WO2014056291A1

WO2014056291A1 - 一种带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压缩比装置

Info

Publication number: WO2014056291A1
Application number: PCT/CN2013/000267
Authority: WO
Inventors: 沈大兹
Original assignee: Shen Dazi
Priority date: 2012-10-08
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2014-04-17

Abstract

一种带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压缩比装置，所述的可变压缩比装置包括有：曲轴（1），其各主轴颈（18）上设有若干圆柱孔（12）；活塞连杆总成（4），包括有连杆大头轴瓦（43，44）；偏心轴套总成（2），可旋转地套置在所述曲轴（1）的连杆轴颈（14）与所述连杆大头轴瓦（43，44）之间，其具有内圆柱表面（27）和外圆柱表面（26），该内、外两圆柱表面（27，26）具有偏心距为e；传动轴及齿轮总成（3），可旋转地穿置于所述主轴颈（18）的圆柱孔（12）中，与所述偏心轴套总成（2）形成齿轮连接并驱动该偏心轴套总成（2）旋转；驱动器总成（5），设置于所述曲轴（1）一端的主轴颈（18）上，且与所述传动轴及齿轮总（3）成连接并驱动该传动轴及齿轮总成（3）旋转；所述偏心距e满足自锁条件：e≤f₁×r₁+f₂×r₂。所述可变压缩比装置通过偏心轴套总成绕连杆轴颈旋转，使曲柄臂长度发生变化，从而改变压缩比；由于自锁作用，连杆轴颈与偏心轴套总成之间不会发生相对转动，发动机爆发压力无法传递到传动系统，因而极大地提高了装置的可靠性。所述可变压缩比装置能精确同步调整各缸的压缩比，具有调节合控制方便、消耗功率少、结构简单、成本低的优点，适用于各类内燃机。

Description

一种带偏心自锁的 jtffl于内皿的¾]^1«^2 领域

本发明涉及一种带條 ii、自锁结构的于内 «的可 ¾® ti^s, 属于 m≡技术领域。背景

内 lffi縮比一般^义为最大气缸容积与最小气缸容积比，它是内一个重要性能参数。比

^^影响内舰的诸多因素，如：扭矩、功率、細经济性、排放指标、气缸压力和髓等。

一个具有固定 β比的内 L ^iia各种的选择使其性折中。例如，使其压縮比足够大，保 ¾B顿利地 ift 启动，又要保证在全负荷时气缸内压力不倉高。因此，具有固缩比的内赚δ«使项参数的组合¾¾最佳。可变压缩比发动机（VCR Engine) 是当今世界上最有发展潜力的发动机之一，其可以控制 Ji¾比的变化，使内 «的各项性能聽到显著改善。

近年来全球各公司和研究机构竞相研究并申请有关此方面的专利达数百上千件，以求获得该发动机技术上的领先地位。 ^^实现内燃机^ 縮比的结构有许多种类型，在曲轴连杆轴颈上安装偏心轴套是其中的一案。当偏心轴 «^Ftt纖转一角度时，曲轴曲柄判彌发生改变，因而内 j mffi^比也得以改变。经检索可知，以下已公开的专利 &^¾属于¾»案。

美国专利：

3,180,178 Apr.27,1965 Brown

3,686,972 Aug.29,1972 McWhorter

4,044,629 Aug.30,1977 Clarke

4,152,955 May.8,1979 McWhorter

4,301,695 Nov.24,1981 Reiher

4,406,256 Sep.27,1983 Akkerman

5,040,502 Aug.20,1991 Lassiter

5,158,047 Oct.27,1992 Schaal , et al.

5,165,368 Nov.24,1992 Schechter

5,562,068 Oct.8,1996 Sugimoto， et al.

5,908,014 Jun.1,1999 Leithinger

5,927,236 Jul.27,1999 Gonzalez

5,960,750 Oct.5,1999 Kreuter

6,247,430 Jun.19,2001 Yapici

6,349,684 Feb.26,2002 de Gooijer

6,450,136 Sep.17,2002 Klomp , et al.

7,174,865 Feb.13,2007 Sakita

8,267,055 Sep.18,2012 Pattakos， et al.

_b^¾有技^ ¾具有¾ 自不同的不足，或者 g¾导致可靠性低，受力后产生的振动，无法检测到活塞冲程的准确位 ΚϋΐΜ 比的精确控制， ^"无多缸内各 tet间的^ 比同步调整。而¾±要的缺陷是，气缸中巨大的爆 ffi力因 ¾1当的自锁机构而 «¾直¾^11¾¾∞¾比机构中, 从而导致机构遭受破坏，术无 ¾SA«*S用的主要原因。发明内容

本发明的目的在于艮现有技术的不足， «—种带偏心自锁结构的于内 «的¾)5縮 tt¾S, 其在曲轴连杆轴颈上安装偏心轴套总成并通 31½转该总成来改变压縮比。该偏心轴套总成在受到来自于活塞顶部极大的爆飾力而产生使该偏心轴套总赃连機转的扭矩时， m.自锁结构将该偏心轴套总成锁定于曲轴连赚肚不动，使该扭矩阻断而无 Si传动齿纖续^ H 麵器，从而减小其对传动系统的破坏，提髙其可靠性；而当需要改比时，驱动器只须撤较小的驱动扭矩，在内 WSffi力脉冲的曲轴转角之外区域（如 ±^¾，曲轴转角区域内偏心轴套总成与连 fftt颈锁定不动)，職精确调整和控制偏心轴套总細对欄颈的转角位置，以改躯缩比。

本发明的另一个目的在于，改«前大多数 ¾JM St ¾fi结构 _§«内« ^构进行默改变的状况，撤一种只对传统内身的结构进行较小改变，鮮低、受力小、结构简单、側小巧的 ¾E ^比 ¾fi, 以糊于现存内赚设计和制造技术及设备。

本发明的又一目的在于，在保证所有构件的强度都得到极大提高的同时，使内燃机的冲程改变量尽可能地增大，以满足各类不同长短冲程内燃机的需要。

本发明 ¾ΐϋ¾]下财方案实现的- 一种带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压縮比装置，其包括有- 曲轴，其各主轴颈上设有若干圆柱孔；

活塞连杆总成，包括有连杆大头轴瓦；

偏心轴套总成，可旋转地套装在所述曲轴的连杆轴颈与所述连杆大头轴瓦之间，其具有内圆柱表面和外圆柱表面，该内、外两圆柱表面具有偏心距为 e;

传动轴及齿轮总成，可旋转地穿置于所述主轴颈的圆柱孔中，与所述偏心轴套总成形成齿轮连接并驱动该偏心轴套总成旋转；

驱动器总成，设置于所述曲轴一端的主轴颈上，且与所述传动轴及齿轮总成连接并驱动所述传动轴及齿轮总成旋转。

所述的可变压縮比装置还包括有控制阀总成，该控制阔总成连接所述驱动器总成并与之形成液压传动，以驱动该驱动器总成；所述的若干园柱孔的中心线与所述曲轴中心线重合。

所述的偏心轴套总成由两个半圆的偏心套对合固接而成，该偏心轴套总成的外圆柱表面与所述连杆大头轴瓦内圆柱表面相接触，其内圆柱表面与所述曲轴的连杆轴颈外圆柱表面相接触，所述偏心轴套总成的两端面各自设有齿轮，该齿轮为全形齿轮或者扇形齿轮，其节圆圆心与所述偏心轴套总成的内圆柱表面的圆心重合。

