CN219012737U - 连杆机构、发动机及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种连杆机构、发动机及车辆，发动机包括活塞及连杆机构，所述连杆机构包括驱动轴、连杆颈、连杆主体、驱动结构及锁定结构，所述驱动轴能够绕转动轴线转动，所述连杆颈活动连接于所述驱动轴，所述连杆主体连接所述连杆颈及所述活塞，所述驱动结构用于驱动所述连杆颈靠近或远离所述转动轴线，所述锁定结构能够在所述连杆颈到达预设位置后限制所述连杆颈的移动。本实施例中的连杆机构通过将连杆颈与驱动轴活动连接，并通过驱动结构及锁定结构调整连杆颈的位置来改变曲柄半径，并通过曲柄半径的变化来调节发动机的压缩比至目标压缩比，在保持动力性、经济性和排放的情况下，还兼顾了降低成本及降低控制复杂度。

Description

连杆机构、发动机及车辆

技术领域

本实用新型属于发动机技术领域，尤其涉及一种连杆机构、发动机及车辆。

背景技术

现如今，随着新能源汽车的普及和日益严峻的能源危机，不断加严的油耗和排放法规限值使得传统发动机面临严重的生存挑战。因此，传统发动机需要通过持续的技术创新和技术升级来提高自身的生命力和竞争力。

众所周知，良好的动力性、经济性和排放是发动机所追求的目标。目前绝大部分车辆发动机采用固定压缩比，因为燃烧室容积和气缸工作容积都是固定的参数，在设计中已经确定好。若将发动机的压缩比设置较低，在低速时，由于进气效率低导致热效率低，燃油经济性和动力性能等也都较差，若将压缩比设置较高，满足了低速低负荷要求，但在高速高负荷时极易产生爆震和提前燃烧等，不仅影响了动力输出，还影响发动机使用寿命。因此，发动机可通过设置可变压缩比来兼顾低速和高速的动力性、经济性和排放。但是目前的可变压缩比发动机一般采用改变缸盖容积、改变缸体容积或改变连杆长度的方式实现，但是改变缸盖容积及改变缸体容积的方式对该发动机本体的改动较大，因此常采用改变连杆长度的方式，但是采用该方式的连杆结构复杂且增加较多零部件，导致发动的总质量及维修成本的增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种连杆机构、发动机及车辆，旨在解决现有可变压缩比发动机连杆结构复杂且增加较多零部件，导致发动的总质量及维修成本的增加的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

第一方面，提供一种连杆机构，包括驱动轴、连杆颈、连杆主体、驱动结构及锁定结构，所述驱动轴能够绕转动轴线转动，所述连杆颈活动连接于所述驱动轴，所述连杆主体连接所述连杆颈及所述活塞，所述驱动结构用于驱动所述连杆颈靠近或远离所述转动轴线，所述锁定结构能够在所述连杆颈到达预设位置后限制所述连杆颈的移动。

在第一方面的其中一个实施例中，所述驱动轴包括主轴颈及连接于所述主轴颈的曲柄臂，所述主轴颈能够绕所述转动轴线转动，所述曲柄臂具有连接区域，所述连接区域与所述主轴颈在所述转动轴线的延伸方向上错位设置，所述连接区域在所述主轴颈的径向上的长度大于所述连杆颈在所述主轴颈的径向上的长度，所述驱动结构用于驱动所述连杆颈在所述连接区域内靠近或远离所述转动轴线。

在第一方面的其中一个实施例中，所述曲柄臂至少包括第一曲柄板及第二曲柄板，所述第一曲柄板的朝向所述第二曲柄板的一侧设有第一连接槽，所述第二曲柄板的朝向所述第一曲柄板的一侧设有第二连接槽，所述第一连接槽与所述第二连接槽相对设置，并共同围设形成所述连接区域，所述连杆颈的一端收容于所述第一连接槽，且另一端收容于所述第二连接槽。

在第一方面的其中一个实施例中，所述驱动结构及所述锁定结构均连接于所述曲柄臂。

在第一方面的其中一个实施例中，所述驱动结构包括驱动件及弹性件，所述驱动件用于驱动所述连杆颈靠近或远离所述转动轴线，所述弹性件能够向所述连杆颈施加弹性力，以驱动所述连杆颈复位。

