CN208966423U - 组合式偏心轴及可变压缩比发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种组合式偏心轴及可变压缩比发动机，本实用新型的组合式偏心轴包括偏心轴主体，偏心轴主体包括芯轴，以及套设于芯轴上的若干个间隔布置的偏心轮，偏心轮与芯轴不同心、并与芯轴固连在一起，还包括位于偏心轴主体一端的与芯轴或偏心轮固连、且同心设置的连接轴体；连接轴体构成偏心轴主体与外部旋转动力源的传动连接，并于偏心轴主体的具有连接轴体的一端或另一端设有可与外部构件抵接，以限制偏心轴主体的转动相位的限位件。本实用新型所述的组合式偏心轴相比于现有整体式结构的偏心轴，可降低偏心轴的加工难度和制造成本，还可在一定程度上提高偏心轴的加工和装配精度，而能够提高偏心轴使用时的控制精度。

Description

组合式偏心轴及可变压缩比发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，特别涉及一种组合式偏心轴，同时本实用新型还涉及一种装设有该组合式偏心轴的可变压缩比发动机。

背景技术

发动机实际工作时，其工况千变万化，既有城市工况，也有市郊工况，既有大负荷也有小负荷，不同工况下若均采用同一压缩比，势必会造成发动机燃油效率降低，燃油经济性差，排放高以及输出功率降低等问题。

曲柄连杆机构是发动机的两大机构之一，其工作原理是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，现有发动机中由于曲柄连杆机构的不可调整性，发动机的压缩比也是固定不变的。随着可变压缩比技术的不断发展，可变压缩比的调节形式也越来越多样化，但在众多调节结构中，偏心轴均有着极其重要的作用。

不过，对于现有应用于可变压缩比机构的偏心轴而言，其一般均为整体式结构，对加工精度要求较高，成本高，且易存在加工及装配误差，而影响压缩比调节精度，同时目前的整体式偏心轴在装配后，也存在轴承处的间隙较大的问题，其亦会影响压缩比调节的精度，并可能引起发动机NVH问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种组合式偏心轴，以能够降低偏心轴加工难度，并提高其控制精度。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种组合式偏心轴，包括偏心轴主体，且所述偏心轴主体包括芯轴，以及套设于所述芯轴上的若干个间隔布置的偏心轮，所述偏心轮与所述芯轴不同心、并与所述芯轴固连在一起，还包括位于所述偏心轴主体一端的与所述芯轴或所述偏心轮固连、且同心设置的连接轴体；所述连接轴体构成所述偏心轴主体与外部旋转动力源的传动连接，并于偏心轴主体的具有所述连接轴体的一端或另一端设有可与外部构件抵接，以限制所述偏心轴主体的转动相位的限位件。

进一步的，所述连接轴体由所述芯轴的一端构成，且所述偏心轮通过穿设于所述偏心轮及所述芯轴中的定位件固连于所述芯轴上。

进一步的，所述定位件为压装固定于所述偏心轮与所述芯轴中的定位销。

进一步的，于所述定位销的位于所述偏心轮中的部分构造有外螺纹，所述定位销通过该外螺纹与所述偏心轮螺接相连，且所述定位销的具有所述外螺纹部分的长度大于所述定位销其它部分的长度。

进一步的，所述连接轴体为与所述偏心轮固连设置，且所述芯轴过盈压装于各所述偏心轮中。

进一步的，于任意相邻的两所述偏心轮之间分别固连有加强筋，且所述加强筋靠近于所述偏心轮的径向外边缘布置。

进一步的，所述限位件为套装固定于所述偏心轴主体上的限位轮，并于所述限位轮的外周壁上构造有限位缺口。

进一步的，于所述芯轴内构造有沿所述芯轴轴向布置的主油路，并于所述芯轴及所述偏心轮上设有与所述主油路连通的出油孔。

进一步的，于所述偏心轮的外周壁上，靠近于所述偏心轮的两侧分别套设有密封挡圈。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型所述的组合式偏心轴，通过使偏心轴为由芯轴与偏心轮固连构成的组合式结构，从而相比于现有整体式结构的偏心轴，可降低偏心轴的加工难度和制造成本，同时利用组合式偏心轴结构，还可在一定程度上提高偏心轴的加工和装配精度，提升偏心轴的适配性，因而也能够提高偏心轴使用时的控制精度。

此外，本实用新型的偏心轴结构通过位于一端的限位件的设置，亦能够实现对偏心轴转动相位的机械限位，从而也可利于保证偏心轴运转时的稳定。而通过使连接轴体由芯轴的一端构成，或使连接轴体与偏心轮固连，可通过不同形式获得本实用新型的偏心轴，以便于根据实际情形采用适宜的结构形式。

