CN209340037U - 偏心轴总成及可变压缩比机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种偏心轴总成及可变压缩比机构，本实用新型的偏心轴总成包括偏心轴主体，偏心轴主体包括具有以承接外部驱动力的承接件的传动部，以及与传动部固连并交替设置的若干主轴部和偏心部，相邻的主轴部与偏心部之间由曲柄部连接，且各主轴部及传动部间共轴线布置，各偏心部间共轴线布置，主轴部与偏心部的轴线间平行设置。本实用新型的偏心轴总成通过主轴部与偏心部之间的曲柄部的设置，可增加偏心轴主体的刚度，而可提高偏心轴使用的可靠性。

Description

偏心轴总成及可变压缩比机构

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总成，同时，本实用新型还涉及一种应用有该偏心轴总成的可变压缩比机构。

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。

目前的可变压缩比机构中，如液压驱动控制方式，其普遍存在控制精度较低，响应速度慢等缺点，使用电机控制方式的存在需要大功率电机驱动控制，占用空间大，消耗能量多的问题。而对于多连杆可变压缩比机构，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，且由于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。此外，现有多连杆式可变压缩比机构中的偏心轴也容易出现刚度不足的问题，而会影响偏心轴使用的可靠性及其使用寿命。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种偏心轴总成，以增强偏心轴总成的刚度，从而提高使用寿命。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种偏心轴总成，其包括偏心轴主体，所述偏心轴主体包括具有以承接外部驱动力的承接件的传动部，以及与所述传动部固连并交替设置的若干主轴部和偏心部，相邻的所述主轴部与所述偏心部之间由曲柄部连接，且各所述主轴部及所述传动部间共轴线布置，各所述偏心部间共轴线布置，所述主轴部与所述偏心部的轴线平行设置。

进一步的，所述传动部位于所述偏心轴主体的中部。

进一步的，所述承接件为蜗轮或齿轮。

进一步的，在所述主轴部与所述偏心部上分别套装有轴承。

进一步的，于所述偏心轴主体内设有沿所述偏心轴主体轴向布置、且可与外部油路连通的润滑油路，并于所述主轴部和所述偏心部上设有与所述润滑油路连通、并径向贯穿至所述主轴部及所述偏心部外周面处的出油孔。

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总成，通过在主轴部与偏心部之间设置曲柄部，可通过曲柄部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。

(2)传动部设于中间部位，可使偏心轴主体的驱动力矩在轴的中间部位输入，相比于从两端输入，中间输入力矩可以改善轴受驱动力矩后内部的应力分布，从而改善轴系扭振情况。

(3)承接件为涡轮或齿轮，以便于驱动偏心轴转动。

(4)装设有轴承，不仅可以起到对偏心轴的支撑作用，而且还可以降低偏心轴的启动力矩，降低运行中的阻力，以有利于转动。

(5)在偏心轴主体内设置有润滑油路，并且在主轴部及偏心部上设有出油孔，可以对偏心轴主体实现压力润滑，并且可对轴承提高润滑效果。

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、和应用有如上所述的偏心轴总成，还包括转动设于所述曲轴总成中的曲轴上的调节连杆，铰接于所述调节连杆的一端与所述活塞之间的执行连杆，以及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部之间的驱动连杆，和固定于所述发动机缸体上、且动力输出端与所述传动部中的承接件传动连接的旋转驱动装置。

进一步的，所述旋转驱动装置包括电机，以及传动设置于所述电机和所述承接件之间的减速单元。

进一步的，所述减速单元包括与所述电机传动连接的谐波减速器，以及传动连接于所述谐波减速器和所述承接件之间的蜗轮蜗杆减速机构或齿轮减速机构，且所述蜗轮蜗杆减速机构中的蜗轮或所述齿轮减速机构中的其一齿轮由所述承接件构成。

进一步的，对应于所述偏心轴主体的一端，于所述发动机缸体上固定有相位传感器，且于所述偏心轴主体的端部固定有与所述相位传感器传动相连的传感器驱动销。

进一步的，于所述发动机缸体内与所述发动机缸体一体成型有轴承座，所述曲轴转动设置在围构形成于所述轴承座的顶端和所述发动机缸体之间的曲轴安装孔中，所述偏心轴主体转动设置在围构形成于所述轴承座的底端和所述发动机缸体之间的偏心轴安装孔中。

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，通过应用上述的偏心轴总成，可提高偏心轴的可靠性，且本实用新型的可变压缩比机构可使发动机始终都工作在最佳效率区，从而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)设置电机驱动谐波减速器，谐波减速器驱动涡轮蜗杆减速机构或是齿轮减速机构，这样的两级减速设计，可提高传动比，放大电机扭矩，减小偏心轴受燃烧压力后对电机和谐波减速器产生的冲击载荷。从而可减小电机尺寸，减小电机功率，减速机构占用空间，减小能耗，以有利于减速器寿命的增加。

