CN112879156A - 偏心套装置、发动机压缩比可变装置、动力系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种偏心套装置、发动机可变压缩比装置、动力系统和汽车。该偏心套装置包括：齿盖和无齿盖，所述齿盖和所述无齿盖均为半圆环状，以使所述齿盖和所述无齿盖相互对合固接时形成外圆面以及内孔；所述外圆面相对于所述内孔具有偏心，所述偏心套装置通过所述内孔安装在发动机的曲拐轴径上，所述齿盖上设置的啮合齿与所述发动机的驱动齿轮相互啮合，使所述偏心套装置能够绕所述曲拐轴径旋转，以通过所述外圆面的轴线与所述发动机的曲轴旋转中心之间的距离的变化改变所述发动机的有效曲拐半径。该装置结构简单可靠，能够有效的改变发动机的有效曲拐半径，进而改变发动机的压缩比。

Description

偏心套装置、发动机压缩比可变装置、动力系统及汽车

技术领域

本申请涉及汽车技术领域，特别是涉及一种偏心套装置、发动机压缩比可变装置、动力系统及汽车。

背景技术

在汽车发动机领域，具有较大压缩比的发动机能够获得相对较大的热效率，但是发动机的压缩比设计过大又会引起发动机的爆震，严重影响发动机零部件的寿命，因而，较为理想的情形是：在大负荷时，发动机能够具有较小的压缩比以获得较高的功率和扭矩；在中、低负荷时，发动机能够具有较大的压缩比以获得较高的热效率。但是，现有发动机曲轴的曲拐半径固定不变，难以达到上述理想的情形。

发明内容

基于上述问题，本申请提供了一种偏心套装置、发动机压缩比可变装置、动力系统及汽车，用以克服或缓解上述现有技术中存在的问题。

本申请实施例公开了如下技术方案：

本申请提供一种偏心套装置，包括：齿盖和无齿盖，所述齿盖和所述无齿盖均为半圆环状，以使所述齿盖和所述无齿盖相互对合固接时形成外圆面以及内孔；所述外圆面相对于所述内孔具有偏心，所述偏心套装置通过所述内孔安装在发动机的曲拐轴径上，所述齿盖上设置的啮合齿与所述发动机的驱动齿轮相互啮合，使所述偏心套装置能够绕所述曲拐轴径旋转，以通过所述外圆面的轴线与所述发动机的曲轴旋转中心之间的距离的变化改变所述发动机的有效曲拐半径。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述内孔的周向设置有油槽，所述油槽相对于所述内孔具有偏心。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述外圆面相对于所述内孔的偏心方向与所述油槽相对于所述内孔的偏心方向一致。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述齿盖和/或所述无齿盖上设有油孔，所述油孔沿所述内孔的径向设置，用于连通所述外圆面和所述油槽。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述油槽位于所述内孔的轴向中部。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述外圆面的轴线、所述内孔的轴线以及所述油槽的轴线均位于所述齿盖和所述无齿盖的对合固接面上。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述啮合齿位于所述齿盖的轴向端部，且沿所述外圆面的周向设置。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述无齿盖上设有第一凸台，所述齿盖上设有第二凸台，所述齿盖和所述无齿盖通过所述第一凸台、所述第二凸台进行对合固接。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述第一凸台上设有第一安装沉孔，所述第二凸台上设有与所述第一安装沉孔相适配的第二安装沉孔；所述齿盖和所述无齿盖通过安装于所述第一安装沉孔和所述第二安装沉孔内的定位套定位进行对合固接。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述第一安装沉孔与所述螺栓连接孔同轴心，和/或所述第二安装沉孔与所述螺纹孔同轴心。

