CN107829819A - 叶片式液压驱动可变压缩比连杆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种叶片式液压驱动可变压缩比连杆，旨在克服现有技术存在的发动机压缩比与工况适应不好的问题。叶片式液压驱动可变压缩比连杆主要包括连杆小头上部、连杆小头锥齿轮、轴套I、活塞销、连杆杆身上部、上部控制杆、叶片、弹簧、下部控制杆、连杆大头锥齿轮、轴套II、曲柄销、叶片支座、连杆杆身下部、连杆大头下部、油道I、油道II、叶片工作腔；轴套I与连杆小头锥齿轮固接后置于连杆小头上部与连杆杆身上部之间；轴套II与连杆大头锥齿轮固接后置于连杆杆身下部及连杆大头下部之间；叶片支座的上下分别与上部控制杆及下部控制杆连接并置于叶片工作腔中；叶片在液压油的驱动下带动控制杆转动，控制杆带动锥齿轮转动进而改变压缩比。

Description

叶片式液压驱动可变压缩比连杆
技术领域
本专利涉及一种汽车发动机连杆，更确切地说，本专利涉及一种叶片式液压驱动可变压缩比连杆。
背景技术
发动机的压缩比是指活塞运动到下止点时的汽缸容积与活塞运动到上止点时的气缸容积之比。压缩比增加能有效的提高发动机的性能和效率。因为压力升高不但可以让气体的密度变大，燃烧速度加快，而且使缸内温度升高，气体分子运动速度加快，混合气体更容易点燃；但是过高的压缩比会使得暴震的频率增加，而且高的压缩比对燃油的品质提出来更高的要求。
为解决这一难题，可变压缩比发动机可以实时改变发动机的压缩比，使得发动机在中低负荷情况下，采用高的压缩比来提高发动机的热效率和燃油经济性；在高负荷的情况下采用低的压缩比防止爆震的产生。
采用可变压缩比技术能够：
1.提升发动机的热效率，改善发动机燃油经济性；
2.适用于多元燃料驱动；
3.有助于降低排放；
4.提高发动机运行稳定性；
5.在保证动力性的前提下，可使发动机排量进一步减小，结构更为紧凑，比质量更高。
发明内容
本专利为实现内燃机可变压缩比，提供了一种叶片式液压驱动可变压缩比连杆。
本专利是采用如下方法实现的：
一种叶片式液压驱动可变压缩比连杆，包括连杆小头上部1、连杆小头锥齿轮2、轴套I3、活塞销4、活塞销挡圈5、连杆杆身上部6、上部控制杆7、叶片8、弹簧9、下部控制杆10、连杆大头锥齿轮11、轴套II12、曲柄销13、活塞14、杆身连接螺栓15、叶片支座16、连杆杆身下部17、曲柄臂18、连杆大头下部19、连杆小头连接螺栓20、连杆大头连接螺栓21、油道I22、油道II23、叶片工作腔24。
轴套I3与连杆小头锥齿轮2固接并置于连杆小头上部1与连杆杆身上部6之间，连杆小头上部1与连杆杆身上部6通过连杆小头连接螺栓20固接；活塞销4穿过轴套I3与活塞14固接；上部控制杆7置于连杆杆身上部6的内部并与连杆小头锥齿轮2啮合，下部控制杆10置于连杆杆身下部17内部并与连杆大头锥齿轮11啮合；叶片支座16置于连杆杆身下部17中开设的叶片工作腔24内，连杆杆身上部6与连杆杆身下部17通过杆身连接螺栓15连接起来；弹簧9一端固定在叶片支座16上，弹簧9另一端连接叶片8；连杆大头锥齿轮11与轴套II12固接并置于连杆杆身下部16与连杆大头下部19之间；连杆杆身下部17与连杆大头下部19通过连杆大头连接螺栓21固接；曲柄销13穿过轴套II12，间隙配合。
连杆小头锥齿轮2上开有圆孔，轴套I3穿过圆孔与连杆小头锥齿轮2同心固接；轴套I3上开有偏心圆孔，活塞销4穿过轴套I3上的偏心圆孔并与轴套I3间隙配合。
连杆大头锥齿轮11上开有圆孔，轴套II12穿过圆孔与连杆大头锥齿轮11同心固接；轴套II12上开有偏心圆孔，轴套II12通过偏心圆孔套在曲柄销13外部，并与曲柄销13间隙配合；
连杆杆身下部17的顶面开有椭圆形的叶片工作腔24，叶片支座16偏心置于叶片工作腔24中，叶片8的侧面与叶片工作腔(24)的内表面在弹簧9的压力下紧密接触；叶片工作腔24内开有两个孔与油道I22、油道II23连通。
