CN210290465U - 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可构成与外部驱动装置传动连接的芯轴，以及套设于芯轴上的若干间隔布置的偏心轮，偏心轮与芯轴不同心设置，且芯轴具有若干与偏心轮相邻的、以构成芯轴于外部载体上转动装设的安装段，并靠近于偏心轮的两端分别设有连接件；连接件与芯轴和偏心轮之一螺接，且连接件因该螺接而抵紧于芯轴和偏心轮另一上，以构成偏心轮与芯轴之间的固连。本实用新型所述的组合式偏心轴，可降低偏心轴的加工难度和制造成本，也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，并能够便于实现偏心轴结构的装配。

Description

组合式偏心轴及可变压缩比发动机

技术领域

本实用新型涉及压缩比可变发动机技术领域，特别涉及一种组合式偏心轴。本实用新型还涉及一种采用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。

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，以可克服现有整体式偏心轴结构的至少一点不足，且能够便于实现偏心轴结构的装配。

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，其包括可构成与外部驱动装置传动连接的芯轴，以及套设于所述芯轴上的若干间隔布置的偏心轮，所述偏心轮与所述芯轴不同心设置，所述芯轴具有若干与所述偏心轮相邻的、以构成所述芯轴于外部载体上转动装设的安装段；并于所述偏心轮的两端分别设有连接件，所述连接件与所述芯轴和所述偏心轮之一螺接，且所述连接件因该螺接而抵紧于所述芯轴和所述偏心轮另一上，以构成所述偏心轮与所述芯轴之间的固连。

进一步的，于所述偏心轮和所述芯轴之间设有构成两者间定位的定位件，且所述定位件为相邻于所述偏心轮一端的所述连接件设置，或者所述定位件由其一所述连接件构成。

进一步的，于所述偏心轮上形成有过孔，对应于所述过孔，于所述芯轴上形成有芯轴螺接孔，所述连接件为穿过所述过孔而螺接于所述芯轴螺接孔中的螺栓，所述螺栓的螺头抵紧于所述偏心轮上，且于所述螺栓的螺杆和所述过孔的内壁间形成有间隙。

进一步的，所述定位件为相邻于所述偏心轮一端的所述螺栓设置，且相邻于所述偏心轮一端的所述过孔，于所述偏心轮上设有贯穿所述偏心轮、并延伸至所述芯轴中的定位孔，所述定位件为插装于所述定位孔内的定位销。

进一步的，于所述偏心轮上形成有偏心轮螺纹孔，对应于所述偏心轮螺纹孔，于所述芯轴上形成有盲孔，所述连接件为螺接于所述偏心轮螺纹孔中的具有销体的压紧螺钉，所述销体插入所述盲孔中而抵紧于所述盲孔的底部。

进一步的，所述定位件由其一所述压紧螺钉构成，且匹配于该构成所述定位件的所述压紧螺钉设置的盲孔被设置为：该盲孔的孔径与插入自身内的所述销体的外径一致；而匹配于未构成所述定位件的所述压紧螺钉设置的盲孔被设置为：该盲孔的孔径大于插入自身内的所述销体的外径。

进一步的，所述销体的长度大于该销体所插入的所述盲孔的深度。

进一步的，所述偏心轮两端设置的所述连接件均为间隔布置的两个。

进一步的，于所述芯轴内设有沿所述芯轴轴向延伸的主油道，且于各所述安装段位置设有与所述主油道连通的芯轴出油孔，于各所述偏心轮上设有经由所述芯轴连通于所述主油道内的偏心轮出油孔。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

(1)本实用新型所述的组合式偏心轴，通过使偏心轴为由芯轴与偏心轮构成的组合式结构，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，本实用新型的组合式偏心轴结构通过采用分别与芯轴及偏心轮间螺接及抵紧的连接件，以此实现偏心轮在芯轴上的固定，亦能够快速方便的进行偏心轮和芯轴之间的装配定位，进而也可便于实现偏心轴结构的装配。

