CN108425746A - 一种蜗轮蜗杆驱动式可变压缩比活塞连杆组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种蜗轮蜗杆驱动式可变压缩比活塞连杆组件，包括活塞、连杆、电机、蜗杆、偏心轴套等，其特征在于：将主动偏心轴套插入活塞销内，并使得主动偏心轴套的圆孔与活塞销的圆孔对齐，再将蜗杆安装在活塞上主动偏心轴套侧边的方形孔内，蜗杆与主动偏心轴套中部的齿轮配合，构成蜗轮蜗杆系统；然后将整个装置从左侧放入活塞销孔内，并穿过连杆小端，再安放右端的从动偏心轴套,本发明利用电机做动力源，通过偏心轴套的结构特点来改变连杆与活塞间的相对位置从而改变发动机压缩比，结构简单，可行性好，研发成本低。

Description

一种蜗轮蜗杆驱动式可变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，是一种蜗轮蜗杆驱动式可变压缩比活塞连杆组件。

背景技术

化石能源是一种不可再生能源，随着工业的发展，能源储量减少，环境也在不断恶化。日益严格的排放法规对发动机提出了更高的要求，其中压缩比是影响发动机经济性的一个重要因素。发动机的压缩比是指活塞运动到下止点时的气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。一般情况下，发动机的压缩比越高，活塞做功行程就越长，做功就越多，输出功率也越大。但是，汽油机中过大的压缩比会导致不可控制的燃烧，从而损坏发动机，且在负荷比较大时容易发生爆震；柴油机中过大的压缩比使柴油机气缸压力过高，导致振动噪声加剧，运动部件所要承受的冲击负荷增大，从而影响柴油机的工作可靠性和使用寿命。

为了避免以上情况，现有的发动机不得不对发动机压缩比做出限制，导致低转时发动机效率降低。引入可变压缩比技术之后，可以在低转时增加压缩比，提升效率；高转时降低压缩比，减少爆震。可变压缩比发动机在低转时，效率有明显的提升。而在城市路况中，大部分时候发动机就是低转速运行的，所以，可变压缩比发动机在油耗上很有优势。因此，根据发动机负荷的变化，采用可变压缩比技术是非常必要的。

采用可变压缩比技术能够：

1.通过提高发动机的热效率,提高发动机的经济性。

2.降低爆震产生的概率，有利于发动机运行的稳定性。

3.便于发动机小型化、轻量化设计。

4.发有利于燃料燃烧充分，改善排放。

发明内容

针对于现有存在的技术上的问题，本发明提出了一种蜗轮蜗杆驱动式可变压缩比活塞连杆组件，工作可靠，零件改动小，研发成本低，具体是当检测仪检测到活塞上止点位置时，通过蜗轮蜗杆的配合，在电机的作用下使得偏心轴套转动从而达到改变压缩比的作用。但本发明只涉及两段的压缩比改变，而无法达到压缩比无极可变的效果。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明所述的一种蜗轮蜗杆驱动式可变压缩比活塞连杆组件包括一个活塞、一个连杆、一个电机、一个蜗杆、两个偏心轴套、一个活塞销、两个卡环。其特征在于：

所述的主动偏心轴套是一个非同心圆套筒结构，外圆圆心与内孔圆心的距离为h，在主动偏心轴套的中间沿圆周加工有弧形齿轮，齿轮的高度低于偏心轴套外圆，主动偏心轴套的齿轮与蜗杆配合，构成蜗轮蜗杆系统。

所述的从动偏心轴套是一个非同心圆套筒结构，与主动偏心轴套结构尺寸类似，外圆圆心与内孔圆心的距离为h。

所述的主动偏心轴套套放在活塞销左侧，抵在活塞销轴肩处，活塞销的圆孔与主动偏心轴套的圆孔对齐；将连杆从右端放入至活塞销内；将装置全部从左侧放进活塞销孔内，并将从动偏心轴套从右侧插入活塞销内，同样抵在活塞销的轴肩处，并在两偏心轴套外侧固定卡环。

所述的活塞销为对称阶梯轴结构，中间部分的横截面大于左、右两边的横截面；两个偏心轴套分别套放在活塞销的左右两侧。

所述的活塞的内部在主动偏心轴套的侧边开有一方形孔，蜗杆安装在方形孔内，与主动偏心轴套中部的齿轮配合。

所述的电机通过螺栓安装在活塞上，根据检测仪的信号驱动蜗杆转动。

所述的主动偏心轴套和从动偏心轴套与活塞销过盈配合，主动偏心轴套和从动偏心轴套与活塞销孔间隙配合。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的一种蜗轮蜗杆驱动式可变压缩比活塞连杆组件由偏心轴套和蜗杆等部件组成，结构简单易于安装。

2.本发明所述的一种蜗轮蜗杆驱动式可变压缩比活塞连杆组件只对活塞进行改动，避免了对气缸盖、机体的改动减少了设计成本。

3.本发明所述的一种蜗轮蜗杆驱动式可变压缩比活塞连杆组件易于维修和更换零件。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是活塞连杆组件处于高压缩比时的主剖视图。