另外，将定位销设计与偏心轮螺接，可提高定位销设置的稳定性，在偏心轮之间增加加强筋则能够提高偏心轴整体的刚度，而设置油路及出油孔，以及在偏心轮上设置密封挡圈可保证对偏心轴的润滑效果，有利于提高偏心轴的使用寿命。

本实用新型的另一目的在于提出一种可变压缩比发动机，其包括装设有活塞、曲轴及偏心轴总成的缸体，一端与所述活塞铰接相连的执行连杆，一端与所述偏心轴总成转动连接的驱动连杆，以及转动设于所述曲轴上、且两端分别与所述执行连杆及所述驱动连杆转动相连的调节连杆，所述偏心轴总成采用如上所述的组合式偏心轴，且所述驱动连杆为一体成型结构。

本实用新型的可变压缩比发动机通过采用如上的组合式偏心轴，可降低偏心轴的加工难度和制造成本，并能够提高偏心轴使用时的控制精度，而有着很好的实用性。

附图说明

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

图1为本实用新型实施例一所述的偏心轴的布置示意图；

图2为本实用新型实施例一所述的偏心轴的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一所述的定位销的另一种结构的示意图；

图4为本实用新型实施例一所述的偏心轴的装配示意图；

图5为本实用新型实施例二所述的偏心轴的结构示意图；

图6为本实用新型实施例二所述的偏心轴的布置示意图；

图7为本实用新型实施例三所述的驱动连杆的结构示意图；

附图标记说明：

1-曲轴，2-芯轴，3-偏心轮，4-调节连杆，5-驱动连杆，6-执行连杆，7-活塞，8-电机，9-轴承座，10-定位销，11-限位轮，12-连接轴体，13-密封挡圈，14-加强筋；

100-缸体；

201-出油孔，301-出油孔；

1001-销体，1002-螺纹体。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型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实用新型。

实施例一

本实施例涉及一种组合式偏心轴，该偏心轴为应用于多连杆式可变压缩比发动机中，以做为压缩比控制调整的驱动源，进而实现发动机压缩比的可变。具体的，应用该组合式偏心轴的多连杆可变压缩比发动机的一种示例性结构如图1中所示，其中为便于相关构件的清楚显示，在图1中仅示出了其中一缸位置的可变压缩比机构，其它气缸位置的可变压缩比机构与此相同，在此将不再赘述。

具体而言，可变压缩比发动机中的曲轴1转动支撑在固连有轴承座的缸体上，偏心轴则转动安装在轴承座的底端，上述可变压缩比机构包括可旋转的安装于曲轴2上的调节连杆4，以及通过连杆销分别与调节连杆4的两端枢转连接的驱动连杆5和执行连杆6，驱动连杆5的另一端与偏心轴相连，执行连杆6的另一端则与活塞7相连。在发动机运行过程中，偏心轴由制动器、也即电机8驱动控制其旋转，且若偏心轴由于电机8驱动而旋转，则驱动连杆5的摆动支撑位置发生变化，并由此使得活塞7的上止点位置变高或变低，以此实现发动机压缩比的调节。

而对于本实施例的组合式偏心轴来说，其整体结构上包括偏心轴主体，且该偏心轴主体包括芯轴2，以及套设于芯轴2上的若干个间隔布置的偏心轮3，偏心轮3与芯轴2不同心、并与芯轴2固连在一起，同时，上述偏心轴主体还包括位于该偏心轴主体一端的与芯轴2固连、且同心设置的连接轴体，该连接轴体构成偏心轴主体与外部旋转动力源的传动连接，以可由外部旋转动力源驱使偏心轴转动，此外于偏心轴主体的具有所述连接轴体的一端或另一端亦设置有可与外部构件抵接，以限制偏心轴主体的转动相位的限位件。

基于上述整体介绍，本实施例的组合式偏心轴的一种示例性结构如图2中所示，此时，上述连接轴体12具体由芯轴2的一端的构成，各偏心轮3则通过穿设于偏心轮3和芯轴2中的定位件固定于芯轴2上，上述定位件具体的设置在形成于偏心轮3一侧的轴颈处，且该定位件优选的为过盈压装于偏心轮3与芯轴2中的定位销10，以由定位销10在实现偏心轮3于芯轴2上定位的同时，也可由芯轴2带动偏心轮3同步转动。

