CN107489524A - 一种车辆及其发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机，包括活塞、连杆以及用于连接活塞与连杆的活塞销，活塞销与活塞之间通过销套紧密配合，销套的内圆和外圆具有偏心结构，以便通过销套的转动调节活塞销与活塞的相对位置。本发明所提供的发动机，通过将销套设置为偏心结构，当销套处于不同角度时，销套的内孔，相对活塞的顶面的距离是变化的，进而改变了活塞与连杆的总长度，进而改变了活塞在缸筒内的运动位置，调整了燃烧室体积，由于发动机的排量不变，所以发动机的压缩比随销套的转动而调节，该发动机在实现压缩比可调的同时，实现了活塞的偏心可调，可根据不同工况调节活塞受力，提高活塞的可靠性。本发明还公开了一种包括上述发动机的车辆。

Description

一种车辆及其发动机

技术领域

本发明涉及发动机设备领域，特别是涉及一种发动机。此外，本发明还涉及一种包括上述发动机的车辆。

背景技术

压缩比是发动机的重要性能指标，发动机的压缩比越高，热效率越高，然而随着压缩比的升高，发动机会产生爆震，这种情况会减少发动机的输出并且会造成发动机的损坏。

现有技术中，发动机通常都是固定的压缩比，由于爆震的限制，压缩比不能提高，造成了发动机在不同的工况下热效率不同，当发动机的负荷越低，则热效率越低，发动机的负荷高，则热效率高。因此，当发动机在在低负荷时，热效率降低，导致发动机的经济性差。

因此，如何在低负荷时，提高压缩比以提高发动机的热效率，在高负荷时降低发动机的压缩比以防止爆震，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机，该发动机通过调节活塞与连杆之间的相对位置，实现发动机压缩比的连续可变，有效提高发动机的热效率。本发明的另一目的是提供一种包括上述发动机的车辆。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种发动机，包括活塞、连杆以及用于连接所述活塞与所述连杆的活塞销，所述活塞销与所述活塞之间通过销套紧密配合，所述销套的内圆和外圆具有偏心结构，以便通过所述销套的转动调节所述活塞销与所述活塞的相对位置。

优选的，所述连杆的小头端部与所述活塞的中空内壁之间具有间隙，并且所述间隙的尺寸大于所述销套的内圆和外圆的偏心距离。

优选的，所述销套与所述活塞之间具有沿所述销套的周向设置且两端不闭合的压力槽，所述销套的外周部设有在周向上与其固定连接并将所述压力槽分隔为两个压力腔的传动销，两所述压力腔均连通有压力源。

优选的，两所述压力腔分别具有用于连通所述压力源的第一开口和第二开口。

优选的，所述连杆内设有与第一压力管路连通的第一输送道和与第二压力管路连通的第二输送道，所述第一开口与所述第一输送道连通，所述第二开口与所述第二输送道连通。

优选的，所述第一压力管路和所述第二压力管路上均安装有压力调节装置。

优选的，所述活塞销上设有两个所述销套，并且两个所述销套分别位于所述活塞销的两端部。

优选的，所述销套与所述活塞销为一体式结构，并且所述连杆的小头为沿其直径分割的分体式结构。

优选的，所述销套上设有传动销安装孔，所述活塞上开设有用于供所述传动销装入所述传动销安装孔的预装孔。

本发明还提供一种车辆，包括上述任意一项所述的发动机。

本发明所提供的发动机，包括活塞、连杆以及用于连接所述活塞与所述连杆的活塞销，所述活塞销与所述活塞之间通过销套紧密配合，所述销套的内圆和外圆具有偏心结构，以便通过所述销套的转动调节所述活塞销与所述活塞的相对位置。该发动机，通过将所述销套设置为偏心结构，当所述销套处于不同角度时，所述销套的内孔，即所述活塞销的位置，相对所述活塞的顶面的距离是变化的，即所述连杆小头与所述活塞顶面的距离是变化的，进而改变了所述活塞与所述连杆的总长度，进而改变了所述活塞在缸筒内的运动位置，调整了燃烧室体积，由于发动机的排量不变，所以发动机的压缩比随所述销套的转动而调节，该发动机在实现压缩比可调的同时，实现了所述活塞的偏心可调，可根据不同工况调节活塞受力，提高所述活塞的可靠性。

