CN107842422B - 一种液力控制式压缩比可变机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液力控制式压缩比可变机构，活塞裙部的壁上开设有两个活塞销通孔，连杆小头位于活塞内腔，连杆小头孔同时作为液压油腔孔，活塞销安装在活塞销孔和连杆小头液压油腔孔内，连杆小头液压油腔孔被活塞销分成上下油腔；连杆体内设置有第一油道和第二油道，作为上下油腔的供油通道。与现有技术相比，本发明的可根据发动机使用工况来调节上下液压油腔的进油和出油，从而达到调节活塞销的上下位置，最后达到调节发动机压缩比的目的。可使发动机在小负荷使用大的压缩比，提高热效率;大负荷时使用小的压缩比，避免爆震.既能提高发动机低速时的动力输出，又能提高发动机低负荷时的热效率，达到发动机节油的目的。

Description

一种液力控制式压缩比可变机构

技术领域

本发明涉及一种发动机压缩比可变机构，特别是一种发动机内的液力控制式压缩比可变机构，属于内燃机节能技术领域。

背景技术

现在量产的大部分发动机不能根据使用工况调节发动机压缩比，即不能在小负荷时使用大的压缩比，大负荷时使用小的压缩比，不能以提高压缩比来提高发动机热效率，达到节油的目的。为避免爆震只能降低发动机的功率，目前现有的跟本发明接近的的技术是通过在连杆小头或连杆大头设置偏心轮，通过偏心轮的转动改变连杆的有效长度，存在的问题与不足是结构复杂，生产成本高，可靠性不好。

如申请号为200810070230.X的变排量变压缩比发动机属液压系统和机械电器机构。利用控制机构能使在曲轴圆盘上两个液压油腔的油压,分别作用在连杆轴径或主轴轴径上或下油腔或通过油压分别作用在油缸、助力机构推动斜块,使连杆轴径向上或向下运动,并利用控制机构及电磁阀锁紧在某一位置,从而可改变活塞的行程,达到排量和压缩比的改变。该发明曲轴是由几部分加工组成,然后组装,装后再磨外圆,做动平衡即可。有关液压应进行密封。该发明与“发动机变压缩比”专利共用,则在保证压缩比不变时,对小负荷,速度低时应用小排量,对高速,大负荷可用大排量,这对提高经济性是十分有利的。使用者根据要求可随时改变排量,发动机动力利用更合理，该专利通过变连杆小头轴径位置或变主轴颈位置改变压缩比。但该发明结构复杂，加工制造成本较高,难以工程应用。

如申请号为200710085379.0的一种活塞往复式内燃机的变压缩比装置。它包括连杆、活塞销和活塞,活塞销中部铰接于连杆小头销孔内,活塞销两端各套装有可沿其端部轴线滑动的滑块,与滑块相对应地,活塞两侧各设置有滑槽,滑块分别可滑动地嵌装在各自对应的滑槽内,滑块在活塞销端部的滑动和在活塞滑槽内的滑动相互关联，液压缸执行元件与活塞销合为一体,活塞销内室设置有一拉簧,使两端滑块保持相互靠近的趋势,液压力和拉簧力共同作用使滑块相互靠近或背离;滑块上附加一个伺服控制阀时,通过操纵装设于气缸底部的V形槽,V形槽通过连接杆操纵伺服控制阀,还可实现连续地无级变压缩比。但该发明活塞销孔要打斜孔,较难加工,结构复杂,可靠性较差。另外活塞销孔内部弹簧装配困难，实用性较差。

又如专利号为201480061511.2的一种活塞式发动机，该活塞式发动机包括-曲轴，-与该曲轴共同旋转的至少一个连杆，其中该连杆具有小的孔眼和大的孔眼，-压缩活塞，优选地燃烧室活塞，该活塞被安排在该连杆上并且可以通过偏心件和调整系统、优选地调整联动装置而被偏心地调整，其中该调整系统是由至少一个支持活塞支持的，该支持活塞可以在该连杆的支持气缸中移动，其中该支持气缸和该支持活塞形成了特定泄漏路径。还提出了可以独立于此并且也可以依赖于此来实施的另外多个不同的实施例。此外，该发明涉及一种通过偏心地可调整的活塞冲程来调整优选地根据以上权利要求之一所述的活塞式发动机的压缩的方法，其中该活塞冲程的调整是通过利用有效质量力和/或气体力来进行的，该有效质量力和/或气体力为此而作用在调整联动装置和被安排在其上的支持活塞上，其中该支持活塞在支撑气缸中移动，其中该活塞式发动机的油作为该支撑气缸中的阻尼介质来抵抗该支持活塞的移动，其中该油可以在该支持活塞与该支撑气缸之间沿着特定泄漏路径流动，该专利靠连杆小头轮旋转改变连杆长度。但该发明需要增加两个液压活塞，并在连杆侧部增加两个液压油缸以及两个支承杆机构，结构复杂，加工困难，生产成本增加较多。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种液力控制式压缩比可变机构。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种液力控制式压缩比可变机构，包括活塞和连杆，所述活塞为具有一个开口的腔体，活塞的壁上开设有一对通孔，两个通孔相对设置，所述连杆包括连杆小头，连杆小头位于活塞内，连杆小头内具有油腔孔，所述油腔孔为腰形孔，贯穿油腔孔和两个通孔设置有一根活塞销，活塞销的直径与通孔的直径相同，所述连杆内设置有第一油道和第二油道，所述第一油道的一端通向油腔孔的上油腔，所述第二油道的一端通向油腔孔的下油腔，第一油道的另一端与第二油道的另一端共同连接液压油控制阀，液压油控制阀前设置有液压油单向阀，所述第一油道、第二油道以及活塞销与油腔孔形成的间隙内填充有液压油，所述连杆小头与活塞腔体底部之间具有间隙。

