CN208966428U - 偏心轴驱动机构及可变压缩比机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种偏心轴驱动机构及可变压缩比机构，本实用新型的偏心轴驱动机构包括固设于曲轴上的主动件，与主动件传动相连且套设于偏心轴一端的从动件，以及位于从动件外侧的传动件，还包括固定于发动机缸体上的驱动装置，以及设于从动件和传动件之间的弹性回位部。本实用新型的偏心轴驱动机构可利用曲轴自身的转动驱动偏心轴转动，不需增加额外的驱动机构，从而能够降低驱动机构能源消耗。

Description

偏心轴驱动机构及可变压缩比机构

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，特别涉及一种偏心轴驱动机构，同时，本实用新型还涉及一种应用有该偏心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，活塞行程和活塞上止点位置是不变的，也就是发动机的余隙容积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，压缩比的确定应是兼顾动力性、经济性和燃烧后的折中结果，其既不能太大也不能太小，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。

目前已有技术利用通过偏心轴的转动来调整发动机的压缩比，但需要额外的动力装置以及传动机构，比如额外的电机或液压缸等。但需要为额外的动力装置提供合适的布置位置，对现有发动机的缸体，缸盖，曲轴系统做出较大的改动，研发成本高，且通常驱动偏心轴的机构体积较大，结构较为复杂。同时，在多连杆可变压缩比机构中，多连杆机构中的曲轴轴承部承受载荷较普通发动机大，面临轴承部刚度不足的问题。以及偏心轴润滑无法采用压力润滑方式，润滑效果不佳，容易引起抱轴等失效。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种偏心轴驱动机构，以可由发动机的曲轴驱动偏心轴转动，而不需增加额外的驱动机构。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种偏心轴驱动机构，所述偏心轴驱动机构用以承接曲轴的旋转驱使、以带动偏心轴转动，且该偏心轴驱动机构包括：

主动件，固定套装于所述曲轴上；

从动件，套装于所述偏心轴的一端，并为具有相对于所述偏心轴的单向转动，且所述从动件与所述主动件传动相连；

传动件，于所述从动件的外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，且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，固定于承载所述曲轴及所述偏心轴的发动机缸体上，且所述控制部包括驱动装置，以及与所述传动件正对布置、且可承接所述驱动装置的驱使而挤压或远离所述传动件的挤压件；

摩擦部，包括分设于所述传动件与所述从动件正对布置的两侧端面上的摩擦盘，且随所述挤压件对所述传动件的挤压，两侧的所述摩擦盘因摩擦抵接、而可构成所述从动件对所述传动件的转动驱使；

弹性回位部，位于所述从动件和所述传动件之间，且所述弹性回位部因所述挤压件对所述传动件的挤压而弹性蓄能，并可由所述挤压件远离所述传动件、而具有施加于所述传动件上的作用力，以使摩擦抵接的两所述摩擦盘相分离。

进一步的，所述主动件与所述从动件为啮合相连的齿轮，且所述从动件通过单向轴承装设于所述偏心轴上。

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，所述驱动装置包括旋转动力输出装置，以及固连于所述旋转动力输出装置动力输出端的丝杠，所述挤压件螺接于所述丝杠上；所述控制部还包括相对于所述旋转动力输出装置固定设置、并与所述丝杠平行布置的滑杆，且所述滑杆横穿所述挤压件设置，以使所述挤压件沿所述滑杆导向滑动。

进一步的，所述驱动装置为电磁离合器，所述挤压件连接于所述电磁离合器的执行端上。

进一步的，所述弹性回位部为套设于所述偏心轴上、并抵置在所述从动件和所述传动件之间的弹簧。

进一步的，所述的偏心轴驱动机构还包括：

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，且所述定位装置具有因外力驱使而轴向移动、以可抵置于所述定位面上的定位销。

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，本实用新型具有以下优势：

(1)本实用新型所述的偏心轴驱动机构，通过利用发动机曲轴驱动偏心轴转动，可通过偏心轴的转动，以调整发动机的压缩比，同时该驱动机构因由曲轴驱使偏心轴转动，其不需增加额外的驱动机构，且结构简单，便于布置，能降低驱动机构能源消耗，而有很好的实用性。