叶片支座16至少包括叶片安装槽1601、上部控制杆安装槽1602、弹簧安装环1603、下部控制杆安装槽1604；叶片支座16上沿圆周均匀分四个叶片安装槽1601；叶片支座16上表面开有上部控制杆安装槽1602，上部控制杆7由上至下插入上部控制杆安装槽1602内，过盈配合；叶片支座16下表面开有下部控制杆安装座1604，下部控制杆10由下至上插入下部控制杆安装座1604内，过盈配合；弹簧9一端安装在弹簧安装环1603上。
连杆杆身下部17中开有油道I22、油道II23；油道I22连接在叶片工作腔24的左上方，油道II24连接在叶片工作腔24的右上方；油道I22与叶片工作腔24的连接孔同油道II23与叶片工作腔24的连接孔之间的夹角为钝角。
与现有技术相比，本专利的有益效果是：
1、本专利所述的叶片式液压驱动可变压缩比连杆，采用了叶片式液压机构来驱动上部控制杆7及下部控制杆10来改变压缩比，响应速度快，工作灵敏，可以适应较高的转速和换向频率。
2、本专利所述的叶片式液压驱动可变压缩比连杆，其驱动及控制机构都置于连杆杆身内部，整个装置体积小，工作灵敏，且受外界影响小。
3、本专利所述的叶片式液压驱动可变压缩比连杆，从活塞和曲柄销处同时调节压缩比，使压缩比可调节的范围扩大，能适应更多的工况要求。
附图说明：
图1是本专利所述的叶片式液压驱动可变压缩比连杆整体结构的剖视图；
图2是本专利所述的叶片式液压驱动可变压缩比连杆在A-A面的剖视图；
图3是本专利所述的叶片式液压驱动可变压缩比连杆活塞销、轴套I3及连杆小头锥齿轮的配合示意图；
图4是本专利所述的叶片式液压驱动可变压缩比连杆曲柄销、轴套II12及连杆大头锥齿轮的配合示意图；
图5是本专利所述的叶片式液压驱动可变压缩比连杆叶片工作部分的放大剖视图；
图6是本专利所述的叶片式液压驱动可变压缩比连杆叶片支座的局部剖视图；
图7是本专利所述的叶片式液压驱动可变压缩比连杆在B-B面的剖视图；
图8是本专利所述的叶片式液压驱动可变压缩比连杆处于最小压缩比和最大压缩比工作状态的对比图；
图中：
连杆小头上部1、连杆小头锥齿轮2、轴套I3、活塞销4、活塞销挡圈5、连杆杆身上部6、上部控制杆7、叶片8、弹簧9、下部控制杆10、连杆大头锥齿轮11、轴套II12、曲柄销13、活塞14、杆身连接螺栓15、叶片支座16、连杆杆身下部17、曲柄臂18、连杆大头下部19、连杆小头连接螺栓20、连杆大头连接螺栓21、油道I22、油道II23、叶片工作腔24。
下面通过附图对本专利进行进一步说明。
具体实施方式：
下面结合附图对本专利进行详细描述：
参阅图1，本专利所述的叶片式液压驱动可变压缩比连杆包括以下结构：连杆小头上部1、连杆小头锥齿轮2、轴套I3、活塞销4、活塞销挡圈5、连杆杆身上部6、上部控制杆7、叶片8、弹簧9、下部控制杆10、连杆大头锥齿轮11、轴套II12、曲柄销13、活塞14、杆身连接螺栓15、叶片支座16、连杆杆身下部17、曲柄臂18、连杆大头下部19、连杆小头连接螺栓20、连杆大头连接螺栓21、油道I22、油道II23、叶片工作腔24。
参阅图1及图2，轴套I3与连杆小头锥齿2固接并置于连杆小头上部1与连杆杆身上部6之间，连杆小头上部1与连杆杆身上部6通过连杆小头连接螺栓20固接；活塞销4穿过轴套I3与活塞14固接；上部控制杆7置于连杆杆身上部6的内部并与连杆小头锥齿轮2啮合，下部控制杆10置于连杆杆身下部17内部并与连杆大头锥齿轮11啮合；叶片支座16置于连杆杆身下部17中开设的叶片工作腔24内，连杆杆身上部6与连杆杆身下部17通过杆身连接螺栓15连接起来；弹簧9一端固定在叶片支座16上，弹簧9另一端连接叶片8；连杆大头锥齿轮11与轴套II12固接并置于连杆杆身下部16与连杆大头下部19之间；曲柄销13穿过轴套II12，两端与曲柄臂18连接；连杆杆身下部17与连杆大头下部19通过连杆大头连接螺栓21固接。
