CN105927396B - 一种新型压缩比活塞连杆组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种新型压缩比活塞连杆组件，包括活塞、导轮、紧固弹簧、液压盖板、液压定子、液压转子、花键等，其特征在于：液压定子处于活塞下体的空腔内，液压转子安装在液压定子中间并能绕液压定子旋转，液压盖板通过螺栓将液压定子与活塞下体固定，液压转子的油槽与活塞下体空腔底部的油槽接触，花键将液压转子与导轮相连，将活塞上体的导向板放置在活塞下体上，通过紧固弹簧将活塞上体与活塞下体连接。本发明通过油压驱动液压转子转动来使导轮转动，通过导轮的螺旋凸起与活塞上体的螺旋凸起相接触，从而使得活塞上体与活塞下体发生相对位移的改变，改变发动机压缩比。

Description

一种新型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，更具体的说是一种新型压缩比活塞连杆组件。

背景技术

压缩比是内燃机的重要性能参数，从热力学性能可知，压缩比将直接决定动力机械的热效率、排放。高压缩比在燃烧初期提供的更高的缸内压力、温度有助于获得更高的火焰传播速度，同时，高压缩比会减少废气残余，同样能够改善燃烧，因此，延迟期变得更短，换言之，就是在低负荷是采用更高的压缩比，使燃烧持续时间更短，热效率增加，可明显改善发动机的燃油经济性。同时由于缸内燃烧的改善，故能降低发动机排放。

对于发动机，压缩比较高时，压缩所产生的气缸压缩终点温度与压力相对提高，混合气中的汽油分子气化的更完全、雾化更好，又因涡流扰动增强分子压缩密集，当火花塞产生电火花时能是混合气燃速升高，释放更大的爆炸能量，提高发动机的输出动力。

但是过高的压缩比会带来负面影响，对汽油机而言，会产生爆燃，对柴油机会使其工作更粗暴，噪声和振动变大，对零部件的冲击载荷变大，影响柴油机的持续工作寿命和可靠性。

可变压缩比技术是通过检测内燃机负荷、燃油、工作环境柔性的调节发动机压缩比使得在提高发动机的输出动力的同时也减少了爆震的产生，目前国内外现有实现发动机压缩比可变的技术方案存在机械结构复杂、对发动机整体改动大、动平衡不满足导致的拉缸的现象以及开发难度大、研发成本高的问题，使得整体可变压缩比发动机的实用性不高，以至于可变压缩比发动机离量产还有很大距离。

发明内容

针对于现有技术上的不足，本发明提出了一种结构简单、对发动机整体改动小、能实现压缩比柔性可变的一种新型压缩比活塞连杆组件，通过检测发动机的负荷大小，使得发动机在低负荷提高压缩比来提高发动机的输出动力，在高负荷时降低压缩比来减小发动机的爆震。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种新型压缩比活塞连杆组件，其特征在于，活塞销处于活塞销孔处，活塞销左右两侧是卡环固定，连杆小端在活塞销中间位置，活塞销的油路与连杆油路、活塞下体油路对齐；液压定子放置在活塞下体空腔内，并使得液压定子的螺纹孔与活塞下体的螺纹孔对齐，液压转子放置在液压定子内，并使得液压转子的油槽与活塞下体的油槽接触，然后将液压盖板盖在液压定子上，用螺栓将液压定子与活塞下体固定；将花键的小头插入液压转子的花键孔内，花键的大头与导轮相连接，将活塞上体的导向板插入活塞下体的导向孔，并使活塞上体的三角板状旋转凸起与导轮的螺旋结构的凸起相接触，最后，用四个紧固弹簧将活塞上体与活塞下体相连接。

所述的活塞上体中间是一个大的空腔，空腔的内壁有四个均匀分布的三角板状旋转凸起。

所述的活塞下体分断面中间是一个大空腔，空腔的底部有两圈油槽，内圈油槽深，外圈油槽浅，内圈油槽底部左侧开有油路，油路开至活塞下体销孔左侧处；外圈油槽底部右侧开有油路，油路开至活塞下体销孔右侧处，在油槽的四周均匀分布四个螺纹孔。

所述的液压定子是圆形套筒结构，圆形套筒内壁均匀分布四个支撑座，支撑座与套筒接口处左、右各钻四分之一圆孔，圆孔半径与油路半径相等，每个支撑座中间都有一个螺纹沉孔。

所述的液压转子主体是一个圆柱体，侧面连有均匀分布的四个扇形叶片结构，圆柱体中间是花键孔，花键孔外侧有两圈油槽，这两圈油槽与活塞下体的两圈油槽处于同一位置，内圈油槽上部向四周延伸四条油路，从扇形叶片一侧出；外圈油槽上部向四周延伸四条油路，从扇形叶片另一侧出。

