CN110966088B - 偏心轴驱动机构及可变压缩比机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种偏心轴驱动机构及可变压缩比机构，本发明的偏心轴驱动机构用以承接曲轴的驱使、以带动偏心轴转动，其包括转动套装于偏心轴一端的随动件，在随动件的外侧套设在偏心轴上的传动件，以及固定于承载偏心轴的发动机缸体上的控制部，还包括设于传动件以及随动件上的传动连接部，随动件与曲轴传动连接，传动件与偏心轴同步转动，且传动件可由控制机构驱动而与随动件传动连接或脱离，以可由曲轴的转动而驱动偏心轴转动。本发明的偏心轴驱动机构由曲轴的转动带动偏心轴的转动，从而可改变偏心轴的角度，以实现对发动机的压缩比，且该驱动机构直接由曲轴驱动偏心轴转动，无需外部动力装置，结构简单，易于布置，而具有很好的实用性。

Description

偏心轴驱动机构及可变压缩比机构

技术领域

本发明涉及发动机结构技术领域，特别涉及一种偏心轴驱动机构，本发明还涉及一种安装有该偏心轴驱动机构的可变压缩比机构。

背景技术

传统发动机由于连杆机构的不可调整性能，活塞行程和活塞上止点位置是不可变的，因而发动机机的压缩比也是不变的，也即发动机的压缩比不会随负荷的大小发生变化。为兼顾动力性、经济性，传动发动机的压缩比既不会太大，也不会太小。但在低速小符合运行时，可燃混合气不能充分混合，造成燃烧效率低，油耗高，以及燃烧不充分的情况。而在发动机的负荷较大时，则很容易产生爆震，影响动力输出，还可能造成发动机零部件的损坏。

目前已有技术利用通过偏心轴的转动来调整发动机的压缩比，但需要额外的动力装置以及传动机构，比如额外的电机或液压缸等。为此需要为额外的动力装置提供合适的布置位置，对现有发动机的缸体，缸盖，曲轴系统做出较大的改动，研发成本高，且通常驱动偏心轴的机构体积较大，结构较为复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种偏心轴驱动机构，以能够由曲轴自身转动驱动偏心轴转动。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种偏心轴驱动机构，所述偏心轴驱动机构用以承接曲轴的驱使、以带动偏心轴转动，且该偏心轴驱动机构包括：

随动件，转动套装于所述偏心轴的一端，且所述随动件通过联动件构成与所述曲轴间的柔性传动、以可随所述曲轴同步转动；

传动件，于所述随动件的一侧套设于所述偏心轴上，所述传动件可相对于所述偏心轴轴向滑动，并因和所述偏心轴间的啮合连接，所述传动件为与所述偏心轴同步转动设置；

控制部，固定于承载所述偏心轴的发动机缸体上，且所述控制部包括驱动装置，以及与所述传动件抵接、并可承接所述驱动装置的驱使、以带动所述传动件沿所述偏心轴轴向往复滑动的驱动件；

传动连接部，包括分设于所述传动件与所述随动件相对的两端上的传动件连接单元和随动件连接单元，且随所述传动件因所述驱动件的带动而向所述随动件滑动，所述传动件连接单元与所述随动件连接单元传动连接、以可构成所述随动件对所述传动件的转动驱使。

进一步的，所述联动件为链条或皮带。

进一步的，对应于所述链条或皮带设置有张紧器。

进一步的，所述传动件通过对应构造于所述传动件及所述偏心轴上的键槽设置于所述偏心轴上。

进一步的，所述驱动装置包括直线动力输出装置，所述驱动件相对于所述直线动力输出装置枢转设置，且所述驱动件的一端与所述直线动力输出装置的动力输出端相连，另一端与所述传动件抵接，并于所述直线动力输出装置和所述驱动件之间设有驱使所述驱动件的转动回位的弹性回位件。