本实施例中，当然除了定位销10上述定位件亦可采用螺栓、螺钉或其它以能够将偏心轮3固定于芯轴2上的结构件。而如图3中所示出的，对于采用的定位销10，本实施例为防止定位销10在压装后发生松脱的问题，还可设计使得定位销10的位于偏心轮3中的部分构造有外螺纹，而定位销10的位于芯轴2中的部分、以及位于偏心轮3和芯轴2相接处的部分则仍为光滑的销柱结构，以此使得定位销10整体上由固连为一体的销体1001和螺纹体1002组成，且定位销10即通过螺纹体1002与偏心轮3螺接相连，而达到防脱的效果。

在螺纹体1002与偏心轮3螺接的同时，销体1001插装于芯轴2中，且应注意使得芯轴2和销体1001之间的间隙应尽量小，以避免在通过定位销10固定后，偏心轮3相对于芯轴2出现松动。此外，本实施例需要说明的是，在采用上述由销体1001与螺纹体1002构成的定位销10时，定位销10应为对称布置的两个，且在结构设置上还应使得定位销10的具有外螺纹部分的长度大于该定位销10其它部分的长度。

本实施例前述的限位件优选的为设置在偏心轴主体的与外部旋转动力源连接的一端，也即位于连接轴体12上，且在具体结构上，该限位件例如可为套装固定于连接轴体12上的限位轮11，并于该限位轮11的外周壁上构造有限位缺口。在使用时，可对应于偏心轮11上的缺口，于发动机的缸体中相应设置一限位块或限位凸起结构，随着限位轮11随偏心轴的同步旋转，通过该限位块或限位凸起与限位轮11上限位缺口两端的抵接，便可实现对偏心轴转动相位的机械限位。

本实施例中，在偏心轴主体的制造中，偏心轮3与芯轴2上的用于压装定位销10的销孔可采用合件加工的方式，以提高芯轴2和偏心轮3之间的装配精度。另外，为了在工作中对芯轴2及偏心轮3进行润滑，以提高偏心轴整体的使用寿命，本实施例在芯轴2内可构造沿芯轴2的轴向布置的主油路，并于芯轴2及偏心轮3上分别设置与芯轴2内的主油路连通的出油孔201及出油孔301。

其中，芯轴2中的主油路可从发动机油路中引入润滑油，当构成定位件的定位销整体穿过芯轴2时，需要在定位销10上开设通孔，以不会阻断芯轴2内的主油路。芯轴2上的出油孔201可对芯轴2与轴承座的相接处进行润滑，而偏心轮3上的出油孔301则可对偏心轮与驱动连杆5的相接处进行润滑，并且为了保持偏心轮3和驱动连杆5相接处的润滑油压，在偏心轮3的外周壁上，靠近于偏心轮3的两侧还可分别套设密封挡圈13，该密封挡圈13具体可采用耐磨及高温的复合材料制成，以限制润滑油的泄漏量。

本实施例的组合式偏心轴，在装配时参考图4中所示的，先将偏心轮3装入驱动连杆5中，并通过工装将装有偏心轮3的驱动连杆5定位于缸体100中的轴承座处，接着再使芯轴2穿过偏心轮3及轴承座一次压入，实现芯轴2和偏心轮3装配的同时，也完成偏心轴与驱动连杆5及轴承座之间的装配，最后在偏心轮3和芯轴2已对正的销孔中压入定位销10便可。

实施例二

本实施例涉及一种组合式偏心轴，该组合式偏心轴与实施例一中的偏心轴相比，其区别在于如图5中所示的，本实施例中偏心轴主体中的连接轴体12为与位于一端的一偏心轮3固连设置，且芯轴2为过盈压装于各偏心轮3中，因而省去了定位销10等结构。此外，本实施例的偏心轴在任意相邻的两个偏心轮3之间还分别固连有加强筋14，该加强筋14也为靠近于偏心轮3的径向外边缘布置，以能够避让驱动连杆5的运动轨迹，同时加强筋14也可提升偏心轴整体的刚度。

本实施例的组合式偏心轴中，其亦设置有诸如润滑油路、油孔及密封挡圈13等结构，且上述结构的设置参见实施例一中的相关描述即可。而如图6中所示的，本实施例的偏心轴在使用时，位于一端的连接轴体12与电机8传动连接，各偏心轮3装入缸体100中的轴承座中，以实现对偏心轴整体的转动承载，驱动连杆5则与偏心轮3之间的芯轴2连接。由此，在电机8驱使偏心轴转动时，通过偏心轮3与芯轴2之间的不同心设计，也可使驱动连杆5的摆动支撑位置发生变化，以此实现发动机压缩比的调节。

本实施例的组合式偏心轴在装配时，先将偏心轮3装入缸体100的轴承座中，然后利用工装将驱动连杆5定位于轴承座处，接着使芯轴2穿过偏心轮3与驱动连杆5一次压入，便可完成装配。

