CN110608095A - 一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构，包括电机、传动轴、动子、套筒、连杆下体、连杆上体、限位螺钉、限位槽、连杆下体座等，其特征在于：通过控制器控制电动机转动，带动传动轴旋转，传动轴与动子连接，进而传递动力，进行旋转且动子能自由的上下移动，由于连杆下体是固定不动的，致使动子在旋转的同时还会发生上下移动，又由于动子上下两部分螺纹方向相反，并且连杆上体与连杆下体的螺纹也是方向相反，与对应的动子两部分螺纹相配合，使得在动子旋转且上下移动时带动连杆上体与动子同方向运动，并且由于连杆上体侧面加工有限位槽，通过安装限位螺钉限制了连杆上体绕连杆轴线的转动，导致此双螺纹结构达到单螺纹结构两倍的可变行程，压缩比随之改变。

Description

一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构

技术领域

本发明涉及一种汽车发动机技术方案设计，更具体的说是一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构。

背景技术

压缩比是内燃机的重要性能参数，从热力学性能可知，压缩比将直接决定动力机械的热效率、排放。高压缩比在燃烧初期提供的更高的缸内压力、温度有助于获得更高的火焰传播速度，同时，高压缩比会减少废气残余，同样能够改善燃烧，因此，延迟期变得更短，换言之，就是在低负荷时采用更高的压缩比，使燃烧持续时间更短，热效率增加，可明显改善发动机的燃油经济性。同时由于缸内燃烧的改善，故能降低发动机排放。

对于发动机，压缩比较高时，压缩所产生的气缸压缩终点温度与压力相对提高，混合气中的汽油分子气化的更完全、雾化更好，又因涡流扰动增强分子压缩密集，当火花塞产生电火花时能使混合气燃速升高，释放更大的爆炸能量，提高发动机的输出动力。

但是过高的压缩比会带来负面影响，对汽油机而言，会产生爆燃，对柴油机会使其工作更粗暴，噪声和振动变大，对零部件的冲击载荷变大，影响柴油机的持续工作寿命和可靠性。

可变压缩比技术是通过检测内燃机负荷、燃油、工作环境，柔性地调节发动机压缩比使得在提高发动机的输出动力的同时也减少了爆震的产生，目前国内外现有实现发动机压缩比可变的技术方案存在机械结构复杂、对发动机整体改动大、动平衡不满足导致的拉缸的现象以及开发难度大、研发成本高的问题，使得整体可变压缩比发动机的实用性不高，以至于可变压缩比发动机离量产还有很大距离。

目前来说，在发明专利授权中，针对于电机驱动使连杆长度改变以实现压缩比改变的方案有很多种，但是对于利用双螺纹结构使可变连杆行程变为单螺纹结构的两倍的专利却很少，且实施起来过于复杂。

发明内容

针对于现有单螺纹改变连杆可变行程的机构，本发明提出了一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构，通过控制器控制电动机转动，使动力由传动轴传至动子，由于动子上下两部分螺纹方向相反，并且连杆上体与连杆下体的螺纹也方向相反，使得在动子旋转且上下移动时带动连杆上体与动子同方向运动，进而使此双螺纹结构达到单螺纹结构两倍的可变行程，以实现压缩比的变化。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

针对于现有单螺纹改变连杆可变行程的机构，本发明提出了一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构，通过控制器控制电动机转动，带动传动轴旋转，传动轴与动子连接，进而传递动力，进行旋转且动子能自由的上下移动，由于连杆下体是固定不动的，致使动子在旋转的同时还会发生上下移动，又由于动子上下两部分螺纹方向相反，并且连杆上体与连杆下体的螺纹也是方向相反，与对应的动子两部分螺纹相配合，使得在动子旋转且上下移动时带动连杆上体与动子同方向运动，并且由于连杆上体侧面加工有限位槽，通过安装限位螺钉限制了连杆上体绕连杆轴线的转动，导致此双螺纹结构达到单螺纹结构两倍的可变行程，压缩比随之改变。

所述的传动轴与动子连接，传动轴的形状具体见附图5，使得动子能随传动轴转动且能自由的上下移动。

所述的动子上下两部分螺纹方向相反，并且连杆上体与连杆下体座的螺纹也是方向相反，与对应的动子两部分螺纹相配合，以保证此双螺纹结构达到单螺纹结构两倍的可变行程。

所述的连杆上体侧面加工有限位槽，通过安装限位螺钉来限制连杆上体绕连杆轴线的转动。

所述的连杆下体内部安装驱动电机，电机与传动轴连接并且在连杆下体中钻孔使传动轴穿过连杆下体，使得动力传至动子，而不至于使连杆下体座随之旋转。

所述的套筒是用来限制连杆下体的上下移动。

所述的电机，其驱动和控制需要从发动机外部引入导线，因此必须进行导电线路的设计。

与目前现有技术相比，本发明所述的一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构在原有单缸机上进行加工，保证了经济性；本发明所述的一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构利用电机作为驱动动力源，能够保障控制的精确性；本发明所述的一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构与单螺纹结构相比，这种双螺纹机构控制可变压缩比的灵敏度提高了一倍。

附图说明

图1是本发明所述的一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构的主视图；

图2是本发明所述的一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构的左视图；

图3是本发明所述的一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构的动子的斜视图；

图4是本发明所述的一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构的A-A截面投影视图；

图5是本发明所述的一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构的传动轴横截面投影视图的放大图；

图6是本发明所述的一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构的连杆上体的斜视图；

图7是本发明所述的一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构的连杆下体座的斜视图。

附图标记说明：

1-电机、2-传动轴、3-动子、4-套筒、5-连杆下体、6-连杆上体、7-限位螺钉、8-限位槽、9-连杆下体座。

具体实施方式

本发明是基于单螺纹可变压缩比机构所进行的机构设计，本发明的设计工作都是在单螺纹可变压缩比机构上进行改进，主要是将单螺纹可变压缩比机构改进为双螺纹可变压缩比机构，使其可变行程及灵敏度提高了一倍。