参阅图3，连杆小头锥齿2上开有圆孔，轴套I3穿过圆孔与连杆小头锥齿轮固接，过盈配合，连杆小头锥齿2与轴套I3固接后始终保持同心；轴套I3上开有偏心圆孔，活塞销4穿过偏心圆孔且与偏心圆孔间隙配合，活塞销4的两端与活塞14连接。
参阅图1及图3，以连杆杆身为基准，此时只有轴套I3有固定支点，所以连杆小头锥齿轮2及轴套I3在上部控制杆7的驱动下绕轴套I3的中心轴线转动，转动过程中轴套I3上的偏心圆孔位置改变，由此带动活塞销4向上或向下移动，进而改变了活塞14的高度，改变了压缩比。
参阅图4，连杆大头锥齿轮11上开有圆孔，轴套II12穿过圆孔与连杆大头锥齿轮11固接，过盈配合，连杆大头锥齿轮11和轴套II12始终保持同心；轴套II12上开有偏心圆孔，曲柄销轴瓦18及曲柄销13穿过轴套II12上的偏心圆孔，间隙配合，曲柄销13两端与曲柄臂18连接。
参阅图1及图4，以曲柄销13为基准，连杆大头锥齿轮11和轴套II12在下部控制杆10的驱动下绕曲柄销13的中心轴线转动，由于曲柄销13和轴套II12是偏心的，因此在转动过程中轴套II12的高度发生变化，进而带动整个连杆向上或向下移动，改变压缩比。
参阅图5及图7，连杆杆身下部17的上表面开有椭圆形的叶片工作腔24，叶片支座16偏心置于叶片工作腔24中，弹簧9一端固定在叶片支座16上，另一端与叶片8连接，叶片8的侧面在弹簧的压力下与叶片工作腔24的内壁紧密接触；油道I22连通在叶片工作腔24的左上方，油道II23连通在叶片工作腔的右上方。
参阅图6及图5，叶片支座16至少包括四部分，分别是叶片安装槽1601、上部控制杆安装槽1602、弹簧安装环1603、下部控制杆安装槽1604。在叶片支座16上沿圆周均匀分布着四个叶片安装槽1601，叶片安装槽1601的底部有弹簧安装环1603；叶片支座16上表面开有上部控制杆安装槽1602，上部控制杆7由上至下插入上部控制杆安装槽1602内，过盈配合；叶片支座16下表面开有下部控制杆安装槽1604，下部控制杆10由下至上插入下部控制杆安装槽1604内，过盈配合。
参阅图7，当液压油从油道I22进入叶片工作腔24时，当叶片8转过油道I22与叶片工作腔24的连接孔后，受到液压油的作用力，由于此时上方的叶片8露出的面积大，因此受到的作用力大，带动叶片支座16在液压的作用下顺时针转动，当叶片8转过油道II23与叶片工作腔24的连接孔后，液压油排出。
参阅图7，当液压油从油道I22进入叶片工作腔24时，当叶片转过油道I22与叶片工作腔24的连接孔后，受到液压油的作用力，由于上方的叶片8露出面积大，因此受到的作用力大，带动叶片支座16在液压的作用下逆时针转动，当叶片8转过油道I22与叶片工作腔24的连接孔后，液压油被排出。
叶片式液压驱动可变压缩比连杆的工作原理：
各个传感器采集汽车及发动机的运行信息，判断此时是否为目标压缩比，如果是目标压缩比则继续正常工作，如果不是目标压缩比，则控制高压油泵开启，调节发动机压缩比；参阅图2及图7，当高压油从油道I22进入，从油道I22排出时，叶片8在液压油的作用下带动叶片支座16顺时针转动，叶片支座带动上部控制杆7及下部控制杆10也顺时针转动，上部控制杆7驱动连杆小头锥齿轮2逆时针转动，轴套I3上的偏心孔位置改变，从而活塞高度改变；下部控制杆10驱动连杆大头锥齿轮11逆时针转动，由于轴套II12与曲柄销13偏心，因此轴套II12带动整个杆身改变高度，最终达到目标压缩比。
参阅图2及图7，当高压油从油道I22排出，从油道I22进入时，叶片8在液压油的作用下带动叶片支座16逆时针转动，叶片支座带动上部控制杆7及下部控制杆10也逆时针转动，上部控制杆7驱动连杆小头锥齿轮2顺时针转动，轴套I3上的偏心孔位置改变，从而活塞高度改变；下部控制杆10驱动连杆大头锥齿轮11顺时针转动，由于轴套II12与曲柄销13偏心，因此轴套II12带动整个杆身改变高度，最终达到目标压缩比。