所述的传动轴及齿轮总成包括有一驱动轴、若干传动轴和若干传动齿轮，该驱动轴和若干传动轴分别穿置于所述曲轴的主轴颈的各园柱孔中并绕该曲轴中心线旋转，该若干传动齿轮为全形齿轮或者扇形齿轮，其分别固定于驱动轴的一端和若干传动轴的两端，并且与各偏心轴套总成两端面的齿轮一一啮合。

所述的驱动器总成包括有外壳、外轮、内轮、前盖、后盖、相位齿轮和相位传感器，所述外轮固定设置于该外壳的内壁上，前盖和后盖分别密封地固定于外壳的两端，该前盖、后盖、外轮和外壳一起固定地安装在所述曲轴一端的主轴颈上，所述内轮设置于该外壳的内腔中并与外轮、外壳、前盖和后盖共同构成两压力腔，该内轮和相位齿轮固定地安装在所述驱动轴上并随之绕曲轴中心线旋转，所述相位传感器安装在该相位齿轮的侧旁。

所述的压力腔为一对或多对。

所述的控制阀总成包括有液压泵、液压控制阀和油箱，所述液压控制阀连接所述油箱、驱动器总成和内燃机的控制器，并且受该控制器控制，所述液压泵连接于液 1Ϊ控制阀与油箱之间。所述的液压泵为内燃机润滑油泵。

所述的液压控制阀包括有阀体和柱塞，该柱塞在所述阀体中滑动并能够处于 3个位置，该 3个位置分别对应于所述内轮相对于外轮正时针旋转、逆时针旋转以及固定不动 3种状态。

所述的偏心轴套总成两端面的齿轮为内齿轮且与所述驱动轴和传动轴上的传动齿轮形成内啮合。所述的传动轴及齿轮总成替换为传动套及齿轮总成，该传动套及齿轮总成包括有若干传动套和若干传动齿轮，每一传动套由两个半圆轴套对合固接而成，该若干传动套分别套置于所述曲轴的主轴颈的外周并绕曲轴中心线旋转，该若干传动齿轮为内齿轮且分别固定于若干传动套的两端，并与各偏心轴套总成两端面的齿轮一一形成内啮合，所述驱动器总成的前盖、后盖、外壳、外轮和相位齿轮一起固定地安装在最前一传动套上，所述内轮固定地安装在所述曲轴一端的主轴颈上并随之绕曲轴中心线旋转。

所述的曲轴为盘形主轴式曲轴，其包括由前至后依次连接的曲轴前端轴颈、第一盘形主轴颈、多个连杆轴颈、多个第二盘形主轴颈和曲轴后端轴颈，该第一盘形主轴颈上开设有中心线与该曲轴中心线不重合的第一支承圆柱孔，该第二盘形主轴颈上开设有中心线与该曲轴中心线不重合的第二支承圆柱孔；

所述的传动轴及齿轮总成包括有一对过渡齿轮、一过渡传动轴、多对中间传动齿轮和多根传动轴，该过渡传动轴可旋转地穿置于所述第一盘形主轴颈的第一支承圆柱孔中，该多根传动轴分别可旋转地穿置于所述第二盘形主轴颈的第二支承圆柱孔中，该一对过渡齿轮固定于所述过渡传动轴的两端，并且其中的一个过渡齿轮与相邻偏心轴套总成形成齿轮连接，另一个过渡齿轮与驱动器总成形成齿轮连接，该多对中间传动齿轮分别固定于各传动轴的两端，并且与相邻偏心轴套总成形成齿轮连接；

所述的驱动器总成设置于所述曲轴一端的曲轴前端轴颈上，与所述传动轴及齿轮总成的过渡齿轮连接并驱动该传动轴及齿轮总成旋转。

所述的偏心轴套总成包括偏心套和一对偏心套齿轮，该偏心套的外圆柱表面与所述连杆大头轴瓦的内圆柱表面相接触，其内圆柱表面与所述曲轴的连杆轴颈的外圆柱表面相接触，该一对偏心套齿轮固定于所述偏心套的两端，该偏心套齿轮的节圆圆心与所述偏心套的内圆柱表面的圆心重合，该偏心套齿轮分别与相邻的中间传动齿轮或过渡齿轮相啮合。

所述的驱动器总成包括有驱动套、驱动套齿轮、外壳、内轮和外轮，所述驱动套可旋转地套置于所述曲轴前端轴颈上，所述驱动套齿轮同轴心地固定连接于该驱动套的后端且与所述传动轴及齿轮总成的一过渡齿轮啮合，所述内轮和外轮设置于封闭的外壳内，该内轮与所述曲轴前端轴颈同轴心地相固定连接，该外轮与所述驱动套的前端同轴心地相固定连接，所述外轮与内轮能够绕所述曲轴中心线作相对旋转运动。

所述的第一支承圆柱孔的位置必须保证使过渡齿轮与驱动套齿轮啮合的同时，安装在过渡传动轴另一端处于第一气缸的过渡齿轮恰好与第一气缸中的偏心轴套齿轮相啮合；第二支承圆柱孔的位置必须保证使处于一气缸的中间传动齿轮与该气缸中的偏心轴套齿轮相啮合的同时，安装在传动轴另一端处于相邻气缸的中间传动齿轮恰好与该气缸中的偏心轴套齿轮相啮合。

所述的偏心套为整体结构，所述的曲轴为组合式结构，所述的曲轴前端轴颈、第一盘形主轴颈、多个连杆轴颈、多个第二盘形主轴颈和曲轴后端轴颈均为独立构件。

所述的偏心套由两个偏心半套对合固接而成，所述的曲轴为整体结构。

所述的可变压缩比装置的结构满足下列自锁条件：

其中， e 偏心轴套总成内、外两圆柱表面的偏心距，

f_r-偏心轴套总成内圆柱表面与曲轴的连杆轴颈外圆柱表面之间的静摩擦系数，偏心轴套总成外圆柱表面与连杆大头轴瓦内圆柱表面之间的动摩擦系数， Π—偏心轴套总成内圆柱面的半径，

偏心轴套总成外圆柱面的半径。

所述的偏心轴套总成内圆柱表面与曲轴的连杆轴颈外圆柱表面之间的静摩擦系数 ≥0.1。

所述驱动器总成的驱动扭矩满足下列驱动条件：

T₃>0.10F* (e -f^ri^*^) 当偏心轴套总成逆内燃机旋转方向调整时，

T^O.IOF* (fj*r,+f₂*r₂-e) 当偏心轴套总成顺内燃机旋转方向调整时，

其中， F—从活塞连杆总成传递到偏心轴套总成的最大压力，

T₃—从驱动器总成向偏心轴套总成提供的驱动扭矩，当不需改变压縮比时， Τ₃=0， e 偏心轴套总成内、外两圆柱表面的偏心距，

--偏心轴套总成内圆柱表面与曲轴的连杆轴颈外圆柱表面之间的静摩擦系数，偏心轴套总成外圆柱表面与连杆大头轴瓦内圆柱表面之间的动摩擦系数， Π—偏心轴套总成内圆柱面的半径，