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。

参阅图1，驱动电机1安装在连杆下体内部，其驱动和控制需要从发动机外部引入导线，因此在连杆下体侧面钻孔，引入导线。驱动电机1被连杆下体座9压紧，驱动电机1的传动轴2穿过连杆下体座9并于动子3连接。

参阅图1、图7，连杆下体座9将电机1盖住，连杆下体座9穿孔以供传动轴2穿过且连杆下体座9并不随传动轴2旋转，并且套筒4将连杆下体座9压紧以防止其上下移动。

参阅图5、图7，传动轴2穿过连杆下体座9，由于传动轴2横截面与连杆下体座9的穿孔的截面如图5、图7所示，使得传动轴2的旋转并不会带动连杆下体座9旋转，反而由于套筒4的固定作用将连杆下体座9压紧固定在连杆下体5内部。

参阅图1、图3、图5、图7，传动轴2穿过连杆下体座9后与动子3相连，由于传动轴2的截面形状如图5所示，使得随着传动轴2的旋转，动子3不仅能跟着传动轴2一起旋转，而且由于连杆下体座9与动子3螺纹连接，并且连杆下体座9固定不动，使得动子3在旋转的过程中也能够自由的上下移动，达到改变连杆长度的效果。

参阅图3、图6、图7，动子3下半部分与连杆下体座9螺纹连接，动子3的上半部分与连杆上体6进行螺纹连接，并且动子3上下两部分的螺纹旋转方向相反，其余尺寸都相同，动子3中间有一个钻孔，孔的形状尺寸与传动轴2的截面尺寸相同，两者进行匹配，使得传动轴2的动力能够传至动子3。

参阅图1、图4，连杆上体6侧面与套筒4侧面均开有一个限位槽8，其间安装上限位螺钉7，限位螺钉7能够保证连杆上体6不会随着动子3而转动，只会上下移动，并且限位槽8的长度要比最大可变连杆长度要略微大一点，以保证达到其最大可变压缩比。

参阅图6，连杆上体6轴含有两段阶梯，最下端的阶梯中间穿孔，能够使连杆长度较短时传动轴2插入连杆上体6，其孔截面与传动轴2截面不同，连杆上体6的孔截面形状是圆形，传动轴2的旋转并不会直接带动连杆上体6旋转运动，只是为传动轴2提供一个位置。

参阅图1、图3、图6，连杆上体6最下端的阶梯外部有螺纹，与动子3上半部分的螺纹相匹配，由于动子3上下两部分的螺纹反向并分别与连杆上体6和连杆下体座9相匹配，并且由于连杆上体6与套筒4间限位螺钉7和限位槽8的存在，使得当传动轴2带动动子3旋转并上下移动的同时，连杆上体6也随动子上下移动而不转动，并且连杆上体6与动子3的上下移动的方向是相同的，因而相对于单螺纹机构而言，此双螺纹机构其可变行程及灵敏度均提高了一倍。

Claims (7)

1.一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构，包括电机(1)、传动轴(2)、动子(3)、套筒(4)、连杆下体(5)、连杆上体(6)、限位螺钉(7)、限位槽(8)、连杆下体座(9)，其特征在于：

连杆分为上下两个部分，连杆下体(5)内部安装有驱动电机(1)，电机(1)与传动轴(2)连接，传动轴(2)与动子(3)连接，连杆下体座(9)与连杆上体(6)均与动子(3)螺纹连接，且连杆上体(6)与连杆下体座(9)螺纹方向相反，连杆上体(6)侧面加工有限位槽(8)，通过安装限位螺钉(7)来限制连杆上体(6)绕连杆轴线的转动。

2.根据权利要求1所述的一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构，其特征在于所述的传动轴(2)与动子(3)连接，传动轴(1)的形状具体见附图5，使得动子(3)能随传动轴(2)转动且能自由的上下移动。

3.根据权利要求1所述的一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构，其特征在于所述的动子(3)上下两部分螺纹方向相反，并且连杆上体(6)与连杆下体座(9)的螺纹也是方向相反，与对应的动子(3)两部分螺纹相配合，以保证此双螺纹结构达到单螺纹结构两倍的可变行程。

4.根据权利要求1所述的一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构，其特征在于所述的连杆上体(6)的侧面和套筒(4)的侧面加工有限位槽(8)，通过安装限位螺钉(7)来限制连杆上体绕连杆轴线的转动且能保证连杆上体(6)的上下移动，以达到变压缩比的目的。

5.根据权利要求1所述的一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构，其特征在于所述的连杆下体(5)内部安装驱动电机(1)，电机(1)与传动轴(2)连接并且在连杆下体座(9)中钻孔使传动轴(2)穿过连杆下体(5)，使得动力传至动子(3)，而不至于使连杆下体座(9)旋转。

6.根据权利要求1所述的一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构，其特征在于所述的套筒(4)是用来限制连杆下体座(9)的上下移动，并可用于加工限位槽(8)，安装限位螺钉(7)，以保证连杆上体(6)的运动可靠。

7.根据权利要求1所述的一种具有电驱式双螺纹变长度连杆可变压缩比机构，其特征在于所述的电机(1)，其驱动和控制需要从发动机外部引入导线，因此必须进行导电线路的设计。