图2是图1活塞连杆组件的主剖视图的A-A投影视图。

图3是活塞连杆组件处于低压缩比时的主剖视图。

图4是主动偏心轴套的主剖视图。

图5是主动偏心轴套的侧视图。

附图标记说明：

1.活塞，2.电机，3.蜗杆，4.主动偏心轴套，5.连杆，6.活塞销，7.卡环，8. 从动偏心轴套。

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。

如图1、图4、图5所示，主动偏心轴套4是一个偏心的圆筒结构，在圆筒的端面非圆心处打通一个圆孔，圆筒外圆的圆心与圆孔的圆心间的偏心距为h，在活塞1销孔的两端各有一个偏心轴套，其中在左侧的主动偏心轴套4中间沿圆周加工有弧形齿轮，齿轮的高度低于偏心轴套外圆。

如图1所示，活塞销6为阶梯轴结构形式，中间部分的横截面大于两边部分的横截面，两个偏心轴套分别套放在活塞销的左右两侧。

如图1所示，将左侧的主动偏心轴套4插入活塞销6内，抵在活塞销6的轴肩处，并使得主动偏心轴套4的圆孔与活塞销6的圆孔对齐，主动偏心轴套4 与活塞1销孔间隙配合，主动偏心轴套4与活塞销6过盈配合；然后将整个装置放入活塞1销孔内，并穿过连杆5小端，再安放右端的从动偏心轴套8，同样抵在活塞销6右侧轴肩处，从动偏心轴套8与活塞1销孔间隙配合，从动偏心轴套8与活塞销6过盈配合，然后在左右偏心轴套外侧安放卡环7，通过卡环7与活塞销6的轴肩来约束两个偏心轴套的轴向窜动。

如图1和图2所示，蜗杆安装在主动偏心轴套4侧边的方形孔中，与偏心轴套4中间的齿轮配合，构成蜗轮蜗杆系统。蜗轮蜗杆系统由电机驱动，电机通过螺栓安装在活塞1上。

如图1和图2所示，发动机处于高压缩比状态，蜗轮蜗杆系统没有工作，活塞1、主动偏心轴套4、从动偏心轴套8、活塞销6四者保持相对的静止状态，活塞销6圆心处于偏心轴套的圆心的下方，距离为h。发动机由高压缩比向低压缩比变换的过程。在做功行程上止点位置时，电机工作，驱动蜗轮蜗杆系统运行，使得主动偏心轴套4和活塞销6相对于活塞1销孔沿逆时针方向转动，与此同时，活塞销6带动从动偏心轴套8转动，当转动到180度时，电机停止工作，蜗轮蜗杆系统锁止，自此完成发动机压缩比从高向低的转换。

如图3所示，发动机处于低压缩比状态，同样的，蜗轮蜗杆系统没有工作，活塞1、主动偏心轴套4、从动偏心轴套8、活塞销6四者保持相对的静止状态，活塞销6圆心处于两个偏心轴套的圆心上方，距离为h。

Claims (6)

1.一种蜗轮蜗杆驱动式可变压缩比活塞连杆组件，包括活塞(1)、电机(2)、蜗杆(3)、主动偏心轴套(4)、连杆(5)、活塞销(6)、卡环(7)、从动偏心轴套(8)，其特征在于，主动偏心轴套(4)套放在活塞销(6)左侧，抵在活塞销(6)轴肩处，活塞销(6)的圆孔与主动偏心轴套(4)的圆孔对齐；在活塞(1)上主动偏心轴套(4)的侧边开有一方形孔，蜗杆(5)安装在方形孔内，与主动偏心轴套(4)上的齿轮配合；电机(2)通过螺栓安装在活塞(1)上；将装置全部从左侧放进活塞(1)销孔内,穿过连杆(5)小端孔，将从动偏心轴套(8)从右侧插入活塞销(6)内，同样抵在活塞销(6)的轴肩处，并在主动偏心轴套(4)和从动偏心轴套(8)外侧固定卡环(7)。

2.根据权利要求1所述的一种蜗轮蜗杆驱动式可变压缩比活塞连杆组件，特征在于，所述的主动偏心轴套(4)是一个非同心圆套筒结构，外圆圆心与内孔圆心间的距离为h，在主动偏心轴套(4)的中间沿圆周加工有弧形齿轮，齿轮的高度低于偏心轴套外圆。

3.根据权利要求1所述的一种蜗轮蜗杆驱动式可变压缩比活塞连杆组件，特征在于，所述的从动偏心轴套(8)是一个非同心圆套筒结构，与主动偏心轴套(4)尺寸相似，外圆圆心与内孔圆心间的距离为h。

4.根据权利要求1所述的一种蜗轮蜗杆驱动式可变压缩比活塞连杆组件，特征在于，所述的活塞销(6)为对称阶梯轴结构，中间部分的横截面大于左、右两边的横截面。

5.根据权利要求1所述的一种蜗轮蜗杆驱动式可变压缩比活塞连杆组件，特征在于，蜗杆(3)与主动偏心轴套(4)中部的齿轮构成蜗轮蜗杆系统。

6.根据权利要求1所述的一种蜗轮蜗杆驱动式可变压缩比活塞连杆组件，所述的主动偏心轴套(4)与活塞销(6)过盈配合，主动偏心轴套(4)与活塞(1)销孔间隙配合；从动偏心轴套(8)与活塞销(6)过盈配合，从动偏心轴套(8)与活塞(1)销孔间隙配合。