(2)通过定位部的设置，可便于偏心轮和芯轴之间的装配，以保证两者装配精度。

(3)连接件为与芯轴螺接的螺栓，可利用螺栓螺接提供的拉力，使偏心轮和芯轴抵紧增大两者之间的摩擦力，进而使偏心轮和芯轴固定在一起。

(4)定位件采用单独设置的定位销，一方面结构简单，利于布置，另一方面也可便于螺栓的连接操作。

(5)连接件为与偏心轮螺接的压紧螺钉，可利用压紧螺钉螺紧提供的压力，使偏心轮和芯轴抵接增大两者间的摩擦力，而使偏心轮和芯轴固定在一起。

(6)定位件设计为其中一个压紧螺钉，可充分利用已有结构，减少零部件数量。

(7)使销体的长度大于对应的盲孔的深度，可方便偏心轮螺接孔与盲孔的尺寸设计，同时也利于压紧螺钉的螺接操作。

(8)偏心轮两端的连接件均为两个，可保证偏心轮与芯轴之间的固连效果。

(9)设置油道和油孔结构，可保证对芯轴及偏心轴转动工作时的润滑效果，以提高偏心轴与相关部件的工作寿命。

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、曲轴及偏心轴的发动机缸体，一端与所述活塞铰接相连的执行连杆，一端与所述偏心轴转动连接的驱动连杆，以及转动设于所述曲轴上的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，且所述偏心轴采用以上所述的组合式偏心轴，所述芯轴通过减速器而由电机驱使转动。

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组合式偏心轴的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一所述的芯轴的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一所述的偏心轮的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一所述的螺栓的连接示意图；

图5为本实用新型实施例一所述的定位销的设置示意图；

图6为本实用新型实施例二所述的组合式偏心轴的结构示意图；

图7为本实用新型实施例二所述的芯轴的结构示意图；

图8为本实用新型实施例二所述的偏心轮的结构示意图；

图9为本实用新型实施例二所述的压紧螺钉的结构示意图；

图10为实用新型实施例二所述的压紧螺钉的连接示意图；

图11为本实用新型实施例三所述的可变压缩比发动机的结构示意图；

附图标记说明：

1-芯轴，2-偏心轮，3-螺栓，4-定位销，5-压紧螺钉，6-曲轴，7-执行连杆，8-活塞，9-调节连杆，10-驱动连杆，11-减速器，12-电机，13-传动装置；

101-芯轴螺接孔，102-定位孔下段，103-芯轴出油孔，104-连通油孔，105-主油道，106-小径盲孔，107-大径盲孔；

200-套装孔，201-过孔，202-定位孔上段，203-凹口，204-外油孔，205-偏心轮螺接孔；

501-螺柱体，502-销体。

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将在下文实施例二中介绍，本实施例主要对该组合式的偏心轴结构进行说明。

如图1中所示的，本实施例的组合式偏心轴整体上包括可构成与外部驱动装置传动连接的芯轴1，以及套设在芯轴1上的上的若干间隔布置的偏心轮2。其中，偏心轮2与芯轴1间不同心设置，芯轴1上也具有若干与偏心轮2相邻的安装段(A)，且该安装段(A)即用于构成芯轴1于外部载体、也即发动机缸体上的转动装设。

此外，本实施例的组合式偏心轴中，其主要发明点在于偏心轮2的两端分别设置有连接件，该连接件与芯轴1和偏心轮2之一螺接，并且基于该螺接，该连接件亦抵紧于芯轴1和偏心轮2另一上，由此构成了偏心轮2与芯轴1之间的固定连接。同时，除了通过连接件实现偏心轮2在芯轴1上的固定设置，本实施例的偏心轴结构中，在偏心轮2和芯轴1之间也设置有用于两者间进行定位的定位件，利用该定位件的定位作用，可辅助偏心轴2在芯轴1上的安装操作，并能够提高偏心轴2和芯轴1之间的装配精度。

本实施例中，上述定位件被设置为相邻于位于偏心轮2一端的连接件设置，或者，该定位件具体为由其中一个上述的连接件构成。此时需要说明的是，定位件的两种实现方式，其正是对应于以上所描述的连接件与芯轴1螺接并与偏心轮2抵紧，或者连接件与偏心轮2螺接并与芯轴1抵紧的两种实施形式。而具体到本实施例中，将以连接件和芯轴1螺接而抵紧在偏心轮2上进行说明，同时，定位件则具体为相邻连接件设置在偏心轮2的一端。