在一种优选实施方式中，所述销套与所述活塞之间具有沿所述销套的周向设置且两端不闭合的压力槽，所述销套的外周部设有在周向上与其固定连接并将所述压力槽分隔为两个压力腔的传动销，两所述压力腔均连通有压力源。上述设置，通过在所述销套的外周部沿其周向设置所述压力槽，并利用所述传动销的移动，实现所述销套的转动，进而实现发动机压缩比的连续可调，该结构简单，控制精度高。

本发明所提供的车辆设有上述发动机，由于所述发动机具有上述技术效果，因此，设有该发动机的车辆也应当具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的发动机一种具体实施方式的活塞与连杆装配后的剖面结构示意图；

图2为图1所示活塞的剖面结构示意图；

图3为图2所示活塞的E-E剖面结构示意图；

图4为图2所示活塞的F-F剖面结构示意图；

图5为图1所示销套的偏心结构示意图；

图6为本发明所提供的连杆一种具体实施方式的结构示意图；

图7为图6所示连杆的G-G剖面结构示意图；

图8为图6所示连杆的H-H剖面结构示意图；

图9为本发明所提供的活塞在不同状态下的剖面结构示意图；

图10(a)为图9所示活塞的A-A剖面结构示意图；

图10(b)为图9所示活塞的B-B剖面结构示意图；

图11(a)为图9所示活塞的C-C剖面结构示意图；

图11(b)为图9所示活塞的D-D剖面结构示意图；

其中：1-活塞、11-左压力槽、12-右压力槽、13-第一上开口、14-第二上开口、15-第三上开口、16-第四上开口、17-销孔、18-圆柱销装配口、19-堵头、2-连杆、21-第一输送道、22-第二输送道、23-第一下开口、24-第二下开口、25-第三下开口、26-第四下开口、3-活塞销、31-销套、32-传动销。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种发动机，该发动机可以显著的提高发动机的热效率。本发明的另一核心是提供一种包括上述发动机的车辆。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1至图11，图1为本发明所提供的发动机一种具体实施方式的活塞与连杆装配后的剖面结构示意图；图2为图1所示活塞的剖面结构示意图；图3为图2所示活塞的E-E剖面结构示意图；图4为图2所示活塞的F-F剖面结构示意图；图5为图1所示销套的偏心结构示意图；图6为本发明所提供的连杆一种具体实施方式的结构示意图；图7为图6所示连杆的G-G剖面结构示意图；图8为图6所示连杆的H-H剖面结构示意图；图9为本发明所提供的活塞在不同状态下的剖面结构示意图；图10(a)为图9所示活塞的A-A剖面结构示意图；图10(b)为图9所示活塞的B-B剖面结构示意图；图11(a)为图9所示活塞的C-C剖面结构示意图；图11(b)为图9所示活塞的D-D剖面结构示意图。

在该实施方式中，发动机包括活塞1、连杆2、活塞销3以及销套31。

其中，活塞销3用于连接活塞1与连杆2，活塞销3与活塞1之间通过销套31紧密配合，并且，销套31的内圆和外圆具有偏心结构，如图5所示，以便通过销套31的转动调节活塞销3与活塞1的相对位置。

进一步，连杆2的小头端部与活塞1的中空内壁之间具有间隙，即连杆2的小头顶部，与活塞1的内腔中间用于容纳连杆2小头的凹槽内壁之间具有间隙，并且间隙的尺寸大于销套31的内圆和外圆的偏心距离，以保证在连杆2上升的过程中，连杆2的小头不会受到活塞1的限制，影响使用。

具体的，销套31的个数可以为两个，并且分别套接在活塞销3的两端，具体为套接在连杆2小头的轴向两侧，两个销套31的设置，可以保证活塞销3的两端受力均衡。当然，销套31的个数也可以为三个或者更多个，同时，需要说明的是，当销套31的个数为多个时，每个销套31上均应当具有相同或者相似的结构，下面进行详细说明。

为了实现销套31的转动，销套31与活塞1之间具有沿销套31的周向设置且两端不闭合的压力槽，并且，销套31的外周部设有在周向上与其固定连接并将压力槽分隔为两个压力腔的传动销32，两压力腔均连通有压力源。

当两个压力腔中的压力不相同时，传动销32会朝向压力较小的压力腔一侧移动，进而带动销套31转动，销套31转动时，由于销套31的内圆与外圆为偏心结构，会导致销套31内圆的圆心位置发生偏移，进而导致活塞销3的轴线位置偏移，导致活塞1与连杆2的总长度发生变化，进而改变活塞1深入缸筒内的最远位置，进而改变了发动机的压缩比。

