CN109854369A - 一种燕尾槽式发动机长度可变连杆机构及其调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燕尾槽式发动机长度可变连杆机构及其调节方法，包括连杆小头和连杆大头，连杆小头底部为连杆小头渐变部，连杆小头渐变部两侧分别为连杆小头左斜面和连杆小头右斜面，连杆大头顶部为连杆大头渐变部，连杆大头渐变部两侧分别为连杆大头左斜面和连杆大头右斜面，连杆小头左斜面与连杆大头左斜面之间滑动设置左调节块，连杆小头右斜面与连杆大头右斜面之间滑动设置右调节块，机构设置限位装置对左调节块和右调节块的移动范围进行限制，左调节块和右调节块通过调节及锁止机构实现其距离的调整及固定。本发明满足不同燃料对压缩比的需求。具有结构简单，调节方便，可靠性好，成本低等优点。

Description

一种燕尾槽式发动机长度可变连杆机构及其调节方法

技术领域

本发明属于发动机曲柄连杆机构，发动机智能可变技术领域。具体地说是一种燕尾槽式发动机长度可变连杆机构及其调节方法。

背景技术

可变压缩比（VCR）技术堪称发动机可变技术的最后一次革命，对发动机性能的影响较大，可以大幅降低发动机的燃油消耗，改善排放水平。对于乘用车发动机来说，小负荷使用大压缩比，大负荷使用小压缩比可以降低燃油消耗；对于商用车来说，部分负荷适当提高压缩比可以降低燃油消耗，大负荷降低压缩比可以明显降低NOx等有害物排放水平，从而降低对后处理装置的要求，降低成本。可变压缩比技术对于天然气和柴油双燃料发动机来说更具有应用价值，在使用天然气时用低压缩比可减少爆震、提高最大功率，在使用柴油时用高压缩比提高热效率和最大功率，市场需求非常迫切。

专利文献1（CN 107201944 A）公开了一种内燃发动机的长度可变的连接杆，在连杆小头设置偏心轮调节装置用于调节有效的连杆长度，这个调节装置是一个带有左右两个连接由压力驱动的活塞所形成具有升降功能的悬臂组成，即升降轴承偏心轮结构，活塞能在汽缸孔内移动地引导并且与支撑杆连接。两个汽缸供给反向液压流，可以使得活塞向相反的反向运动，从而推动偏心轮转向。

专利文献2（CN 106460658 A）提供了一种可变压缩比连杆，通过连杆大头偏心改变连杆长度，第一角位置和第二角位置之间旋转的液压偏心旋转致动器，该液压偏心旋转致动器提供相应连杆的最小长度和最大长度以改变曲轴的活塞销和曲柄销之间的有效距离。

专利文献 3（CN 201377356Y）公开了一种汽车发动机可变压缩比装置 ，包括曲轴、主连杆、活塞、偏心衬套、铰链杆件传动机构和调节轴，主连杆小头与活塞通过活塞销连接，主连杆大头与曲轴连接，偏心衬套设置在主连杆小头与活塞销之间或者设置在连杆颈与主连杆大头之间或者设置在曲轴的主轴颈与曲轴箱的主轴承座孔之间，调节轴与偏心衬套之间使用铰链杆件传动机构进行传动。铰链杆件传动机构控制偏心衬套转动，可改变活塞上止点位置即改变发动机压缩比，并且该铰链杆传动机构为两个平行四边形铰链四杆机构，其结构简单、容易制造、便于控制、使用可靠、经久耐用、成本低廉。

专利文献 4（CN 106930831 A）公开了一种可改变发动机压缩比的机构，曲轴前端设置有曲轴皮带轮，连杆的大端部与曲轴之间通过偏心齿轮偏心连接，偏心齿轮包括齿轮和偏心轮，曲轴皮带轮外围缸体上设置有电刷支架，电刷支架上的电刷与设置于曲轴皮带轮前端的导电滑环座电连接，导电滑环座通过导线与设置于曲轴曲柄上的调节电机电连接，调节电机的齿轮与设置于曲轴连杆颈上的偏心齿轮的齿轮藕合，偏心齿轮的偏心轮与连杆的大端部配合。

