CN111379619A - 可变压缩比机构及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可变压缩比机构及其控制方法,本发明的可变压缩比机构设置于发动机缸体中,并包括滑动设于发动机缸体内的缸筒中的活塞,转动设于发动机缸体上的曲轴与具有偏心轮的偏心轴,以及转动套装于曲轴上的调节连杆,铰接于活塞与调节连杆的一端之间的执行连杆,和铰接于偏心轴与调节连杆的另一端之间的驱动连杆;还包括设于偏心轴一端的具有两限位部的传动机构,设于偏心轴另一端的连接机构,以及固定于发动机缸体中并位于两限位部之间的限位机构,和装设于发动机缸体上的传感器。本发明的可变压缩比机构通过限位机构与限位部的抵接,可经由对偏心轴极限运动位置的限制,而确定偏心轴的极限相位,从而能够提高偏心轴控制的精确性。
Description
技术领域
本发明涉及发动机技术领域,特别涉及一种可变压缩比机构,本发明还涉及该可变压缩比机构的控制方法。
背景技术
多连杆式可变压缩比是唯一达到量产条件的发动机技术,其是通过连续改变发动机活塞上止点位置,进而改变发动机压缩比,以满足不同发动机负荷需求,使发动机始终工作在最佳工作区,进而既可提高发动机动力性降低油耗,又能够减少排放,能够很好的解决动力性与经济性、排放性之间的矛盾。
在多连杆式可变压缩比机构中,偏心轴作为进行压缩比调控的控制轴有着极其重要的作用,其既要保证可变压缩比的连续可变功能,又要保证压缩比的调节精度。可变压缩比机构的布置空间,也对偏心轴有着严格的要求,又要求其结构紧凑占用空间少,也要求其精度较高。
但现有多连杆式可变压缩比机构仍存着偏心轴相位控制精度提升困难,以及偏心轴一般为整体式结构,加工精度要求高,成本高,且在装配后间隙较大,也会影响压缩比调节精度等不足。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提出一种可变压缩比机构,以可提高偏心轴的控制精度。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种可变压缩比机构,设置于发动机缸体中,并包括滑动设于所述发动机缸体内的缸筒中的活塞,转动设于所述发动机缸体上的曲轴与具有偏心轮的偏心轴,以及转动套装于所述曲轴上的调节连杆,铰接于所述活塞与所述调节连杆的一端之间的执行连杆,和铰接于所述偏心轴与所述调节连杆的另一端之间的驱动连杆;
所述可变压缩比机构还包括:
传动机构,设于所述偏心轴的一端,且所述传动机构被设置为以构成所述偏心轴与外部驱动装置的传动连接,并于所述传动机构上构造有沿所述偏心轴的周向间隔布置的两个限位部;
连接机构,相对于设有所述传动机构的一端、设于所述偏心轴的另一端,且所述连接机构被设置为以构成所述偏心轴与外部传感器的检测端的连接;
限位机构,固定于所述发动机缸体中,并位于两所述限位部之间,且所述限位机构被设置为因所述传动机构随所述偏心轴的往复转动,而可构成与两所述限位部的交替抵接;
传感器,装设于所述发动机缸体上,且所述传感器的检测端与所述连接机构相连。
进一步的,所述驱动装置包括固定于所述发动机缸体上的电机,以及传动连接于所述电极和所述传动机构之间的谐波减速器。
进一步的,所述传动机构包括具有套装孔的法兰,所述法兰由构造于所述套装孔内壁与所述偏心轴外壁上的花键结构套装连接于所述偏心轴上,并于所述法兰上设有与所述驱动装置连接的连接部。
进一步的,所述限位机构为固定于所述发动机缸体上的限位销。
进一步的,所述限位部为构造于所述法兰外周侧的限位凸起,并于所述限位凸起的与所述限位销抵接的一侧形成有圆弧面。
进一步的,所述限位销的至少与所述限位凸起抵接的部位为与所述圆弧面半径相同的圆弧形,且所述限位销的圆弧形部位的圆心与两所述限位凸起上的所述圆弧面的圆心处于同一分布圆上。