上述设置，通过在销套31的外周部沿其周向设置压力槽，并利用传动销32的移动，实现销套31的转动，进而实现发动机压缩比的连续可调，该结构简单，控制精度高。

该发动机，通过将销套31设置为偏心结构，当销套31处于不同角度时，销套31的内孔，即活塞销3的位置，相对活塞1的顶面的距离是变化的，即连杆2小头与活塞1顶面的距离是变化的，进而改变了活塞1与连杆2的总长度，进而改变了活塞1在缸筒内的运动位置，调整了燃烧室体积，由于发动机的排量不变，所以发动机的压缩比随销套31的转动而调节，该发动机在实现压缩比可调的同时，实现了活塞1的偏心可调，如图9所示的高度差x，可根据不同工况调节活塞1受力，提高活塞1的可靠性。

进一步，销套31上的两压力腔分别具有用于连通压力源的第一开口和第二开口，两个开口所连接的压力源优选为两个不同的压力源，同时，每个压力源上均设有控制阀，当然，两个开口也可以连接同一压力源，并通过控制阀分割，即第一开口中进油时，第二开口出油，具体的，可以根据需要选择和设定，在此不做进一步限定。

更进一步，连杆2内设有与第一压力管路连通的第一输送道21和与第二压力管路连通的第二输送道22，第一开口与第一输送道21连通，第二开口与第二输送道22连通。

优选的，第一压力管路和第二压力管路上均安装有压力调节装置，分别通过控制第一压力管路和第二压力管路的压力，实现第一开口以及第二开口处的压力变化，进而实现对位于传动销32两侧的压力腔的压力的调节。

优选的，第一压力管路与第二压力管路均为油压管路，即两个管路中均流动有机油，两个管路内的液压油均由OCV机油控制阀控制，根据发动机不同的工况，由ECU电子控制单元控制OCV机油控制阀，实现对第一压力管路与第二压力管路内油压的调节，进而实现销套31转动角度的调节。

具体的，以两个销套31为例进行说明，位于活塞销3两端的两个销套31分别为左销套31和右销套31，左销套31上设有左压力槽11，右销套31上设有右压力槽12。

位于左销套31和右销套31上的压力槽的均为不闭合的环形压力槽，并且，左压力槽11与右压力槽12的不闭合的位置相对，即左销套31上设有位于底部的第一上开口13和位于一侧的第二上开口14，右销套31上设有位于底部的第三上开口15和位于一侧的第四上开口16，其中，第二上开口14与第四上开口16均与第一输送道21连通，第一上开口13与第三上开口15均与第二输送道22连通，如此设置，可以保证两个轴套的转动方向相同，可以带动活塞销3的两端同步移动，当活塞销3与销套31为一体式结构时，则可以避免活塞销3的两端产生扭矩。

位于连杆2上的第一输送道21上设有第一下开口23和第二下开口24，第一下开口23设置在连杆2小头靠近连杆2大头的一端内侧，第二下开口24设置在连杆2小头的右侧壁，并且沿连杆2小头的轴线方向延伸，位于连杆2上的第二输送道22上设有第三下开口25和第四下开口26，第三下开口25设置在连杆2小头靠近连杆2大头的一端外侧，第四下开口26设置在连杆2小头的左侧壁上，并且沿连杆2小头的轴线方向延伸。

具体的，活塞1的第一上开口13与连杆2的第一下开口23连接，活塞1的第二上开口14与连杆2的第四下开口26连接，活塞1的第三上开口15与连杆2的第三下开口25连接，活塞1的第四上开口16与连杆2的第二下开口24连接，同时，各开口之间的连接均应当为密封连接，即仅能够实现机油自一个开口流行另一个开口即可。

在上述任意实施方式的基础上，销套31与活塞销3优选为一体式结构，即销套31与活塞销3同时转动，如此设置，可以避免销套31与活塞销3之间的摩擦力，应当销套31的转动效果，并且，为了方便一体结构的活塞销3与销套31的安装，连杆2的小头为沿其直径分割的分体式结构。

在上述任意实施方式的基础上，销套31上设有传动销32安装孔，活塞1上开设有用于供传动销32装入传动销32安装孔的装配孔18，当安装好销套31之后，将传动销32通过装配孔18装入传动销32安装孔内，然后转动销套31，通过堵头19将装配孔18堵紧，避免漏油。

