CN210217917U - 一种具有驱动机构的可变压缩比活塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有驱动机构的可变压缩比活塞，克服了现有技术存在的紧凑性差、可靠性差等问题。本实用新型由依靠梯形螺纹连接的分隔式活塞头上体和活塞头下体、依靠直齿锥齿轮连接的第一传动轴和第二传动轴、行星齿轮机构连接的第一传动轴和电机轴、活塞销作为外壳的电机组成，活塞头上体内侧与活塞头下体外侧由升降螺纹旋紧连接，活塞头下体与活塞销、活塞销孔是从上至下的一体件，由直齿锥齿轮实现两传动轴的转向和同步转动，行星齿轮机构将电机轴输出的转矩减速传递到第一传动轴，电机以活塞销作为外壳，右侧转子加轴支承于活塞销右端活塞销卡环上的支撑孔内。

Description

一种具有驱动机构的可变压缩比活塞

技术领域

本实用新型关于一种内燃机可变压缩比活塞，更确切的说，是一种具有行星齿轮驱动机构的可变压缩比活塞。

背景技术

现阶段传统发动机的发展越来越希望达到诸多可变的程度，可变的程度越大，性能的适应性更好，扭矩和功率也可以达到最大程度的展现。压缩比可变技术正是诸多可变技术中一个很重要的研究内容，压缩比是表示进入气缸的混合燃烧气体可以被压缩的程度，理论上来讲，如果进入的可燃气压缩的体积越小，相对应产生的气缸压力也就会越大，可以提供的动力输出也就随之升高。但同样，不同的工况、温度、燃烧时间、发动机本身材料等条件都影响着发动机理想的压缩比值的大小。压缩比不合适，就会使发动机产生爆燃爆震等现象，影响发动机稳定运转，影响润滑，甚至损伤机械元件、浪费燃料、污染环境等，因此，从总的角度来看，适应不同工况的不同压缩比的存在显得尤为重要，这也是此次设计的重要原因。

此外，不同的压缩比对发动机本身性能、燃油质量都有很大关系，如果每台发动机只有一种压缩比，虽能满足一定程度上的正常工作，却无法适应更多环境的合理运转，影响了发动机便捷应用，也不利于发动机产业更好的发展。

采用可变压缩比技术能够：

1.降低爆燃爆震等现象的产生。

2.提高发动机的动力性。

3.提高紧凑型，降低发动机自身重量。

4.使燃料更充分燃烧，较少尾气污染。

发明内容

本实用新型为解决现有技术存在的结构复杂，紧凑性差，适应性低且造价高的技术问题，提供了一种具有驱动机构的可变压缩比活塞。

为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种具有驱动机构的可变压缩比活塞，其特征在于：

活塞头上体内侧与活塞头下体外侧都有一套相同的梯形螺纹，上体和下体之间靠梯形螺纹连接，工作时活塞头下体不动，活塞头上体可沿梯形螺纹旋转；活塞头下体与活塞销、活塞销孔是从上至下的一体件，在活塞头下体第二层螺纹处有一可允许传动齿轮放置的齿轮槽孔，传动齿轮通过齿轮槽孔与内齿啮合，齿轮中心位于槽孔中心，内齿位于传动齿轮齿顶、活塞头上体梯形螺纹处；活塞销上壁面有一个孔，第二传动轴穿过孔，第二传动轴下部与一对直齿锥齿轮中的一个连接，另一个直齿锥齿轮与第一传动轴连接，通过一对啮合的锥齿轮由第一传动轴带动第二传动轴同步转动，第一传动轴依靠角接触球轴承固定于活塞销孔，角接触球轴承左侧由活塞销定位，右侧通过轴肩定位；第一传动轴另一侧与行星齿轮的行星架固接，三个行星齿轮对称啮合在外齿圈和太阳轮之间，太阳轮与电机轴连接，由电机轴将动力从太阳轮输入，由行星齿轮机构减速，经过行星架输出到第一传动轴，外齿圈锁死，右侧电机内置于活塞销中，与活塞销集成，活塞销作为电机外壳，于定子铁芯处依靠螺钉固定，电机右侧转子加轴固定支撑于活塞销右端活塞销卡环上的支撑孔内；活塞销左侧上臂开孔与第二传动轴连接，活塞销中间部分上下对称设置定位凸台，用以支撑和定位角接触球轴承，活塞销右侧部分作为电机的外壳，与电机的定子铁芯直接接触，依靠定位螺钉连接，活塞销最右端依靠活塞销卡环定位，活塞销卡环中间部分开孔，用于固定支撑电机，第二传动轴上部依靠齿轮键与传动齿轮连接且同步转动。