进一步的,于构造有所述花键结构的所述套装孔的内壁和所述偏心轴的外壁上对应设置有缺齿部。
进一步的,所述连接机构为固连于偏心轴端部的传感器连接销,于所述传动机构上套装有构成所述偏心轴于所述发动机缸体上转动设置的滚动轴承。
相对于现有技术,本发明具有以下优势:
本发明的可变压缩比机构通过限位机构与限位部的抵接,可经由对偏心轴极限运动位置的限制,而确定偏心轴的极限相位,从而能够提高偏心轴控制的精确性。
本发明同时也提出了一种可变压缩比机构控制方法,该控制方法至少包括确定如上所述的可变压缩比机构中的所述偏心轴的极限相位,且所述偏心轴的极限相位的确定包括如下的步骤:
s1、由所述驱动装置驱使所述偏心轴沿其一方向转动,直至两所述限位部之一与所述限位机构抵接,并由所述传感器获取所述偏心轴的即时相位,以作为所述偏心轴的最大相位或最小相位;
s2、由所述驱动装置驱使所述偏心轴沿另一方向反向转动,直至两所述限位部另一与所述限位机构抵接,并由所述传感器获取所述偏心轴的即时相位,以作为所述偏心轴的最小相位或最大相位。
进一步的,该控制方法还包括因所述偏心轴转动而使所述限位机构进入所述最大相位位置或所述最小相位位置的90%区域时,对所述偏心轴进行减速,及至所述限位机构进入所述最大相位位置或最小相位位置;且于所述可变压缩比机构正常运行时,所述限位机构被设置为于90%最大相位位置与90%最小相位位置之间的范围内运动。
本发明的可变压缩比机构的控制方法可通过机械限位实现对偏心轴极限相位的确定,其能够提高偏心轴控制的精确性,从而可提升压缩比调节的精准性,而有着很好的实用性。
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可变压缩比机构的结构示意图;
图2为本发明实施例一所述的偏心轴的结构示意图;
图3为本发明实施例一所述的套装孔缺齿部的结构示意图;
图4为本发明实施例一所述的偏心轴缺齿部的结构示意图;
图5为本发明实施例一所述的限位销与限位凸起的配合示意图;
图6为本发明实施例一所述的限位销与限位凸起上圆弧面的布置示意图;
图7为本发明实施例二所述的可变压缩比机构的压缩比控制相位图;
附图标记说明:
1-活塞,2-执行连杆,3-调节连杆,4-曲轴,5-驱动连杆,6-谐波减速器,7-偏心轴,8-发动机缸体,9-限位销,10-第一限位凸起,101-第一圆弧面,11-第二限位凸起,111-第二圆弧面,12-连接孔,13-法兰缺齿部,14-偏心轴缺齿部;
701-滚动轴承,702-法兰,7021-套装孔,703-芯轴,704-偏心轮,705-传感器连接销,706-传动销,707-油槽,708-主油道;
801-回油孔,802-通气孔。
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
本实施例涉及一种可变压缩机机构,其具体为多连杆式可变压缩比机构,且该可变压缩比机构的一种示例性结构如图1中所示,其设置于图中未示出的具有缸筒的发动机缸体,并包括滑动设于缸筒中的活塞1,转动设于发动机缸体中的曲轴4与具有偏心轮的偏心轴7,以及转动套装于曲轴4上的调节连杆3,铰接于活塞1与调节连杆3的一端间的执行连杆2,和铰接于偏心轴7中的偏心轮与调节连杆3的另一端之间的驱动连杆5。
此外,本实施例的可变压缩比机构还包括设置于偏心轴7的一端,以构成该偏心轴7与外部驱动装置传动连接的传动机构,相对于所述传动机构设置于偏心轴7另一端的用于偏心轴7和外部传感器的检测端连接的连接机构,以及固定于发动机缸体中的限位机构,和装设于发动机缸体上的传感器。其中,在传动机构上还设置有沿偏心轴7的周向间隔布置的两个限位部,限位机构即位于两个限位部之间,并可随偏心轴7的往复转动而和两个限位部交替抵接。传感器则通过上述的连接机构与偏心轴7相连,以用于对偏心轴7的转动相位进行实时检测。