在第一方面的其中一个实施例中，所述连杆主体具有第一端及第二端，所述第一端套接于所述连杆颈，所述第二端端连接于所述活塞。

在第一方面的其中一个实施例中，所述活塞开设有销孔，所述销孔用于插接连接销，所述第二端套接于所述连接销。

在第一方面的其中一个实施例中，所述连杆机构还包括信号接收器，所述信号接收器用于接收控制信号，并控制所述驱动结构驱动所述连杆颈移动，所述连杆机构还包括位置传感器，所述位置传感器用于采集所述连杆颈的位置信息。

第二方面，提供一种发动机，包括气缸、活塞及如上实施例所述的连杆机构。

第三方面，提供一种车辆，包括如上实施例所述的发动机。

本实用新型相对于现有技术的技术效果是：本实施例中的连杆机构通过将连杆颈与驱动轴活动连接，并通过驱动结构及锁定结构调整连杆颈的位置来改变曲柄半径，并通过曲柄半径的变化来调节发动机的压缩比至目标压缩比。该连杆机构的结构简单，大幅降低了发动机的成本，同时通过曲柄半径的变化来调节发动机的压缩比的方案的降低了控制方法的复杂度，在保持动力性、经济性和排放的情况下，还兼顾了降低成本及降低控制复杂度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的连杆机构的局部结构图；

图2是图1中提供的连杆机构的局部爆炸图；

图3是图1中提供的连杆机构的剖视图。

附图标记说明：

10、活塞；101、销孔；20、驱动轴；21、主轴颈；22、曲柄臂；221、第一曲柄板；2211、第一板主体；2212、第一上盖；201、第一连接槽；222、第二曲柄板；2221、第二板主体；2222、第二上盖；202、第二连接槽；30、连杆颈；40、连杆主体；41、第一连接孔；42、第二连接孔；50、驱动结构；60、连接轴；70、信号接收器；80、位置传感器。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

发动机压缩比的计算式为：

其中，ε为压缩比，V_a为气缸的工作容积，V_c为气缸的燃烧室容积。

传统发动机由于发动机的燃烧室容积和气缸工作容积都是固定参数，而活塞行程和活塞上止点位置在发动机工作循环中也保持不变，即发动机气缸总容积与燃烧室容积都不变。根据压缩比的计算式，所以传统发动机的压缩比也是固定的。一般来说，发动机压缩比越高，燃烧效率越高，高压缩比等于高功率和高效率，但是压缩比越高，爆震也就越高，发动机会出现动力下降、温度过高、燃油消耗增加等现象，还会增加发动机内部零部件负荷和磨损，严重影响发动机使用寿命。

故实际上确定压缩比需要兼顾动力性、经济性和排放的性能，进行折中处理。如在低速小负荷或部分负荷时，若压缩比太小会使可燃混合气不能充分混合，造成燃烧效率低、油耗高，且燃烧不充分而排放高；在高速大负荷时，若压缩比太大则易产生爆震，轻则影响动力输出，重则对发动机零部件造成损坏。

近年来随着油耗和排放法规的不断加严，发动机也变得越来越智能，发动机可变的方法，如可变气门正时、可变气门升程、可变截面涡轮增压器、可变进气歧管、可变进气滚流等可兼顾发动机的低速和高速的动力性、经济性。

此外，可变压缩比的方法也得到了快速发展。目前发动机可变压缩比的方法主要有三种：第一，通过改变缸盖容积来改变压缩比；第二，通过改变缸体容积来改变压缩比；第三，通过更改活塞结构或连杆结构来改变压缩比。

但是改变缸盖容积及改变缸体容积的方式对该发动机本体的改动较大，因此一般采用改变连杆结构的方式，但是采用该方式的连杆结构及驱动连杆改变结构的方式复杂，且增加较多零部件，导致发动的总质量及维修成本的增加。

为解决这一问题，本申请提供一种连杆机构、发动机及车辆。该发动机包括气缸、活塞10及连杆机构。该发动机可应用于车辆上。该发动机能够通过连杆机构改变驱动轴20与连杆主体40的相对位置来调整连杆机构的驱动半径，从而调整发动机的压缩比，以使得发动机调整后的压缩比适应车辆当前的运动状态。

