CN110966090A - 偏心轴驱动机构及可变压缩比机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及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包括随动件，转动套装于偏心轴的一端，并构造有搭接于驱动连杆一侧的随动臂，且于随动件和偏心轴之间设有弹性件；传动件，可相对于偏心轴轴向滑动，并因和偏心轴间啮合连接而与偏心轴同步转动设置；控制部，包括驱动装置，与传动件抵接并可带动传动件轴向往复滑动的驱动件；传动连接部，包括分设于传动件与随动件上的传动件连接单元和随动件连接单元，且随传动件向随动件滑动，而使两者传动连接，且传动件连接单元可具有沿其一方向的相对于传动件的空转。本发明的偏心轴驱动机构可驱使偏心轴转动，并无需设置额外的驱动源，而有着很好的实用性。

Description

偏心轴驱动机构及可变压缩比机构

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种偏心轴驱动机构，同时本发明还涉及一种具有该偏心轴驱动机构的可变压缩比机构。

背景技术

传统发动机由于曲柄连杆机构的不可调整性，使得活塞行程和活塞上止点位置是不变的，也就导致发动机的余隙容积Vc、扫气容积Vs都是不变的，根据压缩比计算公式，压缩比ε＝(Vc+Vs)/Vc，因而发动机的压缩比也是不变的，也即发动机的压缩比不会随负荷大小变化。但是，综合考虑动力性、经济性，压缩比既不能太大也不能太小，因为在低速小负荷或部分负荷时，若压缩比偏小，可燃混合气不能充分混合，会造成燃烧效率低油耗高，以及燃烧不充分排放高，而在高速大负荷时，如果发动机压缩比偏大，则很容易产生爆震，轻则影响动力输出，重则对发动机零部件造成损坏。

为解决上述问题，目前一般通过改变发动机活塞上止点位置，来改变发动机压缩比，以满足不同发动机负荷的需求，同时也可很好的解决动力性、经济性与排放性之间的矛盾。但是，目前采用的方式一般均需要设计额外驱动源来提供驱使力，且整体结构复杂，对传动发动机的部件改进较大，也导致成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种偏心轴驱动机构，以可驱使偏心轴转动，并无需增加额外的驱动源。

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与偏心轴转动连接、且因活塞运动的带动而相对于所述偏心轴摆动的驱动连杆的驱使、以带动所述偏心轴转动，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，于所述随动件上构造有搭接于所述驱动连杆一侧的随动臂，并于所述随动件和所述偏心轴之间设有保持所述随动臂与所述驱动连杆间搭接的弹性件；

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，所述传动件连接单元被设置为可具有沿其一方向的相对于所述传动件的空转，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，于所述随动臂的与所述驱动连杆搭接的位置套装有轴承。

进一步的，所述弹性件为套设于所述偏心轴上、且两端分别与所述偏心轴及所述随动件连接的扭簧。

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，且所述外齿圈被设置为可具有沿其一方向上的相对于所述传动件的空转；所述随动件连接单元为构造于所述随动件上的、以可与所述外齿圈啮合相连的内齿圈。

进一步的，还包括：

定位部，所述定位部包括相对于所述传动件设置于所述偏心轴另一端的螺旋面，以及固定于所述发动机缸体上的定位装置，且于所述螺旋面上设有沿所述螺旋面的延伸向间隔布置的多个定位槽，所述定位装置具有因外力驱使而轴向移动、以可嵌设于所述定位槽中的定位销。

进一步的，所述定位装置包括固定于所述发动机缸体上的直线动力输出装置，所述定位销固连于所述直线动力输出装置的动力输出端。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明所述的偏心轴驱动机构，通过设置与驱动连杆搭接的随动臂，以及传动连接于随动臂与偏心轴之间的传动件，从而可使得偏心轴在驱动连杆的驱使下转动，其无需设置额外的驱动源，且整体结构简单，成本低，而有着很好的实用性。

本发明的另一目的在于提出一种可变压缩比机构，其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之间的驱动连杆，以及如上所述的偏心轴驱动机构。

本可变压缩比机构与偏心轴驱动机构相对于现有技术具有的有益效果相同，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应用有本偏心轴驱动机构的发动机的结构示意图；