本实施例的可变压缩比机构在工作时,偏心轴7由驱动装置驱动控制其旋转,因偏心轴7的旋转,驱动连杆5的摆动支撑位置发生变化,并通过调节连杆3和执行连杆2的联动,由此使得活塞1的上止点位置变高或变低,以此即可实现发动机压缩比的调节。
具体来说,用于驱动偏心轴7转动的外部的驱动装置优选的为固定在发动机缸体上的电机,以及连接在该电机的输出轴和偏心轴7上的传动机构之间的减速器,且该减速器优选为选用具有较大载荷承载性及较好NVH特性的谐波减速器6。
而针对于本实施例中的偏心轴7,其整体为组合式结构,且其一种示例性结构如图2中所示,该组合式的偏心轴7包括芯轴703,前述偏心轮704即为套装固定在芯轴703上的若干个,各偏心轮704也为沿芯轴703的轴向间隔布置,且各偏心轮704与芯轴703之间不同心设置。本实施例中,在偏心轮704和芯轴703之间的固定方式上,作为一种较优的实施形式,其在偏心轮704和芯轴703上设置有对应布置的销孔,并于该销孔内嵌装固定传动销706,且偏心轮704与芯轴703上的销孔可采用合件加工的方式获得。从而经由传动销706分别与偏心轮704及芯轴703之间的过盈装配,以此实现芯轴703、偏心轮704和传动销706三者的固连,也即实现偏心轮704在芯轴703上的固定。
此外应该注意的是,当该偏心轴7装设于发动机中时,可通过芯轴703使偏心轴7整体转动承载在发动机缸体中,多连杆结构中的驱动连杆5与偏心轴7中的偏心轮704铰接相连。或者,也可以是通过偏心轮704将偏心轴7整体转动设置在发动机缸体中,而此时则使得驱动连杆5与芯轴703间铰接相连。上述两种在发动机中的布置方式,均能够通过对偏心轴7转动的控制,进而实现对发动机压缩比的调节,且上述两种布置方式对偏心轴中其它结构的设置并无实质性影响,其仅进行相关的位置调整便可。而本实施例将以偏心轴7通过芯轴703转动装设于发动机缸体中,偏心轮704与驱动连杆5连接来进行说明。
出于对转动的芯轴703及偏心轮704进行润滑的考虑,本实施例中结合于下文中的图4所示的,还可在芯轴703内设置沿其长度方向布置的主油道708,并于芯轴703和偏心轮704上设置对正布置且可贯通至该主油道708的油孔,以此可通过使主油道708与发动机润滑油路的连接,进而实现对芯轴703和偏心轮704转动表面的润滑。
需要指出的是,上述的主油道708在设置时,其可通过在芯轴703上直接钻孔得到,嵌入芯轴703中的传动销706则可通过使该传动销706的位于主油道708中的部分外径小于主油道708的内径,以避免传动销706堵塞主油道708。此外,主油道708靠近于谐波减速器6的一端可与谐波减速器6内连通,以向减速器内供油,主油道708的另一端则可由后续将描述的传感器连接销705进行封堵,以避免润滑油泄露。进入谐波减速器6中的润滑油可通过开设于发动机缸体8上的回油孔801返回曲轴箱中,并且在谐波减速器6和曲轴箱之间还设置有开设于发动机缸体8上的通气孔802,以保证谐波减速器6内的顺利回油。
对于和发动机润滑油路之间的连接,本实施例则例如可在芯轴703上的与发动机缸体相接的部位设置油孔,并对应于该油孔设置沿芯轴703周向布置的油槽707。由此,发动机缸体中的润滑油路经由上述油槽707和相应位置的油孔便可与主油道708连通,而油槽707的设计则能够在偏心轴7转动时,保证主油道708始终与发动机润滑油路连通,以实现不间断供油。
本实施例中,上述传动机构则可为具有套装孔7021、并由该套装孔7021套装在芯轴703上的法兰702,而为了降低因偏心轴7的弯曲变形对谐波减速器6中的柔轮造成的影响,在法兰702上也设置有滚动轴承701,且该滚动轴承701具体用于偏心轴7在外部载体、也即发动机缸体中的转动设置。详细来说,本实施例的法兰702与芯轴703之间设置为通过构造于套装孔7021内壁和芯轴703外壁上的匹配设计的花键结构进行连接,而于法兰702上则还设置与谐波减速器6进行连接的连接部。装设在法兰702上的滚动轴承701则优选的为选用深沟球轴承。