进一步的，所述直线动力输出装置为具有磁片的电磁阀，所述驱动件与所述磁片相连，所述弹性回位件为抵接于驱动件与所述直线动力输出装置之间的压簧。

进一步的，所述传动件连接单元为套设于所述传动件上的外齿圈，所述随动件连接单元为构造于所述随动件上的、且可与所述外齿圈啮合相连的内齿圈。

进一步的，所述传动件连接单元与所述随动件连接单元分别为设置于所述传动件和所述随动件相对的两端面上的摩擦盘。

进一步的，所述联动件与装设于所述发动机缸体上的机油泵的动力输入端传动相连。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)本发明所述的偏心轴驱动机构，通过设置与曲轴传动连接的随动件，以及与偏心轴同步转动的传动件，并由控制部控制随动件与联动件的啮合或脱离，以由曲轴的转动带动偏心轴的转动，从而可改变偏心轴的角度，以实现对发动机的压缩比，且该驱动机构直接由曲轴驱动偏心轴转动，无需外部动力装置，结构简单，易于布置，而有很好的实用性。

(2)设置张紧器以防止曲轴与随动件传动时跳齿，以提高曲轴与随动件传动的稳定性。

(3)由直线动力输出装置驱动传动件与随动件啮合连接或脱离，结构简单，便于布置，有利于节省空间。

(4)外齿圈和内齿圈的啮合结构可靠，便于设置。

本发明的另一目的在于提出一种可变压缩比机构，包括滑动设于发动机缸体中的活塞，转动设于所述发动机缸体中的曲轴总成和偏心轴总成，以及转动设于所述曲轴总成中的曲轴上的调节连杆；还包括铰接于所述调节连杆的一端与所述活塞之间的执行连杆，铰接于所述调节连杆的另一端与所述偏心轴总成中的偏心轴上的偏心轮之间的驱动连杆，以及如上所述的偏心轴驱动机构。

本发明的可变压缩比机构与上述的偏心轴驱动机构具有相同的有益效果，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一所述的偏心轴驱动机构的整体示意图；

图2为本发明实施例一所述的随动件与传动件的配合爆炸示意图；

图3为本发明实施例一所述的安装部与传动件的配合示意图；

图4为本发明实施例二所述的可变压缩比机构整体示意图；

图5为本发明实施例二所述的可变压缩比机构内部结构示意图；

附图标记说明：

1-曲轴，11-第二链轮，2-偏心轴，21-随动件，211-随动件连接单元，212-轴承，213-第一链轮结构，22-传动件，2201-凹槽，221-传动件连接单元，222-内花键槽，23-外花键槽，3-控制部，31-驱动装置，32-驱动件，33-弹性回位件，41-联动件，42-张紧器，5-机油泵，61-活塞，62-发动机缸体，63-调节连杆，64-执行连杆，65-驱动连杆。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

本实施例涉及一种偏心轴驱动机构，用以承接曲轴1的驱使、以带动偏心轴2转动，如图1至图5所示，该偏心轴驱动机构包括转动套装于偏心轴2一端的随动件21，在随动件21的外侧套设在偏心轴2上的传动件22，以及固定于承载偏心轴2的发动机缸体62上的控制部3，还包括设于传动件22以及随动件21上的传动连接部。

其中，随动件21通过联动件41构成与曲轴1间的柔性传动、以可随曲轴1同步转动，传动件22可相对于所述偏心轴2轴向滑动，并因和所述偏心轴2的啮合连接，而与所述偏心轴2同步转动设置。控制部3包括驱动装置31，以及与所述传动件22抵接，并可承载驱动装置31的驱使，以带动传动件22沿所述偏心轴2轴向往复运动的驱动件32。而传动连接部具体包括设于传动件22和随动件21相对的两端上的传动件连接单元221和随动件连接单元211，且传动件22可因驱动件32的带动而向随动件21滑动，以构成传动件连接单元221与随动件连接单元211的传动连接，而构成随动件21对传动件22的转动驱使。

通过上述设置，随动件21由曲轴1带动而转动。传动件22可在偏心轴2上往复滑动，并可与偏心轴2同步转动。在无需调整偏心轴2角度时，随动件21与传动件22脱离，曲轴1的转动不会带动偏心轴2的转动。而需要调整偏心轴2的角度时，控制部3通过驱动传动件22滑动，使位于传动件22上的传动件连接单元221与位于随动件21上的随动件连接单元211结合，此时曲轴1的转动可带动偏心轴2的转动。

本实施例中，曲轴1驱动随动件21转动的结构如图1所示，随动件21套装在偏心轴2上，并在随动件21和偏心轴2之间安装有轴承212。由此，随动件21和偏心轴2可各自转动，互不影响，优选的，该轴承212为滚针轴承212。在随动件21的外圆周上构造有第一链轮结构213，并相应的在曲轴1上套装固定有与第一链轮结构213适配的第二链轮11。联动件41则为设于第一链轮结构213和第二链轮11之间的链条，由此使曲轴1的转动带动随动件21的转动。当然，除了链条以外，还可以分别在随动件21和曲轴1上设置带轮结构，联动件41则为对应的皮带。与带传动相比，链条传动具有噪音小，布置自由，节省空间等有点。