(2)齿轮啮合可使此机构结构紧凑，在偏心轴上设置有单向轴承，当压缩比恒定时，从动件可通过单向轴承在偏心轴上空转，当需要调节压缩比时，从动件带动偏心轴只能单方向转动，通过偏心轴的循环转动，实现不同压缩比调节。

(3)设置传动件与偏心轴之间通过键槽滑动连接，可实现传动件沿偏心轴的轴向滑动，并可与偏心轴同步转动。

(4)驱动装置可以为旋转动力输出装置及设置在旋转动力输出装置输出端的丝杠与滑杆，丝杠上螺接有挤压件，且滑杆横穿挤压件，在旋转动力输出装置驱动丝杠转动时，挤压件在滑杆导向作用下可沿着丝杠轴向滑动，以挤压或远离传动件。

(5)驱动装置还可以为电磁离合器，通过电磁离合器控制挤压件挤压或远离传动件。

(6)在从动件和传动件之间设置有弹簧，在压缩比调节到合适位置后，传动件无驱动力时，由于弹簧被压缩而具有的弹性力使从动件与传动件脱离抵接，以使从动件切断对传动件的动力输入，从而使偏心轴不随从动件转动。

(7)设置定位部，以便于偏心轴的固定。通过设置在偏心轴一端的螺旋面，与设置在发动机缸体上的定位销配合，当定位销的伸出而抵接螺旋面时锁止偏心轴。由于定位销抵接的螺旋曲面位置不同，从而使偏心轴的转动的位置不同，进而实现不同的压缩比，此结构不仅可避免设置大功率电机或者液压装置对偏心轴进行锁止。还可降低成本，节省零部件布置空间，降低机构复杂性，且此方式压缩比控制精度高，响应快。

本实用新型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。

进一步的，所述偏心轴包括由曲柄臂固连且交替设置的若干主轴部和偏心部，于所述偏心轴内设有沿所述偏心轴轴向设置的油路，并于所述主轴部及所述偏心部上设有与所述油路连通的出油孔；且在偏心轴上构造有可与所述发动机缸体相抵接、而限制所述偏心轴轴向位移的止推面。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

(1)本实用新型所述的可变压缩比机构，通过应用如上所述的偏心轴驱动机构，可由发动机曲轴驱动偏心轴转动，以实现发动机连续可调的压缩比，且其无需额外驱动机构，可使发动机结构紧凑，利于整机整车空间布置，同时也可使发动机始终都工作在最佳效率区，能够提高燃料燃烧效率降低油耗，使燃料燃烧更充分，可降低排放，而具有很好的实用性。

(2)通过在主轴部与偏心部之间设置曲柄臂，可通过曲柄臂增加偏心轴主体的刚度，从而可提高偏心轴使用的可靠性及其使用寿命。在偏心轴内设置有润滑油路，并且在主轴部及偏心部上设有出油孔，可对偏心轴实现压力润滑，同时亦可提高轴承润滑效果。

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驱动机构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一所述的偏心轴驱动机构的等轴侧图；

图3为本实用新型实施例一所述的从动件的结构示意图；

图4为本实用新型实施例二所述的偏心轴结构示意图；

附图标记说明：

1-主动件，2-从动件，3-传动件，4-挤压件，5-弹簧，6-丝杠，7-滑杆，8-电机，9-单向轴承；

101-主轴部，102-曲柄臂，103-偏心部，104-键槽，105-出油孔，106-止推面，107-轴挡部，108-螺旋面，201-活塞，202-执行连杆，203-调节连杆，204-驱动连杆，301-摩擦盘，302-环形凹槽；

100-偏心轴，200-曲轴。

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

本实施例涉及一种偏心轴驱动机构，其一种示例性结构如图1、图2所示，且该驱动机构为用以承接曲轴200的旋转驱使、以带动偏心轴100转动，同时该偏心轴驱动机构包括固定套装于曲轴200上的主动件1，与主动件1传动相连且套装于偏心轴100一端的从动件2，以及于从动件2的外侧套设于偏心轴100上的传动件3，从动件2可相对于偏心轴100单向转动，传动件3则可相对于偏心轴100轴向滑动，且因和偏心轴100间的啮合连接，传动件3可与偏心轴100同步转动。