另外,本实施例中上述的用于和传感器检测端连接的连接机构例如可为固连在芯轴703端部的传感器连接销705,该传感器连接销705为柱状结构,且可于其一端开始槽口,进而通过该槽口和传感器检测端的卡接,便可实现芯轴703和传感器之间的连接,以由传感器实现对偏心轴转动相位的检测。而对于经由花键结构连接的芯轴703和法兰702,本实施例中为保证连接后的芯轴703与谐波减速器6中柔轮的同轴度,可设置使得所述花键结构中的内外花键通过大径定心,且此时内外花键的大径之间也为间隙配合。
为了保证偏心轴7与连接于其一端的谐波减速器6中的柔轮之间的同轴度,以降低柔轮在运行过程中的变形,从而减少柔轮的磨损,以提升其使用寿命。本实施例中,芯轴703的连接有所述法兰702的一端可设置为伸出于该法兰702外,从而形成相对于法兰702外伸的伸出端,该伸出端的外径、也即芯轴703具有花键结构的该端的大径和柔轮上的中心孔的内径相同,同时,芯轴703端部的伸出端也插设于柔轮上的中心孔内,以此通过芯轴703对柔轮的径向定位,亦能够满足对柔轮和偏心轴7两者间同轴度的保障,进而减少柔轮可能发生的变形。
参见于图3所示的,本实施例上述法兰702上的连接部例如可为设置在法兰702上的连接孔12,且此时作为一种较优方式,可通过穿设在该连接孔12中的连接螺栓实现法兰与谐波减速器6中的柔轮之间的连接,以由此实现谐波减速器6和偏心轴7的刚性相连。此外,需要说明的是,本实施例的偏心轴7于发动机中设置时,滚动轴承701可为安装于形成在发动机缸体中的轴承安装孔中,芯轴703则可为转动装设在固定于发动机缸体内的轴承座中,芯轴703的一端通过法兰702和谐波减速器6相连,芯轴703的另一端则可通过传感器连接销705和安装在发动机缸体上的传感器连接。
需要说明的是,在偏心轴7于发动机缸体中装配时,为便于滚动轴承701的装配,滚动轴承701的内圈与法兰702之间为过盈配合,而滚动轴承702的外圈和发动机缸体上的轴承安装孔之间可采用过渡配合。此外,芯轴703与装载其的轴承座之间设置则为间隙配合。
对于法兰702上的滚动轴承701的设置,在发动机运行中因多连杆机构的力传递作用,偏心轴7整体会受到径向载荷,在该载荷下偏心轴7会产生弯矩,进而使得偏心轴7有发生变形的趋势。此时若无滚动轴承701的存在,芯轴703的端部跳动会增大,从而对相连的谐波减速器6的柔轮造成影响。但由于滚动轴承701的设置,可承受上述弯矩产生的径向力,以限制芯轴703的端跳动,进而可保证法兰702不发生偏斜并正常转动,以此实现了对谐波减速器6中柔轮变形的抑制,达到提升柔轮运行稳定性及提高其寿命的目的。
另外,为进一步避免柔轮受到偏心轴7运转的不利影响,本实施例在套装孔7021和芯轴703的具有上述花键结构的内壁及外壁上也可设置对应布置的限位槽,该限位槽具体可由对正布置于套装孔7021与芯轴703上,且扣合于一起的两个限位槽形成,在该限位槽内还设置有弹性挡圈。该弹性挡圈在结构上,其沿芯轴703轴向的厚度为小于限位槽的宽度设置,以此通过该弹性挡圈不仅可对法兰702相对于芯轴703的轴向移动进行约束,更重要的是通过弹性挡圈的沿芯轴703轴向的厚度小于限位槽的宽度,则也能够使芯轴703相对于法兰702具有一定的轴向活动余量,以在芯轴703发生轴向窜动时并不会导致法兰702发生相应的位置变动,进而能够避免芯轴703的轴向移动对法兰702连接的谐波减速器6的柔轮造成影响。
本实施例应当注意的是,为避免过定位现象的发生,以防止弹性挡圈与法兰702发生卡滞,芯轴703相对于法兰702的轴向可移动量、也即弹性挡圈厚度与限位槽宽度之间的差值,其应不小于偏心轴7的设计轴向窜动量。而进一步的,为在装配时便于弹性挡圈于套装孔7021内的装设,套装孔7021的供弹性挡圈嵌入的一端可进行倒角,同时为利于弹性挡圈脱出以便于法兰702的拆卸,套装孔7021上的限位槽的靠近于该套装孔7021倒角一端的内壁也可设计为相对于芯轴703轴向倾斜的导向面,且该导向面与芯轴703轴向间的夹角优选为钝角。