为了使曲轴1和随动件21之间的传动更加稳定，防止跳齿。本实施例中，对应链条或者皮带还设置有张紧器42。而且由于发动机工作时曲轴1会持续带动随动件21转动，同时在发动机缸体62上还固定有需要持续工作的机油泵5，为机油泵5单独设置单独动力源较为麻烦，成本也高。为此，本实施例中，如图1所示，联动件41还与机油泵5的动力输入端传动相连，以由曲轴1的转动为机油泵5提供动力，因无需额外为机油泵5设置动力源，可减少布置空间，亦能节省成本。

为使传动件22与偏心轴2同步转动，在传动件22以及偏心轴2上的设有相对应的键槽以将传动件22设置在偏心轴2上。更具体的，如图2所示，传动件22呈圆筒状，在其内圆周上设有内花键槽222，并相应的在偏心轴2上设有外花键槽23，以通过内花键槽222与外花键槽23的配合使传动件22可与偏心轴2同步转动。而且，内花键槽222与外花键槽23具有合适的长度，使传动件22能够在偏心轴2上沿偏心轴2的轴向滑动时，始终保持内花键槽222与外花键槽23啮合。

通过传动件连接单元221与随动件连接单元211的连接或脱离，可使随动件21与传动件22传动连接或脱离。本实施例中，如图2所示，随动件连接单元211具体为设置随动件21的内圆周上形成有内齿圈，而传动件连接单元221具体为设于传动件22的外圆周上、并可与内齿圈啮合的外齿圈。在无需驱动偏心轴2转动时，该内齿圈与外齿圈脱离，而当需要驱动偏心轴2转动时，传动件22由控制部3驱动向靠近随动件21的方向滑动，使内齿圈和外齿圈啮合，此时曲轴1的转动会带动偏心轴2的转动。

而当偏心轴2转动完毕后，再由控制部3驱动传动件22向远离随动件21的方向滑动，使外齿圈与内齿圈脱离，此时，曲轴1的转动不再带动偏心轴2的转动，当然，除了齿配合以外，该随动件连接单元211和传动件连接单元221还可以为相对布置的摩擦盘，当两摩擦盘由传动件22带动贴合时，传动开始，当两摩擦盘脱离时，传动结束。

本实施例中，驱动随动件21往复滑动的驱动装置31包括直线动力输出装置，驱动件32则相对于该直线动力输出装置枢转设置，驱动件32的一端与直线动力输出装置的动力输出端相连，另一端与传动件22抵接，并在直线动力输出装置和驱动件32之间设有驱使驱动件32转动回位的弹性回位件33。

而更具体的，直线动力输出装置为具有磁片的电磁阀，驱动件32与磁片相连，弹性回位件33为抵接在驱动件32和直线动力输出装置之间的压簧。当电磁阀通电时，吸附磁片向电磁阀靠近，由驱动件32推动传动件22向靠近随动件21的方向滑动，使内齿圈与外齿圈啮合，使偏心轴2可由曲轴1带动转动。

驱动件32推动传动件22的结构如图3所示，环传动件22的外圆周上构造有凹槽2201，并在驱动件32的端部铰接设置嵌套在凹槽2201内的挡环。在驱动件32中部设置由枢转轴，电磁阀吸附驱动件32时，驱动件32因杠杆原理推动传动件22向靠近随动件21的方向滑动。偏心轴2转动达到要求后，电磁阀断电，磁片由弹性回位件33带动回位，驱动传动件22向远离随动件21的方向滑动，使内齿圈与外齿圈脱离，曲轴1的转动不再传递至偏心轴2上。

实施例二

本实施例设计一种可变压缩比机构，该机构采用多连杆式可变压缩比机构，包括滑动设于发动机缸体62中的活塞61，转动设于发动机缸体62中的曲轴总成和偏心轴总成，以及转动设于曲轴总成中的曲轴1上的调节连杆63；还包括铰接于调节连杆63的一端与活塞61之间的执行连杆64，铰接于调节连杆63的另一端与偏心轴总成中的偏心轴2之间的驱动连杆65，以及如实施例一所述的偏心轴驱动机构。