偏心轴套总成外圆柱面的半径。

所述的偏心轴套总成的内园柱表面设有油槽和若干泄油槽，该油槽两侧设置有密封带，该泄油槽与所述内燃机的曲轴箱相通，其形状是直线或任何曲线形状。

所述偏心轴套总成的内圆柱表面和与其接触的曲轴连杆轴颈外圆柱表面的表面形貌特征是：沿曲轴轴向开设多个微观的齿顶和齿槽，该两表面上的齿顶和齿槽相互嵌合。

所述的驱动器总成的数量为一个。

所述的可变压縮比装置适合于一缸或多缸、直列、 V型、 W型、星型或对置内燃机。

本发明的有益舰是：

1、 ^^承受活塞顶部的巨^ Λ:ΕΕ力 ~~ 缩比 ¾S的结构尺寸要 «足自锁牛，由此在内 M躯力脉冲的曲轴转角区¾^内具有自锁功能，使其即 i¾«气缸内的活塞顶部承受巨鳩躯力时，压力也不会（S¾¾^、的）传 3Ιί幅动器，从而避免了对传动系统的破坏，提高了縫的可靠性。

2、压縮比的调节和控制方便，消耗功率少， ^^实现内 «多缸压缩比的同步调整一本发明采用同一驱动器驱动 ¾g于各缸的^轴及齿轮总成，并进而驱动偏心轴套总 «转，从而实现了各缸 it缩比的同步调整； , 改 β缩比时所需要的躯驱动力矩非常小， ¾¾」了调节方便的 ¾¾。

3、结构简单，便 ^ij造， itffl于现存内«设计和制 itS术及设^ ~本发明的结构只对传统内 L的结构作了局部改动，也不会改变内 l与 ¾¾器^1¾统的结构，几乎很少对内结构产响，不会改变活塞的运行规律，也麟了现有内赚己取得的燃烧效率；同时，本发明不会导致活塞往复惯性力的增大，也不会导致内飄振动的加剧。

4、极大地提高了所有构件的强度——本发明的技术方案之一将传动轴及齿轮总成中的多根传动轴的中心线设置为与曲轴中心线不重合，并且釆用了盘形曲轴，使曲柄臂与盘形主轴颈合二为一，从而使各构件能够采用更大的结构尺寸以提髙强度。

5、增大了压縮比冲程改变量，扩大了可变压縮比的调节范围——由于结构空间的增大增加了偏心距 e增大的余地，满足了各类不同长短冲程发动机的需要。附图说明图 1是本发明实施例一的结构爆炸图。

图 2是本发明偏心轴套总;^力自锁牛示意图。

图 3a， 3b, 3c, 3d ¾B 比变化的示意图。

图 4是本发明实施例一 ,剖面图。

图 5是图 4的 A-A剖面图。

图 6是图 4的 B-B剖面图。

图 7是图 4的 M局部放大图。

图 8是本发明偏心轴套总成内表面结构示意图。

图 9a, 9b, 9c是本发明驱动器总同工作位置的示意图。

图 10 縮比控制系意图。

图 11是本发明实施例二的结构爆炸图。

图 12是本发明实施例二剖面图。

图 13是图 12的 A-A剖面图。

图 14是本发明实施例三的结构爆炸图。

图 15是本发明实施例三 ^剖面图。

图 16是图 15的 A-A剖面图。

图 17是本发明实施例四的结构爆昨图。

图 18是本发明实施例四的, IJ图。

图 19是本发明实施例四的剖面图。

下面结合附图和实施例对本发明作进一^细说明。

实施例一

首先请参阅图 i，图 1显示的是本发明所述带條 1、自锁结构的适用于内燃机的可 »stt¾a的第一种方案的爆炸图。的¾«1*¾5包括有：曲轴 1、偏心轴套总成 2、传动轴及齿轮总成 3、活塞连杆总成 4、驱动器总成 5以及控制阀总成 6 (见图 10)。

難的曲轴 1设有一位于端部的主轴颈 16、軒主轴颈 18和轩连浦颈 14, 雜機颈 14夕卜周形成连 fftt 卜圆柱面 15；以曲轴中心线 13为中心，轴颈 16内开设有一圆柱孔 11, 在轩主轴颈 18内开设有若干圆柱孔 12, 该圆柱孔 11和若干园柱孔 12的中心线与该曲轴中心线 13完全重合。

与普通内舰一样，腿的活塞连杆总成 4包括有活塞 41、 m 42、连杆大头轴瓦 43和 44、连杆盖 45和连杆螺栓 46，而活塞连杆总成 4在缸套 71内作上下往复运动（见图 4和图 5)。

请参阅图 4, 所述的偏心轴套总成 2的数量与所述内燃机的连杆轴颈 14的数量相等。请参阅图 5，该偏心轴套总成 2可地曲轴 1的连颈 14与^ 杆大头轴瓦 43和 44之间；的偏心轴套总成 2具有两个圆柱表面：内圆柱表面 27和外圆柱表面 26, 请参阅图 2, 该内圆柱表面 27的圆心 0,与外圆柱表面 26的圆心 (¾不重合，圆心与圆心（¾之间的距离为偏心距 e， BP, 内、夕卜两圆柱表面 27和 26具有偏心距为 e; 请参阅图 5，杆体 42、连杆大头轴瓦 43和 44以及连杆盖 45可^ ¾安装在偏心轴套总成

2的外圆柱表面 26上。

请参阅图 5，所述的偏心轴套总成 2由两个半圆的偏心套 21和 22对合固接而成，该两偏心套 21和 22 的结合面 24上设有螺孔 25和定位销孔 201 (见图 8)，螺栓 23和定位销将两个半圆偏心套 21和 22连接在一起，从而誠偏心轴套总成 2。舰的偏心轴套总成 2的内圆柱面 27与连擁颈 14的外圆柱面 15相觀（下面的繊中，标号 27与 15指同一 ¾M面，也称自锁表面)，偏心轴套总成 2的外圆柱面 26与戶 ¾¾杆大头轴瓦内圆柱表面 43及 44的内表面相接触，该接触面也标号 26。

结合参阅图 6和图 7, 繊的偏心轴套总成 2的两端面各 ¾£一个齿轮 20，该齿轮 20的节圆圆心与所述的偏心轴套总成 2的内圆柱表面 27的圆心 O,重合，所述的齿轮 20与传动齿轮 33外啮合。

合参阅图 1和图 4，的传动轴及齿轮总成 3与戶 ¾偏心轴套总成 2形成齿接，并且驱动¾¾ 心轴套总成 2 »。戶的传动轴及齿轮总成 3包括有一驱动轴 31、 ¾T传动轴 32和 ¾^传动齿轮 33; m 的驱动轴 31可旋转地穿置 ^¾曲轴 1的圆柱孔 11内，其一 ^131键 34与驱动器总成 5的内轮 53固定连接在一起，另一键 35与传动齿轮 33 ^¾一起：的^ F传动轴 32可旋转地穿置在曲轴 1的 ¾^圆柱孔 12内，其两端分别通过键 35与传动齿轮 33固定连接在一起。所述驱动轴 31、各传动轴 32和传动齿轮 33始终绕曲轴中心线 13旋转，并且该若干传动齿轮 33与各偏心轴套总成 2两端面的齿轮 20—一外啮合。

当所述驱动轴 31和各传动轴 32相对于曲轴中心线 13旋转时，所述的传动齿轮 33也一并同步旋转，并同时驱动所述偏心轴套总成 2相对于所述曲轴 1的连杆轴颈中心线 17相应旋转。

所述的驱动器总成 5固定连接于所述曲轴 1一端的主轴颈 16上，且与所述传动轴及齿轮总成 3连接并驱动该传动轴及齿轮总成 3旋转。

请参阅图 1 , 的驱动器总成 5包括有外壳 51、夕卜轮 52、内轮 53、前盖 54、后盖 55、轴封 56、固定螺栓 57、相位齿轮 58以及相位传戲 59。