作为更进一步的优选方案，所述连杆小头朝向通孔的面上设置有燕尾槽，所述燕尾槽的开设方向与活塞销在油腔孔内的活动方向一致，油腔孔位于燕尾槽内，燕尾槽内设置有套接在活塞销上的滑片，滑片随活塞销在燕尾槽内沿连杆长度方向活动。

作为更进一步的优选方案，所述第一油道或第二油道连通的液压油控制阀上开设有卸油孔。

有益效果

现有技术连杆长度不可变，当发动机发生不同程度爆震时，活塞受到高频压力冲击，活塞和连杆之间的相互作用力会很大，长期下来容易造成损坏。与现有技术相比，本发明的一种液力控制式压缩比可变机构，通过活塞上固定的活塞销在油腔孔内的小幅活动，可以实现活塞与连杆之间的作用力产生液压缓冲的效果，减小冲击，还可根据使用工况调节发动机压缩比，小负荷使用大的压缩比，大负荷时使用小的压缩比，避免爆震，提高发动机热效率，达到节油的目的。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的剖视图；

其中，1-活塞，2-连杆，3-通孔，4-油腔孔，5-活塞销，6-第一油道，7-第二油道，8-液压油控制阀，9-液压油单向阀，10-燕尾槽，11-滑片，12-下油腔，13-上油腔。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选技术方案。

如图1所示，本发明的一种液力控制式压缩比可变机构，包括活塞1和连杆2，所述活塞1为具有一个开口的腔体，一般为柱体结构，活塞1的柱体外壁上开设有一对通孔3，两个通孔3相对设置；

所述连杆2包括连杆小头，连杆小头位于活塞1内，连杆小头内具有油腔孔4，所述油腔孔4为腰形孔；

贯穿油腔孔4和两个通孔3设置有一根活塞销5，活塞销5的直径与通孔3的直径相同；

所述连杆2的另一端具有液压油控制阀8，连杆2内设置有第一油道6和第二油道7，所述第一油道6的一端通向油腔孔4的上油腔13，所述第二油道7的一端通向油腔孔4的下油腔12，第一油道6的另一端与第二油道7的另一端共同连接液压油控制阀8，液压油控制阀8之前设置有液压油单向阀9，所述第一油道6、第二油道7以及活塞销5与油腔孔4形成的间隙内填充有液压油，活塞销5在油腔孔4内往复活动时会通过液压油增加缓冲，所述连杆小头与活塞1腔体底部之间具有间隙，间隙长度大于油腔孔4内间隙长度的总和。

所述连杆小头朝向通孔3的面上设置有燕尾槽10，所述燕尾槽10的开设方向与活塞销5在油腔孔4内的活动方向一致，油腔孔4位于燕尾槽10内，燕尾槽10内设置有套接在活塞销5上的滑片11，滑片11随活塞销5在燕尾槽10内活动，滑片11可以增加活塞销5在油腔孔4内的活动的稳定性。

所述第一油道6或第二油道7连通的液压控制阀内开设有卸油孔。

最大压缩比状态：即此状态下在液压油控制阀8的作用下第二油道7处于充油状态，下油腔12中充满机油并靠液压油控制阀8和单向阀9保持机油充满下油腔12。第一油道6在液压油控制阀8的作用下通向油底壳，上油腔13中机油被泄掉，由于滑片11跟连杆2之间存在间隙，会有部分泄漏，在液压油控制阀8之前设置了液压油单向阀9，每个循环不断向下油腔12补充机油。

当爆震传感器检测到爆震信号时，在液压油控制阀8作用下上油腔13充油，下油腔12泄油，活塞销5下移向压缩比减小的方向移动，可以通过活塞位移传感器闭环控制将活塞销5保持在某一压缩比对应的位置。

压缩比继续减小，上油腔13中充满机油，下油腔12中机油被泄掉时，连杆2有效长度最短，此时压缩比最小。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种液力控制式压缩比可变机构，其特征在于：包括活塞(1)和连杆(2)，所述活塞(1)为具有一个开口的腔体，活塞(1)的壁上开设有一对通孔(3)，两个通孔(3)相对设置，所述连杆(2)包括连杆小头，连杆小头位于活塞(1)内，连杆小头内具有油腔孔(4)，所述油腔孔(4)为腰形孔，贯穿油腔孔(4)和两个通孔(3)设置有一根活塞销(5)，活塞销(5)的直径与通孔(3)的直径相同，所述连杆(2)内设置有第一油道(6)和第二油道(7)，所述第一油道(6)的一端通向油腔孔(4)的上油腔，所述第二油道(7)的一端通向油腔孔(4)的下油腔，第一油道(6)的另一端与第二油道(7)的另一端共同连接液压油控制阀(8)，液压油控制阀(8)上设置有液压油单向阀(9)，所述第一油道(6)、第二油道(7)以及活塞销(5)与油腔孔(4)形成的间隙内填充有液压油，所述连杆小头与活塞(1)腔体底部之间具有间隙。

2.根据权利要求1所述的一种液力控制式压缩比可变机构，其特征在于：所述连杆小头朝向通孔(3)的面上设置有燕尾槽(10)，所述燕尾槽(10)的开设方向与活塞销(5)在油腔孔(4)内的活动方向一致，油腔孔(4)位于燕尾槽(10)内，燕尾槽(10)内设置有套接在活塞销(5)上的滑片(11)，滑片(11)随活塞销(5)在燕尾槽(10)内沿连杆长度方向活动。

3.根据权利要求1所述的一种液力控制式压缩比可变机构，其特征在于：所述第一油道(6)或第二油道(7)连通连杆小头外部开设的液压油控制阀(8)、液压油单向阀(9)。

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