专利文献 5（CN106438062 A）公开了一种可变压缩比发动机，其曲轴主轴承孔相对曲轴主轴承座偏心，曲轴主轴承可以在轴承座上转动。由于主轴承孔的偏心结构，主轴承的转动带动曲轴主轴相对于内燃机缸体上下移动，使得活塞运行的上下止点位置发生变化，从而改变内燃机的压缩比。

现有技术连杆小头偏心方案在柴油机上空间布置困难（柴油机连杆小头跟活塞之间的间隙小），柴油机爆发压力大，结构强度和耐久可靠性存在问题。现有的专利基本都是原理，无法转化为产品。

连杆大头偏心方案会增大连杆大头直径，在原发动机上布置空间紧张，跟原机的通用性不强。另外连杆大头一般需要把连杆盖拆开安装，偏心轮需要拆分为两部分，拆分后控制难度增加，整体的偏心轮无法安装在曲轴上。

多连杆机构结构复杂，在发动机转速高时稳定性不好，对原机的改变较大，需要额外布置一整套机构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燕尾槽式发动机长度可变连杆机构及其调节方法，能解决上述问题，且结构简单，调节方便，可靠性好。

按照本发明提供的技术方案：一种燕尾槽式发动机长度可变连杆机构，包括包括连杆小头和连杆大头，所述连杆小头底部为连杆小头凹部，所述连杆小头凹部两侧分别为连杆小头左斜面和连杆小头右斜面，所述连杆小头左斜面下方设置小头左左燕尾槽，所述连杆小头右斜面下方设置小头右燕尾槽，所述连杆大头顶部为连杆大头凹部，所述连杆大头凹部两侧分别为连杆大头左斜面和连杆大头右斜面，所述连杆大头左斜面上方设置大头左左燕尾槽，所述连杆大头右斜面上方设置大头右燕尾槽。所述小头左左燕尾槽与所述大头左左燕尾槽之间通过燕尾槽滑动设置左调节块，所述小头右燕尾槽与所述大头右燕尾槽之间滑动设置右调节块，所述左调节块和所述右调节块通过调节限位机构实现其距离的调整和限位。

作为本发明的进一步改进，所述左调节块右部为左调节螺钉腔，所述调节螺钉腔左侧连通所述滑杆孔，所述滑杆孔左侧连通所述止盘槽，所述右调节块一侧开有止动槽，所述止动槽一侧连通右调节螺钉腔。

作为本发明的进一步改进，所述调节限位机构包括调节限位机构包括调节螺栓和止盘，所述调节螺栓左侧螺纹连接左调节块，所述调节螺栓右侧滑动连接右调节块，所述调节螺栓中滑动设置滑杆。

作为本发明的进一步改进，所述调节螺栓一侧为内六角拧紧部，所述内六角拧紧部一侧连通滑杆移动腔，所述滑杆移动腔外周设置止动环，所述滑杆移动腔左侧壁为弹簧壁，所述滑杆移动腔一侧连通滑杆通孔；所述滑杆一侧设有螺纹固定部，所述滑杆一侧为隔档凸台，所述隔档凸台一侧设置弹簧挡台，所述弹簧挡台一侧为限位挡台；所述滑杆一侧滑动设置在所述滑杆移动腔中，所述滑杆一侧滑动设置在所述滑杆通孔中，所述止盘位于所述止盘槽中并通过紧固螺钉与所述螺纹固定部连接，所述调节螺栓一侧螺纹连接于所述左调节螺钉腔中，所述止动环位于所述止盘槽内，所述调节螺栓另一侧滑动设置在所述右调节螺钉腔中。

作为本发明的进一步改进，所述调节螺栓与所述滑杆之间设置弹性元件。

作为本发明的进一步改进，所述弹性元件为推力弹簧，所述推力弹簧位于所述弹簧挡台与所述弹簧壁之间。

一种燕尾槽式发动机长度可变连杆机构构调节方法，所述调节方法适用于所述的燕尾槽式发动机长度可变连杆机构；

还包括如下调节步骤：

步骤一，当需要调整至低压缩比状态时，顺时针转动所述调节螺栓，由于所述连杆小头与所述连杆大头对所述左调节块和所述右调整块的压力，使得所述右调整块上的所述止动槽始终贴着所述调节螺栓上所述止动环的右侧面，所述调节螺栓与所述右调节块相对固定，使得所述调节螺栓在所述左调节块中所述左调节螺钉腔的位置不断左移，当所述左调节块与所述右调节块之间相抵时，连杆小头与连杆大头距离最小，即达到低压缩比状态；