戶 M的外轮 52固定體于外壳 51的内 ¾±, 前盖 54和后盖 55分别密纖固定于外壳 51的两端。鋪盖 54、后盖 55、夕卜轮 52和外壳 51一起固定地安曲轴 1一端的主轴颈 16上，并随曲轴 1一

动。

繊的内轮 53和相位齿轮 58固定地安装^ M的驱动轴 31上，并可随该驱动轴 31的旋转而绕曲轴中心线 13旋转。所述的相位传感器 59安装在该相位齿轮 58的侧旁，用于探测所述的内轮 53和驱动轴 31相对于曲轴 1的转角。

雜合参阅图 9，耐内轮 53體于卜壳 51的内腔中，并且与外轮 52、外壳 51、前盖 54和后盖 55共同构成两个压力腔 510和 511，该压力腔 510和 511总是形成，可以为一对或多对，如两对、三对或四对，本实施例中，力腔 510和 511为两对。

雜合参阅图 10，为了防 ihfM的压力腔 510和 511内的狐油概力作用下形戯力腔 510和 511 的夕 «缝隙 508流出，特别體了密封条 503, 并在每一个密封条 503与内轮 53以 ¾^卜轮 52之间安装了弹簧片 504，并引导少量泄漏的難油 ¾Λ回油腔 509，最终舰开设在驱动轴 31上的排油道 301和 306, 将其导入内纖曲轴箱（附图未显示)，这使得回油腔 509的压力减小，不至于使油謝轴封 56泄漏至内 « 外。

戶 M的驱动器总成 5还包括有停 t¾ 销 506、弹簧 507和弹簧盖 500，见图 10。盖 55上开设有停

505， m ^ S06安装在内轮 53上，弹簧 507和弹簧盖 500安¾¾该停 «销 506 ¾¾。当内燃机停止运行前，驱动器总成 5在停机信号指示下，将内轮 53运行至停机位置，该停枳插销 506在弹簧力作用下插入后盖 55中的插销孔 505,此时，停 506将内轮 53与后盖 55固定在一起，使之相互不以便在内腿再动时，不因狐油压力不够而使驱动器总成 5失效。当内飄开启时，置于腿驱动器总成 5内的停 tfia销 506处于停机位置，内»^动后油压力 Μ¾¾ΪΖ¾*, 该油压将停

506推出停积插销孔 505，所述内轮 53进入可自由旋转状态，此时，压縮比 ^^被改变。

的驱动器总成 5设有回当 ¾^油¾1各相关表面泄露以后，的回 ¾¾31^¾将泄露的液压油回 ι| ^曲轴箱，同时 PiiS ^回 ¾®¾的压力，避免油泄露至驱动器总成 5之外。参见图 4，本发明所述带偏心自锁结构的适用于内 L的可 ¾Mtb¾S 、¾S—个驱动器总成 5，用以驱动内有的偏心轴套总成 2。当内轮 53绕曲轴中心线 13转动时，鄉^]驱动轴 31及其一端的传动齿轮 33绕曲轴中心线 13转动，进而带动位于第^缸的偏心轴套总成 2的齿轮 20相应颈中' 11、线 17

(其贯穿細心轴套总成 2内圆柱表面 27的圆心 o, )糊，再由该偏心轴套总成 2另一端的齿轮 20 齿轮 33、传动轴 32及其另一端的传动齿轮 33，进而处于第二气缸的偏心轴套总成 2糊，运动依次传递，最终逐一地使所有连杆轴颈 14上的偏心轴套总成 2同时 fftt颈中心线 17转动。所有偏心轴套总成 2的同时转动意味着所有气缸内的压縮比被同步改变。只采用一个驱动器总成 5就使所有气缸的偏心轴套总成 2 同时转动而改变角度，从而达到各气缸的压缩比同步改变的目的，这是本发明的重大有益效果之一。

所述的控制阀总成 6连接驱动器总成 5并与之形成液压传动，以驱动该驱动器总成 5。请参阅图 10, 所述控制阀总成 6包括有液压泵 608、液压控制阀和油箱 610。

控制阀用以产生或油的不同流动方向，其连接^ &油箱 610、驱动器总成 5和内纖的控制器 ECU, ^R^i m ECU控制。戶的控制阀包括有阀体 603和柱塞 604, 柱塞 604可地安装在阀体 603之中，柱塞 604的左右移动安装在其一端的电霞圈 613控制；柱塞 604在阀体 603中能够处于左中右三个位置，该三个位置分别对应于所述内轮 53相对于外轮 52正时针旋转、逆时针旋转以及固定不动三种牝态， BP, 戶 ¾的雜控制阀的三种»对应于驱动器总成 5的三种工作柷态，见图 9。

^¾¾11泵 608用于产生¾1¾压力，驱动所述的驱动器总成 5，该液压泵 608连接于液压控制阀与油箱 610 之间。繊的泵 608可以細 3拉结构形式，也可以直嫉用内 mi原有的润滑油泵。

0¾¾制阔总成 6与驱动器总成 5的液 H¾接如图 9和图 10所示，所述一对压力腔 510通过油道 513与曲轴油道 101相连通，另一对压力腔 511通过油道 512与曲轴油道 102相连通；该曲轴油道 101、 103通过内 l缸体上的油槽 704以及油道 701与液压控制阔的油管 602 该曲轴油道 102、 104通过内燃机缸体上的油槽 703以及油道 702与液压控制阔的油管 601连通。

上述内容为本发明实施例一的主要结构。

以下结合附图说明本发明改 ¾Ε縮比的原理：

请参阅图 3，当偏心轴套总成 2在连糊颈 14上雜浦颈中心线 17麟时，内舰曲柄判 δ r 发生改变，进而改变内«冲程的¾¾，引 feffi缩比的改变。

图 3a 示当内應冲程 S,为最大时，其偏心轴套总成 2相对糊颈 14的转角位置。设定，套总成 2的结合面 24与气缸中心线 72的夹角为 Φ, 而活塞 41处于内 l的 ±ih点（TDC— Top Dead Center) 位置。

图 3b ¾S示当内舰冲程为最大时，其偏心轴套总成 2相对于连棚颈 14的转角位置。设定，偏心轴套总成 2的结合面 24与气缸中心线 72的夹角为 Φ,而活塞 41处于内«的下止点 (BDC~BottomDeadCenter) 位置。

结合图 3a和图 3b观察，此时，内燃 W tk¾¾最大，内燃机曲柄半径 r的增加量 p为：

P=e*cosO,

其最大冲程为：

图 3c ¾¾示当内舰冲程 ¾为最小时，其偏心轴套总成 2相对棚颈 14的转角位置。设定，偏心轴套总成 2的结合面 24与气缸中心线 72的夹角为（180_Φ), 而活塞 41处于内 «il止点（TDC)位置。

图 3d ¾ 示当内 l冲程 ¾为最小时，其偏心轴套总成 2相对 ^«颈 14的转角位置。设定，偏心轴套总成 2的结合面 24与气缸中心线 72的夹角为（18(MD), 而活塞 41处于内讓下止点 (BDC)位置。

结合图 3c和图 3d观察，此时，内燃fLE^tt¾5撮小，其内燃机曲柄半径 r的增加量 p为： P=-e*cos ,

其最小冲程为：

从图 3a b，3c和 3d可以看出，内燃机冲程的最大改变量 Δ为:

A= Si- S₂=4e* (cos )=

由上式可知，当偏心轴套总成 2的内、外两圆柱表面的偏心距 e确定后，内燃机冲程的最大改变量 Δ取决于偏心轴套总成 2相对于连杆轴颈 14的转角 φ。当内燃构参 i½择洽当时，这个最大改变量 Δ足以使汽油机的压缩比范围达到 6: 1至 20: 1的水平，或者使柴油机的压縮比范围达到 10: 1至 30: 1的水平。

本发明实 ¾1縮比改变的过程如下：

首先舊阅图 9,艇内轮 53与夕卜轮 52可绕曲轴 1中心线 13正时针时针方向相对旋转，并 4两个极限位置，见图 9a和图 9c。当内轮 53处于图 9a位置时，内轮 53与夕卜轮 52在接触面 501相接触。通过不同的齿轮传动参数，使偏心轴套总成 2刚好处于图 3c和图 3d的位置，此时，内燃机处于最小压縮比状态；当内轮 53处于图 9c位置时，内轮 53与外轮 52在接触面 502相接触，所述的偏心轴套总成 2刚好处于图 3a和图 3b的位置，此时，内纖处于最比牝态。当内轮 53处于±¾两个极限位置之间的某一位置时，如图 9b，腿的偏心轴套总成 2将处于最大和最小 li^tt 间的对应位置。因此， ^整内轮 53与外轮 52的相对旋转角度 a，贝 lj可^调比的相对大小。

当内 «需要改 ¾Bg比时，内制器 ECUfflW内和的相位传! ¾ 59以及油门踏板位置（图中未显示） ^ &号的采集和处麵，对控制阀总成 6发出指令，控制闽总成 6控制躯油在魏内的流动方向。

其中，相位传 59的信号 ¾51¾集与内轮 53固定在一起的相位齿轮 58而获得，通与内鎮曲轴 1 转角信号（图中未标示）对比，该信号指明了内轮 53与曲轴 1的相对转角。

请参阅图 10，当柱塞 604处于阀体 603的左端时，油在 ¾E泵 611的驱动下， ^όίΠ^Λ阀体 603, 并; ί¾Λ1¾601, 再 ¾a在缸体上的油孔 702、油槽 703 ¾Λ在曲轴 1上开设的油孔 104、 102, 最终謝驱动器总成 5的油道 512进入所述的压力腔 511，见图 9; 同时，压力腔 510内的液压油通过驱动器总成 5上的 1¾ 513流出到曲轴 1上开设的另一油孔 101、 103，请参阅图 10，并进一体上的油槽 704、油孔 701以及油管 602、阀体 603、油管 606、 612回到油箱 610。当油通过油道 512¾Λ压力腔 511，而液压油舰油道 513 力腔 510排出时，内轮 53在油压推动下相对于外轮 52作逆时针雄（从内舰觸观测)，并翻驱动轴 31和传动齿轮 33逆时针旋转，再进一步翻舰的偏心轴套总成 2顺时针旋转，从而曲柄判 Γ减小，内舰冲程减小，赚比减小。

与之相反，当柱塞 604处于阀体 603的右端时，狐油流向与方向相反，狐油 ¾Λ压力腔 510, 而力腔 511排出，从而舰的偏心轴套总成 2作逆时针旋转，曲柄雜 r增大，内舰冲程增大，内縮比增大。

当不需要改 ¾1¾縮比时， t 阅图 10，电繊圈 613断电，阀体 603内的弹簧 605和 614将柱塞 604推向阀体 603的中间部位，油泵 611泵出的 ¾E油同时 ¾Λ魏 601和 ¾¾ 602，并最终同时 ¾Λ压力腔 510 和 511，多余的液压油贝泄压阔 608、油管 609返回到油箱 610。此时，压力腔 510和 511内的压力完全相等，将内轮 53锁定卜轮 52的某一位置上，如图％，使内轮 53和外轮 52之间不再有相对旋动，而腿的偏心轴套总成 2与连 fftt颈 14之间也不再有相对旋 $f¾动， E ^是普通内 β—样运转。

现结合图 2说明自锁条件。为了使内燃机不需要改变压縮比时，偏心轴套总成 2不致受内燃 #1^发力影响而发生旋转导致内燃机压縮比的改变，就必须确保机构在此时的自锁。所说的自锁条件是指：当腿的偏心轴套总成 2在来自于活塞 41顶部压力而产生使该偏心轴套总成 2雜龍颈 14的旋转扭矩 T 时，为了^^将该偏心轴套总成 2锁定¾欄颈 14上不动，而不使该偏心轴套总成 2雄籠颈 14上发生相对旋转， ¾¾ff必须满足的结构参数維

来自于活塞 41顶部的内力 F雌¾|¾^¾的偏心轴套总成 2 Z±, ¾¾ 41 Mi ^杆 42将该力 F垂直作用在 ¾的偏心轴套总成 2的接触部位 D, 进而产生一个绕连棚颈 14圆点 (连杆轴颈中心线 17)的顺时针方向的旋转 ¾¾T=F*e, 图 2 位置是该扭矩的最大值的 ftS。设偏心轴套总成 2与连 fftt颈 14接触面 27之间的静摩擦系数为 fi，则此处 C产生一时针方向的旋转扭矩 T产 Ffi*n，同时在连杆大头轴瓦 43和 44与偏心轴套总成 2外圆柱表面之结合面 26的 D处产生一个逆时针方向的扭矩 Ff₂*r₂，如果 ffiil驱动器总成 5产生的作用在偏心轴套总成 2上的驱动扭矩！^与方向一致，扭矩 T₃则取正号，否则为负号。于 «心轴套总成 2相对于连 fftt颈 14固定不动的自锁^ ί牛为：

Fe

T₃ 当 Τ₃=0时，简化为自锁^ ί牛：

e<fi*r₁+f₂*r₂，

其中，偏心轴套总成内、外两圆柱表面的偏心距，

fi一偏心轴套总成内圆柱表面与曲轴的连 fftt^卜圆柱表面之间的静系数，

fr~偏心轴套总卜圆柱表面与连杆大头轴瓦内圆柱表面之间的动雜系数，

Γ_ι一偏心轴套总成内圆柱面的，

rr~«心轴套总卜圆柱面的雜。

也就是说，只要 e , fl， r„ f₂，等 «择洽当，即可满足该自锁餅，而只要驱动扭矩丁₃为零，则自锁^ ί牛与内 L»^E力 F无关！换句 ¾½，縮比内 l在不需改¾1縮比而正常运转时， ¾ ^内 l 爆； E力 F的大小， #| ^需 SMWii可驱动扭矩 T₃，偏心轴套总成 2与连機颈 14之间也不会产生相对雄的运动，普通的内纖一样运动。

本发明的结构取值满; 自锁^ #ε≤ϋ*_Γι+ *_Γ2，从而在内 ^ E力脉冲的曲轴转角区 ¾ ^内具有自锁功能，軎承受活塞顶部的巨力，使 ¾¾力不会传 i§¾驱动器，从而避免了对传动系统的破坏，提髙了錢的可靠性。

如果^ ½的带偏心自锁结构的¾11缩 tb¾S基本上满足自锁牛，也是允许的。其含义是：如果满足自锁餅，舰的偏心轴套总成 2将固定 ¾f¾的曲轴连欄颈 14上不动，偏心轴套总成 2对传动齿轮 33、传动轴 32和驱动轴 31没擁出扭矩；如果没有满足自锁餅，偏心轴套总成 2将对传动齿轮 33、传动轴 32和驱动轴 31施加一个附加扭矩，只要腿的附加攝不大，就不足以损坏传动系统。