所述的活塞头上体内侧与第二传动轴上方传动齿轮有一套相啮合的内齿，传动齿轮、第二传动轴、活塞销孔、直齿锥齿轮轴心一致。

所述的活塞头下体第二层螺纹处有一可允许传动齿轮放置的齿轮槽孔，传动齿轮通过齿轮槽孔与内齿啮合，齿轮中心位于槽孔中心，内齿位于传动齿轮齿顶、活塞头上体梯形螺纹的第二层螺纹处。

所述的第一传动轴与行星齿轮的行星架固接，三个行星齿轮对称啮合在外齿圈和太阳轮之间，太阳轮与电机轴连接，由电机轴将动力从太阳轮输入，由行星齿轮机构减速，经过行星架输出到第一传动轴，外齿圈锁死。

所述的电机内置于活塞销中，与活塞销集成，活塞销作为电机外壳，于定子铁芯处依靠螺钉固定，电机右侧转子加轴固定支撑于活塞销右端活塞销卡环上的支撑孔内。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型所述的一种具有驱动机构的可变压缩比活塞利用行星齿轮机构和梯形齿圈传动，将活塞销作为电机的外壳，保留原有的活塞与燃烧室，仅对活塞内部进行改动，结构紧凑，节省空间。

2.本实用新型所述的一种具有驱动机构的可变压缩比活塞传动轴只穿过活塞销上孔，既避免了对其他地方的改动又可以减少磨损。

3.本实用新型所述的一种具有驱动机构的可变压缩比活塞是通过电机带动两个传动轴同步转动，其转动过程严格由电机控制升降，工作可靠准确。

4.本实用新型所述的一种具有驱动机构的可变压缩比活塞在活塞销内通过行星齿轮机构连接电机轴和第一传动轴，减小转速，从而减少了活塞的振动，实现活塞销上体升降的精确控制。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

图1是本实用新型所述的一种具有驱动机构的可变压缩比活塞的主剖视图。

图2是本实用新型所述的一种具有驱动机构的可变压缩比活塞的活塞头上体视图。

图3是本实用新型所述的一种具有驱动机构的可变压缩比活塞的活塞头下体视图。

图4是本实用新型所述的一种具有驱动机构的可变压缩比活塞的一对锥齿轮啮合处的局部放大图。

图5是本实用新型所述的一种具有驱动机构的可变压缩比活塞的行星齿轮机构视图。

图6是本实用新型所述的一种具有驱动机构的可变压缩比活塞的传动齿轮视图。

图中：1.活塞头上体，2.传动齿轮，3.内齿，4.第二传动轴，5.直齿锥齿轮，6.第一传动轴，7.角接触球轴承，8.行星架，9.外齿圈，10.行星齿轮，11.太阳齿轮，12.活塞销卡环，13.电机轴，14.电机，15.定位螺钉，16.活塞销，17.活塞销孔，18.活塞头下体，19.梯形螺纹，20.齿轮槽孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细的描述：