通过套装孔7021一端的倒角,装配时经由该倒角的导向可将弹性挡圈轻易的压入限位槽中,而当需要拆卸法兰702时,因有上述导向面的设置,直接将法兰702向外拉拔,便可在导向面的导向作用下使弹性挡圈脱出,以实现法兰702和芯轴703之间的脱离。
本实施例中在法兰702与柔轮的连接中,一般穿设于连接孔12中的连接螺栓的头部会置于柔轮一侧,因此为避免连接螺栓的头部在装配后将柔轮压溃变形,在柔轮与连接螺栓的头部之间则可夹置一垫片,该垫片直接采用现有普通垫片成品即可。
此外,本实施例中结合于图3和图4中所示的,为便于法兰702在芯轴703上的装设,法兰702上的套装孔7021中的花键结构,以及芯轴703上的花键结构均存在缺齿设计,且两者上的缺齿部位对应布置,由此构成了可防止法兰702于芯轴703上错装的法兰缺齿部13和芯轴缺齿部14。法兰缺齿部13与芯轴缺齿部14所包含的缺齿数量,可根据实际情形进行选择,在法兰702和芯轴703装配时,需保证法兰缺齿部13和芯轴缺齿部14相对正才能完成装配,由此不仅利于了装配操作,也可避免偏心轴7转动相位与压缩比对应关系发生变化。
本实施例如图5中所示的,前述的固定于发动机缸体8上的限位机构具体为圆形截面的限位销9,且其固定在发动机缸体上的用于容纳法兰702及安装滚动轴承701的轴承安装孔内。而传动机构、也即法兰702上的两个限位部则为构造于法兰702外周侧的两个限位凸起。此时,为便于描述,两个限位凸起分别称之为第一限位凸起10和第二限位凸起11,该第一限位凸起10与第二限位凸起11即决定着偏心轴7转动的两个极限位置,也由此该两个限位凸起也即对应着压缩比的最大调节位置和最小调节位置。
为使得限位销9与任一限位凸起抵接时能够有足够的接触面,从而减小限位销9和限位凸起之间的接触应力,以降低限位凸起和限位销9表面破坏的风险。如图6中所示的,本实施例的两个限位凸起与限位销9抵接的一侧也分别形成有呈圆弧状的第一圆弧面101与第二圆弧面111。此外,在结构尺寸及位置布置上,本实施例也使得限位销9和上述两个圆弧面的半径相同,同时限位销9的圆心O9也和两个圆弧面的圆心(O10、O11)处于同一分布圆D上。通过以上的设置,便可实现限位销9与两侧的圆弧面接触面积的足够大。
当然,本实施例中除了使限位销9的截面为圆形,还可使得其截面呈半圆形,或者使其与限位凸起相抵接的部位为圆弧形,而其他部位采用其它任意的形状。如此变形,只要限位销9为圆弧形的部位的半径与限位凸起上的圆弧面的半径相同,以使限位销9和限位凸起的接触面积足够大即可。
实施例二
本实施例涉及实施例一的可变压缩比机构的控制方法,且该控制方法至少包括确定实施例一的可变压缩比机构中的偏心轴7的极限相位,且该偏心轴7的极限相位的确定具体包括如下的步骤:
步骤s1:由驱动装置、也即电机经由谐波减速器6驱使偏心轴7沿其一方向转动,直至两个限位凸起之一与限位销9抵接,并由传感器获取偏心轴7的即时相位,以作为偏心轴7的最大相位或最小相位;
步骤s2:由驱动装置驱使偏心轴7沿另一方向反向转动,直至两个限位凸起中的另一与限位销9抵接,并由传感器获取偏心轴7的即时相位,以作为偏心轴9的最小相位或最大相位。
此外,本实施例的控制方法进一步也还包括因偏心轴7转动而使限位销9进入最大相位位置或最小相位位置的90%区域时,对偏心轴7进行减速,及至限位销9进入最大相位位置或最小相位位置。同时,在本实施例的可变压缩比机构正常运行时,限位销9也被设置为在90%最大相位位置与90%最小相位位置之间的范围内运动,以达到防止限位销9和限位凸起撞击,保护限位销9与法兰702的目的。