根据自锁餅，为了产生默的赚比变化量，应使偏心距 e ¾¾歉的值，即， fi*_ri+f₂*r₂应该尽可能的大，其中 _ri和己无多大的改间，而动雜系数 f₂也不能增大，理论 ^可能小，因此只^ ¾¾增大静摩擦系数 fl, 否则内纖的摩翻失增大，且可靠性下降。

本发明在结构及其 lth¾取了许多改施，以满足的自锁条件。请参阅图 7和图 8。所述的偏心轴套总成 2的内圆柱表面 27设有油槽 207和油孔 202作为过油通道，还设有密封带 204、 206以及若干泄油槽 203。

由于润滑油必需¾¾¾杆大头轴瓦 43、 44与偏心轴套总成 2夕卜圆柱表面之间的觀面 26, 使内常润滑与，因此该润滑油从油泵 611腿缸翻孔（图中未显示)，并 ¾Λ曲轴油孔 111， ^^油孔 110、油槽 207、油孔 202，到达连杆大头轴瓦 43、 44与偏心轴套总成 2外圆柱表面形成的接触面 26，并对该撫面 26进行与润滑。然而为了尽可能增大自锁表面（偏心轴套总成 2的内圆柱面 27与连 fftt颈 14的外圆柱面 15的魏面）的静摩擦系数 fi，并不希望润滑油滞留在该自锁表面，为此，特在油槽 207的两侧各设置一条密封带 204和 206，其作用是隔离^ h¾a油中的润滑油，使润滑油不 ,¾Wfe«A自锁表面。 S卩使润滑油^ r避^ ifeax自锁表面，也要 a¾将 ax的润滑油从该自锁表面中疏导出来，勿使润滑油在自锁表面停留而形戯压油膜，只要棘压油膝在，就会形/ ¾m¾摩顧牛，导致自锁嫩。为此，在偏心轴套总成 2 的内圆柱表面 27开设一系列与内舰曲轴箱（图中未显示）的泄油槽 203，其作用是将已 έ¾ίλ自锁表面的润滑油引导至内曲轴箱，该泄油槽 203的職可以 ^线或 ff^曲线職。 , 该偏心轴套总成

2内圆柱表面 27和连 fftt颈 14外圆柱表面 15的表面粗^ S ¾I¾¾取特别数值，其^¾的表面特征是：沿曲轴轴向开设多个微观的齿顶和齿槽，并使两表面 27与 15的齿顶和齿槽相互嵌合在一起，以 [S止该两表面 27与 15之间的相互移动。该自锁表面的形貌特征也可能因为不同加工方法而呈现不同的特征，但均应保证自锁表面的静 «系数 f\≥0.1。的密封带 204、 206和自锁表面的表面^ [不是唯一的技术方案，但无论是何种方案，其原则精神都是为了满; 自锁餅。

而当压縮比需要变化时，所述带偏心自锁结构的适用于内燃机的可 ¾11縮1：^¾£½¾制阀总成 6和驱动器总成 5对偏心轴套总成 2的驱动扭矩 Τ₃须满足下列驱动^ #_:

T^O.IOF* (e-fi*rrf₂*r₂) 当偏心轴套总雌内 lS ^方向调整时，

T^O.IOF* (¾*Γ,+¾*Γ₂-β) 当偏心轴套总顿内 ΐ¾ ίΙ方向调整时，

其中， F—从活塞连杆总成 31到偏心轴套总成的最力，

T「从驱动器总成向偏心轴套总成蒙的驱动擁，当不需改比时， T₃=0，

e "偏心轴套总成内、夕两圆柱表面的偏心距，

f\ -偏心轴套总成内圆柱表面与曲轴的连棚卜圆柱表面之间的静雜系数，

fr ^心轴套总卜圆柱表面与连杆大头轴瓦内圆柱表面之间的动摩擦系数，

r「偏心轴套总成内圆柱面的判 ,

rr~偏心轴套总戯卜圆柱面的判，

0.1—驱动系数。

通常顺时针和逆时针方向所需的驱动扭矩大小不一样，为控制方便可以设计为同样大小的，以两个公式计算结果駄的一个麵为准。此时，将繊比朝减小方向调整的时间一些，親常是内藤负荷增加的调整方向，可以更好的解决"爆震燃烧"问题。

实际 ±S ^发力 F发生在内脆活塞 41处发冲 g±±点 (TDC) TO，随着曲轴 1的旋转，一般而言，在大约为曲轴 60度转角时，其作用力 F ¾¾下降至最大作用力 F的 10%〜20%, 因此，实际的改舰缩比所需的驱动扭矩 T₃并不大，因此公式中采用 0.1的驱动系数。即做度曲轴转角内，由 Τ¾ϊ 满足自锁餅的原因，使條 II、轴套总成 2与连機颈 14固定不动，而超出 0·60度曲轴转角范围后，则只謙小的驱动扭矩 Τ₃即可完比的调整，这也是本发明的最大优点。

带偏心自锁结构的删于内 «的¾¾«比¾¾可以直接釆用内 l润滑油作为驱动¾15油。本实施例^ SS^ 较长冲程往复活塞结构的内。

实施例二

图 11、图 12和图 13是实施例二的示意图，实施例二大^实施例一相同，所不同的只是将实施例一的偏心轴套总成 2難为偏心轴套总成 2'。趣偏心轴套总成 2'两端面的齿轮 28为小于 360度转角的扇形内齿轮，见图 13, 并且与驱动轴 31和传动轴 32上的传动齿轮 33形成内啮合。

当繊比需效救小时，腿内轮 53和夕卜轮 52的旋转方向与实施例一相反。

为了提供足够的冲程改变量，内轮 53的旋转角度需要更大，啮合齿轮对 33和 28 (见图 13) 的参数需要作相应的修改，必要时可細一个内轮 53和一个外轮 52 «¾动器总成 5, 此时只有一对压力腔 510和 511。

实施例二可以将内 ML冲程设计得小一些， ¾@合于比实施例一冲程 ^的往复活塞的内»。

实施例三图 14、图 15和图 16是实施例三的示意图，其大体与实施例一相同，所不同的只是将实施例一的传动轴及齿轮总成 3替换为 ¾轴及齿轮总成 3'。该传动轴及齿轮总成 3'包括有 ¾ 传动套 36和 ¾^传动齿轮 361；每一传动套 36由两个半圆轴套对合固接而成，各传动套 36分别套置于所述曲轴 1的主轴颈 16、 18的外周并绕该曲轴中心线 13旋转；该若千传动齿轮 361为内齿轮且分别固定于各传动套 36的一端或两端，该传动齿轮 361为小于 360度转角的扇形内齿轮，各齿轮 361与心轴套总成 2两端面的齿轮 20—一形成内啮^ (见图 16)。 f¾驱动器总成 5的前盖 54、后盖 55、外壳 51、外轮 52和相位齿轮 58—起固定地安装在最前一套 36上，而内轮 53则固 ¾¾安¾¾^¾曲轴 1一端的主轴颈 16上并曲轴中 A钱 13雄。由于实施例三需要内轮 53赚的角度比例一小很多，因此，压力腔 510和 511可以 ¾S得多一些，如两对、或四对。

