合气体被压缩的程度，用压缩前的气缸总容积与压缩后的气缸容积(即燃烧室容积)之比来表示，与发动机性能有很大关系，一般来说高压缩比可以更好地利用活塞式发动机做功的特点，在做功行程用同样数量的燃油可以爆发出更大的功率，用更小的排量可以达到以前更大排量发动机才能做出的功率，亦即高压缩比发动机的升功率和燃油利用率更高，但是过高的可变压缩比会使发动机产生爆震的频率增加，爆震对发动机气缸体的损坏非常严重，高的压缩比发动机需要相应高油品燃油，而目前国内的燃油油品不达标，这在一定程度上也限制的高压缩比发动机在国内的推广。

一般发动机的压缩比是不可变动的，因为燃烧室容积及气缸工作容积都是固定的参数，在设计中已经定好。不过，为了使得现代发动机能在各种变化的工况中发挥更好的效率，以变对变来改善发动机的运行性能，研究人员通过在发动机内部加装机械或液压结构，并采用相应的控制策略来达到人为改变发动机压缩比的目的。

发明内容

针对目前存在的技术上的问题，本发明提出了一种两级变压缩比活塞连杆组件，结构简单、制造成本低、对发动机整体改动小、工作可靠，密封性好，更具体的说，本发明通过特殊设计的三段式活塞销，当发动机的活塞处于上止点位置时，由于点火使得活塞顶部压力急剧增大，从而活塞销与连杆间有发生相对转动的可能，通过锁止销的锁止或解锁来使活塞销与连杆在特定时间内发生相对运动，而达到改变发动机压缩比的目的。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种两级变压缩比活塞连杆组件，包括活塞、内套、活塞销、密封圈、锁止销、油腔、弹簧、连杆，其特征在于：

活塞销放置在活塞销孔内，用两个内套分别左右安放在活塞销与活塞销孔之间，然后用卡环固定；将弹簧固定在连杆油孔底部，将锁止销底座放置在弹簧上部，并将密封圈固定在连杆油孔开口处，然后将连杆小端穿入活塞销中段。

所述的活塞销是三段式结构，其中左、右段处于同一位置，中段与左、右段轴线有一段偏距，在活塞销对称线处由中段外表面向内钻出对应方向的两个沉孔。

所述的连杆小端内壁向内钻有油孔，油孔侧面延伸出油路。

所述的锁止销底座为圆柱形结构，底座上部是圆形短杆形状，锁止销顶部为半圈形，锁止销与活塞销外表面为点接触。

所述的内套与活塞销孔是过盈配合，内套与活塞销是过度配合。

与目前现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

(1)本发明所述的一种两级变压缩比活塞连杆组件，仅将活塞销改变成三段式结构，并且在连杆内开出相连的油孔与油路，对发动机整体改动小，制造成本低。

(2)本发明所述的一种两级变压缩比活塞连杆组件，利用活塞在上止点时，发动机点火产生的巨大压力作为动力源，而没有外加过于复杂的驱动装置，所以，结构简单，可靠性高。

(3)本发明所述的一种两级变压缩比活塞连杆组件，仅在连杆内部开有油孔和延伸的油路，并没有涉及两个相对运动原件的油路连接，所以液压的密封性能得到保障。

(4)本发明所述的一种两级变压缩比活塞连杆组件，只需检测出活塞处于上止点处的时间，并在上止点到下止点间做出相应的液压控制，可以有一段的时间延迟，所以液压设备精度不用太高。

附图说明

图1是发动机处于低压缩比时活塞连杆组件的主剖视图。

图2是图1主剖视图的C-C投影视图。

图3是发动机从低压缩比变换到高压缩比某一时刻的活塞连杆组件的主剖视图。

图4是图3主剖视图的C-C投影视图。

图5是发动机从低压缩比变换到高压缩比时的受力示意图。

图6是发动机处于高压缩比时活塞连杆组件的主剖视图。

图7是图6主剖视图的C-C投影视图。

图8是发动机从高压缩比变换到低压缩比某一时刻的活塞连杆组件的主剖视图。

图9是图8主剖视图的C-C投影视图。

图10是发动机从高压缩比变换到低压缩比时的受力示意图。

附图标记说明：

1-活塞，2-内套，3-活塞销，4-密封圈，5-锁止销，6-油腔，7-弹簧，8-连杆。

具体实施方式

下面根据附图说明对本发明做详细介绍，本发明所述为众多实施方式中的一种优选实施方式。

参阅图1，活塞销3是三段式轴结构，其中左、右段处于同一位置，中间段外表面上、下两侧各向内钻有一个沉孔。

参阅图1、图2，锁止销5的底座是圆柱形，底座上部是圆柱短杆结构，锁止销5的顶部是半圆球结构。

参阅图1，连杆8小端分为上下两部分，并用螺栓连接固定，从连杆8下部小端内壁向中心轴内钻有一个油孔，油孔侧面延伸出油路，油路经连杆8杆身从连杆8大端侧面穿出。

参阅图1，将活塞销3放入活塞1销孔中，活塞销3中段的中心恰好处于活塞1轴线位置，再将两内套2分别从左、右两侧放入活塞1销孔内，并用卡环固定，内套2与活塞1销孔过盈配合，内套2与活塞销3间隙配合；连杆8油孔底部固定弹簧7，将锁止销5的底部放置在弹簧7上，再在圆孔开口处安装密封圈4，密封圈4与油孔过盈配合，密封圈4与锁止销5过渡配合，密封圈4与锁止销5之间的空间为油腔6，然后把连杆8小端上下部分通过螺栓连接在活塞销3上。

