CN115234399A - 可变压缩比活塞、可变压缩比机构、发动机及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明的主要目的在于提供一种可变压缩比活塞、可变压缩比机构、发动机及车辆，活塞设置在气缸的活塞安装腔内且沿远离或靠近活塞安装腔的腔底面的方向可活动地设置，活塞包括：活塞上体、活塞中间体和活塞销，活塞上体可活动地套设在活塞销上，活塞中间体位于活塞上体的中间腔内且位于活塞销的靠近中间腔的腔底面的一侧；其中，活塞中间体与活塞上体螺纹连接，活塞销相对于活塞上体可转动地设置且与活塞中间体驱动连接，以通过活塞销的转动来驱动活塞中间体绕垂直于活塞销的转动轴线的方向转动，以带动活塞上体相对于活塞销沿远离或靠近活塞安装腔的腔底面的方向移动，以解决现有技术中的可变压缩比装置的结构都较为复杂且制造成本较高的问题。

Description

可变压缩比活塞、可变压缩比机构、发动机及车辆

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体而言，涉及一种可变压缩比活塞、可变压缩比机构、发动机及车辆。

背景技术

在往复活塞式内燃机中，压缩比是最大行程容积与最小容积的比值，根据热力学定律，内燃机的热效率与压缩比紧密相关，可通过提高压缩比的方式来提高内燃机的热效率。

在内燃机的设计过程中，压缩比的升高受到了内燃机结构和燃烧过程的限制，如果压缩比过高就会导致汽油机在大负荷时产生爆震这种异常燃烧现象，而柴油机的燃烧过程也会非常粗暴。因此，为了避免这种现象，内燃机的压缩比不能够设计得太高，目前广泛采用固定压缩比的设计。

然而，这种固定压缩比的设计方法，只考虑了内燃机在大负荷的运行工况下的性能，却使得内燃机在小负荷及部分负荷下工作时，压缩比的潜力没有得到充分地发挥。因为在小负荷和中等负荷下，可以采用更高的压缩比，以提升内燃机在小负荷和中等负荷时的热效率。如果内燃机能够根据工况的不同实时改变压缩比，在低负荷时采用高压缩比以提升热效率，并在高负荷时采用低压缩比以避免发生异常燃烧，就能够使内燃机热效率得到大大提高。而在内燃机的工作过程中，若活塞的高度在压缩行程终点发生改变，就将影响燃烧室的容积，改变压缩后最小容积，从而直接改变内燃机的压缩比。

但是，现有技术中的可变压缩比装置结构都较为复杂，制造成本较高，难以量产，同时会增大发动机的体积。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可变压缩比活塞、可变压缩比机构、发动机及车辆，以解决现有技术中的可变压缩比装置的结构都较为复杂且制造成本较高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种可变压缩比活塞，活塞设置在气缸的活塞安装腔内且沿远离或靠近活塞安装腔的腔底面的方向可活动地设置，活塞包括：活塞上体、活塞中间体和活塞销，活塞上体可活动地套设在活塞销上，活塞中间体位于活塞上体的中间腔内且位于活塞销的靠近中间腔的腔底面的一侧；其中，活塞中间体与活塞上体螺纹连接，活塞销相对于活塞上体可转动地设置且与活塞中间体驱动连接，以通过活塞销的转动来驱动活塞中间体绕垂直于活塞销的转动轴线的方向转动，以带动活塞上体相对于活塞销沿远离或靠近活塞安装腔的腔底面的方向移动。

进一步地，可变压缩比活塞包括：第一主动齿轮，第一主动齿轮套设在活塞销上以随活塞销转动；第一从动齿轮，第一从动齿轮设置在活塞中间体的靠近活塞销的一侧并与活塞中间体固定连接；其中，第一主动齿轮和第一从动齿轮相互啮合且第一主动齿轮的转动轴线和第一从动齿轮的转动轴线相互垂直，以通过第一主动齿轮的转动带动第一从动齿轮和活塞中间体转动。

进一步地，第一主动齿轮和第一从动齿轮均为圆锥齿轮；或者第一从动齿轮为端面齿轮，第一主动齿轮为用于与端面齿轮相互啮合的齿轮。

进一步地，活塞包括设置在活塞上体内的活塞内限位体，活塞内限位体包括：插接部，插接部的一端穿过活塞中间体后套设在活塞销上，插接部内设置有用于避让套设在活塞销上的连杆的连杆小头的避让孔；环形凸缘，环形凸缘环绕插接部的外周面设置在插接部的另一端，且环形凸缘位于活塞中间体的远离活塞销的一侧；其中，活塞销和环形凸缘共同围成用于对活塞中间体进行限位的限位空间。