步骤二，当需要调整至高压缩比状态时，逆时针转动所述调节螺栓，由于所述连杆小头与所述连杆大头对所述左调节块和所述右调整块的压力，使得所述右调整块上的所述止动槽始终贴着所述调节螺栓上所述止动环的右侧面，所述调节螺栓与所述右调节块相对固定，使得所述调节螺栓在所述左调节块中所述左调节螺钉腔的位置不断右移，当所述滑杆上的所述限位挡台与所述调节螺钉上的所述弹簧壁相抵时，所述调节螺栓在所述左调节块中所述左调节螺钉腔的位置达到最右位，所述连杆小头与所述连杆大头距离最大，即达到高压缩比状态。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明结构简单，占用空间小；调节方便，可靠性好，成本低等优点。

2、本发明满足不同燃料对压缩比的需求。

附图说明

图1为本发明处于低压缩比状态的结构示意图。

图2为本发明处于高压缩比状态的结构示意图。

图3为图2中B-B剖视结构示意图。

图4为本发明连杆小头的结构示意图。

图5为本发明连杆大头的结构示意图。

图6为本发明左调节块的结构示意图。

图7为本发明右调节块的结构示意图。

图8为图1中A区域的放大结构示意图。

图9为本发明调节螺栓的结构示意图。

图10为本发明滑杆的结构示意图。

附图标记说明：连杆小头1、连杆小头左斜面1-1、连杆小头右斜面1-2、连杆大头2、连杆大头左斜面2-1、连杆大头右斜面2-2、左调节块3、左调节螺钉腔3-1、滑杆孔3-2、止盘槽3-3、右调节块4、右调节螺钉腔4-1、止动槽4-2、小头左左燕尾槽5、小头右燕尾槽6、大头左左燕尾槽7、大头右燕尾槽8、调节螺钉9、内六角拧紧部9-1、止动环9-2、滑杆通孔9-3、弹簧壁9-4、滑杆移动腔9-5、推力弹簧10、滑杆11、螺纹固定部11-1、弹簧挡台11-2、限位挡台11-3、紧固螺钉12、止盘13等组成。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步的说明：

如图1所示，实施例中的一种燕尾槽式发动机长度可变连杆机构，包括连杆小头1和连杆大头2，如图4所示，连杆小头1底部为连杆小头凹部，连杆小头凹部两侧分别为连杆小头左斜面1-1和连杆小头右斜面1-2，连杆小头左斜面1-1与连杆小头右斜面1-2斜度一致且为镜像设置。连杆小头左斜面1-1下方设置小头左左燕尾槽5，连杆小头右斜面1-2下方设置小头右燕尾槽6，如图5所示，连杆大头2顶部为连杆大头凹部，连杆大头凹部两侧分别为连杆大头左斜面2-1和连杆大头右斜面2-2，连杆大头左斜面2-1与连杆大头右斜面2-2斜度一致且为镜像设置。连杆大头左斜面2-1上方设置大头左左燕尾槽7，连杆大头右斜面2-2上方设置大头右燕尾槽8。如图3所示，小头左左燕尾槽5与大头左左燕尾槽7之间通过燕尾槽滑动设置左调节块3，小头右燕尾槽6与大头右燕尾槽8之间滑动设置右调节块4。左调节块3和右调节块4通过调节限位机构实现其距离的调整和限位。

如图6所示，左调节块3右部为左调节螺钉腔3-1，调节螺钉腔3-1左侧连通滑杆孔3-2，滑杆孔3-2左侧连通止盘槽3-3。

如图7所示，右调节块4左侧开有止动槽4-2，止动槽4-2右侧连通右调节螺钉腔4-1。

调节限位机构包括调节螺栓9，调节螺栓9左侧螺纹连接左调节块3，调节螺栓9右侧滑动连接右调节块4，调节螺栓9中滑动设置滑杆11。

如图9所示，调节螺栓9右侧为内六角拧紧部9-1，内六角拧紧部9-1左侧连通滑杆移动腔9-5，滑杆移动腔9-5外周设置止动环9-2，滑杆移动腔9-5左侧壁为弹簧壁9-4，滑杆移动腔9-5左侧连通滑杆通孔9-3。