所述的导轮是圆柱形结构，其中间是一个花键孔，圆柱的侧面均匀分布的四条均匀分布四条螺旋结构的凸起，螺旋结构的升程角与活塞上体的三角板状旋转凸起升程角相同。

所述的液压转子的叶片外壁与液压定子套筒内壁是间隙配合，液压转子的圆柱体外壁与液压定子的支撑座外壁间隙配合。

所述的液压转子与液压定子间组合而成的空间是油腔室。

与目前现有技术相比，本发明在活塞内部加装一套液压旋转装置，通过油液压力驱动液压转子转动，旋转由花键传递至导轮，再在导轮与活塞上体间的螺旋结构作用下实现活塞上体与活塞下体的分离与合拢来达到改变压缩比的目的。本发明没有涉及发动机缸内的整体改动，液压装置能保证压缩比变换响应迅速，螺旋机构使得压缩比柔性变换，结构简单，研发成本低，实用性好。

附图说明

图1该新型压缩比活塞连杆组件的主剖视图。

图2是图1新型活塞连杆组件主剖视图的C-C投影视图。

图3是图1新型活塞连杆组件主剖视图的D-D投影视图。

图4是该发明除去活塞上体后的内部结构的斜视图。

图5是活塞上体零件的斜视图。

图6是活塞上体零件的俯视图。

图7是活塞下体零件的主剖视图。

图8是活塞下体零件的俯视图。

附图标记说明：

1-活塞上体，2-导轮，3-紧固弹簧，4-液压盖板，5-液压定子，6-液压转子，7-花键，8-活塞下体，9-活塞销，10-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、图5、图6，活塞整体分为活塞上体1与活塞下体8两部分，活塞上体1分割面边界钻有四个均匀分布的圆孔，圆孔内部各有起支撑结构的圆棒，在分割面的两圆孔间各铸有一个扇形结构的导向板，活塞上体1中间是一个大的空腔，空腔的内壁贴有四个均匀分布的三角板状螺旋凸起。

参阅图1、图7、图8，活塞下体8分割面边缘同样钻有四个均匀分布的拱形孔，孔至活塞下体8外壁，圆孔内部各有起支撑结构的圆棒与活塞上体1相对应，在分割面的两拱形孔间各铸有一个扇形结构的导向孔，与活塞上体1的导向板相对应，导向孔深度大于导向板长度，在活塞下体8中间是一个大的空腔，在空腔底部四周均匀分布四个螺纹孔，在空腔底部中间钻有两圈油槽，内圈油槽深，外圈油槽浅，内圈油槽下部钻有油路，油路向左开至活塞下体8销孔处，外圈油槽下部也钻有油路，油路向右开至活塞下体8销孔处。

参阅图1，活塞销9有左右两侧油路，油路的进出口分别与活塞下体8和连杆10油路相连，在连接处各有一道油槽。

参阅图1，连杆10杆身内的两段油路从连杆10小端内壁直通入连杆10大端内壁的侧面壁处。

参阅图1、图2，液压定子5主体是圆筒型结构，四个支撑座均匀的紧贴圆筒内壁，支撑座的中心是螺纹孔，螺纹孔位置与活塞下体螺纹孔对齐，在支撑座与圆筒间的地方有四分之一圆孔，半径与油路的半径相同。

参阅图1，图2，图3，液压转子6的主体是圆柱体结构，圆柱体中心是一个花键孔，外侧均匀分布四个叶片结构，环绕花键孔处有两圈油槽，内圈油槽深，外圈油槽浅，与活塞下体8的油槽相对应，内圈油槽上部与外圈油槽上部各自向叶片延伸四条油路，并分别从叶片两侧钻出。

参阅图4，导轮2的主体是圆柱形结构，圆柱的中心是一个花键孔，圆柱的外壁均匀分布四条螺旋结构的凸起，螺旋结构的升程角与活塞上体1的三角板状旋转凸起升程角相同。

参阅图1，将活塞销9插入活塞下体8销孔中，并穿过连杆10小端孔，用两卡环约束活塞销9的轴向窜动；将液压定子5放入活塞下体8的空腔内，液压转子6放入液压定子5内，液压转子6可绕液压定子5转动，液压转子6油槽与活塞下体8的油槽相接触，并盖上液压盖板4，使得液压盖板4、液压定子5与活塞下体8的螺纹孔对齐，并用螺栓固定密封；花键一头插在液压定子5的花键孔内，另一头与导轮2的花键孔相连接，将活塞上体1的导向板插入活塞下体8的导向孔中，活塞上体1的三角板状螺旋凸起与导轮2的螺旋结构的凸起相接触，并用四个紧固弹簧3通过支撑圆棒将活塞上体1与活塞下体8相连接。