如图1所示，所述的活塞头上体1内侧梯形螺纹19处有一套与传动齿轮2相啮合的内齿3存在，梯形螺纹19存在于活塞头上体1内侧和活塞头下体18外侧，用以连接两体，而内齿3是一组存在于传动活塞头上体1梯形螺纹19第二层螺纹处的齿形结构，它与传动齿轮2啮合传动，齿形连续且走向垂直，用以将传动齿轮2转矩传递给活塞头上体1；；活塞头下体18与活塞销16、活塞销孔17是从上至下的一体件，在活塞头下体18第二层螺纹处有一可允许传动齿轮2放置的齿轮槽孔20，其齿轮槽孔20与传动齿轮2有一定空隙；活塞销16上壁面有一个孔，第二传动轴4穿过孔，第二传动轴4下部与直齿锥齿轮5连接，第一传动轴6与第二传动轴4通过直齿锥齿轮5连接且同步转动；第一传动轴6另一侧与行星齿轮的行星架8固接，三个行星齿轮10对称啮合在外齿圈9和太阳齿轮11之间，太阳齿轮11与电机轴13连接，电机轴13将动力从太阳齿轮11输入，由行星齿轮机构减速，经过行星架8输出到第一传动轴6，外齿圈9锁死，右侧电机14内置于活塞销16中，与活塞销16集成，活塞销16作为电机14外壳，于定子铁芯处依靠定位螺钉15固定，电机14右侧转子加轴支承于活塞销16右端活塞销卡环12上的支撑孔内；活塞销16右侧部分作为电机14的外壳，与电机14的定子铁芯直接接触，依靠定位螺钉15连接，活塞销16最右端依靠活塞销卡环12定位，活塞销卡环12中间部分开孔，用于固定支撑电机14。

如图1、图2与图3所示，活塞头上体1内侧是一套梯形螺纹19加内齿3机构，梯形螺纹19辅助活塞头上体1与活塞头下体18产生相对位移，活塞头下体18不动，活塞头上体1在梯形螺纹19的支持下可以在转动后产生竖直的位移，而在梯形螺纹19的齿顶处有明显的竖直走向的齿形结构，即为内齿3，该齿形结构与传动齿轮2相啮合，用以接受传动齿轮2的扭矩，进而将扭矩传递给活塞头上体1，活塞头上体1又在扭矩的作用下沿着梯形螺纹19产生竖直位移，在侧壁靠上位置有一齿轮槽孔20，其尺寸大小刚好可以使传动齿轮2放置且具有一定间隙，并保证活塞头上体1内齿3与传动齿轮2可以良好啮合。

如图1、图4所示，第一传动轴6与第二传动轴4之间依靠直齿锥齿轮5换向并且同步转动，第一传动轴6依靠角接触球轴承7固定于活塞销孔17，角接触球轴承7左侧由活塞销16定位，右侧通过轴肩定位，第一传动轴6与行星齿轮的行星架8固接，三个行星齿轮10对称啮合在外齿圈9和太阳齿轮11之间，太阳齿轮11与电机轴13连接，电机轴13将动力从太阳齿轮11输入，由行星齿轮机构减速，经过行星架8输出到第一传动轴6，外齿圈9锁死。

如图1、图2、图3、图4与图5所示，传动齿轮2刚好放于齿轮槽孔20中，且通过齿轮槽孔20与活塞头上体1内齿3相啮合，第一传动轴6与第二传动轴4通过直齿锥齿轮5连接实现转向和同步传动，通过行星齿轮机构连接电机轴13和第一传动轴6，实现减速，工作时将扭矩通过电机轴13带动太阳齿轮11转动，从而带动行星齿轮10和行星架8转动，从而将转矩减速传递给第一传动轴6，由第一传动轴6带动直齿锥齿轮5转动，通过直齿锥齿轮5改变方向并带动第二传动轴4转动，又通过内齿3将扭矩传递给活塞头上体1，活塞头上体1在接受该扭矩后产生旋转，在梯形螺纹19的约束下产生竖直位移，即达到了改变活塞头高度的目的，进而改变压缩比。

Claims (4)