此时，如图2和图3、并结合于图4、图5所示的，在偏心轮2上于其两端分别形成有过孔201，且过孔201贯穿至偏心轮2上的用于芯轴1套入的套装孔内，与过孔201相对应的，在芯轴1上则形成有芯轴螺接孔101，并且上述的连接件即为穿过偏心轮2上的过孔201而螺接在芯轴螺接孔101中的螺栓3。螺栓3螺头因螺栓3在芯轴螺接孔101中的螺紧抵紧在偏心轮2上，由此实现偏心轮2在芯轴1上的固定连接，同时螺栓3的螺杆和过孔201的内壁之间也形成有间隙，以此可方便螺栓3的安装操作。

本实施例需要注意的是，由于偏心轮2与芯轴1不同心，故明显的会使偏心轮2如图4所示的具有位于芯轴1(因芯轴1装于套装孔200中)两侧的薄壁侧和厚壁侧，此时，过孔201即设置在偏心轮2的厚壁侧，以此能够在设置过孔201的同时保证偏心轮2的结构强度。另外，为便于过孔201的开设，更重要的是为了保证螺栓3的螺头在偏心轮2上的抵紧，在偏心轮2的厚壁侧的端部也构造有凹口203，凹口203的底面呈平面，过孔201即位于凹口203中，螺栓3的螺头则抵紧在凹口203的底面上。

本实施例为保证偏心轮2和芯轴1之间连接的可靠性，优选的偏心轮2两端的过孔201分别为间隔布置的两个，与此相应的，芯轴1上的对应于偏心轮2每端设置的芯轴螺接孔101也为两个，且螺栓3亦为每端采用两个。此外，基于如前的本实施例的定位件的设置形式，此时，相邻于偏心轮2一端的过孔201，在偏心轮2上设置有贯穿偏心轮2并延伸至芯轴1中的定位孔，该定位孔具体即由偏心轮2上的定位孔上段202，以及芯轴1上的定位孔下段102组成。在偏心轮2套装于芯轴1上时，两段定位孔结构对齐，再将用于构成所述定位件的定位销4如图5所示插装于该定位孔内便可实现对芯轴1和偏心轮2之间的定位。

为提高芯轴1及偏心轴2的工作寿命，参考图4和图5所示，本实施例于芯轴1内设置有沿芯轴1轴向延伸的主油道106，且于芯轴1上各安装段(A)位置设有与主油道106连通的芯轴出油孔103，而于各偏心轮2上则设置有经由芯轴1连通于主油道106内的偏心轮出油孔。其中，主油道106可从发动机油路中引入润滑油，而偏心轮出油孔则具体由开设于芯轴1上的连通油孔104、以及开设于偏心轮2上的外油孔204连通构成。

本实施例的组合式偏心轴在装配时，应先将偏心轮2装入实施例三将提及的驱动连杆10中，再通过工装将装有偏心轮2的驱动连杆10定位在发动机缸体上的轴承座处，接着使芯轴1穿过发动机缸体上的轴承座及偏心轮2一次压入，实现偏心轮2在芯轴1上的套设，并同时完成偏心轴与驱动连杆10和发动机缸体之间的装配。然后再将定位销4插装入定位孔中进行定位，再通过各螺栓3将偏心轮2紧固在芯轴1上即可。

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结构相比，其不同之处在于本实施例中，连接件以及定位件为另一种实施形式，也即连接件为和偏心轮2螺接而抵紧在芯轴1上，同时，定位件具体为由其中一个连接件构成。

详细来说如图6至图9、并结合于图10中所示的，本实施例在偏心轮2上形成有贯穿至其上的套装孔200的偏心轮螺纹孔205，且对应于该偏心轮螺纹孔205，在芯轴1上则形成有盲孔，此时的连接件即为螺接于偏心轮螺纹孔205中的压紧螺钉5。压紧螺钉5具体由螺柱体501和销体502构成，连接时螺柱体501和偏心轮螺纹孔205螺接，销体502插入芯轴1上的对应的盲孔中，并由螺柱体501在偏心轮螺纹孔205中的旋紧而抵紧在盲孔的底部，以此实现偏心轮2在芯轴1上的固定。

