CN211874601U - 一种涡轮蜗杆驱动式可变连杆长度变压缩比机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种涡轮蜗杆驱动式可变连杆长度变压缩比机构，包括连杆小头、偏心连杆衬套、蜗杆、从动齿轮、主动齿轮、驱动电机、连杆体、轴承端盖、轴承等，其特征在于：将偏心连杆衬套安装在连杆小头孔内，偏心连杆衬套的偏心孔用来安装活塞销，再将蜗杆安装在连杆小头内部加工圆孔中，蜗杆与连杆偏心衬套中间位置弧形齿轮啮合，组成蜗轮蜗杆传动系统，驱动电机内置在连杆体内通过电控系统控制，驱动电机通过齿轮传动系统驱动涡轮蜗杆系统，致使偏心连杆衬套发生转动，进而改变活塞销孔轴线到曲轴颈直线距离，连杆长度发生变化从而发动机压缩比得到改变。

Description

一种涡轮蜗杆驱动式可变连杆长度变压缩比机构

技术领域

本实用新型涉及一种车用发动机零部件，更具体的说，是一种涡轮蜗杆驱动式可变连杆长度变压缩比机构。

背景技术

汽车产保有量仍有巨大潜力,也给发动机的发展带来了机遇和挑战虽然近几年新能源汽车异军突起但是也依旧撼动不了主流内燃机汽车的市场。内燃机具有质量轻巧,能量密度高,热效率高,燃料适应性好,性能可靠等优点。目前大多数发动机仍以石油类产品为主要的燃料来源。所以随着汽车保有量的逐年增长,使能源安全问题更加严峻，也对发动机提出了更高的要求，影响内燃机热效率的因素众多，其中压缩比是影响发动机热效率和燃油经济性的一个重要因素。发动机的压缩比是指活塞运动到下止点时的气缸容积与活塞运动到上止点时的气缸容积之比，压缩比增加能有效的提高发动机的热效率。一般情况下，发动机的压缩比越高，活塞做功行程就越长，做功就越多，输出功率也越大。但是，汽油机中过大的压缩比会导致不可控制的燃烧，从而损坏发动机，且在负荷比较大时容易发生爆震；柴油机中过大的压缩比使柴油机气缸压力过高，导致振动噪声加剧，运动部件所要承受的冲击负荷增大，从而影响柴油机的工作可靠性和使用寿命。

为了避免以上情况，引入可变压缩比技术，此技术被认为是提高发动机热效率，改善燃油经济性最有效的手段之一，可以在低转时增加压缩比，提高发动机热效率；高转时降低压缩比，减少汽油机爆震以及柴油机工作粗暴。

采用可变压缩比技术能够：

1.优化发动机的燃烧,部分负荷下采用的较大的压缩比,减少了废气残余系数,提高了燃烧热效率。

2.使得发动机对于燃料的适应性增强,对汽油机而言,一般而言,具体的车型都需要加特定型号的汽油,以保证不发生爆震,而高标号的汽油价格高,采用可变压缩比技术之后,由于可以借助技术手段来控制爆燃,因而可以选择低标号的汽油,这个角度而言,同样对于经济性有提高。

3.有利于改善增压汽油机的涡轮增压性能。由于增压汽油机启动过程中, 转速低,废气能量较低,涡轮增压系统在低转速时不介入工作,运用可变压缩比技术,无疑可以提高排气能量,有助于使涡轮增压系统迅速介入。

4.便于发动机小型化、轻量化设计。

发明内容

针对于现有存在的技术上的问题，本实用新型提出了一种涡轮蜗杆驱动式可变连杆长度变压缩比机构，工作可靠，零件改动小，研发成本低，具体是当曲轴位置传感器检测到活塞上止点位置信号时，电控系统控制电机转动带动齿轮传动系统然后带动涡轮蜗杆传动系统改变活塞销孔偏心位置，改变活塞销与曲柄销之间距离，进而带到连杆长度改变，从而达到改变压缩比目的。但本实用新型只涉及两段的压缩比改变，而无法达到压缩比无极可变的效果。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种涡轮蜗杆驱动式可变连杆长度变压缩比机构，包括连杆小头、偏心连杆衬套、蜗杆、从动齿轮、主动齿轮、驱动电机、连杆体、轴承端盖、轴承。