1.一种具有驱动机构的可变压缩比活塞，其特征在于，所述的一种具有驱动机构的可变压缩比活塞包括活塞头上体（1）、传动齿轮（2）、内齿（3）、第二传动轴（4）、直齿锥齿轮（5）、第一传动轴（6）、角接触球轴承（7）、行星架（8）、外齿圈（9）、行星齿轮（10）、太阳齿轮（11）、活塞销卡环(12)、电机轴(13)、电机(14)、定位螺钉(15)、活塞销（16）、活塞销孔(17)、活塞头下体（18）、梯形螺纹(19)、齿轮槽孔（20）；

活塞头上体（1）内侧与活塞头下体（18）外侧都有一套相同的梯形螺纹（19），两体靠梯形螺纹（19）连接，工作时活塞头下体（18）不动，活塞头上体（1）可沿梯形螺纹（19）旋转；活塞头下体（18）与活塞销（16）、活塞销孔（17）是从上至下的一体件，在活塞头下体（18）第二层螺纹处有一可允许传动齿轮（2）放置的齿轮槽孔（20），传动齿轮（2）通过齿轮槽孔（20）与内齿（3）啮合，传动齿轮（2）中心位于齿轮槽孔（20）中心，该内齿（3）位于活塞头上体（1）梯形螺纹（19）的第二层螺纹处；活塞销（16）上壁面有一个孔，第二传动轴（4）穿过孔，第二传动轴（4）下部与直齿锥齿轮（5）连接，第一传动轴（6）与第二传动轴（4）通过直齿锥齿轮（5）连接且同步转动；第一传动轴（6）另一侧与行星齿轮的行星架（8）固接，三个行星齿轮（10）对称啮合在外齿圈（9）和太阳齿轮(11)之间，太阳齿轮(11)与电机轴(13)连接，电机轴（13）将动力从太阳齿轮（11）输入，由行星齿轮机构减速，经过行星架（8）输出到第一传动轴（6），外齿圈（9）锁死；右侧电机（14）内置于活塞销（16）中，与活塞销（16）集成，活塞销（16）作为电机（14）外壳，于定子铁芯处依靠定位螺钉（15）固定，电机（14）右侧转子加轴固定支撑于活塞销（16）右端活塞销卡环（12）上的支撑孔内；第一传动轴（6）由角接触球轴承（7）支撑固定，角接触球轴承（7）左侧由活塞销（16）定位，右侧通过轴肩定位；活塞销（16）左侧上臂开孔与第二传动轴（4）连接，活塞销（16）中间部分上下对称设置定位凸台，用以支撑和定位角接触球轴承（7）。

2.按照权利要求1所述的一种具有驱动机构的可变压缩比活塞，其特征在于，活塞头下体（18）第二层螺纹处有一可允许传动齿轮（2）放置的齿轮槽孔（20），从而保证了活塞头上体（1）和活塞头下体（18）的啮合，活塞头上体（1）在梯形螺纹（19）的约束下产生竖直位移时，活塞头上体（1）不会脱落。

3.按照权利要求1所述的一种具有驱动机构的可变压缩比活塞，其特征在于，所述的第一传动轴（6）依靠角接触球轴承（7）固定于活塞销孔（17）左侧，右侧通过轴肩定位，活塞销（16）右侧部分作为电机（14）的外壳，与电机（14）的定子铁芯直接接触，依靠定位螺钉（15）连接，活塞销（16）最右端依靠活塞销卡环（12）定位，活塞销卡环（12）中间部分开孔，用于固定支撑电机（14）。

4.按照权利要求1所述的一种具有驱动机构的可变压缩比活塞，其特征在于，所述的电机（14）工作时，将扭矩通过电机轴（13）带动太阳齿轮(11)转动，从而带动行星齿轮(10）和行星架（8）转动，从而将转矩减速传递给第一传动轴（6），太阳齿轮（11）和行星齿轮（10）的配置可以得到一个减速比，减少电机（14）的启动电流。

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