本实施例中，作为优选的实施方式，偏心轮2上的偏心轮螺纹孔205以及对应设置于芯轴1上的盲孔也为于偏心轮2的每端设置两个，而且如同实施例一中的凹口203，本实施例在偏心轮2的端部亦设置缺口结构，以使偏心轮螺纹孔205的端口部位呈平面状。

此外，本实施例中正如前所述的，设置的定位件为由其中一个压紧螺钉5构成，并且基于该定位件的布置方式，需要说明的是，本实施例匹配于构成定位件的压紧螺钉5所设置的盲孔在设计上，其孔径为与插入自身内的压紧螺钉5的销体502部分的外径一致，且该“外径一致”具体是指销体502可插设于对应的盲孔中，并在销体502插入后销体外周壁与盲孔内周壁之间为间隙较小而接近于零的间隙配合，且当然其也可为间隙为零的间隙配合。通过使间隙较小，一方面可以提高定位的精准性，另一方面也可避免造成零件之间的划伤。

而与构成定位件的压紧螺钉5所对应的盲孔的上述设置不同的，本实施例中芯轴1上的其它盲孔结构，也即匹配于未构成定位件的那些压紧螺钉5设置的盲孔，其在设计上则为该盲孔的孔径大于插入自身内的压紧螺钉5的销体502部分的外径。通过使得其它盲孔的孔径大于相应的销体502的外径，可利于偏心轮2和芯轴1连接时各压紧螺钉5的安装操作。同时，基于以上各盲孔的不同设置，仍如图7所示出的，对应偏心轮2上的偏心轮螺接孔205设置于芯轴1上的各盲孔即分为了小径盲孔106与大径盲孔107两种。

其中，小径盲孔106的孔径和销体502外径一致，和对应的压紧螺钉5配合实现定位作用，各大径盲孔107的孔径则大于销体502的外径，仅用于实现销体502部分的插入抵紧，以进行偏心轮2和芯轴1之间的固定连接。另外，本实施例中还需要注意的是，同样的作为一种优选方式，各压紧螺钉5上的销体502的长度L1在设置上应大于该销体502所插入的盲孔的深度L2，如此设计也可达到便于压紧螺钉5安装操作的目的，且同时其还能够保证压紧螺钉5可靠的抵紧在芯轴1上。

本实施例的组合式偏心轴中亦设置有如实施例一中所述及的主油道106及各出油孔结构，而且本实施例的偏心轴结构在装配时，其装配过程也与实施例一中大致相同，在此将不再赘述。

实施例三

本实施例涉及一种可变压缩机发动机，其一种示例性结构如图11中所示，其中，可变压缩比发动机中的曲轴6转动支撑在具有轴承座的发动机缸体上，偏心轴则转动安装在轴承座的底端，且该偏心轴即采用实施例一或实施例二中的组合式偏心轴。而本实施例的可变压缩比发动机还包括可旋转的安装于曲轴6上的调节连杆9，以及通过连杆销分别与调节连杆9的两端枢转连接的驱动连杆10和执行连杆7，驱动连杆10的另一端与偏心轴中的偏心轮2转动相连，执行连杆7的另一端则与活塞8相连。

此外，本实施例偏心轴中的芯轴为通过减速器11而由电机12驱使转动，该电机12即构成了实施例一中提及的与芯轴1传动连接的外部驱动装置。其中，减速器具体可采用谐波减速器，且其可利用设置于芯轴1一端的法兰盘，通过法兰盘和谐波减速器中柔轮的连接，进而实现与芯轴1之间的传动相连。另外，电机12也通过传动装置13和减速器11之间相连，并且该传动装置13一般可为链传动或齿轮传动结构。电机12与减速器11以及传动装置13均相对于发动机缸体固定布置。

本实施例的可变压缩比发动机，在发动机运行过程中，偏心轴由电机12驱动并控制其旋转，在电机12驱动下偏心轴旋转，则驱动连杆10的摆动支撑位置发生变化，并由此通过调节连杆9及执行连杆7的传导，进而使得活塞8的上止点位置变高或变低，以此便实现了对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)

