CN106930844A - 一种可变压缩比装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可变压缩比装置，其包括行星轮、齿圈、曲轴、活塞缸、活塞和连杆传动机构；所述行星轮与曲轴活动连接，行星轮和齿圈啮合；曲轴转动带动行星轮在齿圈上周转；行星轮的周转与所述齿圈啮合并产生自转；所述活塞处于活塞缸内；所述行星轮和所述活塞通过连杆传动机构连接；行星轮和齿圈啮合带动连杆传动机构，连杆传动机构带动活塞在活塞缸中做往复运动；通过转动齿圈让行星轮自转带动活塞，进而改变活塞在活塞缸中往复运动时上、下止点的相对位置。本发明结构简单且合理，旋转齿圈时，活塞在空心圆柱体中的相对位置发生改变，进而改变所述装置的压缩比，可以挖掘发动机的潜力，有效提高发动机的热效率，进而提高发动机的综合性能。

Description

一种可变压缩比装置

技术领域

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种可变压缩比装置。

背景技术

压缩比为发动机的一个技术参数，活塞在下止点时活塞上方的全部容积，(即气缸总容积)，与活塞处于上止点时活塞上方的容积(称燃烧室容积)的比值为压缩比。压缩比是气缸总容积与燃烧室容积的比值，其表示活塞由下止点运动到上止点时气缸内气体被压缩的程度，是衡量发动机性能的重要参数，是影响发动机效率最重要的因素之一。

目前，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。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种可变压缩比装置。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种可变压缩比装置，其包括：

行星轮、齿圈、曲轴；所述行星轮与所述曲轴活动连接，行星轮与所述齿圈啮合；曲轴的转动带动行星轮在所述齿圈上周转；行星轮的周转与所述齿圈啮合并产生自转；

活塞缸、活塞、连杆传动机构；所述活塞处于活塞缸内；所述行星轮和所述活塞通过连杆传动机构连接；行星轮和齿圈啮合带动连杆传动机构，连杆传动机构带动活塞在活塞缸中做往复运动；

其中，通过转动齿圈让行星轮自转，行星轮的自转经连杆传动机构带动活塞，进而改变活塞在活塞缸中往复运动时上、下止点的相对位置。

进一步的，所述行星轮为单向齿轮，所述行星轮与齿圈的啮合时，所述行星轮单向周转。

进一步的，所述齿圈的齿数为行星轮的齿数的整数倍。

进一步的，所述齿圈的内壁设有轮齿，或齿圈的外壁设有轮齿，或齿圈的内壁、外壁均设有轮齿；行星轮在齿圈的圈内与齿圈啮合，或行星轮在齿圈的圈外与齿圈啮合。

进一步的，所述活塞上设有活塞销，或所述活塞连接有万向节。

进一步的，所述连杆传动机构包括第一连杆和第二连杆；所述第一连杆的一端与所述活塞销或万向节铰接，其另一端与所述第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端与所述行星轮的端面固定连接。

进一步的，还包括支座；所述支座上设有曲轴槽，所述曲轴槽的下方设有与之同轴的空心圆柱形边沿。

进一步的，所述曲轴处于所述曲轴槽中。

进一步的，所述支座还设有环形凹槽，所述环形凹槽与所述曲轴槽同轴，所述齿圈套于环形凹槽中，所述齿圈外壁还设有调比柱。

进一步的，所述支座上还设有两个限位柱；齿圈在转动时，限位柱限制齿圈转动的范围。

本发明结构简单且合理，旋转齿圈时，活塞在空心圆柱体中的相对位置发生改变，进而改变所述装置的压缩比，可以挖掘发动机的潜力，有效提高发动机的热效率，进而提高发动机的综合性能。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明中活塞的结构示意图。

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。

请参照图1-图2，本发明一种可变压缩比装置，其包括行星轮100、齿圈200、曲轴300、活塞缸400、活塞500和连杆传动机构。

所述行星轮100与所述曲轴300活动连接，行星轮100和所述齿圈200啮合，曲轴300的转动带动行星轮100在齿圈200上周转；行星轮100的周转与所述齿圈200啮合并产生自转；曲轴300每转动一圈，行星轮100就周转一圈。