可选地，在本申请的任一实施例中，还包括：平衡部，所述平衡部位于所述外圆面上，且沿所述外圆面相对于所述内孔的偏心方向的相反方向设置。

本申请实施例还提供一种发动机压缩比可变装置，包括：上述任一所述的偏心套装置。

本申请实施例还提供一种动力系统，包括：发动机，所述发动机安装有上述任一所述的发动机压缩比可变装置。

本申请实施例还提供一种汽车，包括：上述任一所述的动力系统。

本申请实施例的技术方案中，齿盖和无齿盖均为半圆环状，对合固接形成外圆面和内孔，且外圆面相对于内孔具有偏心；偏心套装置通过内孔安装在发动机曲拐轴径上，通过在齿盖上设置的与发动机的驱动齿轮相啮合的啮合齿，使偏心套装置在驱动齿轮的驱动下可以绕曲拐轴径旋转；当偏心套装置绕曲拐轴径旋转时，外圆面的轴线到曲轴旋转中心的轴线的距离不断发生变化，因而能够改变发动机的有效曲拐半径。该装置结构简单可靠，能够有效的改变发动机的有效曲拐半径，进而改变发动机的压缩比。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本申请实施例所示的偏心套装置的装配示意图；

图2为根据本申请实施例所示的偏心套装置的爆炸示意图；

图3为根据本申请实施例所示的无齿盖的结构示意图；

图4为根据本申请实施例所示的齿盖的结构示意图；

图5为根据本申请实施例所示的偏心套装置的偏心关系的示意图；

图6为根据本申请实施例所示的一种发动机压缩比可变装置的结构示意图；

图7为根据本申请实施例所示的偏心套装置改变有效曲拐半径的示意图。

具体实施方式

实施本申请实施例的任一技术方案必不一定需要同时达到以上的所有优点。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为根据本申请实施例所示的偏心套装置的装配示意图；图2为根据本申请实施例所示的偏心套装置的爆炸示意图；如图1、图2所示，该偏心套装置，包括：齿盖101A和无齿盖101B，所述齿盖101A和所述无齿盖101B均为半圆环状，以使所述齿盖101A和所述无齿盖101B相互对合固接时形成外圆面111以及内孔121；所述外圆面111相对于所述内孔121具有偏心，所述偏心套装置通过所述内孔121安装在发动机的曲拐轴径上，所述齿盖101A上设置的啮合齿131与所述发动机的驱动齿轮相互啮合，使所述偏心套装置能够绕所述曲拐轴径旋转，以通过所述外圆面的轴线与所述发动机的曲轴旋转中心之间的距离的变化改变所述发动机的有效曲拐半径。

具体的，所述啮合齿131位于所述齿盖的101A轴向端部，且沿所述外圆面111的周向设置，以与所述发动机的驱动齿轮相啮合。所述驱动齿轮安装在所述发动机的曲轴中心轴径上，所述驱动齿轮通过所述啮合齿131驱动所述偏心套装置绕曲拐轴径旋转时，由于所述外圆面111相对于所述内孔121具有偏心，因而外圆面111的轴线到曲轴旋转中心的轴线的距离不断发生变化，因而能够改变发动机的有效曲拐半径。

优选的，在所述齿盖101A的两端设有对称布置的所述啮合齿131。这样，在驱动齿轮与齿盖101A两端的啮合齿131相啮合时，偏心套装置两端的受力均匀，不会因为偏载而损伤偏心套装置或其它部件。

该偏心套装置中，通过将所述齿盖101A和所述无齿盖101B均设计为偏心结构，使所述齿盖101A和所述无齿盖101B相互对合固接时，所述外圆面111相对于所述内孔121具有偏心。偏心套装置通过内孔121安装在发动机的曲拐轴径上，由于外圆面111相对于内孔121具有偏心，因而当偏心套装置绕曲拐轴径旋转时，外圆面111的轴线到曲轴旋转中心的轴线的距离是不断发生变化的，因而能够改变发动机的有效曲拐半径。该装置结构简单可靠，能够改变发动机的有效曲拐半径，进而改变发动机的压缩比。

由于偏心套装置是安装在曲拐轴径上的，为了安装方便，同时便于后期的更换维护，将偏心套装置设计为分体式组合结构。需要说明的是，偏心套装置还可以根据实际情况设计为一体成型结构，在此对偏心套装置的结构形式并不做具体限制。同时，为了便于偏心套装置在曲拐轴径上的安装，在内孔121的两端均设计有圆角。另一方面，通过内孔121的两端的圆角设计，还可以减轻偏心套装置的重量。