根据本发明的第二方面，提供了一种可变压缩比机构，包括活塞、连杆和曲轴，活塞为上述的活塞，连杆的两端分别套设在活塞销和曲轴的连杆轴颈上；曲轴绕主轴颈的中心线可转动地设置，以通过连杆带动活塞在气缸内往复运动；其中，曲轴通过旋转驱动组件与活塞销连接，以通过曲轴的转动来带动旋转驱动组件运动，以带动活塞销转动。

进一步地，旋转驱动组件包括：同向旋转驱动组件，同向旋转驱动组件的动力输入端设置于曲轴的连杆轴颈上，同向旋转驱动组件的动力输出端设置于活塞销上，以驱动活塞销与曲轴同向转动；反向旋转驱动组件，反向旋转驱动组件的动力输入端设置于曲轴的连杆轴颈上，反向旋转驱动组件的动力输出端设置于活塞销上，以驱动活塞销与曲轴反向转动；其中，曲轴可选择地与同向旋转驱动组件和反向旋转驱动组件中的一个的动力输入端固定连接，以通过相应的旋转驱动组件带动活塞销与曲轴同向转动或反向转动。

进一步地，同向旋转驱动组件包括第一主动链轮、第一从动链轮和套设在第一主动链轮与第一从动链轮外的第一传动链，第一主动链轮套设在曲轴的连杆轴颈上，第一从动链轮套设在活塞销上；和/或反向旋转驱动组件包括：第二主动链轮、第二从动链轮和套设在第二主动链轮与第二从动链轮外的第二传动链，第二主动链轮套设在连杆轴颈上，第二从动链轮可转动地设置在连杆上，第三主动链轮、第三从动链轮和套设在第三主动链轮与第三从动链轮外的第三传动链，第三主动链轮可转动地设置在连杆上，第三从动链轮套设在活塞销上；第二主动齿轮和第二从动齿轮，第二主动齿轮和第二从动齿轮相互啮合且均可转动地设置在连杆上，第二从动链轮与第二主动齿轮固定连接以带动第二主动齿轮同步转动，第二从动齿轮与第三主动链轮固定连接以带动第三主动链轮同步转动。

进一步地，可变压缩比机构包括：第一销块、第一锁止油路和第一脱开油路，曲轴上设置有用于容纳第一销块的至少部分的第一曲轴安装槽，第一主动链轮上设置有用于容纳第一销块的一部分的第一轮体安装槽，第一曲轴安装槽与第一轮体安装槽相互连通，以组成第一销块安装槽；第一锁止油路的至少部分设置在曲轴上且与第一曲轴安装槽的远离第一轮体安装槽的一端连通，第一脱开油路的至少部分设置在第一主动链轮上且与第一轮体安装槽的远离第一曲轴安装槽的一端连通，以通过向第一锁止油路或第一脱开油路中通入带压油液来驱动第一销块在第一销块安装槽内移动；和/或第二销块、第二锁止油路和第二脱开油路，曲轴上设置有用于容纳第二销块的至少部分的第二曲轴安装槽，第二主动链轮上设置有用于容纳第二销块的一部分的第二轮体安装槽，第二曲轴安装槽与第二轮体安装槽相互连通，以组成第二销块安装槽；第二锁止油路的至少部分设置在曲轴上且与第二曲轴安装槽的远离第二轮体安装槽的一端连通，第二脱开油路的至少部分设置在第二主动链轮上且与第二轮体安装槽的远离第二曲轴安装槽的一端连通，以通过向第二锁止油路或第二脱开油路中通入带压油液来驱动第二销块在第二销块安装槽内移动。

