CN215980402U - 可变压缩比曲轴连杆总成及具有其的发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可变压缩比曲轴连杆总成及具有其的发动机。可变压缩比曲轴连杆总成包括曲轴，具有主轴颈和连杆轴颈，主轴颈开设有第一油道，连杆轴颈开设有第二油道，主轴颈和连杆轴颈内还开设有第三油道，第三油道的第一端与第一油道连通，第二端与第二油道连通，第三油道的第二端内径大于第三油道的第一端的内径。压缩比切换过程中，主油道里的润滑油从第一油道流入第三油道，再从第三油道流入第二油道。由于第二油道开设在连杆轴颈上，保证了压缩比切换过程中连杆轴颈表面的润滑油不会瞬间减少，既保证了压缩比切换过程的稳定性，也保证了连杆轴颈表面的润滑，减小了连杆轴颈处的磨损，提高了可变压缩比曲轴连杆总成的可靠性。

Description

可变压缩比曲轴连杆总成及具有其的发动机

技术领域

本实用新型涉及可变压缩比曲轴连杆总成技术领域，具体而言，涉及一种可变压缩比曲轴连杆总成及具有其的发动机。

背景技术

现有技术中，为了保证曲轴得到良好的润滑效果，并且为了保证曲轴的抗疲劳强度，通常在每个曲拐上采用油道直径为

的方案，但该方案无法满足借助连杆两侧液压腔中的活塞位移来改变压缩比的可变压缩比发动机对润滑油的需求。该可变压缩比发动机压缩比的切换需要借助位于连杆两侧的液压腔和小活塞，小活塞受力移动的过程中润滑油如果不能及时充满液压腔，会导致液压腔内进入空气，从而无法实现切换压缩比的效果。此外压缩比切换过程中，来自曲轴油道的油更多被吸入到液压腔内，导致连杆轴颈表面的润滑油瞬间减少，所以存在连杆轴颈表面磨损加剧的风险。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种可变压缩比曲轴连杆总成及具有其的发动机，以解决现有技术中可变压缩比系统在连杆轴颈表面磨损的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种可变压缩比曲轴连杆总成，包括：曲轴，曲轴具有主轴颈和连杆轴颈，主轴颈为多个，连杆轴颈为多个，相邻主轴颈之间设置有一个连杆轴颈；其中，主轴颈开设有与主油道连通的第一油道，连杆轴颈开设有第二油道，第二油道沿连杆轴颈的径向方向延伸设置，主轴颈和连杆轴颈内还开设有第三油道，第三油道的第一端与第一油道连通，第三油道的第二端与第二油道连通，第三油道的第二端内径大于第三油道的第一端的内径。

进一步地，第三油道的第一端的轴线与第一油道的轴线具有夹角地设置。

进一步地，第三油道的第一端的内径与第一油道的内径相同地设置。

进一步地，第三油道的第二端的内径为R，其中，7.5mm≤R≤8.5mm。

进一步地，R＝8mm。

进一步地，第三油道的轴线与曲轴的轴线具有夹角地设置。

进一步地，第三油道的第二端设置有堵塞。

进一步地，第三油道的第二端的内径大于第二油道的内径。

进一步地，可变压缩比曲轴连杆总成还包括：连杆，连杆为多个，多个连杆与多个连杆轴颈一一对应地设置，多个连杆中的至少一个连杆上开设有多个液压腔，多个液压腔中的一部分位于连杆的第一侧，另一部分的液压腔位于连杆的第二侧，第一侧与第二侧相对地设置，连杆上开设有连杆油道，各液压腔通过连杆油道与第二油道连通，各液压腔内设置有活塞组件，活塞组件具有锁紧位置和解锁位置，通过控制连杆油道与第二油道导通，以使活塞组件位于锁紧位置和解锁位置以改变压缩比。

进一步地，根据本实用新型的另一个方面，提供了一种发动机，包括可变压缩比曲轴连杆总成，可变压缩比曲轴连杆总成为上述的可变压缩比曲轴连杆总成。

应用本实用新型的技术方案，使得压缩比切换过程中，主油道里的润滑油从第一油道流入第三油道，再从第三油道流入第二油道。由于第二油道开设在连杆轴颈上，保证了压缩比切换过程中连杆轴颈表面的润滑油不会瞬间减少，既保证了压缩比切换过程的稳定性，也保证了连杆轴颈表面的润滑，减小了连杆轴颈处的磨损，提高了可变压缩比曲轴连杆总成的可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书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示出了根据本实用新型的可变压缩比曲轴连杆总成的曲轴的第一实施例的剖视结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的可变压缩比曲轴连杆总成的连杆的实施例的剖视结构示意图；