详细来说,参考于图7中所示的,其中,图7中F表示最大压缩比处偏心轮,F’表示最小压缩比处偏心轮,a表示最大压缩比缓冲角,b–大压缩比角度,c表示中压缩比角度,d表示小压缩比角度,e表示最小压缩比缓冲角,f表示偏心轴旋转角度范围,g表示最大压缩比位置线与竖直平面夹角,m表示最小压缩比位置线,n表示最大压缩比位置线,O表示偏心轴旋转中心,O1表示最大压缩比位置偏心轮中心,O2表示最小压缩比位置偏心轮中心。
本实施例的可变压缩比机构,最大压缩比位置线n为偏心轴7旋转中心O与压缩比最大位置偏心轮704中心O1的连线,最小压缩比位置线m为偏心轴7旋转中心O与压缩比最小位置偏心轮704中心O2的连线,m和n之间的范围便是偏心轴7的旋转角度范围f。在该范围f内则分为最大压缩比缓冲角a、大压缩比角度b、中压缩比角度c、小压缩比角度d和最小压缩比缓冲角e五个角度范围。
其中,由于在偏心轴7转动到极限位置n、m时,若法兰702上的限位凸起与限位销9的外表面发生碰撞,则会造成限位销9及限位凸起的磨损、变形,从而影响限位机构的使用寿命。故设置了对应于两个极限位置分布布置的缓冲区域,且在可变压缩比机构正常工作时,为避免限位凸起与限位销9发生碰撞,偏心轴7也设置为只在b、c、d三个角度范围内旋转。在大压缩比角度b内,偏心轮704中心在过偏心轴7旋转中心O的水平线下方,在小压缩比角度d内,偏心轮704中心在过偏心轴7旋转中心O的水平线上方。
在可变压缩比机构自学习时,需要找到并确定偏心轴7的极限位置,也即寻找最大、最小压缩比时的偏心轴7相位,且通过与偏心轴7连接的传感器,便可确定最大、最小压缩比时偏心轴7的相位,以此可提升压缩比的控制精度。所以本实施例中,通过在偏心轴7学习到最小压缩比极限位置m时,由法兰702上的限位凸起(第一限位凸起10)的第一圆弧面101与限位销9外表面接触,偏心轴7停止转动,且传感器检测检测此时偏心轴7相位,以及学习到最大压缩比极限位置n时,第二限位凸起11的第二圆弧面111与限位销9的外表面接触,偏心轴7停止转动,且传感器检测此时偏心轴7相位,即能够确定偏心轴7的两个极限相位。依据该两个极限相位,并由设定的缓冲相位角,便可确定匹配于压缩比调节的偏心轴7的实际调控转动相位。
本实施例中,针对于接近m、n的位置分别设置的最小压缩比缓冲角e及最大压缩比缓冲角a,在实际实施时,例如可使得该两个缓冲角度均为自极限相位位置的90%至达到极限相位位置的范围。偏心轴7转动到相应的a或e角度范围内电机便反向制动以减速,进而使法兰702上的两个限位凸起与限位销9缓慢接触,以保护限位销9和限位凸起不受损坏。
本实施例的控制方法通过控制偏心轴7的相位控制压缩比,偏心轴7相位范围确定后,在此调节范围内不同压缩比即对应偏心轴7的不同相位确定,从而可便于压缩比调节方式的确定。并且在可变压缩比机构自学习时,通过确定偏心轴7的极限位置,再通过传感器即可确定最大、最小压缩比时偏心轴7的相位,由此也可有助于提升压缩比的控制精度。
另外,当可变压缩比机构发生失效时,因无法调节发动机压缩比,在气缸爆发压力的作用下,偏心轴7有向最小压缩比或最大压缩比相位方向转动的趋势,偏心轴7转过最小或最大压缩比所对应的相位角度后,压缩比将无法固定,即发动机无法稳定燃烧,将出现一系列由燃烧不稳定而引起的噪声、零部件损坏失效等问题。此时本实施例的可变压缩比机构通过设置机械限位结构对偏心轴7的转动进行限位,可使得偏心轴7相位能够固定在最小或最大压缩比位置,因而其能够使发动机仍能够稳定燃烧工作,而不损坏发动机其他零部件,以此可保障发动机的持续运行。
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)