根据本发明的第三方面，提供了一种发动机，包括气缸和上述的可变压缩比机构，可变压缩比机构的活塞可运动地设置在气缸内。

根据本发明的第四方面，提供了一种车辆，包括上述的发动机。

应用本发明的技术方案，本发明提供了一种可变压缩比活塞，活塞设置在气缸的活塞安装腔内且沿远离或靠近活塞安装腔的腔底面的方向可活动地设置，活塞包括：活塞上体、活塞中间体和活塞销，活塞上体可活动地套设在活塞销上，活塞中间体位于活塞上体的中间腔内且位于活塞销的靠近中间腔的腔底面的一侧；其中，活塞中间体与活塞上体螺纹连接，活塞销相对于活塞上体可转动地设置且与活塞中间体驱动连接，以通过活塞销的转动来驱动活塞中间体绕垂直于活塞销的转动轴线的方向转动，以带动活塞上体相对于活塞销沿远离或靠近活塞安装腔的腔底面的方向移动，以改变在压缩终了时活塞的靠近活塞安装腔的一侧与活塞安装腔的腔底面之间的距离，进而实现对活塞的压缩比可变的控制，解决了在内燃机工作时对压缩比进行实时可变控制的需求，也解决了现有技术中的可变压缩比装置的结构都较为复杂且制造成本较高的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书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示出了根据本发明的可变压缩比机构的实施例在活塞上体和活塞中间体处第一相对位置时在一个方向上的剖视图；

图2示出了根据本发明的可变压缩比机构的实施例在活塞上体和活塞中间体处第二相对位置时在一个方向上的剖视图；

图3示出了根据本发明的可变压缩比机构的实施例在活塞上体和活塞中间体处第二相对位置时在另一个方向上的局部剖视图；

图4示出了图1所示的可变压缩比机构在A处的局部放大图；

图5示出了图1所示的可变压缩比机构在B处的局部放大图；

图6示出了图1所示的可变压缩比机构在C处的局部放大图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

100、活塞；200、气缸；300、连杆；400、曲轴；500、同向旋转驱动组件；600、反向旋转驱动组件；

1、活塞上体；101、中间腔；2、活塞内限位体；201、插接部；202、环形凸缘；203、避让孔；3、活塞中间体；4、第三从动链轮；5、阶梯键；6、活塞销；7、连杆主体；8、第三传动链；9、第二从动齿轮；10、第三主动链轮；11、第二主动齿轮；12、第二从动链轮；13、第二传动链；14、第二主动链轮；15、第二销块；16、第二锁止油路；17、第二脱开油路；18、第一脱开油路；19、第一锁止油路；20、第一销块；21、曲柄；22、第一主动链轮；23、第一传动链；24、第一从动齿轮；25、第一主动齿轮；26、第一从动链轮；27、连杆轴颈；28、主轴颈；29、连杆小头；30、连杆大头；31、第一曲轴安装槽；32、第一轮体安装槽；33、第二曲轴安装槽；34、第二轮体安装槽；35、套筒。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为了便于理解本发明，下面将参考附图并结合实施例来对本发明进行更全面的描述。虽然附图中给出了本发明的较佳实施方式，但是本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于文中所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

实施例1

如图1至图6所示，本发明提供了一种可变压缩比活塞，活塞设置在气缸200的活塞安装腔内且沿远离或靠近活塞安装腔的腔底面的方向可活动地设置，活塞包括：活塞上体1、活塞中间体3和活塞销6，活塞上体1可活动地套设在活塞销6上，活塞中间体3位于活塞上体1的中间腔101内且位于活塞销6的靠近中间腔101的腔底面的一侧；其中，活塞中间体3与活塞上体1螺纹连接，活塞销6相对于活塞上体1可转动地设置且与活塞中间体3驱动连接，以通过活塞销6的转动来驱动活塞中间体3绕垂直于活塞销6的转动轴线的方向转动，以带动活塞上体1相对于活塞销6沿远离或靠近活塞安装腔的腔底面的方向移动，以改变在压缩终了时活塞的靠近活塞安装腔的一侧与活塞安装腔的腔底面之间的距离，进而实现对活塞的压缩比可变的控制，解决了在内燃机工作时对压缩比进行实时可变控制的需求，也解决了现有技术中的可变压缩比装置的结构都较为复杂且制造成本较高的问题。

其中，活塞上体1上设置有与中间腔101连通的第一销孔，活塞上体1通过第一销孔可活动地套设在活塞销6上；同时，为了使活塞上体1能够相对于活塞销6沿远离或靠近活塞安装腔的腔底面的方向移动，第一销孔的孔径大于活塞销6的外径且第一销孔的孔径与活塞销6的外径之间的差值要大于活塞上体1相对于活塞销6的最大移动距离。