1.一种组合式偏心轴，其特征在于：包括可构成与外部驱动装置传动连接的芯轴(1)，以及套设于所述芯轴(1)上的若干间隔布置的偏心轮(2)，所述偏心轮(2)与所述芯轴(1)不同心设置，所述芯轴(1)具有若干与所述偏心轮(2)相邻的、以构成所述芯轴(1)于外部载体上转动装设的安装段(A)；并于所述偏心轮(2)的两端分别设有连接件，所述连接件与所述芯轴(1)和所述偏心轮(2)之一螺接，且所述连接件因该螺接而抵紧于所述芯轴(1)和所述偏心轮(2)另一上，以构成所述偏心轮(2)与所述芯轴(1)之间的固连。

2.根据权利要求1所述的组合式偏心轴，其特征在于：于所述偏心轮(2)和所述芯轴(1)之间设有构成两者间定位的定位件，且所述定位件为相邻于所述偏心轮(2)一端的所述连接件设置，或者所述定位件由其一所述连接件构成。

3.根据权利要求2所述的组合式偏心轴，其特征在于：于所述偏心轮(2)上形成有过孔(201)，对应于所述过孔(201)，于所述芯轴(1)上形成有芯轴螺接孔(101)，所述连接件为穿过所述过孔(201)而螺接于所述芯轴螺接孔(101)中的螺栓(3)，所述螺栓(3)的螺头抵紧于所述偏心轮(2)上，且于所述螺栓(3)的螺杆和所述过孔(201)的内壁间形成有间隙。

4.根据权利要求3所述的组合式偏心轴，其特征在于：所述定位件为相邻于所述偏心轮(2)一端的所述螺栓(3)设置，且相邻于所述偏心轮(2)一端的所述过孔(201)，于所述偏心轮(2)上设有贯穿所述偏心轮(2)、并延伸至所述芯轴(1)中的定位孔，所述定位件为插装于所述定位孔内的定位销(4)。

5.根据权利要求2所述的组合式偏心轴，其特征在于：于所述偏心轮(2)上形成有偏心轮螺纹孔(205)，对应于所述偏心轮螺纹孔(205)，于所述芯轴(1)上形成有盲孔，所述连接件为螺接于所述偏心轮螺纹孔(205)中的具有销体(502)的压紧螺钉(5)，所述销体(502)插入所述盲孔中而抵紧于所述盲孔的底部。

6.根据权利要求5所述的组合式偏心轴，其特征在于：所述定位件由其一所述压紧螺钉(5)构成，且匹配于该构成所述定位件的所述压紧螺钉(5)设置的盲孔被设置为：该盲孔的孔径与插入自身内的所述销体(502)的外径一致；而匹配于未构成所述定位件的所述压紧螺钉(5)设置的盲孔被设置为：该盲孔的孔径大于插入自身内的所述销体(502)的外径。

7.根据权利要求5所述的组合式偏心轴，其特征在于：所述销体(502)的长度大于该销体(502)所插入的所述盲孔的深度。

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：所述偏心轮(2)两端设置的所述连接件均为间隔布置的两个。

9.根据权利要求8所述的组合式偏心轴，其特征在于：于所述芯轴(1)内设有沿所述芯轴(1)轴向延伸的主油道(105)，且于各所述安装段(A)位置设有与所述主油道(105)连通的芯轴出油孔(103)，于各所述偏心轮(2)上设有经由所述芯轴(1)连通于所述主油道(105)内的偏心轮出油孔。

10.一种可变压缩比发动机，其特征在于：包括装设有活塞(8)、曲轴(6)及偏心轴的发动机缸体，一端与所述活塞(8)铰接相连的执行连杆(7)，一端与所述偏心轴转动连接的驱动连杆(10)，以及转动设于所述曲轴(6)上的两端分别与所述执行连杆(7)及所述驱动连杆(10)转动相连的调节连杆(9)，且所述偏心轴采用如权利要求1至9中任一项所述的组合式偏心轴，所述芯轴(1)通过减速器(11)而由电机(12)驱使转动。

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