实施例三

本实施例涉及一种可变压缩比发动机，该发动机在结构上仍可参见图1中所示的，具体为包括装设有活塞7、曲轴1及偏心轴总成的缸体100，一端与活塞7铰接相连的执行连杆6，一端与偏心轴总成转动连接的驱动连杆5，以及转动设于曲轴1上、且两端分别与执行连杆6及驱动连杆5转动相连的调节连杆4。其中，上述偏心轴总成可采用如实施例一中的组合式偏心轴，当然，除了实施例一中的偏心轴结构，本实施例中的偏心轴总成亦可采用实施例二中的组合式偏心轴。

此外，本实施例的可变压缩比发动机中，连接于偏心轴总成与调节连杆4之间的驱动连杆5也如图7中所示的为一体成型结构。通过设计为一体成型的整体结构，相较于现有胀断结构的连杆结构，可提高连杆刚度，以利于保证连杆的结构稳定性。而在驱动连杆5与偏心轴中的芯轴2或偏心轮3连接时，本实施例还可在驱动连杆5上的连接孔中压装铜套，以达到进一步优化连接效果的目的。

本实施例的可变压缩比发动机通过采用实施例一或实施例二中的组合式偏心轴，能够降低偏心轴的加工难度和制造成本，并能够提高偏心轴使用时的控制精度，而有着很好的实用性。

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

Claims (10)

1.一种组合式偏心轴，包括偏心轴主体，其特征在于：所述偏心轴主体包括芯轴(2)，以及套设于所述芯轴(2)上的若干个间隔布置的偏心轮(3)，所述偏心轮(3)与所述芯轴(2)不同心、并与所述芯轴(2)固连在一起，还包括位于所述偏心轴主体一端的与所述芯轴(2)或所述偏心轮(3)固连、且同心设置的连接轴体(12)；所述连接轴体(12)构成所述偏心轴主体与外部旋转动力源的传动连接，并于所述偏心轴主体的具有所述连接轴体(12)的一端或另一端设有可与外部构件抵接，以限制所述偏心轴主体的转动相位的限位件。

2.根据权利要求1所述的组合式偏心轴，其特征在于：所述连接轴体(12)由所述芯轴(2)的一端构成，且所述偏心轮(3)通过穿设于所述偏心轮(3)及所述芯轴(2)中的定位件固连于所述芯轴(2)上。

3.根据权利要求2所述的组合式偏心轴，其特征在于：所述定位件为压装固定于所述偏心轮(3)与所述芯轴(2)中的定位销(10)。

4.根据权利要求3所述的组合式偏心轴，其特征在于：于所述定位销(10)的位于所述偏心轮(3)中的部分构造有外螺纹，所述定位销(10)通过该外螺纹与所述偏心轮(3)螺接相连，且所述定位销(10)的具有所述外螺纹部分的长度大于所述定位销(10)其它部分的长度。

5.根据权利要求1所述的组合式偏心轴，其特征在于：所述连接轴体(12)为与所述偏心轮(3)固连设置，且所述芯轴(2)过盈压装于各所述偏心轮(3)中。

6.根据权利要求5所述的组合式偏心轴，其特征在于：于任意相邻的两所述偏心轮(3)之间分别固连有加强筋(14)，且所述加强筋(14)靠近于所述偏心轮(3)的径向外边缘布置。

7.根据权利要求1所述组合式偏心轴，其特征在于：所述限位件为套装固定于所述偏心轴主体上的限位轮(11)，并于所述限位轮(11)的外周壁上构造有限位缺口。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的组合式偏心轴，其特征在于：于所述芯轴(2)内构造有沿所述芯轴(2)轴向布置的主油路，并于所述芯轴(2)及所述偏心轮(3)上设有与所述主油路连通的出油孔(201，301)。

9.根据权利要求8所述组合式偏心轴，其特征在于：于所述偏心轮(3)的外周壁上，靠近于所述偏心轮(3)的两侧分别套设有密封挡圈(13)。

10.一种可变压缩比发动机，包括装设有活塞(7)、曲轴(1)及偏心轴总成的缸体(100)，一端与所述活塞(7)铰接相连的执行连杆(6)，一端与所述偏心轴总成转动连接的驱动连杆(5)，以及转动设于所述曲轴(1)上、且两端分别与所述执行连杆(6)及所述驱动连杆(5)转动相连的调节连杆(4)，其特征在于：所述偏心轴总成采用如权利要求1至9中任一项所述的组合式偏心轴，且所述驱动连杆(5)为一体成型结构。