图2为本发明实施例一所述的随动件的结构示意图；

图3为本发明实施例一所述的随动件的轴向剖视图；

图4为本发明实施例一所述的传动件与外齿圈的连接状态图；

图5为本发明实施例一所述的控制部的结构示意图；

图6为本发明实施例一所述的控制部与传动件的连接状态图；

图7为本发明实施例一所述的偏心轴的结构示意图；

附图标记说明：

1-活塞，2-执行连杆，3-调节连杆，4-曲轴总成，5-驱动连杆；

6-随动件，601-随动臂，602-套筒，6021-内齿圈；

7-外齿圈，8-单向转动组件，9-传动件，901-花键槽，902-环形槽；

10-控制部，1001-电磁阀壳体，1002-磁片，1003-拉杆；

11-偏心轴，1101-外花键，1102-螺旋面，1103-定位槽；

12-定位部，13-扭簧，14-滚针轴承，15-压簧。

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，其用以承接与偏心轴转动连接、且因活塞运动的带动而相对于偏心轴摆动的驱动连杆的驱使、以带动偏心轴转动，在整体结构上，该偏心轴驱动机构主要包括随动件、传动件、控制部以及传动连接部。

其中，随动件转动套装于偏心轴的一端，于随动件上构造有搭接于驱动连杆一侧的随动臂，并于随动件和偏心轴之间设有保持随动臂与驱动连杆间搭接的弹性件。传动件于随动件的一侧套设于偏心轴上，且随动件可相对于偏心轴轴向滑动，并因和偏心轴间啮合连接，传动件为与偏心轴同步转动设置。控制部则固定于承载偏心轴的发动机缸体上，且控制部包括驱动装置，以及与传动件抵接、并可承接驱动装置的驱使以带动传动件沿偏心轴轴向往复滑动的驱动件。

此外，上述传动连接部包括分设于传动件与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，且传动件连接单元被设置为可具有沿其一方向的相对于传动件的空转。同时，随传动件因驱动件的带动而向所述随动件滑动时，传动件连接单元与随动件连接单元能够传动连接，而可构成随动件对传动件的转动驱使。

本实施例的偏心轴驱动机构通过设置与驱动连杆搭接的随动臂，以及传动连接于随动臂与偏心轴之间的传动件，从而可使得偏心轴在驱动连杆的驱使下转动，其无需设置额外的驱动源，且整体结构简单，成本低，而有着很好的实用性。

基于如上设计思想，应用有本实施例的偏心轴驱动机构的发动机一种示例性结构如图1中所示，其中，驱动连杆5通过调节连杆3及执行连杆2的传动，以可因活塞1的往复滑动而进行摆动。前述的随动臂601具体与图1状态下所示的左端的驱动连杆5搭接设置。另外，传动件9套设于偏心轴11上并位于随动件6的左侧，并可沿偏心轴11轴向滑动，以构成或解除与偏心轴11之间的啮合连接。控制部10设置于传动件9的左侧，以驱动传动件9向右滑动而使传动件连接单元和随动件连接单元传动连接，从而构成随动件6对传动件9的转动驱使，并通过传动件9与偏心轴11的啮合连接而可带动偏心轴11转动。

具体而言，如图2和图3中所示，本实施例中的随动件6包括转动套装于偏心轴11上的套筒602，于套筒602的一端构造有沿其径向外凸的连接耳，前述的随动臂601被构造成沿套筒602的轴向延伸布置、且一端与连接耳固连的杆状。前述的随动件连接单元具体为构造于套筒602一端的内齿圈6021。另外，由图3中所示，相对于内齿圈6021，于套筒602的另一端构造有卡槽，以卡装下述的扭簧13。此外，为了提高随动件6与驱动连杆5的随动效果，于随动臂601与驱动连杆5搭接的一端套装有轴承，本实施例的轴承优先选用滚针轴承14。

由图4中所示，本实施例的传动件9整体被构造成中部形成有花键槽901的圆筒状，对应的，于偏心轴11的左端构造有与该花键槽901啮合连接的外花键1101。前述的传动件连接单元经由设于传动件9一端的单向转动组件8而套设于传动件9上，以此可使传动件连接单元具有沿其一方向的相对于传动件9的空转，并于相反方向上具有与传动件9的同步转动。其中，本实施例的传动件连接单元具体为可与上述的内齿圈6021啮合的外齿圈7，单向转动组件8具体参照现有自行车上使用的飞轮结构即可。