具体地，可变压缩比活塞包括：第一主动齿轮25，第一主动齿轮25套设在活塞销6上并与活塞销6固定连接以随活塞销6转动；第一从动齿轮24，第一从动齿轮24设置在活塞中间体3的靠近活塞销6的一侧并与活塞中间体3固定连接；其中，第一主动齿轮25和第一从动齿轮24相互啮合且第一主动齿轮25的转动轴线和第一从动齿轮24的转动轴线相互垂直，以通过第一主动齿轮25的转动带动第一从动齿轮24和活塞中间体3转动。

如图1、图2以及图4所示，第一主动齿轮25套设在活塞销6上且位于连杆小头29的一侧，活塞销6上还套设有套筒35，套筒35位于连杆小头29的远离第一主动齿轮25的一侧，以用于平衡活塞销6的位于连杆小头29的两侧的受力。

可选地，第一主动齿轮25和第一从动齿轮24均为圆锥齿轮；或者第一从动齿轮24为端面齿轮，第一主动齿轮25为用于与端面齿轮相互啮合的齿轮。

在本发明的未图示的至少一个实施例中，第一主动齿轮25和第一从动齿轮24均为圆锥齿轮。

在图1、图2以及图4所示的实施例中，第一从动齿轮24为端面齿轮，第一主动齿轮25为用于与端面齿轮相互啮合的齿轮。

具体地，第一从动齿轮24与活塞中间体3一体成型。

如图1、图2以及图4所示，活塞包括设置在活塞上体1内的活塞内限位体2，活塞内限位体2包括：插接部201，插接部201的一端穿过活塞中间体3后套设在活塞销6上，插接部201内设置有用于避让套设在活塞销6上的连杆300的连杆小头29的避让孔203；环形凸缘202，环形凸缘202环绕插接部201的外周面设置在插接部201的另一端，且环形凸缘202位于活塞中间体3的远离活塞销6的一侧；其中，活塞销6和环形凸缘202共同围成用于对活塞中间体3进行限位的限位空间，以使所以活塞中间体3只能够随活塞销6转动而无法相对活塞销6沿远离或靠近活塞安装腔的腔底面的方向移动，以使活塞上体1在活塞中间体3的转动下相对于活塞销6沿远离或靠近活塞安装腔的腔底面的方向移动，以改变活塞的靠近活塞安装腔的一侧与活塞安装腔的腔底面之间的容积，从而改变活塞的压缩比。

具体地，活塞内限位体2的插接部201上还设置有与避让孔203连通的第二销孔，插接部201通过第二销孔套设在活塞销6上。

实施例2

如图1至图6所示，本发明提供了一种可变压缩比机构，包括活塞100、连杆300和曲轴400，活塞100为上述的活塞，连杆300的两端分别套设在活塞销6和曲轴400的连杆轴颈27上；曲轴400绕主轴颈28的中心线可转动地设置，以通过连杆300带动活塞100在气缸200内往复运动；其中，曲轴400通过旋转驱动组件与活塞销6连接，以通过曲轴400的转动来带动旋转驱动组件运动，以带动活塞销6转动，以驱动活塞中间体3绕垂直于活塞销6的转动轴线的方向转动，以带动活塞上体1相对于活塞销6沿远离或靠近活塞安装腔的腔底面的方向移动，从而改变活塞的压缩比。

具体地，曲轴400包括主轴颈28和连杆轴颈27，主轴颈28与连杆轴颈27之间通过曲柄21连接，主轴颈28的中心线与连杆轴颈27的中心线相互平行且间隔设置，曲轴400绕主轴颈28的中心线可转动地设置；连杆300包括连杆主体7和分别位于连杆主体7的相对两端的连杆小头29和连杆大头30，连杆小头29可转动地套设在活塞销6上，连杆大头30可转动地套设在连杆轴颈27上。

如图1、图2以及图4和图5所示，旋转驱动组件包括：同向旋转驱动组件500，同向旋转驱动组件500的动力输入端设置于曲轴400的连杆轴颈27上，同向旋转驱动组件500的动力输出端设置于活塞销6上，以驱动活塞销6与曲轴400同向转动；反向旋转驱动组件600，反向旋转驱动组件600的动力输入端设置于曲轴400的连杆轴颈27上，反向旋转驱动组件600的动力输出端设置于活塞销6上，以驱动活塞销6与曲轴400反向转动；其中，同向旋转驱动组件500和反向旋转驱动组件600分别位于连杆300的相对两侧，曲轴400可选择地与同向旋转驱动组件500和反向旋转驱动组件600中的一个的动力输入端固定连接，以通过相应的旋转驱动组件带动活塞销6与曲轴400同向转动或反向转动。

