CN105840303A - 一种偏心轴套传动的可变压缩比活塞连杆组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种偏心轴套传动的可变压缩比活塞连杆组件，包括活塞、锁止顶杆、油腔室、弹簧、偏心轴套等，其特征在于：将左侧的偏心轴套插入活塞销内，并使得偏心轴套的圆孔与活塞销的圆孔对齐，再在活塞销的圆孔底部固定回位弹簧，回位弹簧上放置锁止顶杆，并将密封套固定在两圆孔的连接处，使得偏心轴套与活塞销连接成为一个整体，在密封套的下表面与锁止顶杆的上表面的空间是油腔室；然后将整个装置从左侧放入活塞销孔内，并穿过连杆小端，再安放右端的偏心轴套,本发明利用发动机点火时的压力做动力源，通过偏心轴套的结构特点来改变连杆与活塞间的相对位置从而改变发动机压缩比，结构简单，可行性好，研发成本低。

Description

一种偏心轴套传动的可变压缩比活塞连杆组件

技术领域

本发明涉及一种车用发动机零部件，更具体的说是一种偏心轴套传动的可变压缩比活塞连杆组件。

背景技术

严峻的能源形势和日益严峻的排放法规使传统发动机，尤其是传统的车用发动机面临严峻的挑战。一直以来，既有良好的动力性能又有良好的燃油经济性能和排放性能是发动机一直所追求的目标，而这些性能在一般的发动机上无法同时实现。为解决这一技术难题，可变压缩比技术是其中很有潜力的一种，能够很好地改善发动机的热效率、燃油经济性和排放特性。发动机在高负荷的情况下我们通过调节发动机压缩比使得压缩比降低，从而有效减少的发动机的爆震现象对发动机的破坏，发动机在低转速时我们通过调节发动机压缩比使得压缩比升高，增加其动力性。

可变压缩比技术与涡轮增压技术相结合有效弥补了涡轮增压在中低转速不工作的弱点，使得发动机在任何负荷下都能有效的提高其动力性与燃油经济性，目前改变压缩比的方式主要有改变气缸盖的结构、改变气缸体结构以及改变改变活塞曲柄连杆结构这三种方式来实现，其中前两种因为对发动机整体改动很大，加装零件结构复杂，研发成本高，可靠性不高等缺点，所以第三种是行之有效的方案。

发明内容

针对于现有存在的技术上的问题，本发明提出了一种偏心轴套传动的可变压缩比活塞连杆组件，工作可靠，零件改动小，研发成本低，具体是当检测仪检测到活塞上止点位置时，通过液压油使得锁止顶杆抽出锁止孔，在惯性力的作用使得偏心轴套转动从而达到改变压缩比的作用。但本发明只涉及两段的压缩比改变，而无法达到压缩比无极可变的效果。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种偏心轴套传动的可变压缩比活塞连杆组件，其特征在于：

偏心轴套套放在活塞销左侧，抵在活塞销轴肩处，活塞销的圆孔与偏心轴套的圆孔对齐，回位弹簧固定在活塞销圆孔底部，回位弹簧上放置锁止顶杆，并将密封套固定在活塞销圆孔与偏心轴套的圆孔连接处，将连杆从右端放入至活塞销内；将装置全部从左侧放进活塞销孔内，并使得锁止顶杆上部处于活塞销孔的锁止孔内，将另一个偏心轴套从右侧插入活塞销内，同样抵在活塞销的轴肩处，并在两偏心轴套外侧固定卡环。

所述的偏心轴套是一个非同心圆套筒结构，外圆圆心与内孔圆心的距离为h，在偏心轴套厚度最薄的外表面向内钻有一个圆孔。

所述的活塞销为阶梯轴结构，中间部分的横截面大于左、右两边的横截面，活塞销内部布置有油路，油路从活塞销外表面中间引入到中心位置，并经过活塞销轴线到达活塞销圆孔内，活塞销的圆孔从销左侧表面向内钻入的。

所述的连杆其轴线钻有油路，油路延伸至连杆小端外表面处，在连杆小端外表面的中间处有一圈油槽。

所述的活塞销孔的左侧，上下各钻有一个锁止孔。

所述的偏心轴套与活塞销间隙配合，偏心轴套与活塞销孔过盈配合。

所述的活塞销圆孔内，锁止顶杆与密封套之间的一段空间是油腔室，油腔室、活塞销油路、连杆油路与油槽整个构成液压油路系统。

与目前现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明主要是通过驱动偏心轴套在特定时间内的转动使得发动机的压缩比改变，而驱动力源就是发动机点火后强大的压力作用，本发明主要的内容就是通过液压作用精确控制锁止顶杆在特定的时刻锁死或解锁偏心轴套的转动，整个装置零件改动小，工作可靠；没有外加驱动力源，也没有对气缸体进行改动，所以研发成本更低。