本实施例的可变压缩比机构，偏心轴总成中的偏心轴由如实施例一所述的偏心轴驱动机构控制器旋转，偏心轴旋转，则驱动连杆65的摆动支撑位置发生变化，并经由调节连杆63和执行连杆64，使得活塞61的上止点位置变高或变低，以此实现发动机压缩比的调节。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种偏心轴驱动机构，其特征在于：所述偏心轴驱动机构用以承接曲轴(1)的驱使、以带动偏心轴(2)转动，且该偏心轴驱动机构包括：

随动件(21)，转动套装于所述偏心轴(2)的一端，且所述随动件(21)通过联动件(41)构成与所述曲轴(1)间的柔性传动、以可随所述曲轴(1)同步转动；

传动件(22)，于所述随动件(21)的一侧套设于所述偏心轴(2)上，所述传动件(22)可相对于所述偏心轴(2)轴向滑动，并因和所述偏心轴(2)间的啮合连接，所述传动件(22)为与所述偏心轴(2)同步转动设置；

控制部(3)，固定于承载所述偏心轴(2)的发动机缸体(62)上，且所述控制部(3)包括驱动装置(31)，以及与所述传动件(22)抵接、并可承接所述驱动装置(31)的驱使、以带动所述传动件(22)沿所述偏心轴(2)轴向往复滑动的驱动件(32)；

传动连接部，包括分设于所述传动件(22)与所述随动件(21)相对的两端上的传动件连接单元(221)和随动件连接单元(211)，且随所述传动件(22)因所述驱动件(32)的带动而向所述随动件(21)滑动，所述传动件连接单元(221)与所述随动件连接单元(211)传动连接、以可构成所述随动件(21)对所述传动件(22)的转动驱使。

2.根据权利要求1所述的偏心轴驱动机构，其特征在于：所述联动件(41)为链条或皮带。

3.根据权利要求2所述的偏心轴驱动机构，其特征在于：对应于所述链条或皮带设置有张紧器(42)。

4.根据权利要求1所述的偏心轴驱动机构，其特征在于：所述传动件(22)通过对应构造于所述传动件(22)及所述偏心轴(2)上的键槽设置于所述偏心轴(2)上。

5.根据权利要求1所述的偏心轴驱动机构，其特征在于：所述驱动装置(31)包括直线动力输出装置，所述驱动件(32)中部设有枢转轴，驱动件(32)通过所述枢转轴设于所述控制部(3)中，而相对于所述直线动力输出装置枢转设置，且所述驱动件(32)的一端与所述直线动力输出装置的动力输出端相连，另一端与所述传动件(22)抵接，并于所述直线动力输出装置和所述驱动件(32)之间设有驱使所述驱动件(32)绕所述枢转轴的转动回位的弹性回位件(33)。

6.根据权利要求5所述的偏心轴驱动机构，其特征在于：所述直线动力输出装置为具有磁片的电磁阀，所述驱动件(32)与所述磁片相连，所述弹性回位件(33)为抵接于驱动件(32)与所述直线动力输出装置之间的压簧。

7.根据权利要求1所述的偏心轴驱动机构，其特征在于：所述传动件连接单元(221)为套设于所述传动件(22)上的外齿圈，所述随动件连接单元(211)为构造于所述随动件(21)上的、且可与所述外齿圈啮合相连的内齿圈。

8.根据权利要求1所述的偏心轴驱动机构，其特征在于：所述传动件连接单元(221)与所述随动件连接单元(211)分别为设置于所述传动件(22)和所述随动件(21)相对的两端面上的摩擦盘。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的偏心轴驱动机构，其特征在于：所述联动件(41)与装设于所述发动机缸体(62)上的机油泵(5)的动力输入端传动相连。

10.一种可变压缩比机构，其特征在于：包括滑动设于发动机缸体(62)中的活塞(61)，转动设于所述发动机缸体(62)中的曲轴总成和偏心轴总成，以及转动设于所述曲轴总成中的曲轴(1)上的调节连杆(63)；还包括铰接于所述调节连杆(63)的一端与所述活塞(61)之间的执行连杆(64)，铰接于所述调节连杆(63)的另一端与所述偏心轴总成中的偏心轴(2)上的偏心轮之间的驱动连杆(65)，以及如权利要求1至9中任一项所述的偏心轴驱动机构。

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