图3示出了根据本实用新型的可变压缩比曲轴连杆总成的曲轴的第二实施例的剖视结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、曲轴；11、主轴颈；111、第一油道；12、连杆轴颈；121、第二油道；13、第三油道；

20、堵塞；21、液压腔；

30、连杆；31、连杆油道；32、活塞组件；321、小活塞；322、活塞杆。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

结合图1至图3所示，本申请提供了一种可变压缩比曲轴连杆总成。

具体地，如图1、图2所示，该可变压缩比曲轴连杆总成包括曲轴10。曲轴10具有主轴颈11和连杆轴颈12。主轴颈11为多个，连杆轴颈12为多个，相邻主轴颈11之间设置有一个连杆轴颈12。其中，主轴颈11开设有与主油道连通的第一油道111，连杆轴颈12开设有第二油道121，第二油道121沿连杆轴颈12的径向方向延伸设置，主轴颈11和连杆轴颈12内还开设有第三油道13，第三油道13的第一端与第一油道111连通，第三油道13的第二端与第二油道121连通，第三油道13的第二端内径大于第三油道13的第一端的内径。

应用本实施例的技术方案，使得压缩比切换过程中，主油道里的润滑油从第一油道111流入第三油道13，再从第三油道13流入第二油道121。由于第二油道121开设在连杆轴颈12上，保证了压缩比切换过程中连杆轴颈12表面的润滑油不会瞬间减少，既保证了压缩比切换过程的稳定性，也保证了连杆轴颈12表面的润滑，减小了连杆轴颈12处的磨损，提高了可变压缩比曲轴连杆总成的可靠性。

如图1所示，第三油道13的第一端的轴线与第一油道111的轴线具有夹角地设置。由于第三油道13是开设在主轴颈11和连杆轴颈12内的，而第一油道111是开设在主轴颈11内的，第三油道13的第一端的轴线与第一油道111的轴线具有夹角地设置，即为主轴颈11的轴线与连杆轴颈12的轴线所在的平面具有夹角的设置，这样设置在发动机运行过程中，可以使主轴颈11和连杆轴颈12的受力简单，减小主轴颈11和连杆轴颈12上的载荷，并且保证了第三油道13与第一油道111的各孔口没有过大的应力集中，不会削弱曲轴10的强度，同时保证了供油充分以满足润滑需求。另外，这样设置使第一油道111内的润滑油更容易流入第三油道13，从而减少在第一油道111和第三油道13内开设通孔的数目，有效地降低了生产成本。

如图1所示，第三油道13的第一端的内径与第一油道111的内径相同地设置。第三油道13的第一端如图1中第三油道13的左端所示。优选地，第三油道13的第一端的内径与第一油道111的内径均为5mm。这样设置方便进一步使第一油道111内的润滑油更容易流入第三油道13，减少在第一油道111和第三油道13内开设通孔的数目，有效地降低了生产成本。并且当第三油道13的第一端的内径与第一油道111的内径相同地设置，当均为5mm时，能够满足曲轴10的强度要求，同时向轴瓦与轴颈的间隙内供足量的润滑油从而保证润滑。

如图1所示，第三油道13的第二端的内径为R，其中，7.5mm≤R≤8.5mm。优选地，R＝8mm。第三油道13的第二端如图1中第三油道13的右端所示，当第三油道13的第二端的内径为8mm时，能够保证在压缩比切换过程第二油道121内润滑油供油充足，从而规避压缩比切换过程不稳定和连杆轴颈12表面磨损加重的风险，满足了切换压缩比的过程中连杆轴颈12表面的润滑需求。

如图1所示，第三油道13的轴线与曲轴10的轴线具有夹角地设置。这样设置进一步保证了主轴颈11的轴线与连杆轴颈12的轴线所在的平面具有夹角，在发动机运行过程中能有效地减少主轴颈11和连杆轴颈12上受到的载荷，在满足曲轴10的强度要求的同时保证了供油充分，满足润滑需求。

