CN110265842B - 垂直导电柱式电传系统 - Google Patents
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Abstract
垂直导电柱式电传系统，该系统属于活塞往复式发动机技术领域，具体涉及一种通过安装在活塞和发动机气缸体上的导电柱电刷结构来完成活塞上电控部件的高电平信号或非0v电压的传输。本发明可分为活塞部分和发动机机体部分。本发明的实现方式为在活塞上安装电刷，在气缸体上安装与活塞轴向平行的导电柱，通过电刷与导电柱之间的接触实现电信号传递。本发明中解决了发动机机体与曲轴之间以及曲轴与连杆之间这种存在相对连续单方向高速旋转的零件之间的电信号传递。本发明结构简单，零件加工精度要求、加工难度低，所有额外零件仅需由螺栓固定即可，安装简便。本发明应用广泛，适用于汽油、柴油、天然气、液化石油气等多种燃料的发动机。
Description
技术领域
本发明属于活塞往复式发动机技术领域，具体涉及一种通过安装在活塞和发动机气缸体上的导电柱电刷结构来完成活塞上电控部件的高电平信号或非0v电压的传输。
背景技术
对活塞往复式内燃机而言，为了提高其热效率等性能，经常会通过随着工况变化而改变发动机的部分系统，而且大多数可变系统都是通过电进行控制以及驱动的。在发动机外围的电控可变机构都比较容易实现信号以及电源的连接，但是发动机内的活塞与发动机机体之间始终存在高速往复运动，电信号以及电源很难连接至活塞上。电控式可变几何活塞可以用于提高发动机热效率的可变压缩比，其中由于发动机机体与电池负极相通，活塞与发动机机体之间无绝缘材料导电，因此活塞上的电控单元的接地端(或负极)可以直接与活塞相连，但是如何将高电平信号或电源正极引至活塞上是实现该技术的一大难点。
发明内容
本发明是提供一种可实现将高电平信号或非0v电压传输至活塞上的结构。实现方式为在活塞(8)上安装电刷(1)，在气缸体(9)上安装与活塞轴向平行的导电柱(4)，通过电刷(1)与导电柱(4)之间的接触实现电信号传递。
有益效果：
1.本发明中解决了发动机机体与曲轴之间以及曲轴与连杆之间这种存在相对连续单方向高速旋转的零件之间的电信号传递。
2.本发明可在现有发动机的基础上对发动机机体及活塞进行小改动即可，无需修改曲轴连杆，降低了改造成本。
3.本发明结构简单，单个气缸仅需额外增加5个零件且零件的加工精度要求、加工难度低，所有额外零件仅需由螺栓固定即可，安装简便。
4.本发明应用广泛，适用于汽油、柴油、天然气、液化石油气等多种燃料的发动机。
附图说明
图1为垂直导电柱式电传系统装配示意图
图2为垂直导电柱式电传系统装配轴测图
图3为垂直导电柱式电传系统装配轴测图
图4为垂直导电柱式电传系统装配轴测图(已省略发动机机体及活塞)
图5为垂直导电柱式电传系统活塞部分轴测图
图6为电刷轴测图
图7为电刷绝缘垫轴测图
图8为垂直导电柱式电传系统发动机机体部分轴测图
图9为导电柱轴测图
图10为导电柱绝缘垫轴测图
其中：1.电刷2.电刷绝缘垫3.电刷螺栓4.导电柱5.导电柱绝缘垫6.导电柱螺栓7.绝缘平垫片8.活塞9.发动机机体
具体实施方式
以下结合附图对本发明技术方案作进一步详细阐述：
如图1、图2、图3、图4所示，本发明可分为活塞部分和发动机机体部分。
本发明由电刷(1)、电刷绝缘垫(2)、电刷螺栓(3)、导电柱(4)、导电柱绝缘垫(5)、导电柱螺栓(6)、绝缘平垫片(7)、活塞(8)发动机机体(9)组成，电刷(1)通过电刷螺栓(3)固定在活塞(8)上，电刷(1)与电刷螺栓(3)、活塞(8)之间通过电刷绝缘垫(2)绝缘，导电柱(4)的底座插入至发动机机体(9)中，导电柱(4)通过导电柱螺栓(6)固定在发动机机体(9)上导电柱(4)和发动机机体(9)之间通过导电柱绝缘垫(5)绝缘，导电柱(4)和导电柱螺栓(6)之间通过导电柱绝缘垫(5)和绝缘平垫片(7)绝缘。