附图说明

图1活塞连杆组件处于高压缩比时的主剖视图。

图2是图1活塞连杆组件的主剖视图的A-A投影视图。

图3是活塞连杆组件由高压缩比变换到低压缩比时转动α角度时的剖视图。

图4是图3所示的活塞连杆组件的受力示意图。

图5是活塞连杆组件处于低压缩比时的主剖视图。

图6是图5活塞连杆组件的主剖视图的A-A投影视图。

图7是活塞连杆组件由低压缩比变换到高压缩比时转动β角度时的剖视图。

图8是图7所示的活塞连杆组件的受力示意图。

图9是连杆零件的主剖视图。

图10是图9连杆主剖视的A-A投影视图。

附图标记说明：

1-活塞，2-锁止顶杆，3-密封套，4-油腔室，5-回位弹簧，6-偏心轴套，7-连杆，8-活塞销，9-卡环。

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，偏心轴套6是一个偏心的圆筒结构，在圆筒的端面非圆心处打通一个圆孔，圆筒外圆的圆心与圆孔的圆心间的偏心距为h，在活塞1销孔的两端各有一个偏心轴套6，其中左侧的偏心轴套6厚度最薄的外表面钻有一个圆孔。

参阅图1，活塞销8为阶梯轴结构形式，中间部分的横截面大于两边部分的横截面，在活塞销8内部钻有油路与圆孔，油路从活塞销8外表面的中间处引入，然后沿活塞销8轴线钻入圆孔处，活塞销8的圆孔从销左侧表面向内钻入的。

参阅图9与图10，连杆7轴线处引入一段油路，引向连杆7小端，在连杆7小端孔的中间有一圈油槽，油槽宽度与油路的横截面宽度相同。

参阅图1，在活塞1销孔的左侧，上下各钻有一个锁止孔。

参阅图1，将左侧的偏心轴套6插入活塞销8内，抵在活塞销8的轴肩处，并使得偏心轴套6的圆孔与活塞销8的圆孔对齐，再在活塞销8的圆孔底部固定回位弹簧5，回位弹簧5上放置锁止顶杆2，并将密封套3固定在两圆孔的连接处，使得偏心轴套6与活塞销8连接成为一个整体，在密封套3的下表面与锁止顶杆2的上表面的空间是油腔室4，偏心轴套6与活塞1销孔间隙配合，偏心轴套6与活塞销8过盈配合；然后将整个装置放入活塞1销孔内，并穿过连杆7小端，再安放右端的偏心轴套6，同样抵在活塞销8右侧轴肩处，然后在左右偏心轴套6外侧安放卡环9，通过卡环9与活塞销8的轴肩来约束偏心轴套6的轴向窜动，油腔室4、活塞销8油路、连杆7油槽与油路构成整个机构的液压路线。

参阅图1、图2，发动机处于高压缩比状态，油泵没有工作，液压油没有压力作用在锁止顶杆2上，锁止顶杆2上部处于活塞1销孔左侧的下锁止孔中，活塞1、偏心轴套6、活塞销8三者保持相对的静止状态，活塞销8圆心处于偏心轴套6的圆心的下方，距离为h。

参阅图3、图4，发动机由高压缩比向低压缩比变换的过程。在做功行程上止点位置时，油泵工作，液压油经连杆7油路与活塞销8油路，流入油腔室4，使得油腔室4压力增大，压缩回位弹簧5使得锁止顶杆2拔出锁止孔。此时由于前一次循环的惯性作用，在解开锁止后，偏心轴套6沿逆时针转动角度α，活塞销8圆孔与活塞1锁止孔完全偏离，油泵停止工作，油腔室4内压力降低，回位弹簧5将锁止顶杆2压在活塞1销孔外面壁上，锁止顶杆2上部与活塞1销孔外面壁是点接触，摩擦力很小。由于发动机点火产生的巨大压力的特点，压力作用于活塞1顶部，并传递至偏心轴套6重心产生垂直向下的压力F，该压力F分解为沿偏心轴套6轴线方向的力F2＝Fcosα与垂直于偏心轴套6轴线方向上的力F1＝Fsinα，F1对活塞销8产生逆时针方向上的力矩F1*(h+△h)，使得活塞销8相对于偏心轴套6圆心沿逆时针方向转动，当转动到180度时，锁止顶杆2轴线与活塞1锁止孔轴线重合，此时回位弹簧5剩余的压力将锁止顶杆2上部压入活塞1锁止孔内，成功将偏心轴套6锁止，自此完成发动机压缩比从高向低的转换。