在图1、图2以及图4和图5所示的实施例中，同向旋转驱动组件500包括第一主动链轮22、第一从动链轮26和套设在第一主动链轮22与第一从动链轮26外的第一传动链23，第一主动链轮22套设在曲轴400的连杆轴颈27上，第一从动链轮26套设在活塞销6上；和/或反向旋转驱动组件600包括：第二主动链轮14、第二从动链轮12和套设在第二主动链轮14与第二从动链轮12外的第二传动链13，第二主动链轮14套设在连杆轴颈27上，第二从动链轮12可转动地设置在连杆300上；第三主动链轮10、第三从动链轮4和套设在第三主动链轮10与第三从动链轮4外的第三传动链8，第三主动链轮10可转动地设置在连杆300上，第三从动链轮4套设在活塞销6上；第二主动齿轮11和第二从动齿轮9，第二主动齿轮11和第二从动齿轮9相互啮合且均可转动地设置在连杆300上，第二从动链轮12与第二主动齿轮11固定连接以带动第二主动齿轮11同步转动，第二从动齿轮9与第三主动链轮10固定连接以带动第三主动链轮10同步转动。

具体地，第二从动链轮12与第二主动齿轮11均固定套设在第一安装轴上，第二从动齿轮9和第三主动链轮10均固定套设在第二安装轴上，第一安装轴与第二安装轴均可转动地安装在连杆主体7上，第一安装轴与第二安装轴相互平行且间隔设置。

如图1、图2以及图6所示，可变压缩比机构包括：第一销块20、第一锁止油路19和第一脱开油路18，曲轴400上设置有用于容纳第一销块20的至少部分的第一曲轴安装槽31，第一主动链轮22上设置有用于容纳第一销块20的一部分的第一轮体安装槽32，第一曲轴安装槽31与第一轮体安装槽32相互连通，以组成第一销块安装槽；第一锁止油路19的至少部分设置在曲轴400上且与第一曲轴安装槽31的远离第一轮体安装槽32的一端连通，第一脱开油路18的至少部分设置在第一主动链轮22上且与第一轮体安装槽32的远离第一曲轴安装槽31的一端连通，以通过向第一锁止油路19或第一脱开油路18中通入带压油液来驱动第一销块20在第一销块安装槽内移动；和/或第二销块15、第二锁止油路16和第二脱开油路17，曲轴400上设置有用于容纳第二销块15的至少部分的第二曲轴安装槽33，第二主动链轮14上设置有用于容纳第二销块15的一部分的第二轮体安装槽34，第二曲轴安装槽33与第二轮体安装槽34相互连通，以组成第二销块安装槽；第二锁止油路16的至少部分设置在曲轴400上且与第二曲轴安装槽33的远离第二轮体安装槽34的一端连通，第二脱开油路17的至少部分设置在第二主动链轮14上且与第二轮体安装槽34的远离第二曲轴安装槽33的一端连通，以通过向第二锁止油路16或第二脱开油路17中通入带压油液来驱动第二销块15在第二销块安装槽内移动。

这样，本发明的可变压缩比机构利用液压的方式来控制活塞的压缩比的增加或减小，只需要对活塞100、连杆300和曲轴400进行局部改动，而无需对气缸的气缸体和气缸盖进行增加成本且影响结构强度等的改动，结构简单、容易加工制造、生产成本较低且可靠性和准确性较高，解决了现有技术中的可变压缩比装置的结构都较为复杂且制造成本较高的问题。

如图1至图4所示，活塞销6的外周面上设置有用于安装阶梯键5的键槽，阶梯键5的一部分位于该键槽内，阶梯键5的远离活塞销6的一侧为阶梯结构，阶梯结构包括间隔设置的多个凸起部，以分别用于与位于第一主动齿轮25、第一从动链轮26和第三从动链轮4的活塞销安装孔中的键槽插接配合，以使活塞销6与第一主动齿轮25、第一从动链轮26和第三从动链轮4均固定连接并同步转动。