如图1所示，第三油道13的第二端设置有堵塞20。通过堵塞20对钻孔留下的工艺孔进行封堵，有效地防止了机油在曲轴10上泄漏。

如图1所示，第三油道13的第二端的内径大于第二油道121的内径。这样设置使第二油道121前端的油道直径扩大，保证了压缩比切换的过程中连杆轴颈12表面的润滑。

可变压缩比曲轴连杆总成还包括连杆30，连杆30为多个，多个连杆30与多个连杆轴颈12一一对应地设置。如图2所示，多个连杆30中的至少一个连杆30上开设有多个液压腔21，多个液压腔21中的一部分位于连杆30的第一侧，另一部分的液压腔21位于连杆30的第二侧，第一侧与第二侧相对地设置，连杆30上开设有连杆油道31，各液压腔21通过连杆油道31与第二油道121连通，各液压腔21内设置有活塞组件32，活塞组件32具有锁紧位置和解锁位置，通过控制连杆油道31与第二油道121导通，以使活塞组件32位于锁紧位置和解锁位置以改变压缩比。通过活塞组件32在液压腔21内上下移动，从而实现改变压缩比，液压腔21需要根据压缩比的不同，时刻保持一侧的液压腔21充满润滑油，在活塞组件32向上移动的过程中，对润滑油供油量需求突然增大，若不能及时补充润滑油，则容易混入空气，造成压缩比切换不稳定。润滑油来自于连杆油道31，连杆油道31与曲轴10油道中的第二油道121(如图3所示)相连通。

上述实施例中的可变压缩比曲轴连杆总成还可以用于发动机设备技术领域，即根据本申请的另一个方面，提供了一种发动机，包括可变压缩比曲轴连杆总成，可变压缩比曲轴连杆总成为上述实施例中的可变压缩比曲轴连杆总成。

具体地，现有技术的曲轴油道多采用主轴颈与连杆轴颈直接贯通的方案，油道直径保持恒定，多为

这是为了在满足曲轴强度的条件下，向轴瓦与轴颈的间隙内供给足量的润滑油从而保证润滑；这种油道结构可以较好地应用在压缩比恒定的发动机上，但无法应用于借助连杆两侧液压腔中的活塞位移来改变压缩比的两段式可变压缩比发动机中。本申请的目的就是为了解决一种可变压缩比系统在切换压缩比过程中对润滑油油量需求突然增大的问题，从而提出了一种新型曲轴油道结构。

根据本申请的一个具体实施例，提供了一种VCR(可变压缩比)发动机曲轴的油道结构，该油道结构应用在一种两段式可变压缩比发动机中，压缩比的切换过程需要借助位于连杆两侧的液压腔21和活塞组件32的运动来实现(活塞组件32可以是小活塞)，活塞组件32受力向上移动的过程中，润滑油从曲轴10内部的第二油道121经过连杆油道31流至液压腔21，如果润滑油不能及时充满液压腔21，很有可能会导致液压腔21内进入空气，从而无法实现切换压缩比的效果。此外压缩比切换过程中，来自曲轴10油道的油更多被吸入到液压腔21内，导致连杆轴颈12表面的润滑油瞬间减少，所以存在连杆轴颈12表面磨损加剧的风险。在本实施例中，通过第二油道121的第二端设置成大于第一端的方式，可以保证润滑油及时充满第二油道121，从而保证了压缩比切换过程的稳定性以及连杆轴颈12表面的润滑。通过在第二油道121的第二端扩大油道直径至8mm，即可以满足压缩比切换的过程中对润滑油及时充满液油腔的需求和保证连杆轴颈12表面的润滑。

如图2所示，根据本申请的另一个具体实施例，每个连杆30均设置有两个活塞组件32，活塞组件32位于连杆30两侧(图2中仅取一侧进行说明)，两侧活塞组件32在受到发动机本身施加的往复惯性力和爆发压力的作用下，在液压腔21上下移动，从而改变发动机压缩比。第三油道13的第一端与第三油道13的第二端连通，第三油道13的第二端将润滑油通过连杆轴颈12内部的第二油道121(如图3所示)传递到连杆油道31(如图2所示)。第三油道13的第二端的内径R做成5mm，会出现液压腔21内润滑油供应不足的问题，从而导致压缩比切换不稳定，同时导致连杆轴颈12轴颈表面缺油而磨损加剧。在本实施例中，第三油道13的第二端的内径R做成8mm对曲轴疲劳强度的影响较小，通过CAE仿真分析，曲轴10疲劳强度在不更换材料的情况下依然满足要求，并且可以满足切换压缩比的过程中液压腔21内及时充满润滑油需求。