实施例三 ¾@合于短冲程往复活塞的内 «。

为了曲轴 1的平衡，个雄例的啮合齿轮，如齿轮 20、传动齿轮 33，可以細的 360度全形齿轮，也可以从虑，小于 360度转角的扇形齿轮。

实施例四

如 JJ¾，内飄冲程的最大改翅厶为： A= S,- S2==4e* (α»Φ)。理论上，为了 iiflj最縮比，转角 Φ 应等于零（见图 3)。但是， ±¾Ξ个实施例中，偏心轴套总成 2均是由两个半圆的偏心套对合固接而成，而 Φ =0 塞 41顶部的爆;^力最大， ¾ΒΕ力 Mil活塞 41 链杆体 42 !Bif压在偏心轴套总成 2的两个半圆偏心套的结合面 24上，这将导致偏心轴套总成 2的早期损坏。

本实施例就是为了解决±¾问题，其采用辦式偏心轴套总成，雜就可以将转角 Φ體为零。

图 17、图 18和图 19是实施例四的结构示意图，该实施例四包括曲轴 1"、偏心轴套总成 2"、传动轴及齿轮总成 3"、连杆活塞总成 4和驱动器总成 5，杆活塞总成 4的具体结构与实施例一相应部件总成的结构相同。

所述曲轴 Γ为盘形主轴式曲轴，是传统发动机主轴颈与曲柄臂合二为一而形成的，其包括曲轴前 ¾tt颈 19、第一盘形主轴颈 17"、多个连杆轴颈、多个第二盘形主轴颈 18"和曲轴后端轴颈，它们由前至后依照曲轴前端轴颈 19、第一盘形主轴颈 17"、一个连杆轴颈、一个第二盘形主轴颈 18"、一个连杆轴颈、一个第二盘形主轴颈 18" ......曲轴后端轴颈的顺序依次连接在一起。请参阅图 19, 所述第一盘形主轴颈 17"上开设有第一支承圆 tt¾ 11" (见图 19c)，其中心线与该曲轴中心线 13"不重合；所述第二盘形主轴颈 18"上开设有第二支承圆柱孔 12" (见图 19a), 同样地，其中心线与该曲轴中心线 13"不重合。

所述的偏心轴套总成 2"可旋转地套置在所述曲轴 Γ的各连杆轴颈与所述连杆大头轴瓦之间，其具有内圆柱表面和外圆柱表面，该内、外两圆柱表面的圆心不重合，并且具有偏心距 6。请参阅图 18, 所述的偏心轴套总成包括偏心套和一对偏心轴套齿轮 20"；该偏心套的外圆柱表面与所述连杆大头轴瓦的内圆柱表面相接触，其内圆柱表面与所述曲轴的连杆轴颈的外圆柱表面相接触；该一对偏心轴套齿轮 20" 分别固定于所述偏心套的两端，该偏心轴«轮20"的节圆圆心与所述偏心套的内圆柱表面的圆心重合，该偏心轴套齿轮 20"分别与相邻的过渡齿轮 32"或中间传动齿轮 34"相啮合。

与前述三个实施例不同的是，本实施例中，所述的偏心轴套总成 2"为整体结构，同时所述的曲轴 Γ 为组合式结构，即曲轴前颈 19、第一盘形主轴颈 17"、多个连杆轴颈、多个第二盘形主轴颈 18" 和曲轴后端轴颈均为独立构件，它们是分别加工后再组合成曲轴 1"。整体型偏心轴套总成 2"提高了强度，均匀了受力，提高了可靠性。组合式曲轴是为了便于整体偏心轴套总成 2"的装配。

所述的传动轴及齿轮总成 3"与所述偏心轴套总成 2"形成齿轮连接，并且驱动该偏心轴套总成旋转。请参阅图 18，所述的传动轴及齿轮总成 3"包括有一对过渡齿轮 32"、一过渡传动轴 33"、多对中间传动齿轮 34"以及多根传动轴 35"。该过渡传动轴 33"可旋转地穿置于所述第一盘形主轴颈 17"的第一支承圆柱孔 11"中，该多根传动轴 35"分别可旋转地穿置于所述第二盘形主轴颈 18"的第二支承圆柱孔 12"中。该一对过渡齿轮 32"固定于所述过渡传动轴 33"的两端，并且其中的一个过渡齿轮 32"与相邻偏心轴套总成 2"的偏心轴 *¾轮 20"形成齿轮啮合，另一个过渡齿轮 32"与驱动器总成 5的驱动轮 31" 啮合。该多对中间传动齿轮 34"分别固定于各传动轴 35"的两端，并且与相邻偏心轴套总成 2"的偏心轴套齿轮 20"形成齿轮啮合。

所述的驱动器总成 5设置于所述曲轴 1"一端的曲轴前端轴颈 19上，与所述传动轴及齿轮总成 3"的过渡齿轮 32"连接并驱动该传动轴及齿轮总成 3"旋转。请参阅图 18,该驱动器总成 5包括有驱动套 30"、驱动 *¾轮31"、夕卜壳 51、后盖 55、内轮 53、外轮 52和相位齿轮 58。所述驱动套 30"可旋转地套置于所述曲轴前端轴颈 19上。所述驱动套齿轮 31"同轴心地固定连接于该驱动套 30"的后端，并且与所述传动轴及齿轮总成 3"的一过渡齿轮 32"啮合。所述内轮 53和外轮 52设置于封闭的夕卜壳 51内，该内轮 53与所述曲轴前端轴颈 19同轴心地相固定连接并随曲轴 1"一起旋转运动，该外轮 52与所述驱动套 30"的前端 S31^卜壳 51和后盖 55同轴心地相固定连接，并且与驱动套 30"—起旋转运动，所述外轮 52与内轮 53 能够绕所述曲轴中心线 13"作相对旋转运动。所述的相位齿轮 58固定地安装在驱动套 30"的前端并与驱动套 30"—起旋转运动，其与侧旁的曲轴转角传感器（图中未显示）配合用于探测所述内轮 53和外轮 52的相对转角，即驱动套 30"相对于曲轴 Γ的转角。

在所述曲轴 Γ中，所述第一支承圆柱孔 11"和第二支承圆柱孔 12" 的中心线的位置根据发动机和本装置各结构要素以及齿轮啮合条件等机械原理确定。为了保证内轮 53和外轮 52的相对旋转运动传递到第 ~^缸，第一支承圆柱孔 11" (见图 19c) 的 fe£ 必须保证 ί©±渡齿轮 32"与驱动 «¾轮31"啮合的同时，安装在迚渡传动轴 33"另一端处于第一气缸的过渡齿轮 32"恰好与第一气缸中的偏心轴套齿轮 20"相啮合。为了保证内轮 53和外轮 52的相对旋艇动缸 ¾¾所有气缸，第二支承圆柱孔 12" (见图 19a) 的位置，必须保证慨于第^缸的中间传动齿轮 34"与该气缸中的偏心轴 «¾轮 20"相啮合的同时，安装在传动轴 35"另一端处于第二气缸的中间传动齿轮 34"恰好与该气缸中的偏心轴套齿轮 20"相啮合。依此类推，方能保证将运动 ¾¾第三、第四气缸（见图 18)。

本实施例的工作原理与实施例一大翻同。当外轮 52和内轮 53绕曲轴中心线 13"相对旋转时，驱动套 30"和驱动 «轮 31"也相对曲轴中心线 13"繊，进^，渡齿轮 32"、 id?渡传动轴 33"、位于第一气缸侧的过渡齿轮 32"和位于第一气缸的偏心轴套齿轮 20"，驱动第一气缸的偏心轴套总成 2"，这样，内轮 53和外轮 52的相对; 动转化为第^ ^缸的偏心轴套总成 2"相对于第颈中心 14"的½$ ¾动 (见图 1%); 进而， iia多个偏心轴套齿轮 20"、多对中间传动齿轮 34"以及多根传动轴 35"将旋转运动传递给各气缸的偏心轴套总成 2"，从而达到同步改变各气缸的压縮比的目的。