具体结构上，主动件1与从动件2为啮合相连的齿轮，且从动件2通过单向轴承9装设于偏心轴100上，以可使从动件2相对于偏心轴100单向转动。传动件3通过对应构造与传动件3及偏心上的键槽104设置于偏心轴100上。从而实现传动件3可沿偏心轴100的轴向滑动，并且可与偏心轴100同步转动。当压缩比恒定时，从动件2可通过单向轴承9在偏心轴100上空转，当需要调节压缩比时，从动件2带动偏心轴100只能单方向转动，通过偏心轴100的循环转动，实现不同压缩比调节。

为了驱动传动件3沿偏心轴100的轴向移动，于承载曲轴200及偏心轴100的发动机缸体上固设有控制部，该控制部包括驱动装置，以及与传动件3正对布置、且可承接驱动装置的驱使而挤压或远离传动件3的挤压件4。

具体的，驱动装置包括旋转动力输出装置，本实施例中优选为电机8，以及固连于电机8输出端的丝杠6，挤压件4螺接于丝杠6上，同时上述控制部还包括相对于电机8输出端固定设置、并与丝杠6平行布置的滑杆7，且滑杆7横穿挤压件4设置。当电机8驱动丝杠6转动时，挤压件4在滑杆7导向作用下可沿着丝杠6轴向滑动，以挤压或远离传动件3。

当然，驱动装置除了电机8驱动丝杠6的结构形式，亦可采用现有技术的电磁离合器。通过设置挤压件4连接在电磁离合器的执行端上，同样可以实现挤压件4挤压或远离传动件3。

另外，为了使传动件3与偏心轴100同步转动，本实施例的偏心驱动机构还包括有摩擦部，结合图2、图3所示，该摩擦部包括分设于传动件3于从动件2正对布置的两侧端面上的摩擦盘301，且随挤压件4对传动件3的挤压，两侧的摩擦盘301因摩擦抵接而构成从动件2对传动件3的转动驱使，从而使从动件2带动传动件3同步转动。

此外，为了在挤压件不再挤压传动件3时，使传动件3解除与从动件2的驱使，以使偏心轴100不再随从动件2转动，于从动件2和传动件3之间还固设有弹性回位部，且该弹性回位部因挤压件4对传动件3的挤压而弹性蓄能，并可由挤压件4远离传动件3，而具有施加于传动件3上的作用力，以使摩擦抵接的两摩擦盘301相分离。

具体结构上，上述弹性回位部为设于从动件2和传动件3之间的弹簧5，结合图1、图3所示，在从动件2上成型有与偏心轴100同轴向的环形凹槽302，弹簧5的一端即装设于环形凹槽302中，另一端则抵接于传动件3上。由于传动件3与从动件2上的摩擦盘301抵接，导致弹簧5被压缩，从而具有弹性蓄能，而当传动件3远离从动件2时，弹性蓄能被释放可作用于传动件3上，以使传动件3沿轴向移动，进而使得两摩擦盘301分离。

为进行压缩比的调节，并保证压缩比的调节精度，本实施例的偏心驱动机构还包括定位部，该定位部包括相对于传动件3设置于偏心轴100另一端的螺旋面108，以及固定于发动机缸体上的定位装置，且该定位装置具有因外力驱使而轴向移动、以可抵置于定位面上的定位销。具体的，定位装置可为固定于发动机缸体上的直线动力输出装置，定位销即固连于直线动力输出装置的动力输出端。其中，为了便于设计制造，本实施例的直线动力装置可具体采用直线电机，此时定位销固连在直线电机的输出端上。

本实施例即是通过设置在偏心轴100一端的螺旋面108，以及设置在发动机缸体上的定位销的配合，来实现压缩比的改变。详细来说，当定位销的伸出而抵接在螺旋面108上时可锁止偏心轴100，由于定位销伸出的长度不同，故抵接于螺旋面108的位置不同，从而可使得偏心轴100处于不同的转动相位，以此使发动机获得不同的压缩比。