所述活塞500处于活塞缸400内；所述行星轮100和所述活塞500通过连杆传动机构连接；所述连杆传动机构的一端固定连接在所述行星轮100的端面上，连杆传动机构的另一端与所述活塞500铰接；行星轮100和齿圈200啮合带动连杆传动机构，连杆传动机构带动活塞500在活塞缸400中做往复运动；

通过转动齿圈200让行星轮100自转带动活塞500，进而改变活塞500在活塞缸400中往复运动时上、下止点的相对位置；当活塞500处于上止点或下止点时，旋转齿圈200，行星轮100和齿圈200啮合发生自转，行星轮100的自转带动连杆传动机构；连杆传动机构带动活塞500；活塞500在活塞缸400上的相对位置发生了改变；转动了齿圈200，所述行星轮100和齿圈200的啮合没有产生周转，行星轮100周转的相对位置没有变化；活塞500的上、下止点和行星轮100的自转以及周转位置有关，上述中行星轮100自转变化了相对位置，而周转的相对位置没有变，因此活塞500的上、下止点的位置发生了变化。

在本次实施例中，所述支座包括横板和竖板，支座的截面呈L形；所述活塞缸400贯穿所述竖板固定在竖板上，所述活塞缸400的轴和所述横板平行，横板上设有环形凹槽以及曲轴槽；所述曲轴槽和所述环形凹槽同轴；所述曲轴槽的下方设有向下延伸的空心圆柱形边沿，曲轴槽的半径和所述空心圆柱形边沿的内径相同；所述曲轴300位于曲轴槽中，空心圆柱形边沿套在曲轴300上防止曲轴300转动时发生偏移。

支座上还设有限位柱，所述限位柱为长方体，限位柱竖立在横板上，所述限位柱用于限定调比柱的位置，限位柱是用于限制齿圈200的旋转范围，并为齿圈200的旋转位置定位。

所述齿圈200为空心的圆柱形，齿圈200处于环形凹槽上；齿圈200内壁上方设有三角齿，所述三角齿只能单向啮合，当齿圈200和行星轮100啮合时，行星轮100只能朝一个方向周转，所述行星轮100要么顺时针周转，要么逆时针周转，齿圈200外壁上方设有沿齿圈200径向向外延伸的第二边沿，如此可提高齿圈200的重心位置，使齿圈200在啮合状态时具有更高的稳定性，同时齿圈200的上方的厚度更厚，齿圈200上方的强度也加强了，齿圈200的外壁还设有沿齿圈200径向向外延伸的调比柱，所述调比柱用于标记齿圈200的相对位置，对比齿圈200旋转前后的位置。

所述行星轮100处于齿圈200内并和所述齿圈200啮合，所述行星轮100的中心处设有轴孔，行星轮100的端面上设有两个固定槽。

所述曲轴300的一端与所述轴孔活动连接，曲轴300的另一端穿过所述曲轴槽。

当行星轮100和所述齿圈200啮合时，行星轮100周转的同时伴有自转；行星轮100的周转带动曲轴300转动。

所述活塞500为圆柱形，活塞500设有腰鼓状凹槽510，所述活塞500还径向设有两个同轴的第二圆槽520，两个所述第二圆槽520贯穿所述腰鼓状凹槽510。所述活塞500还设有活塞销，所述活塞销穿过两个第二圆槽520。

所述连杆传动机构包括第一连杆、第二连杆；所述第一连杆的一端和所述活塞销铰接，其另一端与所述第二连杆的上端活动连接，所述第二连杆的下端与所述行星轮100的端面固定连接。

所述第一连杆的中间段为矩形柱体，所述第一连杆的左端设有左空心圆柱，所述第二连杆的右端设有右空心圆柱，所述矩形柱体的左端连接左空心圆柱的外壁，所述矩形柱的右端连接右空心圆柱的外壁；左空心圆柱的轴和右空心圆柱的轴同向。

所述第二连杆包括第一圆柱、两个第二圆柱和方形板，第一圆柱与方形板垂直于方形板，第一圆柱处于方形板的上方并与方形板的一端相连，两个第二圆柱处于方形板的下方，两个圆柱垂直方形板且和方形板的另一端相连。

可变压缩比装置的工作原理：

可变压缩比装置工作时带动活塞500在活塞缸400中做往复运动，活塞500推动第一连杆运动，第一连杆推动第二连杆，第二连杆驱动行星轮100，行星轮100受力以齿圈200的内壁上方为轨道做自转运动；行星轮100沿齿圈200的内壁上方轨道运转一圈，曲轴300便转动一圈。