如图10所示，滑杆11左侧设有螺纹固定部11-1，滑杆11右侧为隔档凸台，隔档凸台左侧设置弹簧挡台11-2，弹簧挡台11-2左侧为限位挡台11-3。

如图8所示，滑杆11右侧滑动设置在滑杆移动腔9-5中，滑杆11左侧滑动设置在滑杆通孔9-3中，止盘13位于止盘槽3-3中并通过紧固螺钉12与滑杆11左侧的螺纹固定部11-1连接。调节螺栓9左侧螺纹连接于左调节螺钉腔3-1中，调节螺栓9外周的止动环9-2位于止盘槽3-3内，调节螺栓9右侧滑动设置在右调节螺钉腔4-1中。

为了让调节螺栓9与滑杆11产生一定的内应力，消除两者之间的间隙，切换压缩比时更顺畅，在调节螺栓9与滑杆11之间设置弹性元件，在本实施例中弹性元件为推力弹簧10，推力弹簧10位于弹簧挡台11-2与弹簧壁9-4之间。

本发明一种燕尾槽式发动机长度可变连杆机构构调节方法，所述调节方法适用于所述的燕尾槽式发动机长度可变连杆机构；

还包括如下调节步骤：

步骤一，如图1所示，当需要调整至低压缩比状态时（连杆小头1与连杆大头2距离最短），顺时针转动调节螺栓9，由于连杆小头1与连杆大头2对左调节块3和右调整块4的压力，使得右调整块4上的止动槽4-2始终贴着调节螺栓9上止动环9-2的右侧面，调节螺栓9与右调节块4相对固定，使得调节螺栓9在左调节块3中左调节螺钉腔3-1的位置不断左移，连杆小头1与连杆大头2距离缩短。当左调节块3与右调节块4之间相抵时，连杆小头1与连杆大头2距离最小，即达到低压缩比状态。

步骤二，如图2所示，当需要调整至高压缩比状态时（连杆小头1与连杆大头2距离最远），逆时针转动调节螺栓9，由于连杆小头1与连杆大头2对左调节块3和右调整块4的压力，使得右调整块4上的止动槽4-2始终贴着调节螺栓9上止动环9-2的右侧面，调节螺栓9与右调节块4相对固定，使得调节螺栓9在左调节块3中左调节螺钉腔3-1的位置不断右移，连杆小头1与连杆大头2距离增大。当滑杆11上的限位挡台11-3与调节螺钉9上的弹簧壁9-4相抵时，调节螺栓9在左调节块3中左调节螺钉腔3-1的位置达到最右位，连杆小头1与连杆大头2距离最大，即达到高压缩比状态。

Claims (7)

1.一种燕尾槽式发动机长度可变连杆机构，其特征在于：所述机构包括包括连杆小头（1）和连杆大头（2），所述连杆小头（1）底部为连杆小头凹部，所述连杆小头凹部两侧分别为连杆小头左斜面（1-1）和连杆小头右斜面（1-2），所述连杆小头左斜面（1-1）下方设置小头左左燕尾槽（5），所述连杆小头右斜面（1-2）下方设置小头右燕尾槽（6），所述连杆大头（2）顶部为连杆大头凹部，所述连杆大头凹部两侧分别为连杆大头左斜面（2-1）和连杆大头右斜面（2-2），所述连杆大头左斜面（2-1）上方设置大头左左燕尾槽（7），所述连杆大头右斜面（2-2）上方设置大头右燕尾槽（8）；

所述小头左左燕尾槽（5）与所述大头左左燕尾槽（7）之间通过燕尾槽滑动设置左调节块（3），所述小头右燕尾槽（6）与所述大头右燕尾槽（8）之间滑动设置右调节块（4），所述左调节块（3）和所述右调节块（4）通过调节限位机构实现其距离的调整和限位。