其特征在于：

所述的成偏心连杆衬套安装在连杆小头孔中，偏心连杆衬套的偏心孔用来安装活塞销，连杆小头通过螺纹与连杆体进行连接，连杆体内部加工盲孔安装驱动电机，驱动电机输出轴与主动齿轮连接，主动齿轮通过两轴承进行定位，主动齿轮与从动齿轮相互啮合，蜗杆下端轴与从动齿轮连接，蜗杆安装在连杆小头加工的圆孔中，蜗杆上下两端通过轴承和轴承端盖进行位置固定，蜗杆与偏心连杆衬套外侧加工的弧形齿轮相啮合。

所述的一种涡轮蜗杆驱动式可变连杆长度变压缩比机构，特征在于，所述的偏心连杆衬套的活塞销孔圆心不与偏心连杆衬套外圆圆心同心，且外圆圆心与活塞销孔圆心间的距离为d，在偏心连杆衬套的中间位置沿圆周加工有弧形齿轮，齿轮的齿顶圆直径小于偏心连杆衬套外圆直径。

所述的一种涡轮蜗杆驱动式可变连杆长度变压缩比机构，特征在于，所述的连杆小头加工有圆孔用于安装蜗杆以及主动齿轮和从动齿轮，通过轴承或者和轴承端盖对齿轮以及蜗杆进行定位。

所述的一种涡轮蜗杆驱动式可变连杆长度变压缩比机构，特征在于，所述的连杆被分为两个部分，一部分为连杆小头，一部分为连杆体，两者通过螺纹连接。

所述的一种涡轮蜗杆驱动式可变连杆长度变压缩比机构，特征在于，所述的蜗杆与偏心连杆衬套中部位置的弧形齿轮构成蜗轮蜗杆传动系统，同时来利用蜗杆位置固定对偏心连杆衬套进行定位。

所述的一种涡轮蜗杆驱动式可变连杆长度变压缩比机构，特征在于，所述的连杆体内置驱动电机，驱动电机输出轴与主动齿轮连接，主动齿轮与从动齿轮相啮合，从动齿轮与蜗杆轴连接，通过驱动电机带动涡轮蜗杆传动系统，电机通过电控系统进行控制。

所述的一种涡轮蜗杆驱动式可变连杆长度变压缩比机构，特征在于，所述的偏心连杆衬套的活塞销孔与活塞销过盈配合，偏心连杆衬套与连杆小头孔间隙配合，所述的活塞的内部在主动偏心轴套的侧边开有一方形孔，蜗杆安装在方形孔内，与主动偏心轴套中部的齿轮配合。

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涡轮蜗杆驱动式可变连杆长度变压缩比机构由偏心连杆衬套、蜗杆、齿轮、电机等部件组成，结构简单易于加工和安装。

2.本实用新型所述的一种涡轮蜗杆驱动式可变连杆长度变压缩比机构只对连杆上半部分结构进行改动，避免了对气缸盖、机体、曲轴等大部件的改动减少了设计成本。

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是可变长度连杆变压缩比机构处于高压缩比时的主剖视图。

图2是可变长度连杆变压缩比机构处于低压缩比时的主剖视图。

图3是偏心连杆衬套的主剖视图。

图4是偏心连杆衬套的侧视图。

图5是图1B处的放大剖面示意图。

图6是图1A处的放大剖面示意图

附图标记说明：

1连杆小头，2偏心连杆衬套，3蜗杆，4从动齿轮，5主动齿轮，6驱动电机， 7连杆体，8轴承端盖，9轴承。

具体实施方式

下面根据附图说明对本实用新型做详细介绍，本实用新型所述为众多实施方式中的一种优选实施方式。

如图1、图3、图4所示，连杆偏心衬套2是一个带有活塞销孔的圆筒结构，活塞销孔的圆心不与连杆偏心衬套2外圆圆心重合，两圆心之间平行距离为d，连杆偏心衬套2如图所示中间位置加工了一圈弧形齿轮，齿轮齿顶圆的直径要小于偏心连杆衬套2外圆直径，此齿轮用来与蜗杆3啮合组合成蜗轮蜗杆传动系统，因其齿轮加工在连杆偏心衬套2上所以可以带动连杆偏心衬套2进行转动，同时利用蜗杆3与弧形齿轮啮合对偏心连杆衬套2进行位置定位。

如图1、图5、图6所示，连杆被分为两个部分，一部分是连杆小头1，一部分是连杆体7，两部分通过螺纹连接，分成两部分是为了便于加工，连杆体7 内部加工安装驱动电机6的盲孔以及轴承9圆孔，连杆小头1内部加工有圆孔用于放置蜗杆3还有主动齿轮5和从动齿轮4，驱动电机6输出轴与主动齿轮5 相连接，主动齿轮通过上下两个轴承9进行位置定位，两个轴承9分别安装在连杆体7和连杆小头1圆孔中，主动齿轮5与从动齿轮4相互啮合进行力的传导，蜗杆3下端轴与从动齿轮4相结合，从动齿轮4在蜗杆3下端轴以及轴承9 和轴承端盖8的作用下进行位置固定，蜗杆上端轴在轴承9和轴承端盖8的共同作用下进行位置固定，驱动电机6转动传带动蜗杆3转动。