参阅图1、图2，图示所指的逆时针方向为连杆转动8方向，此时连杆8小端与活塞1销孔相对距离最大为h，发动机处于高压缩比状态，锁止销5处于活塞销3沉孔内部，对活塞销3进行锁死，沉孔对锁止销5外表面产生剪切力T。

参阅图3、图4、图5，当发动机从高压缩比变换到低压缩比时，在活塞1处于上止点处点火时刻时，小型液压泵工作，机油流经连杆8油路流入油腔6内，此时油腔6内压力增大，锁止销5压缩弹簧7并向下运动，锁止销5处于最低位置时，活塞销3与连杆8间没有固定连接，在前一次循环的惯性力作用下，活塞销3绕逆时针方向转动。点火后，在活塞1由上止点运动到下止点过程中，活塞1顶部受到巨大压力，而此时压力传递至活塞销3孔处，由销孔作用在活塞销3左、右段上的作用力P远大于连杆8对活塞销3中段的作用力，此时活塞销3上沉孔轴线与锁止销5轴线间的角度为α，因活塞销3为分段式结构，使得压力P在活塞销3中段轴线处产生逆时针方向的力矩Pxhcosα，牵引活塞销3逆时针运动，当活塞销3上的沉孔运动到完全偏离锁止销5轴线时，液压泵停止工作，机油从油腔6内回流到连杆8，此时，油腔6内压力减小，弹簧7回位顶着锁止销5向前推移，直至锁止销5顶部与活塞销3中段的外表面接触为止，由于接触为点接触，所以锁止销5与活塞销3两运动构件间的摩擦力很小，此时活塞销3仍绕逆时针方向转动，但随着时间的变长，气缸压力降低，驱动力矩Pxhcosα减小，当活塞销3的对侧上的沉孔运动到锁止销5轴线时，在弹簧7的压力下，锁止销5顶部伸入对侧沉孔内，活塞销3与连杆8固定，此时发动机有低压缩比。

参阅图6、图7，发动机处于低压缩比状态，此时此时连杆8小端与活塞1销孔相对距离亦最大为h，但方向与原来相反，锁止销5处于活塞销3对侧沉孔的内部，由于连杆8的运动使得沉孔对锁止销5外表面产生剪切力。

参阅图8、图9、图10，当发动机需要从低压缩比变换到高压缩比时，同样的，在进气过程中，活塞1处于上止点时，驱动液压泵工作使得油腔6内压力增大，推动锁止销5向下移，锁止销5与活塞销3分离，活塞销3在前一次循环的惯性力作用下逆时针方向运动，由于进气过程，活塞1从上止点运动到下止点时，连杆8对活塞销3中段的拉力F远大于活塞1销孔作用在活塞销3左、右段的压力，此时活塞销3上沉孔轴线与连杆8轴线间的角度为β，活塞销3中段受到的拉力F在垂直于活塞销3沉孔方向的分力Fn＝Fcosβ，使得活塞销3左、右段产生逆时针方向的驱动力矩Fnxh，使得活塞销3左、右段绕逆时针方向转动，当活塞销3中段上的沉孔运动到完全偏离锁止销5轴线时，降低油压使得锁止销5顶部顶在活塞销3中段外表面上，当锁止销5运转180度时，活塞销3的对侧上的沉孔刚好运动到锁止销5轴线处，在弹簧7的回位作用下，锁止销5将活塞销3卡死，此时发动机有高压缩比。

以上为对附图做出的式例性描述，显然本发明的具体实现并不受上述事例的限制，只要采用本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其他场合，均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种两级变压缩比活塞连杆组件，包括活塞(1)、内套(2)、活塞销(3)、密封圈(4)、锁止销(5)、油腔(6)、弹簧(7)、连杆(8)，其特征在于：

活塞销(3)放置在活塞(1)销孔内，用两个内套(2)分别左右安放在活塞销(3)与活塞(1)销孔之间，然后用卡环固定；将弹簧(7)固定在连杆(8)油孔底部，将锁止销(5)底座放置在弹簧(7)上部，并将密封圈(4)固定在连杆(8)油孔开口处，然后将连杆(8)小端上下部分通过螺栓连接在活塞销(3)中段上。

2.根据权利要求1所述的一种两级变压缩比活塞连杆组件，所述的活塞销(3)是三段式结构，其中左、右段处于同一位置，中段与左、右段轴线有一段偏距，在活塞销(3)对称线处由中段外表面向内钻出对应方向的两个沉孔。

3.根据权利要求1所述的一种两级变压缩比活塞连杆组件，所述的连杆(8)小端内壁向内钻有油孔，油孔侧面延伸出油路。

4.根据权利要求1所述的一种两级变压缩比活塞连杆组件，所述的锁止销(5)底座为圆柱形结构，底座上部是圆形短杆形状，锁止销(5)顶部为半球形，锁止销(5)与活塞(1)销中段外表面为点接触。

5.根据权利要求1所述的一种两级变压缩比活塞连杆组件，所述的内套(2)与活塞(1)销孔是过盈配合，内套(2)与活塞销(3)是过度配合。