2.如权利要求1所述的燕尾槽式发动机长度可变连杆机构，其特征在于：所述左调节块（3）右部为左调节螺钉腔（3-1），所述调节螺钉腔（3-1）左侧连通所述滑杆孔（3-2），所述滑杆孔（3-2）左侧连通所述止盘槽（3-3），所述右调节块（4）一侧开有止动槽（4-2），所述止动槽（4-2）一侧连通右调节螺钉腔（4-1）。

3.如权利要求1所述的燕尾槽式发动机长度可变连杆机构，其特征在于：所述调节限位机构包括调节限位机构包括调节螺栓（9）和止盘（13），所述调节螺栓（9）左侧螺纹连接左调节块（3），所述调节螺栓（9）右侧滑动连接右调节块（4），所述调节螺栓（9）中滑动设置滑杆（11）。

4.如权利要求3所述的燕尾槽式发动机长度可变连杆机构，其特征在于：所述调节螺栓（9）一侧为内六角拧紧部（9-1），所述内六角拧紧部（9-1）一侧连通滑杆移动腔（9-5），所述滑杆移动腔（9-5）外周设置止动环（9-2），所述滑杆移动腔（9-5）左侧壁为弹簧壁9-4），所述滑杆移动腔（9-5）一侧连通滑杆通孔（9-3）；所述滑杆（11）一侧设有螺纹固定部（11-1），所述滑杆11一侧为隔档凸台，所述隔档凸台一侧设置弹簧挡台（11-2），所述弹簧挡台（11-2）一侧为限位挡台（11-3）；所述滑杆（11）一侧滑动设置在所述滑杆移动腔（9-5）中，所述滑杆（11）一侧滑动设置在所述滑杆通孔（9-3）中，所述止盘（13）位于所述止盘槽（3-3）中并通过紧固螺钉（12）与所述螺纹固定部（11-1）连接，所述调节螺栓（9）一侧螺纹连接于所述左调节螺钉腔（3-1）中，所述止动环（9-2）位于所述止盘槽（3-3）内，所述调节螺栓（9）另一侧滑动设置在所述右调节螺钉腔（4-1）中。

5.如权利要求4所述的燕尾槽式发动机长度可变连杆机构，其特征在于：所述调节螺栓（9）与所述滑杆（11）之间设置弹性元件。

6.如权利要求5所述的燕尾槽式发动机长度可变连杆机构，其特征在于：所述弹性元件为推力弹簧（10），所述推力弹簧（10）位于所述弹簧挡台（11-2）与所述弹簧壁（9-4）之间。

7.一种燕尾槽式发动机长度可变连杆机构调节方法，其特征在于：

所述调节方法适用于如权利要求1-6所述的燕尾槽式发动机长度可变连杆机构；

还包括如下调节步骤：

步骤一、当需要调整至低压缩比状态时，顺时针转动所述调节螺栓（9），由于所述连杆小头.与所述连杆大头（2）对所述左调节块（3）和所述右调整块（4）的压力，使得所述右调整块（4）上的所述止动槽（4-2）始终贴着所述调节螺栓（9）上所述止动环（9-2）的右侧面，所述调节螺栓（9）与所述右调节块（4）相对固定，使得所述调节螺栓（9）在所述左调节块（3）中所述左调节螺钉腔（3-1）的位置不断左移，当所述左调节块（3）与所述右调节块（4）之间相抵时，连杆小头（1）与连杆大头（2）距离最小，即达到低压缩比状态；

步骤二、当需要调整至高压缩比状态时，逆时针转动所述调节螺栓（9）；

由于所述连杆小头（1）与所述连杆大头（2）对所述左调节块（3）和所述右调整块（4）的压力，使得所述右调整块（4）上的所述止动槽（4-2）始终贴着所述调节螺栓（9）上所述止动环（9-2）的右侧面，所述调节螺栓（9）与所述右调节块（4）相对固定，使得所述调节螺栓（9）在所述左调节块（3）中所述左调节螺钉腔（3-1）的位置不断右移，当所述滑杆（11）上的所述限位挡台（11-3）与所述调节螺钉（9）上的所述弹簧壁（9-4）相抵时，所述调节螺栓（9）在所述左调节块（3）中所述左调节螺钉腔（3-1）的位置达到最右位，所述连杆小头（1）与所述连杆大头（2）距离最大，即达到高压缩比状态。