基于图1中所示的随动臂601与驱动连杆5的搭接状态，本实施例中，外齿圈7随动于驱动连杆5而具有沿图4中所示的顺时针方向的转动时，以可因单向转动组件8的作用而驱使传动件9与外齿圈7同步转动。而当驱动连杆5反向摆动并在弹性件的作用下牵引外齿圈7逆时针转动时，因单向转动组件8的作用，而使外齿圈7相对于传动件9空转，且此时传动件9可保持不动。另外为了便于加工制造，本实施例的弹性件优先采用套设于偏心轴11上、且两端分别与偏心轴11及随动件6上的套筒602连接的扭簧13。需要注意的是，该扭簧13在具体安装时需具有初始载荷，以能够对随动件6施加弹性力，而使随动臂601随驱动连杆的摆动过程始终保持与驱动连杆5间的搭接。

本实施例中，前述的驱动装置包括直线动力输出装置，驱动件则通过一枢接轴相对于直线动力输出装置枢转设置，且具体的，驱动件可枢转连接在直线动力输出装置的壳体上。此外，驱动件的一端与直线动力输出装置的动力输出端相连，另一端则与传动件9抵接，并于直线动力输出装置和驱动件之间还设有驱使驱动件的转动回位的弹性回位件。

其中，本实施例的直线动力输出装置具体可采用具有磁片1002的电磁阀，且结合图5和图6中所示，具体结构上，于电磁阀壳体1001上形成用于收容磁片1002的容纳腔。弹性回位件为收容于容纳腔内、并弹性抵接于磁片1002与电磁阀壳体1001间的压簧15，驱动件则为与磁片1002铰接，并枢转设于电磁阀壳体1001上的拉杆1003。

基于图6状态下所示，详细来讲，拉杆1003的上端相对于压簧15固连于磁片1002的另一侧，而拉杆1003的下端沿电磁阀壳体1001的径向延伸而外露于容纳腔，以便于与传动件9抵接而驱使传动件9轴向运动。为了实现拉杆1003与传动件9间的连接，具体设计时可仍参照图6中所示的结构，在拉杆1003的外伸端铰接可套设于传动件9外周面上的圆环，并与传动件9上构造供圆环嵌装的环形槽902，此时需要注意的是，圆环与环形槽902之间应为间隙配合，以保证传动件9可具有相对于拉杆1003的转动。

如此设置，可在电磁阀通电时吸引磁片1002并使拉杆1003摆动，以此可使拉杆1003的下端(也即拉杆1003的外伸端)推动传动件9沿偏心轴11轴向移动，而与偏心轴11啮合连接，同时因设于传动件9上的外齿圈7与随动件6上的内齿圈6021间的啮合相连，从而可在驱动连杆5的驱使下，偏心轴11与传动件9同轴转动，以此调节活塞1上止点的位置，进而实现压缩比的改变。

为进行压缩比的调节，并保证压缩比的调节精度，本实施例的偏心轴驱动机构还包括定位部12，结合图1和图7中所示，该定位部12具体包括相对于传动件9设置于偏心轴11另一端的螺旋面1102，以及固定于发动机缸体上的定位装置，且于螺旋面1102上设有沿螺旋面1102的延伸向间隔布置的多个定位槽1103。

上述定位装置具体包括固定于发动机缸体上的直线动力输出装置，以及固连于直线动力输出装置的动力输出端的定位销，该直线动力装置可采用直线电机，定位销则固连于直线电机的输出端，从而可使定位销在直线动力输出装置的驱使下轴向移动，以能够嵌设于上述的其一定位槽1103中，而实现对偏心轴11的锁止，并以此结束压缩比的变更。

本偏心轴驱动机构通过设置与驱动连杆5搭接的随动臂601，以及传动连接于随动臂601与偏心轴11之间的外齿圈7和传动件9，从而可使偏心轴11在驱动连杆5的驱使下转动，以能够对活塞1上止点的位置的进行调节而调整压缩比，其无需额外的驱动源和复杂的机械结构，同时，通过设置定位装置亦可提高压缩比的调节精度，而有很好的实用性。

实施例二

本实施例涉及一种可变压缩比机构，仍由图1中所示，其包括滑动设于发动机缸体中的活塞1，转动设于发动机缸体中的曲轴总成4和偏心轴总成，以及转动设于曲轴总成4中的曲轴上的调节连杆3，还包括铰接于调节连杆3的一端与活塞1之间的执行连杆2，铰接于调节连杆3的另一端与偏心轴总成中的偏心轴11之间的驱动连杆5，以及如实施例一中的偏心轴驱动机构。

本实施例的可变压缩比机构在运行时，驱动连杆5在活塞1的驱使下往复左右摆动，当需要变更压缩比时，首先，汽车ECU根据压缩比变化参数控制定位销的伸出长度，然后ECU向电磁阀发出控制信号，使电磁阀通电吸引磁片1002，以使拉杆1003推动传动件9向右滑动，而使传动件9与随动件6啮合相连。