参阅图8，在中低负荷采用较高的压缩比，从而获得更高的热效率和燃油经济性，在高负荷时降低压缩比来避免发生爆震。

Claims (6)

1.一种叶片式液压驱动可变压缩比连杆其特征在于，所述的叶片式液压驱动可变压缩此连杆包括连杆小头上部(1)、连杆小头锥齿轮(2)、轴套I(3)、包括活塞销(4)、活塞销挡圈(5)、连杆杆身上部(6)、上部控制杆(7)、叶片(8)、弹簧(9)、下部控制杆(10)、连杆大头锥齿轮(11)、轴套II(12)、曲柄销(13)、活塞(14)、杆身连接螺栓(15)、叶片支座(16)、连杆杆身下部(17)、曲柄臂(18)、连杆大头下部(19)、连杆小头连接螺栓(20)、连杆大头连接螺栓(21)、油道I(22)、油道II(23)、叶片工作腔(24)；
轴套I(3)与连杆小头锥齿轮(2)固接并置于连杆小头上部(1)与连杆杆身上部(6)之间，连杆小头上部(1)与连杆杆身上部(6)通过连杆小头连接螺栓(20)固接；活塞销(4)穿过轴套I(3)与活塞(14)固接；上部控制杆(7)置于连杆杆身上部(6)的内部并与连杆小头锥齿轮(2)啮合，下部控制杆(10)置于连杆杆身下部(17)内部并与连杆大头锥齿轮(11)啮合；叶片支座(16)置于连杆杆身下部(17)中开设的叶片工作腔(24)内，连杆杆身上部(6)与连杆杆身下部(17)通过杆身连接螺栓(15)连接起来；弹簧(9)一端固定在叶片支座(16)上，弹簧(9)另一端连接叶片(8)；连杆大头锥齿轮(11)与轴套II(12)固接并置于连杆杆身下部(16)与连杆大头下部(19)之间；连杆杆身下部(17)与连杆大头下部(19)通过连杆大头连接螺栓(21)固接；曲柄销(13)穿过轴套II(12)，间隙配合。
2.按照权利要求1所述的一种叶片式液压驱动可变压缩此连杆，其特征在于所述的连杆小头锥齿轮(2)上开有圆孔，轴套I(3)穿过圆孔与连杆小头锥齿轮(2)同心固接；轴套I(3)上开有偏心圆孔，活塞销(4)穿过轴套I(3)上的偏心圆孔并与轴套I(3)间隙配合。
3.按照权利要求1所述的一种叶片式液压驱动可变压缩比连杆，其特征在于所述的连杆大头锥齿轮(11)上开有圆孔，轴套II(12)穿过圆孔与连杆大头锥齿轮(11)同心固接；轴套II(12)上开有偏心圆孔，轴套II(12)通过偏心圆孔套在曲柄销(13)外部，并与曲柄销(13)间隙配合。
4.按照权利要求1所述的一种叶片式液压驱动可变压缩比连杆，其特征在于所述的连杆杆身下部(17)的顶面开有椭圆形的叶片工作腔(24)，叶片支座(16)偏心置于叶片工作腔(24)中，叶片(8)的侧面与叶片工作腔(24)的内表面在弹簧(9)的压力下紧密接触；叶片工作腔(24)内开有两个孔与油道I(22)、油道II(23)连通。
5.按照权利要求1所述的一种叶片式液压驱动可变压缩此连杆，其特征在于所述的叶片支座(16)至少包括叶片安装槽(1601)、上部控制杆安装槽(1602)、弹簧安装环(1603)、下部控制杆安装槽(1604)；叶片支座(16)上沿圆周均匀分四个叶片安装槽(1601)；叶片支座(16)上表面开有上部控制杆安装槽(1602)，上部控制杆(7)由上至下插入上部控制杆安装槽(1602)内，过盈配合；叶片支座(16)下表面开有下部控制杆安装槽(1604)，下部控制杆(10)由下至上插入下部控制杆安装槽(1604)内，过盈配合；弹簧(9)一端安装在弹簧安装环(1603)上。
6.按照权利要求1所述的一种叶片式液压驱动可变压缩比连杆，其特征在于所述的连杆杆身下部(17)中开有油道I(22)、油道II(23)；油道I(22)连接在叶片工作腔(24)的左上方，油道II(24)连接在叶片工作腔(24)的右上方；油道I(22)与叶片工作腔(24)的连接孔同油道II(23)与叶片工作腔(24)的连接孔中间的夹角为钝角。
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