本发明所提供的发动机，包括一个活塞1、两个销套31，一个活塞销3、一个连杆2以及分别位于两个销套31上的两个传动销32，还包括机油压力控制系统，机油压力控制系统中包括机油控制阀以及控制器；活塞1的销孔17在与活塞销3配合处各有一个非圆周油槽，并且油槽圆周缺口方向相反，如图3和图4所示，并在每个油槽内侧有两个开口；在活塞1底部，对应油槽的位置，开两个圆孔，用于圆柱销的装配；销套31的内径相对外径是偏心的，并在外表面上有一个圆柱孔，销套31装在活塞1上的销孔17内；连杆2上有两个高压油道，即第一输送道21和第二输送道22，每一个油道在连杆2小头处都有两个出油口，两个出油口分别对应活塞1上的开口。

在装配该发动机的活塞1和连杆2时，先将销套31装入活塞1的指定位置，旋转销套31，将销套31上的传动销32安装孔与活塞1上的装配孔18对应，将出传动销32从装配孔18装入，旋转销套31到预装位置，再用堵头19将装配孔18封住，再装入活塞销3及连杆2；传动销32优选为传统销套31上所使用的圆柱销。

在该发动机活塞1位置调节时，由机油压力控制系统分别控制连杆2内的两个油道内的压力，连杆2内的机油分别通过连杆2上的四个开口向活塞销3孔17内的油槽供油，当第一输送道21内的压力大于第二输送道22内的压力时，销套31逆时针旋转，当连杆2内第一输送道21内的压力小于第二输送道22内的压力时，销套31顺时针旋转，如图10和图11。

由于销套31的内径相对外径有偏心，销套31处在不同角度时，销套31内孔相对活塞1顶面的距离是变化的，所以连杆2小头与活塞1顶面的距离是不同的，改变了活塞1在缸筒内的运动位置，进而调整了燃烧室体积，由于发动机的排量不变，所以发动机的压缩比随销套31的转动而调节。

该发明在实现压缩比连续可调的同时，实现了活塞1的偏心可调，可根据不同工况调节活塞1受力，提高活塞1的可靠性，保证在在任何工况下都有最优的匹配方案；同时，解决了发动机在不同工况下都实现高的热效率，提高燃油经济性。

除了上述发动机以外，本发明还提供了一种包括上述发动机的车辆，该车辆的其他各部分结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的发动机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种发动机，包括活塞(1)、连杆(2)以及用于连接所述活塞(1)与所述连杆(2)的活塞销(3)，所述活塞销(3)与所述活塞(1)之间通过销套(31)紧密配合，其特征在于，所述销套(31)的内圆和外圆具有偏心结构，以便通过所述销套(31)的转动调节所述活塞销(3)与所述活塞(1)的相对位置。

2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述连杆(2)的小头端部与所述活塞(1)的中空内壁之间具有间隙，并且所述间隙的尺寸大于所述销套(31)的内圆和外圆的偏心距离。

3.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述销套(31)与所述活塞(1)之间具有沿所述销套(31)的周向设置且两端不闭合的压力槽，所述销套(31)的外周部设有在周向上与其固定连接并将所述压力槽分隔为两个压力腔的传动销(32)，两所述压力腔均连通有压力源。

4.根据权利要求3所述的发动机，其特征在于，两所述压力腔分别具有用于连通所述压力源的第一开口和第二开口。

5.根据权利要求4所述的发动机，其特征在于，所述连杆(2)内设有与第一压力管路连通的第一输送道(21)和与第二压力管路连通的第二输送道(22)，所述第一开口与所述第一输送道(21)连通，所述第二开口与所述第二输送道(22)连通。

6.根据权利要求5所述的发动机，其特征在于，所述第一压力管路和所述第二压力管路上均安装有压力调节装置。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的发动机，其特征在于，所述活塞销(3)上设有两个所述销套(31)，并且两个所述销套(31)分别位于所述活塞销(3)的两端部。

8.根据权利要求7所述的发动机，其特征在于，所述销套(31)与所述活塞销(3)为一体式结构，并且所述连杆(2)的小头为沿其直径分割的分体式结构。

9.根据权利要求7所述的发动机，其特征在于，所述销套(31)上设有传动销(32)安装孔，所述活塞(1)上开设有用于供所述传动销(32)装入所述传动销(32)安装孔的装配孔(18)。

10.一种车辆，包括发动机，其特征在于，所述发动机为权利要求1至9任意一项所述的发动机。