在该偏心套装置中，所述内孔121的周向设置有油槽102，所述油槽102相对于所述内孔121具有偏心。具体的，所述油槽102设计为环状油槽，位于所述内孔121的轴向中部。通过向油槽102内添加润滑油，对内孔121和曲拐轴径进行润滑，使内孔121与曲拐轴径之间形成油膜，减少摩擦磨损，延长发动机的使用寿命。

本实施例中，所述齿盖101A和/或所述无齿盖101B上设有油孔141，所述油孔141沿所述内孔121的径向设置，用于连通所述外圆面111和所述油槽102。或者，所述油孔141沿所述外圆面111的径向设置。油孔141向外圆面111输送润滑油，在外圆面111与其连接件之间形成油膜，使外圆面111与其连接件之间充分润滑，减少摩擦磨损，延长发动机的使用寿命。需要说明的是，油孔141的位置与油槽102的位置相适配。比如，油孔141位于齿盖101A和/或无齿盖101B的中部，那么，油槽141对应的设置为内孔121的轴向中部。

优选地，本实施例中，所述外圆面111相对于所述内孔121的偏心方向与所述油槽102相对于所述内孔121的偏心方向一致。由于发动机的转动速度很高，因而当具有偏心结构的偏心套装置安装在发动机的曲拐轴径上，随着发动机的曲轴高速运动，偏心套装置将会产生很大的离心力，该离心力将使偏心套装置相对于曲拐轴径转动，并对驱动齿轮产生附加扭矩，导致驱动齿轮需要增大扭矩才能驱动偏心套装置转动，为了消除该离心力的影响，在该偏心套装置中设置了平衡部103。具体的，所述平衡部103位于所述外圆面111上，沿所述外圆面111相对于所述内孔121的偏心方向的相反方向设置。通过设置平衡部103，偏心套装置产生的离心力将会被平衡部103的平衡质量产生的力抵消，进而消除离心力的影响，该对合固接的偏心套装置中，还包括：连接部104，所述齿盖101A和所述无齿盖101B通过所述连接部104对合固接在一起。通常情况下，为了使齿盖101A和无齿盖101B标准化，同时使安装、拆卸方便，齿盖101A和无齿盖101B之间采用螺纹连接的方式对合固接在一起。在图2所示实施例中，采用螺栓作为连接部104，经济实用，且易于更换。

本申请实施例的偏心套装置中，还设计有定位部105，所述齿盖101A和所述无齿盖101B通过所述定位部105定位，以对合固接在一起。一般的，在齿盖101A和无齿盖101B采用分体式组合结构时，可以通过定位销或定位套对齿盖101A和无齿盖101B的对合固接进行定位，以使齿盖101A和无齿盖101B在对合固接时具有较高的安装精度。无论采用定位销还是采用定位套作为定位部105进行定位，相应的，都需要在齿盖101A和无齿盖101B的对合固接面上设计定位孔，以安装定位销或者定位套。在此，需要指出的是，定位销或定位套的长度等于或略小于齿盖101A上的定位孔与无齿盖101B上的定位孔的深度的和。

图3为根据本申请实施例所示的无齿盖101B的结构示意图；图4为根据本申请实施例所示的齿盖101A的结构示意图；如图3、图4所示，为结构实际的需要，同时为了便于齿盖101A和无齿盖101B的对合固接，在齿盖101A和无齿盖101B上设计有相适配的凸台。具体的，所述无齿盖101B上设有第一凸台111B，所述齿盖101A上设有第二凸台111A，所述齿盖101A和所述无齿盖101B通过所述第一凸台111B、所述第二凸台111A进行对合固接。其中，所述第一凸台111B与所述第二凸台111A相适配，所述第一凸台111B、所述第二凸台111A均沿所述内孔121的径向设置，位于所述无齿盖101B和所述齿盖101A对合固接面的边缘；所述第一凸台111B上设有螺栓连接孔121B，所述第二凸台111A上设有与所述螺栓连接孔121B相适配的螺纹孔121A。连接螺栓穿过所述螺栓连接孔121B和所述螺纹孔121A，以将所述齿盖101A和所述无齿盖101B对合固接在一起。