此定位部的设计不仅可避免设置大功率电机8或者液压装置对偏心轴100进行锁止，还可降低成本，节省零部件布置空间，降低机构复杂性，且此方式压缩比控制精度高，响应快。

本实施例的驱动机构使用时，若发动机的压缩比需要调节，电机8驱动丝杠6运转，从而使挤压件4因滑杆7的导向作用挤压传动件3，通过挤压传动件3，使传动件3与从动件2之间的弹簧5压缩，同时，正对布置于两侧的摩擦盘301抵接压紧，由于传动件3与偏心轴100键槽104连接，从而使从动件2驱动传动件3与偏心轴100同步转动，进而调节压缩比。

偏心轴转动过程中，待发动机上伸出的定位销抵接在偏心轴100一端的螺旋面108时，压缩比调节完毕，定位销可锁止偏心轴，且此时电机8再驱动丝杠6反向运转，以使挤压件4远离传动件3，同时在被压缩的弹簧5的弹力作用下，传动件3与从动件2上的两摩擦盘301也相互分离，由此切断从动件2对传动件3的动力输出，从动件2在偏心轴100上空转，偏心轴便不会再转动。

本实施例的偏心轴驱动机构，通过利用曲轴200驱动偏心轴100转动，从而改变偏心轴100的角度，以调整发动机的压缩比，且其不需增加额外的驱动机构，结构简单，便于布置，并能降低驱动机构能源消耗，而有着很好的实用性。

实施例二

本实施例涉及一种可变压缩比机构，仍如图2中所示的，其包括滑动设于发动机缸体中的活塞201，转动设于发动机缸体中的曲轴200总成和偏心轴100总成，以及转动设于曲轴200总成中的曲轴200上的调节连杆203；还包括铰接于调节连杆203的一端与活塞201之间的执行连杆202，铰接于调节连杆203的另一端与偏心轴100总成中的偏心轴100上的偏心轮之间的驱动连杆204，以及实施例一的偏心轴驱动机构。

本实施中的偏心轴100的结构具体如图4所示，其包括由曲柄臂102固连且交替设置的若干主轴部101和偏心部103，可通过增加曲柄臂102提高偏心轴100的刚度，从而提高偏心轴100使用的可靠性及其使用寿命。由于在偏心轴100的主轴部101和偏心部103上均装有剖分型的滚针轴承，为了便于对偏心轴100及其上的轴承更好的润滑，于偏心轴100内设有沿偏心轴100轴向设置的油路，并于主轴部101及偏心部103上设有与油路连通的出油孔105。另外，为了防止偏心轴100相对于发动机轴向窜动，在偏心轴100上也构造有可与发动机缸体相抵接、而限制偏心轴100轴向位移的止推面106。

除此之外，为了防止安装在偏心轴100两端主轴部101上的滚针轴承脱出轴颈，在偏心轴100两端主轴部101的外侧形成有轴挡部107。为了便于传动件3相对于偏心轴100的轴向移动且与偏心轴100可同步转动，在偏心轴100的一端构造有键槽104，本实施例中优选为花键。同时，为了锁定偏心轴100的转动位置，在偏心轴100的另一端构造有螺旋面108，以便于发动机上的定位销因外力驱使而轴向移动并抵接于螺旋面108上。

本实施例的可变压缩比机构在运行过程中，偏心轴100由实施例一所述的偏心轴驱动机构驱动其旋转，偏心轴100旋转，则驱动连杆204的摆动支撑位置发生变化，并经由调节连杆203和执行连杆202，使得活塞201的上止点位置变高或变低，以此可实现发动机压缩比的调节。

同时，本实施例的可变压缩比机构在调节的过程中，沿图2中箭头方向看，当偏心轴100在逆时针方向旋转时，驱动连杆204对偏心轴100旋转方向上的作用力产生的扭矩为助力，顺时针旋转时，驱动连杆204对偏心轴100旋转方向的作用力产生的扭矩为阻力，故从动件2通过单向轴承9与偏心轴100连接，使偏心轴100只沿逆时针方向旋转，由此亦可减少因驱动偏心轴100时，导致发动机输出扭矩的降低与扭矩的波动。

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曲轴(200)的旋转驱使、以带动偏心轴(100)转动，且该偏心轴驱动机构包括：