(3)设置相位传感器，以便于电机动态控制偏心轴的相位变化，可实现压缩比连续调节与压缩比固定的锁止作用。采用电机控制可提高控制精度，且可提高调节压缩比的响应性，避免由高压缩比到低压缩比转换不及时造成的爆震问题。

(6)在发动机缸体内与发动机缸体上一体成型有曲轴轴承座与偏心轴轴承座，可提高轴承部的刚度。

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总成的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一所述的轴承的结构示意图；

图3为本实用新型实施例二所述的可变压缩比机构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例二所述的未装配发动机缸体的可变压缩比机构示意图；

图5为本实用新型实施例二所述的发动机缸体的结构示意图；

附图标记说明：

1-偏心轴主体，2-电机，3-连接法兰，4-谐波减速器，5-蜗杆，6-相位传感器，7-传感器驱动销；

101-传动部，102-主轴部，103-偏心部，104-出油孔，105-承接件，106-曲柄部，107-轴承，201-活塞，202-执行连杆，203-调节连杆，204-驱动连杆，205- 执行连杆销，206-驱动连杆销，301-曲轴轴承座，302-偏心轴轴承座；

100-偏心轴总成，200-曲轴总成，300-发动机缸体。

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

本实施例涉及一种偏心轴总成，其一种示例性结构如图1所示，且该偏心轴总成100具体包括偏心轴主体1，偏心轴主体1包括具有以承接外部驱动力的承接件105的传动部101，以及与传动部101固连并交替设置的若干主轴部 102和偏心部103，相邻的主轴部102与偏心部103之间由曲柄部106连接，且各主轴部102及传动部101间共轴线布置，各偏心部103间共轴线布置，主轴部102与偏心部103的轴线间平行设置。

在本实施例中，为了改善偏心轴总成受驱动力矩后内部的应力分布，传动部101设置在偏心轴主体1的中部，从而使偏心轴主体1的驱动力矩在轴的中间部位输入，相比于从两端输入，中间输入力矩可以改善轴受驱动力矩后内部的应力分布，从而改善轴系扭振情况。

为了便于驱动偏心轴转动，偏心轴主体1上的承接件105为蜗轮或齿轮。另外，在主轴部102与偏心部103上分别套装有轴承107，其不仅可以起到对偏心轴的支撑作用，而且还可以降低偏心轴的启动力矩，降低运行中的阻力，以有利于转动。本实施例中，轴承107具体选用剖分型的滚针轴承，其具体结构如图2所示，待偏心轴主体1成型后，将滚针轴承分别安装于偏心轴本体1 上的主轴部102与偏心部103处便可。

为了对偏心轴主体1实现压力润滑，本实施例在偏心轴主体1内还设有沿偏心轴主体1轴向布置、且可与外部油路连通的润滑油路，同时，在主轴部102 和偏心部103上设有与润滑油路连通、并径向贯穿至主轴部102及偏心部103 外周面处的出油孔104，从而提高轴承107润滑效果。

本实用新型所述的偏心轴总成通过设置主轴部102和偏心部103之间的曲柄部106，可增加偏心轴主体1的刚度，提高其可靠性和使用寿命，而有很好的实用性。

实施例二

本实施例涉及一种可变压缩比机构，该机构采用多连杆式可变压缩比机构，且其一种示例性结构如图3、图4中所示，在图3、图4中为便于相关构件的清楚显示，也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。

详细来说，结合图3、图4所示，本实施例的可变压缩比机构包括滑动设于发动机缸体300中的活塞201，转动设于发动机缸体300中的曲轴总成200、和如实施例一的偏心轴总成100，还包括转动设于曲轴总成200中的曲轴上的调节连杆203，铰接于调节连杆203的一端与活塞201之间的执行连杆202，以及铰接于调节连杆203的另一端与偏心轴总成100中的偏心部103之间的驱动连杆204，和固定于发动机缸体300上、且动力输出端与传动部101中的承接件105传动连接的旋转驱动装置。

具体结构上，调节杆的一端通过执行连杆销205与执行连杆202枢转连接，另一端通过驱动连杆销206与驱动连杆204枢转连接。

在本实施例中，旋转驱动装置包括电机2，以及传动设置于电机2和承接件105之间的减速单元。具体结构上，如图4所示，减速单元包括与电机2传动连接的谐波减速器4，以及传动连接于谐波减速器4和承接件105之间的蜗轮蜗杆减速机构或齿轮减速机构，且蜗轮蜗杆5减速机构中的蜗轮或齿轮减速机构中的其一齿轮由承接件105构成。本实施中，优选选用涡轮蜗杆减速机构，以可减小布置空间，并有利于降低整机尺寸。

本实施例采用电机2驱动谐波减速器4，谐波减速器4驱动涡轮蜗杆减速机构或是齿轮减速机构，从而构成两级减速设计，不仅传动平稳，还可提高较大的减速比，放大电机2扭矩，减小偏心轴受燃烧压力后对电机2和谐波减速器4产生的冲击载荷，进而可减少NVH问题。另外，其还可减小电机2的尺寸，减小电机2的功率，减速机构占用空间，减小能耗，以有利于减速器寿命的增加。