参阅图1、图3，当发动机需要高压缩比时，小型液压泵将机油泵入连杆10左油路，经活塞销9左油路与活塞下体8左油路后流入活塞下体8内圈油槽下部，然后从液压转子6内圈油槽上部流出，流出的机油经液压转子6的四条油路流入油腔内，油腔内机油增多，压力增大，油压使得液压转子6向逆时针方向运动，在花键的连接作用下，导轮2也向逆时针方向运动，导轮2在活塞上体1导向板的定向约束下，通过斜面的支撑性使得活塞上体1向上运动，此时紧固弹簧3升长，弹性力使得活塞在剧烈的上下运动时，活塞上体1与活塞下体8不会上下窜动。

参阅图1、图2，同样的，当发动机需要低压缩比时，小型液压泵将机油泵入连杆10，活塞销9、活塞下体8右油路后，又通过活塞下体1、液压转子6外圈油槽，流经液压转子6的四条油路，流入油腔内，油压使得液压转子6向顺时针方向运动，导轮2也向顺时针方向运动，导轮2在活塞上体1导向板的定向约束下，通过斜面的支撑性使得活塞上体1向下运动，此时紧固弹簧3缩短，但预紧的弹性力使得活塞在剧烈的上下运动时，活塞上体1与活塞下体8仍不会上下窜动。

参阅图1、图2、图3，当发动机需要停止对压缩比的改变时，小型液压泵停止工作，连杆10入口左右油路都被堵死，油腔内机油没有了相对运动，阻止液压转子6因活塞剧烈运动而转动的趋势，起到锁止的目的，活塞下体8与活塞1上体的相对距离保持不变，压缩比停止改变。

Claims (8)

1.一种新型压缩比活塞连杆组件，包括活塞上体(1)、导轮(2)、紧固弹簧(3)、液压盖板(4)、液压定子(5)、液压转子(6)、花键(7)、活塞下体(8)，其特征在于：

活塞销(9)处于活塞下体(8)销孔处，活塞销(9)左右两侧是卡环固定，连杆(10)小端在活塞销(9)中间位置，活塞销(9)的油路与连杆(10)油路、活塞下体(8)油路对齐；液压定子(5)放置在活塞下体(8)空腔内，并使得液压定子(5)的螺纹孔与活塞下体(8)的螺纹孔对齐，液压转子(6)放置在液压定子(5)内，并使得液压转子(6)的油槽与活塞下体(8)的油槽接触，然后将液压盖板(4)盖在液压定子(5)上，用螺栓将液压定子(5)与活塞下体(8)固定；将花键(7)的小头插入液压转子(6)的花键孔内，花键(7)的大头与导轮(2)相连接，将活塞上体(1)的导向板插入活塞下体(8)的导向孔，并使活塞上体(1)的三角板状旋转凸起与导轮(2)的螺旋结构的凸起相接触，最后，用四个紧固弹簧(3)将活塞上体(1)与活塞下体(8)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型压缩比活塞连杆组件，其特征在于所述的活塞上体(1)中间是一个大的空腔，空腔的内壁有四个均匀分布的三角板状旋转凸起。

3.根据权利要求1所述的一种新型压缩比活塞连杆组件，其特征在于所述的活塞下体(8)分断面中间是一个大空腔，空腔的底部有两圈油槽，内圈油槽深，外圈油槽浅，内圈油槽底部左侧开有油路，油路开至活塞下体(8)销孔左侧处；外圈油槽底部右侧开有油路，油路开至活塞下体(8)销孔右侧处，在油槽的四周均匀分布四个螺纹孔。

4.根据权利要求1所述的一种新型压缩比活塞连杆组件，其特征在于所述的液压定子(5)主体是圆形套筒结构，圆形套筒内壁均匀分布四个支撑座，支撑座与套筒接口处左、右各钻四分之一圆孔，圆孔半径与油路半径相等，每个支撑座中间都有一个螺纹沉孔。

5.根据权利要求1所述的一种新型压缩比活塞连杆组件，其特征在于所述的液压转子(6)主体是一个圆柱体，侧面连有均匀分布的四个扇形叶片结构，圆柱体中间是花键孔，花键孔外侧有两圈油槽，这两圈油槽与活塞下体(8)的两圈油槽处于同一位置，内圈油槽上部向四周延伸四条油路，从扇形叶片一侧出；外圈油槽上部向四周延伸四条油路，从扇形叶片另一侧出。

6.根据权利要求1所述的一种新型压缩比活塞连杆组件，其特征在于所述的导轮(2)是圆柱形结构，其中间是一个花键孔，圆柱的侧面均匀分布的四条均匀分布四条螺旋结构的凸起，螺旋结构的升程角与活塞上体(1)的三角板状旋转凸起升程角相同。

7.根据权利要求1所述的一种新型压缩比活塞连杆组件，其特征在于所述的液压转子(6)的叶片外壁与液压定子(5)套筒内壁是间隙配合，液压转子(6)的圆柱体外壁与液压定子(5)的支撑座外壁间隙配合。

8.根据权利要求7所述的一种新型压缩比活塞连杆组件，其特征在于所述的液压转子(6)与液压定子(5)间组合而成的空间是油腔室。