其中，活塞10能够在气缸中往复运动，以使得气缸的容积随着活塞10的运动而变化。具体而言，气缸具有顶部与底部，活塞10可以在靠近顶部的上止点及靠近底部的下止点之间往复运动，活塞10到气缸顶部之间的容积为气缸的工作容积。

而压缩比是由活塞10位置决定的，随着活塞10在气缸中上下运动，活塞10到汽缸顶部的容积随着活塞10运动而变化，发动机压缩比为活塞10在下止点时的气缸工作容积V_a与活塞10在上止点时的燃烧室容积V_c之比。

由于气缸的工作容积V_a等于燃烧室容积V_c和单缸排量V_p之和，则发动机压缩比的另一个计算式为：

其中，ε为压缩比，V_p为单缸排量，V_c为气缸的燃烧室容积。

请参阅图1和图2，连杆机构包括驱动轴20、连杆颈30、连杆主体40、驱动结构50及锁定结构。

驱动轴20具有中心轴线，该中心轴线即为驱动轴20的转动轴线，驱动轴20能够绕转动轴线转动。连杆颈30活动连接于驱动轴20，活动连接方式可以为滑动连接、转动连接等，还可通过其他结构件间接与驱动轴20活动连接。连杆主体40连接连杆颈30及活塞10，以实现连杆与活塞10的连接。当驱动轴20转动时，连杆颈30绕驱动轴20的转动轴线圆周运动，从而通过连杆主体40带动活塞10在上止点与下止点之间往复运动。其中，当连杆颈30圆周运动至最靠近气缸的位置时，活塞10处于上止点，当连杆颈30圆周运动之最远离气缸的位置时，活塞10处于下止点。连杆颈30的中心轴线到转动轴线之间距离可定义为曲柄半径，那么活塞10的一个行程等于曲柄半径的二倍。活塞10行程的计算式为：S＝2r，其中，r为曲柄半径，S为活塞10行程。因此连杆颈30的位置能影响活塞10上止点的位置。在气缸的缸体与缸盖容积固定的情况下，曲柄半径r越大，燃烧室容积越小，反之，曲柄半径r越小，燃烧室容积越大。发动机的单缸排量为活塞10从上止点到下止点所扫过的气缸容积，单缸排量的计算式为：

其中，V_p为单缸排量，D为单缸的直径，S为活塞行程，r为曲柄半径。

驱动结构50用于驱动连杆颈30靠近或远离转动轴线，以改变活塞10的行程。当发动机需要调整压缩比至目标压缩比时，可通过驱动结构50驱动连杆颈30相对于驱动轴20的转动轴线移动至预设位置。锁定结构能够在连杆颈30到达预设位置后限制连杆颈30的移动，即将连杆颈30锁定在预设位置，以使得发动机保持当前的目标压缩比。在需要驱动结构50对连杆颈30进行驱动时，锁定结构可解除对连杆颈30的锁定。其中，驱动结构50可连接于驱动轴20，也可连接于连杆颈30，还可与驱动轴20及连杆颈30均相连，连杆颈30也可通过驱动结构50间接与驱动轴20活动连接，此处不做限制。需要说明的是，驱动结构50对连杆颈30的驱动及锁定结构对连杆颈30的限位可通过控制单元发送控制信号来控制，也可通过其他结构件的运动来控制。

在发动机的单缸的直径D固定的情况下，曲柄半径r越大，活塞10行程S越大，则单缸排量越大；综上所述，在缸体缸盖等零件固定不变的情况下，增加曲柄半径，可以增加压缩比；减小曲柄半径，可减小压缩比。压缩比为最小时，发动机能提供最大扭矩，即能提供的动力最大；压缩比为最大时，发动机的燃油效率最高，车辆的油耗最低。根据上述原理，本实施例中的发动机通过将连杆颈30与驱动轴20活动连接，并通过驱动结构50及锁定结构调整连杆颈30的位置来改变曲柄半径，并通过曲柄半径的变化来调节发动机的压缩比至目标压缩比。该连杆机构的结构简单，大幅降低了发动机的成本，同时通过曲柄半径的变化来调节发动机的压缩比的方案的降低了控制方法的复杂度，在保持动力性、经济性和排放的情况下，还兼顾了降低成本及降低控制复杂度。