具体地，如图2所示，活塞组件32包括小活塞321，小活塞321的一端连接由活塞杆322，液压腔21上的长度方向沿小活塞321的移动方向设置，即活塞杆322的轴线方向与液压腔21的轴线方向平行地设置，其中，液压腔21为圆孔结构，在液压腔21的与小活塞321相对的侧壁上设置有连杆油道31，这样设置能够提高活塞组件32的反应灵敏度，提高了活塞组件32的可靠性。

根据本申请的另一个具体实施例，活塞组件32的两侧均设置有连杆30，而在沿连杆30的长度方向上又设置有液压腔21，活塞组件32沿着液压腔21移动实质上是沿着连杆30的长度方向移动，当活塞组件32向上移动时，来自连杆油道31的润滑油将及时充满液压腔21，满足活塞组件32向上移动过程对润滑油供油量需求突然增大的需求，同时避免了混入空气，保证了压缩比切换的稳定性。

曲轴10油道中的第三油道13的第二端通过第二油道121和连杆油道31与液压腔21相连通，第三油道13的第二端的内径R做成8mm，能够保证在压缩比切换过程中，第二油道121内润滑油供油充足，从而规避压缩比过程不稳定和连杆轴颈12表面磨损加重的风险。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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)

1.一种可变压缩比曲轴连杆总成，其特征在于，包括：

曲轴(10)，所述曲轴(10)具有主轴颈(11)和连杆轴颈(12)，所述主轴颈(11)为多个，所述连杆轴颈(12)为多个，相邻所述主轴颈(11)之间设置有一个所述连杆轴颈(12)；

其中，所述主轴颈(11)开设有与主油道连通的第一油道(111)，所述连杆轴颈(12)开设有第二油道(121)，所述第二油道(121)沿所述连杆轴颈(12)的径向方向延伸设置，所述主轴颈(11)和所述连杆轴颈(12)内还开设有第三油道(13)，所述第三油道(13)的第一端与所述第一油道(111)连通，所述第三油道(13)的第二端与所述第二油道(121)连通，所述第三油道(13)的第二端内径大于所述第三油道(13)的第一端的内径。

2.根据权利要求1所述的可变压缩比曲轴连杆总成，其特征在于，所述第三油道(13)的第一端的轴线与所述第一油道(111)的轴线具有夹角地设置。

3.根据权利要求1或2所述的可变压缩比曲轴连杆总成，其特征在于，所述第三油道(13)的第一端的内径与所述第一油道(111)的内径相同地设置。

4.根据权利要求1所述的可变压缩比曲轴连杆总成，其特征在于，所述第三油道(13)的第二端的内径为R，其中，7.5mm≤R≤8.5mm。

5.根据权利要求4所述的可变压缩比曲轴连杆总成，其特征在于，R＝8mm。

6.根据权利要求1所述的可变压缩比曲轴连杆总成，其特征在于，所述第三油道(13)的轴线与所述曲轴(10)的轴线具有夹角地设置。

7.根据权利要求1所述的可变压缩比曲轴连杆总成，其特征在于，所述第三油道(13)的第二端设置有堵塞(20)。

8.根据权利要求1所述的可变压缩比曲轴连杆总成，其特征在于，所述第三油道(13)的第二端的内径大于所述第二油道(121)的内径。

9.根据权利要求1所述的可变压缩比曲轴连杆总成，其特征在于，所述可变压缩比曲轴连杆总成还包括：

连杆(30)，所述连杆(30)为多个，多个所述连杆(30)与多个所述连杆轴颈(12)一一对应地设置，多个所述连杆(30)中的至少一个所述连杆(30)上开设有多个液压腔(21)，多个所述液压腔(21)中的一部分位于所述连杆(30)的第一侧，另一部分的所述液压腔(21)位于所述连杆(30)的第二侧，所述第一侧与所述第二侧相对地设置，所述连杆(30)上开设有连杆油道(31)，各所述液压腔(21)通过所述连杆油道(31)与所述第二油道(121)连通，各所述液压腔(21)内设置有活塞组件(32)，所述活塞组件(32)具有锁紧位置和解锁位置，通过控制所述连杆油道(31)与所述第二油道(121)导通，以使所述活塞组件(32)位于所述锁紧位置和所述解锁位置以改变压缩比。

10.一种发动机，包括可变压缩比曲轴连杆总成，其特征在于，所述可变压缩比曲轴连杆总成为权利要求1至9中任一项所述的可变压缩比曲轴连杆总成。

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