所述第一凸台111B上设有第一安装沉孔131B，所述第二凸台111A上设有与所述第一安装沉孔131B相适配的第二安装沉孔131A；所述齿盖101A和所述无齿盖101B通过安装于所述第一安装沉孔131B和所述第二安装沉孔131A内的定位套定位进行对合固接。需要说明的是，所述定位套的长度等于或略小于所述第一安装沉孔131B的深度与所述第二安装沉孔131A的深度的和。在此，采用定位套将齿盖101A和无齿盖101B对合固接在一起，在无齿盖101B的第一凸台111B上设计第一安装沉孔131B作为定位孔，在齿盖101A的第二凸台111A上设计与第一安装沉孔131B相适配的第二安装沉孔131A作为定位孔，充分利用了第一凸台111B与第二凸台111A的结构空间，减小了偏心套装置的体积。

具体的，所述第一安装沉孔131B与所述螺栓连接孔121B同轴心，和/或所述第二安装沉孔131A与所述螺纹孔121A同轴心，从而可以增强偏心套装置的结构强度，避免了在第一凸台111B或第二凸台111A上钻孔过多而影响齿盖101A和/无齿盖101B的结构强度。

此外，还可以通过增大外圆面111相对于内孔121的偏心方向的相反方向的第一凸台111B和/或第二凸台111A的质量，将该方向的第一凸台111B和/或第二凸台111A作为平衡质量，即外圆面111相对于内孔121的偏心方向的相反方向的第一凸台111B和/或第二凸台111A与平衡部103合为一体。以此简化偏心套装置结构，降低加工制造难度。

为了便于加工制造，通常情况下，将外圆面111的轴线、油槽102的轴线以及内孔121的轴线设计在同一平面上。图5为根据本申请实施例所示的偏心套装置的偏心关系的示意图；如图5所示，所述外圆面111的轴线、所述内孔121的轴线以及所述环状油槽102的轴线均位于所述齿盖101A和所述无齿盖101B的对合固接面上。其中，圆心1g为内孔121的中心(内孔121的轴线投影)，圆心1h为环状油槽102的中心(油槽102的轴线投影)，圆心1i为外圆面111的中心(外圆面111的轴线投影)，如图5所示，圆心1g、圆心1h以及圆心1i均在齿盖101A和无齿盖101B的对合固接面上，圆心1h、圆心1i相对圆心1g的偏心方向相同。

本申请实施例所述的偏心套装置应用于发动机中时，可实现一种发动机压缩比可变装置，图6为根据本申请实施例所示的一种发动机压缩比可变装置的结构示意图；如图6所示，该装置包括：安装有上述任一实施例所述的偏心套装置。

具体的，所述偏心套装置安装在发动机的曲拐轴径上，用于改变发动机的有效曲拐半径，以改变发动机的压缩比。该装置中，所述偏心套装置安装于曲拐轴径上，齿盖101A靠近曲轴的旋转中心，偏心套装置的啮合齿131与曲轴旋转中心安装的驱动齿轮啮合，并且能够被驱动齿轮驱动旋转，以改变发动机的有效曲拐半径，进而实现发动机压缩比的改变。

图7为根据本申请实施例所示的偏心套装置改变有效曲拐半径的示意图；如图7所示，当偏心套装置被驱动齿轮驱动旋转时，偏心套装置的外圆面偏向图示方向的左侧时，外圆面的圆心1i到曲轴的旋转中心的距离变大。当偏心套装置被驱动齿轮驱动旋转时，偏心套装置的外圆面偏向图示方向的右侧时，外圆面的圆心1i到曲轴的旋转中心的距离变小。