本发明的可变压缩比机构的调节压缩比的过程如下：

当曲轴400需要驱动活塞销6与曲轴400同向转动时，首先，带压的油液通过第一锁止油路19进入第一销块安装槽中以推动第一销块20运动，以使第一销块20的一部分位于第一曲轴安装槽31中，第一销块20的另一部分位于第一轮体安装槽32中，以将曲轴400与第一主动链轮22固定连接，且带压的油液通过第二脱开油路17进入第二销块安装槽中以推动第二销块15运动，以使第二销块15完全位于第二曲轴安装槽33中，以使曲轴400与第二主动链轮14可相对转动地设置；之后，曲轴400绕主轴颈28的中心线转动，曲轴400的连杆轴颈27带动第一主动链轮22和第二主动链轮14绕主轴颈28的中心线转动，且连杆轴颈27与第一主动链轮22相对固定且连杆轴颈27与第二主动链轮14可相对转动，以使第一主动链轮22在连杆轴颈27的作用下通过第一传动链23带动第一从动链轮26与曲轴400同向转动，第一从动链轮26通过阶梯键5带动活塞销6绕自身中心线与曲轴400同向转动，以使活塞销6通过第一主动齿轮25和第一从动齿轮24带动活塞中间体3绕垂直于活塞销6的中心线的方向转动，最终带动活塞上体1沿远离活塞安装腔的腔底面的方向移动，以减小活塞100的压缩比。

当曲轴400需要驱动活塞销6与曲轴400反向转动时，首先，带压的油液通过第一脱开油路18进入第一销块安装槽中以推动第一销块20运动，以使第一销块20完全位于第一曲轴安装槽31中，以使曲轴400与第一主动链轮22可相对转动地设置，且带压的油液通过第二锁止油路16进入第二销块安装槽中以推动第二销块15运动，以使第二销块15的一部分位于第二曲轴安装槽33中，第二销块15的另一部分位于第二轮体安装槽34中，以使曲轴400与第二主动链轮14固定连接；然后，曲轴400绕主轴颈28的中心线转动，曲轴400的连杆轴颈27带动第一主动链轮22和第二主动链轮14绕主轴颈28的中心线转动，且连杆轴颈27与第一主动链轮22可相对转动且连杆轴颈27与第二主动链轮14相对固定，以使第二主动链轮14在连杆轴颈27的作用下通过第二传动链13带动第二从动链轮12与曲轴400同向转动，第二从动链轮12带动第二主动齿轮11与曲轴400同向转动，第二主动齿轮11带动第二从动齿轮9与曲轴400反向转动，第二从动齿轮9带动第三主动链轮10与曲轴400反向转动，以使第三从动链轮4带动第三从动链轮4与曲轴400反向转动，第三从动链轮4通过阶梯键5带动活塞销6绕自身中心线与曲轴400反向转动，以使活塞销6通过第一主动齿轮25和第一从动齿轮24带动活塞中间体3绕垂直于活塞销6的中心线的方向转动，最终带动活塞上体1沿靠近活塞安装腔的腔底面的方向移动，以增大活塞100的压缩比。

实施例3

本发明提供了一种发动机，包括气缸200和上述的可变压缩比机构，可变压缩比机构的活塞100可运动地设置在气缸200内。

可选地，本发明的发动机可以为采用汽油、柴油、天然气、液化石油气等多种燃料中的任意一种的内燃机。

实施例4

本发明还提供了一种车辆，包括上述的发动机。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明提供了一种可变压缩比活塞，活塞设置在气缸200的活塞安装腔内且沿远离或靠近活塞安装腔的腔底面的方向可活动地设置，活塞包括：活塞上体1、活塞中间体3和活塞销6，活塞上体1可活动地套设在活塞销6上，活塞中间体3位于活塞上体1的中间腔101内且位于活塞销6的靠近中间腔101的腔底面的一侧；其中，活塞中间体3与活塞上体1螺纹连接，活塞销6相对于活塞上体1可转动地设置且与活塞中间体3驱动连接，以通过活塞销6的转动来驱动活塞中间体3绕垂直于活塞销6的转动轴线的方向转动，以带动活塞上体1相对于活塞销6沿远离或靠近活塞安装腔的腔底面的方向移动，以改变在压缩终了时活塞的靠近活塞安装腔的一侧与活塞安装腔的腔底面之间的距离，进而实现对活塞的压缩比可变的控制，解决了在内燃机工作时对压缩比进行实时可变控制的需求，也解决了现有技术中的可变压缩比装置的结构都较为复杂且制造成本较高的问题。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，本发明通过上述实施例来详细说明本发明的结构和方法，但本发明并不局限于上述详细方法，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。