此时，当驱动连杆5再次向右摆动时，可推动随动臂601而带动传动件9及偏心轴11同步转动一定角度，而当驱动连杆5反向向左摆动时，因单向转动组件8的作用，此时，随动臂601在扭簧13的驱使下逆时针摆动空转，而使得传动件9及偏心轴11保持不动。接着，当驱动连杆5再次向右摆动时，循环进行上述工作过程，以使偏心轴11再次转动一定角度。

循环进行上述过程中，随着偏心轴的转动定位销与螺旋面1102之间的距离逐渐减小，直至定位销与螺旋面1102抵接，并使定位销插设于螺旋面1102上的其一定位槽1103中时，便可锁止偏心轴11，由此即完成压缩比的调整。此时，ECU再次向偏心轴11左端的电磁阀发出控制信号，以使电磁阀断电并在压簧15的顶推下使拉杆1003反向摆动，进而带动传动件9脱离与偏心轴11的啮合，偏心轴便不会再转动。

本实施例的可变压缩比机构通过采用如实施例一的偏心轴驱动机构，可实现对偏心轴的驱动，且无需增加额外的驱动源，其整体结构简单，成本低，而具有很好的实用性。

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与偏心轴(11)转动连接、且因活塞(1)运动的带动而相对于所述偏心轴(11)摆动的驱动连杆(5)的驱使、以带动所述偏心轴(11)转动，且该偏心轴驱动机构包括：

随动件(6)，转动套装于所述偏心轴(11)的一端，于所述随动件(6)上构造有搭接于所述驱动连杆(5)一侧的随动臂(601)，并于所述随动件(6)和所述偏心轴(11)之间设有保持所述随动臂(601)与所述驱动连杆(5)间搭接的弹性件；

传动件(9)，于所述随动件(6)的一侧套设于所述偏心轴(11)上，所述传动件(9)可相对于所述偏心轴(11)轴向滑动，并因和所述偏心轴(11)间的啮合连接，所述传动件(9)为与所述偏心轴(11)同步转动设置；

控制部(10)，固定于承载所述偏心轴(11)的发动机缸体上，且所述控制部(10)包括驱动装置，以及与所述传动件(9)抵接、并可承接所述驱动装置的驱使、以带动所述传动件(9)沿所述偏心轴(11)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(9)与所述随动件(6)相对的两端上的传动件连接单元和随动件连接单元，所述传动件连接单元被设置为可具有沿其一方向的相对于所述传动件(9)的空转，且随所述传动件(9)因所述驱动件的带动而向所述随动件(6)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(6)对所述传动件(9)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：于所述随动臂(601)的与所述驱动连杆(5)搭接的位置套装有轴承。

3.根据权利要求1所述的偏心轴驱动机构，其特征在于：所述弹性件为套设于所述偏心轴(11)上、且两端分别与所述偏心轴(11)及所述随动件(6)连接的扭簧(13)。

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(9)通过对应构造于所述传动件(9)及所述偏心轴(11)上的键槽设置于所述偏心轴(11)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。

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(15)。

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为套设于所述传动件(9)上的外齿圈(7)，且所述外齿圈(7)被设置为可具有沿其一方向上的相对于所述传动件(9)的空转；所述随动件连接单元为构造于所述随动件(6)上的、以可与所述外齿圈(7)啮合相连的内齿圈(6021)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的偏心轴驱动机构，其特征在于：还包括：

定位部，所述定位部包括相对于所述传动件(9)设置于所述偏心轴(11)另一端的螺旋面(11102)，以及固定于所述发动机缸体上的定位装置，且于所述螺旋面(1102)上设有沿所述螺旋面(1102)的延伸向间隔布置的多个定位槽(1103)，所述定位装置具有因外力驱使而轴向移动、以可嵌设于所述定位槽(1103)中的定位销。

9.根据权利要求8所述的偏心轴驱动机构，其特征在于：所述定位装置包括固定于所述发动机缸体上的直线动力输出装置，所述定位销固连于所述直线动力输出装置的动力输出端。

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中的活塞(1)，转动设于所述发动机缸体中的曲轴总成(4)和偏心轴总成，以及转动设于所述曲轴总成(4)中的曲轴上的调节连杆(3)；还包括铰接于所述调节连杆(4)的一端与所述活塞(1)之间的执行连杆(2)，铰接于所述调节连杆(3)的另一端与所述偏心轴总成中的偏心轴(11)之间的驱动连杆(5)，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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