需要说明的是，目标压缩比可根据车辆行驶状态进行调整，以求兼顾公里及油耗。在实际应用中，发动机的目标压缩比的变化范围为9:1-14:1；车辆的最大扭矩在目标压缩比为9:1时实现，而车辆的最低油耗在目标压缩比为14:1时实现，此时发动机燃油效率最高。

在一些实施例中，请参阅图1和图2，驱动轴20包括主轴颈21及连接于主轴颈21的曲柄臂22，主轴颈21的中心轴线即为驱动轴20的中心轴线，主轴颈21能够绕转动轴线转动，即绕自身的中心轴线转动。其中，该主轴颈21可以为圆柱状。曲柄臂22朝向主轴颈21的一侧延伸，曲柄臂22具有连接区域，连接区域与主轴颈21在转动轴线的延伸方向上错位设置，连接区域在主轴颈21的径向上的长度大于连杆颈30在主轴颈21的径向上的长度，驱动结构50用于驱动连杆颈30在连接区域内靠近或远离转动轴线。可以理解的，连接区域具有靠近转动轴线的第一限位端及远离转动轴线的第二限位端，第一限位端及第二限位端均位于主轴颈21的同一侧，第一限位端到第二限位端的连线的延伸方向为连接区域的长度方向，也为连杆颈30的长度方向，连接区域的长度大于连杆颈30的长度。在驱动结构50能够驱动连杆颈30在连接区域内靠近第一限位端移动，以使得连杆颈30靠近转动轴线，从而减小曲柄半径，还能够驱动连杆颈30在连接区域内靠近第二限位端移动，以使得连杆颈30远离转动轴线，从而增大曲柄半径。

其中，驱动结构50能够驱动连杆颈30沿第一限位端及第二限位端之间的连线移动，第一限位端与第二限位端的连线的延伸线可经过转动轴线，此时第一限位端到第二限位端的连线的延伸方向为主轴颈21的径向，驱动结构50可驱动连杆颈30沿主轴颈21的径向移动。在其他实施例中，驱动结构50也可驱动连杆颈30沿曲线或折线移动，第一限位端与第二限位端的连线的延伸线也可不经过转动轴线，此处不做限制。

在一些实施例中，请参阅图2和图3，曲柄臂22至少包括第一曲柄板221及第二曲柄板222，第一曲柄板221及第二曲柄板222相间隔设置。第一曲柄板221的朝向第二曲柄板222的一侧设有第一连接槽201，第二曲柄板222的朝向第一曲柄板221的一侧设有第二连接槽202，第一连接槽201与第二连接槽202相对设置，并共同围设形成连接区域，也就是说，连接区域包括第一连接槽201、第二连接槽202及第一连接槽201与第二连接槽202之间的间隙部分。连杆颈30的延伸方向为第一连接槽201到第二连接槽202的方向，连杆颈30的延伸方向的一端收容于第一连接槽201，且另一端收容于第二连接槽202。其中，连杆颈30在移动至连接区域的第一限位端或第二限位端时，其侧壁同时抵触于第一连接槽201的槽壁及第二连接槽202的槽壁，第一连接槽201的槽壁及第二连接槽202的槽壁起到了限位作用。

示例性的，请参阅图2和图3，第一曲柄板221包括第一板主体2211及第一上盖2212，第一板主体2211及第一上盖2212可拆卸连接，例如通过螺钉锁定。第一板主体2211的靠近第一上盖2212的部分开设有下槽部，第一上盖2212的靠近第一板主体2211的部分开设有上槽部，上槽部与下槽部共同形成第一连接槽201；第二曲柄板222包括第二板主体2221及第二上盖2222，第二板主体2221及第二上盖2222可拆卸连接，例如通过螺钉锁定。第二板主体2221的靠近第二上盖2222的部分开设有下槽部，第二上盖2222的靠近第二板主体2221的部分开设有上槽部，上槽部与下槽部共同形成第二连接槽202。