应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，包括做出的若干变形和改进，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)

1.一种可变压缩比活塞，其特征在于，所述活塞设置在气缸(200)的活塞安装腔内且沿远离或靠近所述活塞安装腔的腔底面的方向可活动地设置，所述活塞包括：

活塞上体(1)、活塞中间体(3)和活塞销(6)，所述活塞上体(1)可活动地套设在所述活塞销(6)上，所述活塞中间体(3)位于所述活塞上体(1)的中间腔(101)内且位于所述活塞销(6)的靠近所述中间腔(101)的腔底面的一侧；

其中，所述活塞中间体(3)与所述活塞上体(1)螺纹连接，所述活塞销(6)相对于所述活塞上体(1)可转动地设置且与所述活塞中间体(3)驱动连接，以通过所述活塞销(6)的转动来驱动所述活塞中间体(3)绕垂直于所述活塞销(6)的转动轴线的方向转动，以带动所述活塞上体(1)相对于所述活塞销(6)沿远离或靠近所述活塞安装腔的腔底面的方向移动。

2.根据权利要求1所述的可变压缩比活塞，其特征在于，所述可变压缩比活塞包括：

第一主动齿轮(25)，所述第一主动齿轮(25)套设在所述活塞销(6)上以随所述活塞销(6)转动；

第一从动齿轮(24)，所述第一从动齿轮(24)设置在所述活塞中间体(3)的靠近所述活塞销(6)的一侧并与所述活塞中间体(3)固定连接；

其中，所述第一主动齿轮(25)和所述第一从动齿轮(24)相互啮合且所述第一主动齿轮(25)的转动轴线和所述第一从动齿轮(24)的转动轴线相互垂直，以通过所述第一主动齿轮(25)的转动带动所述第一从动齿轮(24)和所述活塞中间体(3)转动。

3.根据权利要求2所述的可变压缩比活塞，其特征在于，

所述第一主动齿轮(25)和所述第一从动齿轮(24)均为圆锥齿轮；或者

所述第一从动齿轮(24)为端面齿轮，所述第一主动齿轮(25)为用于与所述端面齿轮相互啮合的齿轮。

4.根据权利要求1所述的可变压缩比活塞，其特征在于，所述活塞包括设置在所述活塞上体(1)内的活塞内限位体(2)，所述活塞内限位体(2)包括：

插接部(201)，所述插接部(201)的一端穿过所述活塞中间体(3)后套设在所述活塞销(6)上，所述插接部(201)内设置有用于避让套设在所述活塞销(6)上的连杆(300)的连杆小头(29)的避让孔(203)；

环形凸缘(202)，所述环形凸缘(202)环绕所述插接部(201)的外周面设置在所述插接部(201)的另一端，且所述环形凸缘(202)位于所述活塞中间体(3)的远离所述活塞销(6)的一侧；

其中，所述活塞销(6)和所述环形凸缘(202)共同围成用于对所述活塞中间体(3)进行限位的限位空间。

5.一种可变压缩比机构，其特征在于，包括活塞(100)、连杆(300)和曲轴(400)，所述活塞(100)为权利要求1至4中任一项所述的活塞，所述连杆(300)的两端分别套设在所述活塞销(6)和所述曲轴(400)的连杆轴颈(27)上；所述曲轴(400)绕主轴颈(28)的中心线可转动地设置，以通过所述连杆(300)带动所述活塞(100)在所述气缸(200)内往复运动；其中，所述曲轴(400)通过旋转驱动组件与所述活塞销(6)连接，以通过所述曲轴(400)的转动来带动所述旋转驱动组件运动，以带动所述活塞销(6)转动。

6.根据权利要求5所述的可变压缩比机构，其特征在于，所述旋转驱动组件包括：

同向旋转驱动组件(500)，所述同向旋转驱动组件(500)的动力输入端设置于所述曲轴(400)的连杆轴颈(27)上，所述同向旋转驱动组件(500)的动力输出端设置于所述活塞销(6)上，以驱动所述活塞销(6)与所述曲轴(400)同向转动；