如图5所示，活塞部分由电刷(1)、电刷绝缘垫(2)、电刷螺栓(3)、活塞(8)组成。电刷(1)通过电刷螺栓(3)固定在活塞(8)上朝向曲轴方向的位置且指向曲轴方向，电刷(1)与电刷螺栓(3)、活塞(8)之间通过电刷绝缘垫(2)绝缘。电刷绝缘垫(2)使电刷(1)与电刷螺栓(3)之间以及电刷(1)与活塞(8)之间不发生直接接触导致导通。电刷(1)上带有用于接线的接线端，电刷(1)有一定预压力作用在导电柱(4)上以保证两者始终接触良好，电刷(1)的长度不小于活塞行程。
如图8所示，发动机机体部分由导电柱(4)、导电柱绝缘垫(5)、导电柱螺栓(6)、绝缘平垫片(7)、发动机机体(9)组成。导电柱(4)沿活塞运动方向布置，其上带有用于接线的接线端。导电柱(4)有插入发动机机体的部分，以保证其有可以平衡电刷(1)预压力的刚度。导电柱(4)的底座插入至发动机机体(9)中并指向曲轴方向，其与电刷(1)的接触面与活塞(8)运动方向平行，导电柱(4)通过导电柱螺栓(6)固定在发动机机体(9)上，导电柱(4)上带有用于接线的接线端用以连接来自发动机机体外的高电平信号或非0v电压。导电柱(4)和发动机机体(9)之间通过导电柱绝缘垫(5)绝缘，导电柱(4)和导电柱螺栓(6)之间通过导电柱绝缘垫(5)和绝缘平垫片(7)绝缘。导电柱绝缘垫(5)使导电柱(4)与导电柱螺栓(6)之间以及导电柱(4)与发动机机体(9)之间不发生直接接触导致导通，绝缘平垫片使导电柱(4)与导电柱螺栓(6)之间不发生直接接触导致导通。
电刷(1)为带有弹性的先向曲轴方向伸长，最终向导电柱(4)方向弯折的金属片，在安装时对导电柱(4)有一定的预压力以保证能与导电柱始终接触良好。电刷(1)的长度不小于活塞行程以保证在活塞运动时可以始终与导电柱(4)之间导通。导电柱(4)其与电刷(1)接触的部分带有加强肋，且接触部分的长度不小于活塞行程。导电柱(4)为带有加强肋的片状结构，其设计为非弹性原件，有较高的刚度，其与电刷(1)接触的部分的背面带有加强肋。当发动机运转时，活塞部分和发动机机体部分发生沿活塞轴向的往复直线平移运动，电刷(1)和导电柱(4)之间也发生同样的运动。导电柱(4)与电刷(1)接触的部分的长度不小于活塞行程，使其在于电刷(1)之间运动时始终导通。导电柱(4)的高刚度和电刷(1)的弹性带来的预压力使两者之间可以始终有效导通。从而实现将高电平信号或非0v电压从发动机机体上传输至活塞上。
Claims (5)
1.垂直导电柱式电传系统，其特征在于由电刷(1)、电刷绝缘垫(2)、电刷螺栓(3)、导电柱(4)、导电柱绝缘垫(5)、导电柱螺栓(6)、绝缘平垫片(7)、活塞(8)发动机机体(9)组成，电刷(1)通过电刷螺栓(3)固定在活塞(8)上，电刷(1)与电刷螺栓(3)、活塞(8)之间通过电刷绝缘垫(2)绝缘，导电柱(4)的底座插入至发动机机体(9)中，导电柱(4)通过导电柱螺栓(6)固定在发动机机体(9)上导电柱(4)和发动机机体(9)之间通过导电柱绝缘垫(5)绝缘，导电柱(4)和导电柱螺栓(6)之间通过导电柱绝缘垫(5)和绝缘平垫片(7)绝缘，电刷(1)上带有用于接线的接线端，电刷(1)有一定预压力作用在导电柱(4)上以保证两者始终接触良好，电刷(1)的长度不小于活塞行程，电刷绝缘垫(2)使电刷(1)与电刷螺栓(3)之间以及电刷(1)与活塞(8)之间不发生直接接触导致导通。
2.按权利要求1所述的垂直导电柱式电传系统，其特征在于导电柱(4)沿活塞运动方向布置，其上带有用于接线的接线端。
3.按权利要求1所述的垂直导电柱式电传系统，其特征在于导电柱(4)其与电刷(1)接触的部分带有加强肋，且接触部分的长度不小于活塞行程。
4.按权利要求1所述的垂直导电柱式电传系统，其特征在于导电柱(4)有插入发动机机体的部分，以保证其有可以平衡电刷(1)预压力的刚度。
5.按权利要求1所述的垂直导电柱式电传系统，其特征在于导电柱绝缘垫(5)使导电柱(4)与导电柱螺栓(6)之间以及导电柱(4)与发动机机体(9)之间不发生直接接触导致导通，绝缘平垫片使导电柱(4)与导电柱螺栓(6)之间不发生直接接触导致导通。
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