可选的，连杆颈30为圆柱状，第一连接槽201与第二连接槽202在主轴颈21的径向上的延伸长度相等，连杆颈30的中心轴线平行于转动轴线，第一连接槽201的第一限位端与第二连接槽202的第一限位端齐平，第一连接槽201的第二限位端与第二连接槽202的第二限位端齐平。第一连接槽201在垂直于长度方向上的宽度及第二连接槽202在垂直于长度方向上的宽度均与连杆颈30的径长适配，以对连杆颈30进行限位及导向。

请参阅图1和图2，驱动轴20还可包括多组曲柄臂22，相邻两曲柄臂22通过连接轴60相连，连接轴60与主轴颈21的中心轴线重合。其中，各曲柄臂22中的第一曲柄板221及第二曲柄板222之间均通过连杆颈30相连，至少两曲柄臂22中的连杆颈30可在转动轴线的延伸方向上错位设置。

在一些实施例中，驱动结构50及锁定结构均连接于曲柄臂22，以便于组装及批量化生产。

现有技术在发动机曲轴上设置油道及油腔，利用发动机的机油压力的变化来推动连杆颈30沿径向移动来调整压缩比。在压缩比切换过程中，如果机油不能及时充满液压油腔，会导致空气进入液压油腔，会影响可变压缩比控制机构的响应速度和精度，从而影响压缩比的切换过程，进而降低发动机的燃烧和运行过程的平顺性及可靠性；此外，在压缩比切换过程中，曲轴油道内的机油进入压缩比调节油道及调节油腔，会导致连杆颈30表面的润滑油瞬间减少，增加了连杆颈30表面磨损加剧、连轴轴承异常磨损及烧蚀的风险。

为解决这一问题，驱动结构50包括驱动件及弹性件，驱动件用于驱动连杆颈30靠近或远离转动轴线，弹性件能够向连杆颈30施加弹性力，以驱动连杆颈30复位。其中，驱动件可包括液压驱动器及液压杆，液压驱动器能够驱动液压杆往复移动，连杆颈30可在弹性件的弹力作用下始终与液压杆抵触。实际应用中，连杆颈30具有初始位置及终点位置，驱动结构50可推动连杆颈30在初始位置与终点位置之间移动，初始位置与终点位置分别靠近第一限位端及第二限位端。

示例性的，弹性件可以为弹簧，连杆颈30位于液压杆与弹性件之间，当连杆颈30需要朝向终点位置移动时，液压驱动器驱动液压杆伸出，以使得液压杆推动连杆颈30朝向终点位置移动，弹性件压缩。当连杆颈30需要朝向初始位置移动时，驱动结构50的液压杆收回，弹性件释放弹性力，并推动连杆颈30朝向液压杆移动，直至抵触于液压杆，这样连杆颈30便能够随着液压杆的移动而移动。

本驱动结构50具有重量轻、体积小、反应速度快的液压弹性结构，且其液体压力通道独立于发动机，故能保证发动机在压缩比切换过程中连杆颈30表面的润滑油不会瞬间减小，既保证了压缩比切换过程的稳定性，也保证了连杆颈30表面的润滑，减小了连杆颈30表面磨损加剧及连轴轴承异常磨损及烧蚀的风险，提高了连杆机构连杆总成的可靠性。

在一些实施例中，锁定结构可通过挤压力限制连杆颈30的移动。例如，锁定结构为夹具状，当连杆颈30到达预设位置后，锁定结构夹持连杆颈30，当需要驱动结构50调整连杆颈30位置时，锁定结构解除对连杆颈30的夹持。或，锁定结构为能够相对于曲柄板伸缩的顶杆，该锁定结构可连接于第一曲柄板221或第二曲柄板222中的其中一个上，当连杆颈30到达预设位置后，锁定结构伸出，以推动连杆颈30抵压于对侧的曲柄板上，当需要驱动结构50调整连杆颈30位置时，锁定结构收回，以解除对连杆颈30的抵压。

在一些实施例中，请参阅图2，连杆主体40具有第一端及第二端，连杆主体40于第一端开设有第一连接孔41，并通过第一连接孔41套接于连杆颈30，连杆颈30能够在连接孔内转动。连杆主体40的第二端连接于活塞10。