反向旋转驱动组件(600)，所述反向旋转驱动组件(600)的动力输入端设置于所述曲轴(400)的连杆轴颈(27)上，所述反向旋转驱动组件(600)的动力输出端设置于所述活塞销(6)上，以驱动所述活塞销(6)与所述曲轴(400)反向转动；

其中，所述曲轴(400)可选择地与所述同向旋转驱动组件(500)和所述反向旋转驱动组件(600)中的一个的动力输入端固定连接，以通过相应的所述旋转驱动组件带动所述活塞销(6)与所述曲轴(400)同向转动或反向转动。

7.根据权利要求6所述的可变压缩比机构，其特征在于，

所述同向旋转驱动组件(500)包括第一主动链轮(22)、第一从动链轮(26)和套设在所述第一主动链轮(22)与所述第一从动链轮(26)外的第一传动链(23)，所述第一主动链轮(22)套设在所述曲轴(400)的连杆轴颈(27)上，所述第一从动链轮(26)套设在所述活塞销(6)上；和/或

所述反向旋转驱动组件(600)包括：

第二主动链轮(14)、第二从动链轮(12)和套设在所述第二主动链轮(14)与所述第二从动链轮(12)外的第二传动链(13)，所述第二主动链轮(14)套设在所述连杆轴颈(27)上，所述第二从动链轮(12)可转动地设置在所述连杆(300)上，

第三主动链轮(10)、第三从动链轮(4)和套设在所述第三主动链轮(10)与所述第三从动链轮(4)外的第三传动链(8)，所述第三主动链轮(10)可转动地设置在所述连杆(300)上，所述第三从动链轮(4)套设在所述活塞销(6)上；

第二主动齿轮(11)和第二从动齿轮(9)，所述第二主动齿轮(11)和所述第二从动齿轮(9)相互啮合且均可转动地设置在所述连杆(300)上，所述第二从动链轮(12)与所述第二主动齿轮(11)固定连接以带动所述第二主动齿轮(11)同步转动，

所述第二从动齿轮(9)与所述第三主动链轮(10)固定连接以带动所述第三主动链轮(10)同步转动。

8.根据权利要求7所述的可变压缩比机构，其特征在于，所述可变压缩比机构包括：

第一销块(20)、第一锁止油路(19)和第一脱开油路(18)，所述曲轴(400)上设置有用于容纳所述第一销块(20)的至少部分的第一曲轴安装槽(31)，所述第一主动链轮(22)上设置有用于容纳所述第一销块(20)的一部分的第一轮体安装槽(32)，所述第一曲轴安装槽(31)与所述第一轮体安装槽(32)相互连通，以组成第一销块安装槽；所述第一锁止油路(19)的至少部分设置在所述曲轴(400)上且与所述第一曲轴安装槽(31)的远离所述第一轮体安装槽(32)的一端连通，所述第一脱开油路(18)的至少部分设置在所述第一主动链轮(22)上且与所述第一轮体安装槽(32)的远离所述第一曲轴安装槽(31)的一端连通，以通过向所述第一锁止油路(19)或所述第一脱开油路(18)中通入带压油液来驱动所述第一销块(20)在所述第一销块安装槽内移动；和/或

第二销块(15)、第二锁止油路(16)和第二脱开油路(17)，所述曲轴(400)上设置有用于容纳所述第二销块(15)的至少部分的第二曲轴安装槽(33)，所述第二主动链轮(14)上设置有用于容纳所述第二销块(15)的一部分的第二轮体安装槽(34)，所述第二曲轴安装槽(33)与所述第二轮体安装槽(34)相互连通，以组成第二销块安装槽；所述第二锁止油路(16)的至少部分设置在所述曲轴(400)上且与所述第二曲轴安装槽(33)的远离所述第二轮体安装槽(34)的一端连通，所述第二脱开油路(17)的至少部分设置在所述第二主动链轮(14)上且与所述第二轮体安装槽(34)的远离所述第二曲轴安装槽(33)的一端连通，以通过向所述第二锁止油路(16)或所述第二脱开油路(17)中通入带压油液来驱动所述第二销块(15)在所述第二销块安装槽内移动。

9.一种发动机，其特征在于，包括气缸(200)和权利要求5至8中任一项所述的可变压缩比机构，所述可变压缩比机构的活塞(100)可运动地设置在所述气缸(200)内。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的发动机。

Images