参阅图5、图6，发动机处于低压缩比状态，同样的，液压油没有压力作用在锁止顶杆2上，锁止顶杆2上部处于活塞1销孔左侧的上锁止孔中，活塞1、偏心轴套6、活塞销8三者保持相对的静止状态，活塞销8圆心处于偏心轴套6的圆心上方，距离为h。

参阅图7、图8，发动机由低压缩比向高压缩比变换的过程中。同样的。在压缩行程上止点位置时，通过油泵的泵油压力使得锁止顶杆2拔出锁止孔。同样在前一次循环的惯性力作用，解开锁止后，偏心轴套6沿逆时针转动角度β，当活塞销8圆孔与活塞1锁止孔完全偏离，油泵停止工作，回位弹簧5将锁止顶杆2上部压在活塞1销孔外面壁上。由于在压缩行程上止点附近，排气门开启，缸内压力很小，此时，连杆7对活塞销8的拉力远大于气压对偏心轴套6的压力，连杆7对活塞销8产生拉力T，方向与垂直方向成γ角，拉力T分解为沿偏心轴套6轴线方向的力T2＝Tcos(β+γ)与垂直于轴线方向上的力T1＝Tsin(β+γ)，T1对偏心轴套6产生逆时针方向上的力矩T1*(h+△h)，使得活塞销8相对于偏心轴套6圆心沿逆时针方向转动，当转动到180度时，锁止顶杆2轴线与活塞1锁止孔轴线重合，此时回位弹簧5将锁止顶杆2上部压入活塞1锁止孔内，成功将偏心轴套6锁止，自此完成发动机压缩比从低向高的转换。

Claims (7)

1.一种偏心轴套传动的可变压缩比活塞连杆组件，包括活塞(1)、锁止顶杆(2)、密封套(3)、油腔室(4)、回位弹簧(5)、偏心轴套(6)等，其特征在于：

偏心轴套(6)套放在活塞销(8)左侧，抵在活塞销(8)轴肩处，活塞销(8)的圆孔与偏心轴套(6)的圆孔对齐，回位弹簧(5)固定在活塞销(8)圆孔底部，回位弹簧(5)上放置锁止顶杆(2)，并将密封套(3)固定在活塞销(8)圆孔与偏心轴套(6)的圆孔连接处；将装置全部从左侧放进活塞(1)销孔内,穿过连杆(7)小端孔，并使得锁止顶杆(2)上部处于活塞(1)销孔的锁止孔内，将另一个偏心轴套(6)从右侧插入活塞销(8)内，同样抵在活塞销(8)的轴肩处，并在两偏心轴套(6)外侧固定卡环(9)。

2.根据权利要求1所述的一种偏心轴套传动的可变压缩比活塞连杆组件，所述的偏心轴套(6)是一个非同心圆套筒结构，外圆圆心与内孔圆心间的距离为h，在偏心轴套(6)厚度最薄的外表面向内钻有一个圆孔。

3.根据权利要求1所述的一种偏心轴套传动的可变压缩比活塞连杆组件，所述的活塞销(8)为阶梯轴结构，中间部分的横截面大于左、右两边的横截面，活塞销(8)内部布置有油路，油路从活塞销(8)外表面中间引入到内部中心位置，并经过活塞销(8)轴线到达活塞销(8)圆孔内，活塞销(8)的圆孔从销左侧表面向内钻入的。

4.根据权利要求1所述的一种偏心轴套传动的可变压缩比活塞连杆组件，所述的连杆(7)其轴线钻有油路，油路延伸至连杆(7)小端外表面处，在连杆(7)小端中间部分的外表面处有一圈油槽。

5.根据权利要求1所述的一种偏心轴套传动的可变压缩比活塞连杆组件，所述的活塞(1)销孔的左侧，上下各钻有一个圆形锁止孔。

6.根据权利要求1所述的一种偏心轴套传动的可变压缩比活塞连杆组件，所述的偏心轴套(6)与活塞销(8)间隙配合，偏心轴套(6)与活塞(1)销孔过盈配合。

7.根据权利要求1所述的一种偏心轴套传动的可变压缩比活塞连杆组件，所述的活塞销(8)圆孔内，锁止顶杆(2)与密封套(3)之间的一段空间是油腔室(4)，油腔室(4)、活塞销(8)油路、连杆(7)油路与油槽整个构成液压油路系统。