可选的，连杆主体40于第二端开设有第二连接孔42，活塞10开设有销孔101，销孔101用于插接连接销，连杆主体40通过第二连接孔42套接于连接销，以实现与活塞10的连接。其中，连接销能够在第二连接孔42内转动，以避免连杆颈30的圆周运动影响活塞10的直线运动。

在一些实施例中，请参阅图3，连杆机构还包括信号接收器70，信号接收器70用于接收控制信号，并控制驱动结构50驱动连杆颈30移动。该信号接收器70可作为驱动结构50的控制单元来对连杆颈30进行控制。其中，信号接收器70可设置于曲柄臂22上。

在一些实施例中，请参阅图3，连杆机构还包括位置传感器80，位置传感器80用于采集连杆颈30的位置信息。信号接收器70可根据位置传感器80采集的位置信息发出控制信号，以实现连杆颈30的移动。其中，该位置传感器80可安装于连杆颈30上，并可与信号接收器70之间进行无线通讯。

本实用新型实施例还提供一种发动机，包括上述实施例中提供的连杆机构。该连杆机构与上述各实施例中的连杆机构具有相同的结构特征，且所起作用相同，此处不赘述。

本实用新型实施例还提供一种车辆，包括上述实施例中提供的发动机。该发动机与上述各实施例中的发动机具有相同的结构特征，且所起作用相同，此处不赘述。该车辆能够在各种工况下自动调节压缩比，使得车辆在各种工况和各种负载时发动机均能够具有对应的压缩比，以实现发动机能效的最大化，进一步提高了发动机的动力性、经济性及热效率，以及降低了废气排放。

该车辆还包括车本体及油门踏板，油门踏板上设有油门踏板位置传感器80，用于检测油门踏板的位置。驾驶员下踩油门时，油门踏板位置传感器80可检测到的位置数据加大，驾驶员抬脚时，油门踏板位置传感器80可检测到的位置数据减小。

车辆行驶过程中，油门踏板的位置信号与发动机的转速信号经模数转换器(A/D)将模拟信号转换成数字信号，以供电子控制单元(ECU，Electronic Control Unit)识别；电子控制单元(ECU，Electronic Control Unit)与油门踏板位置传感器80相连，实时监测油门踏板位置；当监测到油门踏板位置有变化时，会瞬间将此信息传送到电子控制单元，电子控制单元将油门踏板位置数据和发动机转速数据进行对比并进行运算处理，得出位置速度比值，当该位置速度比值大于或等于3时，表示车辆处于急加速状态，当该位置速度比值在1-3之间时，表示车辆处于坡道状态，当该位置速度比值等于1时，表示车辆处于匀速行驶状态。在实际应用中，可根据该位置速度比值计算发动机需求的目标压缩比，再通过控制驱动结构50来调节连杆颈30的位置，从而将发动机的压缩比调节至目标压缩比。

当车辆处于急加速状态时，油门踏板位置传感器80检测到的油门踏板的位置数据增大，发动机的转速相对不是很高，油门位置数据大于发动机转速数据且两者的相差比较大，当位置速度比值大于或等于3时，电子控制单元判断车辆处于急加速状态，需要最佳的加速性能，电子控制单元计算出控制信号，信号接收器70接收待该控制信号后控制驱动结构50，以使得驱动结构50驱动连杆颈30朝向第一限位端移动，曲柄半径减小，直至调整压缩比至9:1，然后通过锁止结构锁定位置，此时发动机可保持当前压缩比状态运行，从而获取最佳加速性能；

当车辆处于坡道状态时，此时油门踏板位置不变，发动机因负载增加导致转速降低，此时位置速度比值在1-3之间，电子控制单元判断当车辆处于坡道状态，需增加动力，电子控制单元计算出控制信号，信号接收器70接收待该控制信号后控制驱动结构50，以使得驱动结构50驱动连杆颈30移动，通过调整曲柄半径控制压缩比为10:1-11:1，然后通过锁止结构锁定位置，此时发动机可保持当前压缩比状态运行，从而增加发动机动力；