如图7所示，偏心套装置的外圆面的圆心1i到曲轴的旋转中心的距离在曲拐方向上的高度差为△h，即偏心套装置被驱动齿轮驱动旋转，外圆面由图示方向的左侧运动到图示方向的右侧的过程中，改变了曲轴的有效曲拐半径，进而可以实现发动机压缩比的改变。

需要说明的是，图7所示示意图中，图示剖面垂直于曲拐轴径且过曲拐轴径的中间。

本实施例中，偏心套装置可以用钢材加工制造，也可以采用粉末冶金工艺制造，在本实施例应用于多曲拐曲轴时，每个曲拐曲轴都可以装配所述的偏心套装置。

本申请实施例还实现了一种动力系统，包括：发动机，所述发动机安装有上述任一所述的发动机压缩比可变装置。由于发动机中安装了发动机压缩比可变装置，因而，能够实现发动机的压缩比可变，使压缩比可根据不同工况进行改变。

本申请实施例还实现了一种汽车，包括上述动力系统。这种汽车通过上述压缩比可变的动力系统，在大负荷时，发动机能够具有较小的压缩比以获得较高的功率和扭矩；在中、低负荷时，发动机能够具有较大的压缩比以获得较高的热效率。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备及系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的设备及系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元提示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本申请的一种具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种偏心套装置，其特征在于，包括：齿盖和无齿盖，所述齿盖和所述无齿盖均为半圆环状，以使所述齿盖和所述无齿盖相互对合固接时形成外圆面以及内孔；所述外圆面相对于所述内孔具有偏心，所述偏心套装置通过所述内孔安装在发动机的曲拐轴径上，所述齿盖上设置的啮合齿与所述发动机的驱动齿轮相互啮合，使得所述偏心套装置能够绕所述曲拐轴径旋转，以通过所述外圆面的轴线与所述发动机的曲轴旋转中心之间的距离的变化改变所述发动机的有效曲拐半径。

2.根据权利要求1所述的偏心套装置，其特征在于，所述内孔的周向设置有油槽，所述油槽相对于所述内孔具有偏心。

3.根据权利要求2所述的偏心套装置，其特征在于，所述外圆面相对于所述内孔的偏心方向与所述油槽相对于所述内孔的偏心方向一致。

4.根据权利要求2所述的偏心套装置，其特征在于，所述齿盖和/或所述无齿盖上设有油孔，所述油孔沿所述内孔的径向设置，用于连通所述外圆面和所述油槽。

5.根据权利要求2所述的偏心套装置，其特征在于，所述油槽位于所述内孔的轴向中部。

6.根据权利要求2所述的偏心套装置，其特征在于，所述外圆面的轴线、所述内孔的轴线以及所述油槽的轴线均位于所述齿盖和所述无齿盖的对合固接面上。

7.根据权利要求1所述的偏心套装置，其特征在于，所述啮合齿位于所述齿盖的轴向端部，且沿所述外圆面的周向设置。

8.根据权利要求1所述的偏心套装置，其特征在于，所述无齿盖上设有第一凸台，所述齿盖上设有第二凸台，所述齿盖和所述无齿盖通过所述第一凸台、所述第二凸台进行对合固接。

9.根据权利要求8所述的偏心套装置，其特征在于，所述第一凸台上设有第一安装沉孔，所述第二凸台上设有与所述第一安装沉孔相适配的第二安装沉孔；所述齿盖和所述无齿盖通过安装于所述第一安装沉孔和所述第二安装沉孔内的定位套定位进行对合固接。

10.根据权利要求1-9任一所述的偏心套装置，其特征在于，还包括：平衡部，所述平衡部位于所述外圆面上，且沿所述外圆面相对于所述内孔的偏心方向的相反方向设置。

11.一种发动机压缩比可变装置，其特征在于，包括：权利要求1-10任一所述的偏心套装置。

12.一种动力系统，其特征在于，包括：发动机，所述发动机安装有权利要求11所述的发动机压缩比可变装置。

13.一种汽车，其特征在于，包括：权利要求12所述的动力系统。

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