其中，电机2通过连接法兰3与谐波减速器4连接，谐波减速器4固连于发动机缸体300上，且与涡轮蜗杆减速机构的蜗杆5连接，同时，在偏心轴总成100的传动部101设置有与蜗杆5匹配的涡轮。另外，蜗杆5设置在在曲轴总成200与偏心轴总成100中间，可合理利用整机空间，进一步降低整机高度。

为了便于电机2动态控制偏心轴的相位变化，结合图1、图4所示，本实施例对应于偏心轴主体1的一端，于发动机缸体300上固定有相位传感器6，且于偏心轴主体1的端部固定有与相位传感器6传动相连的传感器驱动销7。通过控制输入电机2的电流以由电机2提供反振阻矩，可抵抗曲轴带动的偏心轴的振动，且随着偏心轴振动的往复，电流方向可设置为随之变化，以此能够在压缩比调节完毕后对偏心轴位置进行固定锁止的作用。并且，采用电机2控制的方式，可提高控制精度，且可提高调节压缩比的响应性，避免由高压缩比到低压缩比转换不及时造成的爆震问题。

为了提高轴承107部的刚度，在发动机缸体300内与发动机缸体300上分别一体成型有曲轴轴承座301和偏心轴轴承座302，曲轴转动设置在围构形成于曲轴轴承座301的顶端和发动机缸体300之间的曲轴安装孔中，偏心轴主体1转动设置在围构形成于偏心轴轴承座302的底端和发动机缸体300之间的偏心轴安装孔中。

本实施例的可变压缩比机构在运行过程中，偏心轴总成由电机2驱动控制其旋转，偏心轴总成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。

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)

1.一种偏心轴总成，其特征在于：包括偏心轴主体(1)，所述偏心轴主体(1)包括具有以承接外部驱动力的承接件(105)的传动部(101)，以及与所述传动部(101)固连并交替设置的若干主轴部(102)和偏心部(103)，相邻的所述主轴部(102)与所述偏心部(103)之间由曲柄部连接，且各所述主轴部(102)及所述传动部(101)间共轴线布置，各所述偏心部(103)间共轴线布置，所述主轴部(102)与所述偏心部(103)的轴线平行设置。

2.根据权利要求1所述的偏心轴总成，其特征在于：所述传动部(101)位于所述偏心轴主体(1)的中部。

3.根据权利要求2所述的偏心轴总成，其特征在于：所述承接件(105)为蜗轮或齿轮。

4.根据权利要求1所述的偏心轴总成，其特征在于：在所述主轴部(102)与所述偏心部(103)上分别套装有轴承(107)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的偏心轴总成，其特征在于：于所述偏心轴主体(1)内设有沿所述偏心轴主体(1)轴向布置、且可与外部油路连通的润滑油路，并于所述主轴部(102)和所述偏心部(103)上设有与所述润滑油路连通、并径向贯穿至所述主轴部(102)及所述偏心部(103)外周面处的出油孔(104)。

6.一种可变压缩比机构，其特征在于：包括滑动设于发动机缸体(300)中的活塞(201)，转动设于所述发动机缸体(300)中的曲轴总成(200)、和如权利要求1至5中任一项所述的偏心轴总成(100)，还包括转动设于所述曲轴总成(200)中的曲轴上的调节连杆(203)，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)，以及铰接于所述调节连杆(203)的另一端与所述偏心轴总成(100)中的偏心部(103)之间的驱动连杆(204)，和固定于所述发动机缸体(300)上、且动力输出端与所述传动部(101)中的承接件(105)传动连接的旋转驱动装置。

7.根据权利要求6所述的可变压缩比机构，其特征在于：所述旋转驱动装置包括电机(2)，以及传动设置于所述电机(2)和所述承接件(105)之间的减速单元。

8.根据权利要求7所述的可变压缩比机构，其特征在于：所述减速单元包括与所述电机(2)传动连接的谐波减速器(4)，以及传动连接于所述谐波减速器(4)和所述承接件(105)之间的蜗轮蜗杆减速机构或齿轮减速机构，且所述蜗轮蜗杆减速机构中的蜗轮或所述齿轮减速机构中的其一齿轮由所述承接件(105)构成。

9.根据权利要求6所述的可变压缩比机构，其特征在于：对应于所述偏心轴主体(1)的一端，于所述发动机缸体(300)上固定有相位传感器(6)，且于所述偏心轴主体(1)的端部固定有与所述相位传感器(6)传动相连的传感器驱动销(7)。

10.根据权利要求6所述的可变压缩比机构，其特征在于：于所述发动机缸体(300)内与所述发动机缸体(300)一体成型有轴承座，所述曲轴转动设置在围构形成于所述轴承座的顶端和所述发动机缸体(300)之间的曲轴安装孔中，所述偏心轴主体(1)转动设置在围构形成于所述轴承座的底端和所述发动机缸体(300)之间的偏心轴安装孔中。