当车辆匀速行驶时，油门踏板的位置数据与发动机转速数据一致，此时位置速度比值为1，此时车辆的运动状态分为低速匀速行驶及高速匀速行驶。

当发动机处于低速小负荷运转时，车辆低速匀速行驶，此时油门踏板位置数据较小，电子控制单元判断出此时发动机需要较大的压缩比，并发送控制信号，信号接收器70接收待该控制信号后控制驱动结构50，以使得驱动结构50驱动连杆颈30朝向第二限位端移动，曲柄半径变大，压缩比增大，直至发动机的压缩比为12:1-14:1，然后通过锁止结构锁定位置，此时发动机可保持当前压缩比状态运行，进而使发动机在低速低负荷工况下实现良好动力性、经济性及热效率，降低排放；

当发动机处于高速高负荷运转时，车辆高速匀速行驶，此时油门踏板位置数据较大，电子控制单元判断此时发动机需要较小的压缩比，并发送控制信号，信号接收器70接收待该控制信号后控制驱动结构50，以使得驱动结构50驱动连杆颈30朝向第一限位端移动，曲柄半径变小，压缩比减小，直至发动机的压缩比为9:1-11:1，然后通过锁止结构锁定位置，此时发动机可保持当前压缩比状态运行，进而使发动机在满足性能的同时，减小爆震的几率，提高发动机寿命。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，仅具体描述了本实用新型的技术原理，这些描述只是为了解释本实用新型的原理，不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处解释，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进，及本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其他具体实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种连杆机构，其特征在于，包括驱动轴、连杆颈、连杆主体、驱动结构及锁定结构，所述驱动轴能够绕转动轴线转动，所述连杆颈活动连接于所述驱动轴，所述连杆主体连接所述连杆颈及活塞，所述驱动结构用于驱动所述连杆颈靠近或远离所述转动轴线，所述锁定结构能够在所述连杆颈到达预设位置后限制所述连杆颈的移动。

2.如权利要求1所述的连杆机构，其特征在于，所述驱动轴包括主轴颈及连接于所述主轴颈的曲柄臂，所述主轴颈能够绕所述转动轴线转动，所述曲柄臂具有连接区域，所述连接区域与所述主轴颈在所述转动轴线的延伸方向上错位设置，所述连接区域在所述主轴颈的径向上的长度大于所述连杆颈在所述主轴颈的径向上的长度，所述驱动结构用于驱动所述连杆颈在所述连接区域内靠近或远离所述转动轴线。

3.如权利要求2所述的连杆机构，其特征在于，所述曲柄臂至少包括第一曲柄板及第二曲柄板，所述第一曲柄板的朝向所述第二曲柄板的一侧设有第一连接槽，所述第二曲柄板的朝向所述第一曲柄板的一侧设有第二连接槽，所述第一连接槽与所述第二连接槽相对设置，并共同围设形成所述连接区域，所述连杆颈的一端收容于所述第一连接槽，且另一端收容于所述第二连接槽。

4.如权利要求2所述的连杆机构，其特征在于，所述驱动结构及所述锁定结构均连接于所述曲柄臂。

5.如权利要求1至4任一项所述的连杆机构，其特征在于，所述驱动结构包括驱动件及弹性件，所述驱动件用于驱动所述连杆颈靠近或远离所述转动轴线，所述弹性件能够向所述连杆颈施加弹性力，以驱动所述连杆颈复位。

6.如权利要求1所述的连杆机构，其特征在于，所述连杆主体具有第一端及第二端，所述第一端套接于所述连杆颈，所述第二端连接于所述活塞。

7.如权利要求6所述的连杆机构，其特征在于，所述活塞开设有销孔，所述销孔用于插接连接销，所述第二端套接于所述连接销。

8.如权利要求1至4任一项所述的连杆机构，其特征在于，所述连杆机构还包括信号接收器，所述信号接收器用于接收控制信号，并控制所述驱动结构驱动所述连杆颈移动，所述连杆机构还包括位置传感器，所述位置传感器用于采集所述连杆颈的位置信息。

9.一种发动机，其特征在于，包括气缸、活塞及如权利要求1至8任一项所述的连杆机构。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的发动机。

Images