主动件(1)，固定套装于所述曲轴(200)上；

从动件(2)，套装于所述偏心轴(100)的一端，并为具有相对于所述偏心轴(100)的单向转动，且所述从动件(2)与所述主动件(1)传动相连；

传动件(3)，于所述从动件(2)的一侧套设于所述偏心轴(100)上，所述传动件(3)可相对于所述偏心轴(100)轴向滑动，且因和所述偏心轴(100)间的啮合连接，所述传动件(3)为与所述偏心轴(100)同步转动设置；

控制部，固定于承载所述曲轴(200)及所述偏心轴(100)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(3)正对布置、且可承接所述驱动装置的驱使而挤压或远离所述传动件(3)的挤压件(4)；

摩擦部，包括分设于所述传动件(3)与所述从动件(2)正对布置的两侧端面上的摩擦盘(301)，且随所述挤压件(4)对所述传动件(3)的挤压，两侧的所述摩擦盘(301)因摩擦抵接、而可构成所述从动件(2)对所述传动件(3)的转动驱使；

弹性回位部，位于所述从动件(2)和所述传动件(3)之间，且所述弹性回位部因所述挤压件(4)对所述传动件(3)的挤压而弹性蓄能，并可由所述挤压件(4)远离所述传动件(3)、而具有施加于所述传动件(3)上的作用力，以使摩擦抵接的两所述摩擦盘(301)相分离。

2.根据权利要求1所述的偏心轴驱动机构，其特征在于：所述主动件(1)与所述从动件(2)为啮合相连的齿轮，且所述从动件(2)通过单向轴承(9)装设于所述偏心轴(100)上。

3.根据权利要求1所述的偏心轴驱动机构，其特征在于：所述传动件(3)通过对应构造于所述传动件(3)及所述偏心轴(100)上的键槽(104)设置于所述偏心轴(100)上。

4.根据权利要求1所述的偏心轴驱动机构，其特征在于：所述驱动装置包括旋转动力输出装置，以及固连于所述旋转动力输出装置动力输出端的丝杠(6)，所述挤压件(4)螺接于所述丝杠(6)上；所述控制部还包括相对于所述旋转动力输出装置固定设置、并与所述丝杠(6)平行布置的滑杆(7)，且所述滑杆(7)横穿所述挤压件(4)设置，以使所述挤压件(4)沿所述滑杆(7)导向滑动。

5.根据权利要求1所述的偏心轴驱动机构，其特征在于：所述驱动装置为电磁离合器，所述挤压件(4)连接于所述电磁离合器的执行端上。

6.根据权利要求1所述的偏心轴驱动机构，其特征在于：所述弹性回位部为套设于所述偏心轴(100)上、并抵置在所述从动件(2)和所述传动件(3)之间的弹簧(5)。

7.根据权利要求1至6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(3)设置于所述偏心轴(100)另一端的螺旋面(108)，以及固定于所述发动机缸体上的定位装置，且所述定位装置具有因外力驱使而轴向移动、以可抵置于所述螺旋面(108)上的定位销。

8.根据权利要求7所述的偏心轴(100)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。

9.一种可变压缩比机构，其特征在于：包括滑动设于发动机缸体中的活塞(201)，转动设于所述发动机缸体中的曲轴(200)总成和偏心轴(100)总成，以及转动设于所述曲轴(200)总成中的曲轴(200)上的调节连杆(203)；还包括铰接于所述调节连杆(203)的一端与所述活塞(201)之间的执行连杆(202)，铰接于所述调节连杆(203)的另一端与所述偏心轴(100)总成中的偏心轴(100)之间的驱动连杆(204)，以及如权利要求1至8中任一项所述的偏心轴(100)驱动机构。

10.根据权利要求9所述的可变压缩比机构，其特征在于：所述偏心轴(100)包括由曲柄臂(102)固连且交替设置的若干主轴部(101)和偏心部(103)，于所述偏心轴(100)内设有沿所述偏心轴(100)轴向设置的油路，并于所述主轴部(101)及所述偏心部(103)上设有与所述油路连通的出油孔(105)；且在偏心轴(100)上构造有可与所述发动机缸体相抵接、而限制所述偏心轴(100)轴向位移的止推面(106)。