可变压缩比装置的变比过程：

调节调比柱的位置，让齿圈200转动到某一固定位置，行星轮100和齿圈200啮合，行星轮100产生自转运动，行星轮100带动了第一连杆、第二连杆运动，带动了活塞500运动，活塞500在活塞缸400的相对位置发生了变化，但是行星轮100周转位置没有发生变化，活塞500处于上止点时活塞500上方的容积(称燃烧室容积)发生变化，又活塞500在下止点时活塞500上方的全部容积(即气缸总容积)也发生了变化，燃烧室容积变化的数值和气缸总容积变化的数值相等，从而使得可变压缩比装置的压缩比发生了变化。

另一实施例，其包括行星轮100、齿圈200、曲轴300、活塞缸400、活塞500和连杆传动机构和万向节。

所述齿圈200的外壁设有轮齿，行星轮100与齿圈200的外圈啮合，曲轴300位于齿圈200中，曲轴300和所述行星轮100活动连接；转动曲轴300时带动行星轮100周转，行星轮100和齿圈200啮合并产生自转。

所述行星轮100的端面和所述连杆传动机构固定连接，所述连杆传动机构连接万向节，万向节连接活塞500，所述行星轮100和齿圈200啮合带动连杆转动机构运动并通过万向节驱动活塞500做往复运动。

本实施例中还设有缸体固定座和支座，所述缸体固定座用于固定缸体，防止缸体发生移动，所述支座用于支撑齿圈200；所述支座中还设有曲轴槽，曲轴300的一端伸入曲轴槽中，曲轴槽可防止曲轴300发生偏移。

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)

1.一种可变压缩比装置，其特征在于，包括：

行星轮、齿圈、曲轴；所述行星轮与所述曲轴活动连接，行星轮与所述齿圈啮合；曲轴的转动带动行星轮在所述齿圈上周转；行星轮的周转与所述齿圈啮合并产生自转；

活塞缸、活塞、连杆传动机构；所述活塞处于活塞缸内；所述行星轮和所述活塞通过连杆传动机构连接；行星轮和齿圈啮合带动连杆传动机构，连杆传动机构带动活塞在活塞缸中做往复运动；

其中，通过转动齿圈让行星轮自转，行星轮的自转经连杆传动机构带动活塞，进而改变活塞在活塞缸中往复运动时上、下止点的相对位置。

2.根据权利要求1所述的一种可变压缩比装置，其特征在于：所述行星轮为单向齿轮，所述行星轮与齿圈的啮合时，所述行星轮单向周转。

3.根据权利要求1所述的一种可变压缩比装置，其特征在于：所述齿圈的齿数为行星轮的齿数的整数倍。

4.根据权利要求3所述的一种可变压缩比装置，其特征在于：所述齿圈的内壁设有轮齿，或齿圈的外壁设有轮齿，或齿圈的内壁、外壁均设有轮齿；行星轮在齿圈的圈内与齿圈啮合，或行星轮在齿圈的圈外与齿圈啮合。

5.根据权利要求1所述的一种可变压缩比装置，其特征在于：所述活塞上设有活塞销，或所述活塞连接有万向节。

6.根据权利要求5所述的一种可变压缩比装置，其特征在于：所述连杆传动机构包括第一连杆和第二连杆；所述第一连杆的一端与所述活塞销或万向节铰接，其另一端与所述第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端与所述行星轮的端面固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种可变压缩比装置，其特征在于：还包括支座；所述支座上设有曲轴槽，所述曲轴槽的下方设有与之同轴的空心圆柱形边沿。

8.根据权利要求7所述的一种可变压缩比装置，其特征在于：所述曲轴处于所述曲轴槽中。

9.根据权利要求7所述的一种可变压缩比装置，其特征在于：所述支座还设有环形凹槽，所述环形凹槽与所述曲轴槽同轴，所述齿圈套于环形凹槽中，所述齿圈外壁还设有调比柱。

10.根据权利要求1所述的一种可变压缩比装置，其特征在于：所述支座上还设有两个限位柱；齿圈在转动时，限位柱限制齿圈转动的范围。