如图1和图2所示，发动机处于高压缩比状态，蜗轮蜗杆系统没有工作，连杆小头1、偏心连杆衬套2、涡杆3、三者保持相对的静止状态，活塞销孔圆心处于偏心连杆衬套2外圆圆心的上方，两圆心平行距离为d，称之为偏心距离。发动机由高压缩比向低压缩比变换的过程。在做功行程上止点位置时，驱动电机6在电控系统控制下工作，驱动电机6先带动齿轮传动系统然后经由此系统带动蜗杆3转动，蜗杆3通过与偏心连杆衬套2弧形齿轮啮合，带动偏心连杆衬套发生转动，偏心连杆衬套2转动180度使活塞销孔位置由虚线位置运动到实线位置，然后电机停止工作，蜗轮蜗杆系统自锁，连杆长度发生变化，发动机完成了从高压缩比向低压缩比转化。

Claims (7)

1.一种涡轮蜗杆驱动式可变连杆长度变压缩比机构，包括连杆小头(1)、偏心连杆衬套(2)、蜗杆(3)、从动齿轮(4)、主动齿轮(5)、驱动电机(6)、连杆体(7)、轴承端盖(8)、轴承(9)，其特征在于，将原本连杆衬套设计成偏心连杆衬套(2)安装在连杆小头(1)孔中，偏心连杆衬套(2)的偏心孔用来安装活塞销，连杆小头(1)通过螺纹与连杆体(7)进行连接，连杆体(7)内部加工盲孔安装驱动电机(6)，驱动电机(6)输出轴与主动齿轮(5)连接，主动齿轮(5)通过两轴承(9)进行定位，主动齿轮(5)与从动齿轮(4)相互啮合，蜗杆(3)下端轴与从动齿轮(4)连接，蜗杆(3)安装在连杆小头(1)加工的圆孔中，蜗杆(3)上下两端通过轴承(9)和轴承端盖(8)进行位置固定，蜗杆(3)与偏心连杆衬套(2)外侧加工的弧形齿轮相啮合。

2.根据权利要求1所述的一种涡轮蜗杆驱动式可变连杆长度变压缩比机构，特征在于，所述的偏心连杆衬套(2)的活塞销孔圆心不与偏心连杆衬套(2)外圆圆心同心，且外圆圆心与活塞销孔圆心间的距离为d，在偏心连杆衬套(2)的中间位置沿圆周加工有弧形齿轮，齿轮的齿顶圆直径小于偏心连杆衬套(2)外圆直径。

3.根据权利要求1所述的一种涡轮蜗杆驱动式可变连杆长度变压缩比机构，特征在于，所述的连杆小头(1)加工有圆孔用于安装蜗杆(3)以及主动齿轮(5)和从动齿轮(4)，通过轴承(9)或者和轴承端盖(8)对齿轮以及蜗杆(3)进行定位。

4.根据权利要求1所述的一种涡轮蜗杆驱动式可变连杆长度变压缩比机构，特征在于，所述的连杆被分为两个部分，一部分为连杆小头(1)，一部分为连杆体(7)，两者通过螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的一种涡轮蜗杆驱动式可变连杆长度变压缩比机构，特征在于，所述的蜗杆(3)与偏心连杆衬套(2)中部位置的弧形齿轮构成蜗轮蜗杆(3)传动系统，同时来利用蜗杆(3)位置固定对偏心连杆衬套(2)进行定位。

6.根据权利要求1所述的一种涡轮蜗杆驱动式可变连杆长度变压缩比机构，特征在于，所述的连杆体(7)内置驱动电机(6)，驱动电机(6)输出轴与主动齿轮(5)连接，主动齿轮(5)与从动齿轮(4)相啮合，从动齿轮(4)与蜗杆(3)轴连接，通过驱动电机(6)带动涡轮蜗杆传动系统。

7.根据权利要求1所述的一种涡轮蜗杆驱动式可变连杆长度变压缩比机构，特征在于，所述的偏心连杆衬套(2)的活塞销孔与活塞销过盈配合，偏心连杆衬套(2)与连杆小头(1)孔间隙配合。

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