1.一种可变压缩比机构,设置于发动机缸体(8)中,并包括滑动设于所述发动机缸体(8)内的缸筒中的活塞(1),转动设于所述发动机缸体(8)上的曲轴(4)与具有偏心轮(704)的偏心轴(7),以及转动套装于所述曲轴(4)上的调节连杆(3),铰接于所述活塞(1)与所述调节连杆(3)的一端之间的执行连杆(2),和铰接于所述偏心轴(7)与所述调节连杆(3)的另一端之间的驱动连杆(5);其特征在于:所述可变压缩比机构还包括:
传动机构,设于所述偏心轴(7)的一端,且所述传动机构被设置为以构成所述偏心轴(7)与外部驱动装置的传动连接,并于所述传动机构上构造有沿所述偏心轴(7)的周向间隔布置的两个限位部;
连接机构,相对于设有所述传动机构的一端、设于所述偏心轴(7)的另一端,且所述连接机构被设置为以构成所述偏心轴(7)与外部传感器的检测端的连接;
限位机构,固定于所述发动机缸体(8)中,并位于两所述限位部之间,且所述限位机构被设置为因所述传动机构随所述偏心轴(7)的往复转动,而可构成与两所述限位部的交替抵接;
传感器,装设于所述发动机缸体(8)上,且所述传感器的检测端与所述连接机构相连。
2.根据权利要求1所述的可变压缩比机构,其特征在于:所述驱动装置包括固定于所述发动机缸体(8)上的电机,以及传动连接于所述电极和所述传动机构之间的谐波减速器(6)。
3.根据权利要求1所述的可变压缩比机构,其特征在于:所述传动机构包括具有套装孔(7021)的法兰(702),所述法兰(702)由构造于所述套装孔(7021)内壁与所述偏心轴(7)外壁上的花键结构套装连接于所述偏心轴(7)上,并于所述法兰(702)上设有与所述驱动装置连接的连接部。
4.根据权利要求3所述的可变压缩比机构,其特征在于:所述限位机构为固定于所述发动机缸体(8)上的限位销(9)。
5.根据权利要求4所述的可变压缩比机构,其特征在于:所述限位部为构造于所述法兰(702)外周侧的限位凸起,并于所述限位凸起的与所述限位销(9)抵接的一侧形成有圆弧面。
6.根据权利要求5所述的可变压缩比机构,其特征在于:所述限位销(9)的至少与所述限位凸起抵接的部位为与所述圆弧面半径相同的圆弧形,且所述限位销(9)的圆弧形部位的圆心与两所述限位凸起上的所述圆弧面的圆心处于同一分布圆(D)上。
7.根据权利要求3所述的可变压缩比机构,其特征在于:于构造有所述花键结构的所述套装孔(7021)的内壁和所述偏心轴(7)的外壁上对应设置有缺齿部。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的可变压缩比机构,其特征在于:所述连接机构为固连于偏心轴(7)端部的传感器连接销(705),于所述传动机构上套装有构成所述偏心轴(7)于所述发动机缸体(8)上转动设置的滚动轴承(701)。
9.一种可变压缩比机构控制方法,其特征在于:该控制方法至少包括确定权利要求1至8中任一项所述的可变压缩比机构中的所述偏心轴(7)的极限相位,且所述偏心轴(7)的极限相位的确定包括如下的步骤:
s1、由所述驱动装置驱使所述偏心轴(7)沿其一方向转动,直至两所述限位部之一与所述限位机构抵接,并由所述传感器获取所述偏心轴(7)的即时相位,以作为所述偏心轴(7)的最大相位或最小相位;
s2、由所述驱动装置驱使所述偏心轴(7)沿另一方向反向转动,直至两所述限位部另一与所述限位机构抵接,并由所述传感器获取所述偏心轴(7)的即时相位,以作为所述偏心轴(7)的最小相位或最大相位。
10.根据权利要求9所述的可变压缩比机构控制方法,其特征在于:该控制方法还包括因所述偏心轴(7)转动而使所述限位机构进入所述最大相位位置或所述最小相位位置的90%区域时,对所述偏心轴(7)进行减速,及至所述限位机构进入所述最大相位位置或最小相位位置;且于所述可变压缩比机构正常运行时,所述限位机构被设置为于90%最大相位位置与90%最小相位位置之间的范围内运动。
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