实施例五

实施例五的结构与实施例四基本相同，所不同的只是所述的偏心轴套总成 2"由两个偏心半套对合固接而成，螺栓和定位销将两个偏心半套连接在一起，该两偏心半套的结合面恰好处在所述偏心距 e的延长线上，同时所述的曲轴 1 "为整体式结构，整体式结构提高了曲轴 1 "的强度。

本发明不仅能够用于单缸内燃机，也适用于 2缸、 3缸直至 8缸等多缸内燃机；本发明不仅 Sffl于直列式内燃机，也适用于 V型、 W型、星型布置和对置式布置的内燃机；特别适用于车辆用的各种燃料的内燃 ΛίΡ 外賺，包鹏油机、柴油机等，但不限于此。

Claims

权利要求

1、一种带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压縮比装置，其特征在于，所述的可变压缩比装置包括有：

曲轴，其各主轴颈上设有若干圆柱孔；

活塞连杆总成，包括有连杆大头轴瓦；

2、根据权利要求 1所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压縮比装置，其特征在于，所述的可变压縮比装置还包括有控制阀总成，该控制阀总成连接所述驱动器总成并与之形成液压传动，以驱动该驱动器总成；所述的若干园柱孔的中心线与所述曲轴中心线重合。

3、根据权利要求 2所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压縮比装置，其特征在于，所述的偏心轴套总成由两个半圆的偏心套对合固接而成，该偏心轴套总成的外圆柱表面与所述连杆大头轴瓦内圆柱表面相接触，其内圆柱表面与所述曲轴的连杆轴颈外圆柱表面相接触，所述偏心轴套总成的两端面各自设有齿轮，该齿轮为全形齿轮或者扇形齿轮，其节圆圆心与所述偏心轴套总成的内圆柱表面的圆心重合。

4、根据权利要求 3所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压縮比装置，其特征在于，所述的传动轴及齿轮总成包括有一驱动轴、若干传动轴和若干传动齿轮，该驱动轴和若干传动轴分别穿置于所述曲轴的主轴颈的各园柱孔中并绕该曲轴中心线旋转，该若干传动齿轮为全形齿轮或者扇形齿轮，其分别固定于驱动轴的一端和若干传动轴的两端，并且与各偏心轴套总成两端面的齿轮一一啮合。

5、根据权利要求 4所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压縮比装置，其特征在于，所述的驱动器总成包括有外壳、外轮、内轮、前盖、后盖、相位齿轮和相位传感器，所述外轮固定设置于该外壳的内壁上，前盖和后盖分别密封地固定于外壳的两端，该前盖、后盖、外轮和外壳一起固定地安装在所述曲轴一端的主轴颈上，所述内轮设置于该外壳的内腔中并与外轮、外壳、前盖和后盖共同构成两压力腔，该内轮和相位齿轮固定地安装在所述驱动轴上并随之绕曲轴中心线旋转，所述相位传感器安装在该相位齿轮的侧旁。

6、根据权利要求 5所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压縮比装置，其特征在于，所述的压力腔为一对或多对。

7、根据权利要求 5所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压縮比装置，其特征在于，所述的控制阀总成包括有液压泵、液压控制阀和油箱，所述液压控制阔连接所述油箱、驱动器总成和内燃机的控制器，并且受该控制器控制，所述液压泵连接于液压控制阀与油箱之间。

8、根据权利要求 7所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压缩比装置，其特征在于，所述的液压泵为内燃机润滑油泵。

9、根据权利要求 7所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压縮比装置，其特征在于，所述的液压控制阀包括有阀体和柱塞，该柱塞在所述阔体中滑动并能够处于 3个位置，该 3个位置分别对应于所述内轮相对于外轮正时针旋转、逆时针旋转以及固定不动 3种状态。

10、根据权利要求 7所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压缩比装置，其特征在于，所述的偏心轴套总成两端面的齿轮为内齿轮且与所述驱动轴和传动轴上的传动齿轮形成内啮合。

11、根据权利要求 7所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压縮比装置，其特征在于，所述的传动轴及齿轮总成替换为传动套及齿轮总成，该传动套及齿轮总成包括有若干传动套和若干传动齿轮，每一传动套由两个半圆轴套对合固接而成，该若干传动套分别套置于所述曲轴的主轴颈的外周并绕曲轴中心线旋转，该若干传动齿轮为内齿轮且分别固定于若干传动套的两端，并与各偏心轴套总成两端面的齿轮一一形成内啮合，所述驱动器总成的前盖、后盖、外壳、外轮和相位齿轮一起固定地安装在最前一传动套上，所述内轮固定地安装在所述曲轴一端的主轴颈上并随之绕曲轴中心线旋转。

12、根据权利要求 1所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压縮比装置，其特征在于，所述的曲轴为盘形主轴式曲轴，其包括由前至后依次连接的曲轴前端轴颈、第一盘形主轴颈、多个连杆轴颈、多个第二盘形主轴颈和曲轴后端轴颈，该第一盘形主轴颈上开设有中心线与该曲轴中心线不重合的第一支承圆柱孔，该第二盘形主轴颈上开设有中心线与该曲轴中心线不重合的第二支承圆柱孔；所述的传动轴及齿轮总成包括有一对过渡齿轮、一过渡传动轴、多对中间传动齿轮和多根传动轴，该过渡传动轴可旋转地穿置于所述第一盘形主轴颈的第一支承圆柱孔中，该多根传动轴分别可旋转地穿置于所述第二盘形主轴颈的第二支承圆柱孔中，该一对过渡齿轮固定于所述过渡传动轴的两端，并且其中的一个过渡齿轮与相邻偏心轴套总成形成齿轮连接，另一个过渡齿轮与驱动器总成形成齿轮连接，该多对中间传动齿轮分别固定于各传动轴的两端，并且与相邻偏心轴套总成形成齿轮连接；所述的驱动器总成设置于所述曲轴一端的曲轴前端轴颈上，与所述传动轴及齿轮总成的过渡齿轮连接并驱动该传动轴及齿轮总成旋转。

13、根据权利要求 12所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压缩比装置，其特征在于，所述的偏心轴套总成包括偏心套和一对偏心套齿轮，该偏心套的外圆柱表面与所述连杆大头轴瓦的内圆柱表面相接触，其内圆柱表面与所述曲轴的连杆轴颈的外圆柱表面相接触，该一对偏心套齿轮固定于所述偏心套的两端，该偏心套齿轮的节圆圆心与所述偏心套的内圆柱表面的圆心重合，该偏心套齿轮分别与相邻的中间传动齿轮或过渡齿轮相啮合。

14、根据权利要求 13所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压缩比装置，其特征在于，所述的驱动器总成包括有驱动套、驱动套齿轮、外壳、内轮和外轮，所述驱动套可旋转地套置于所述曲轴前端轴颈上，所述驱动套齿轮同轴心地固定连接于该驱动套的后端且与所述传动轴及齿轮总成的一过渡齿轮啮合，所述内轮和外轮设置于封闭的外壳内，该内轮与所述曲轴前端轴颈同轴心地相固定连接，该外轮与所述驱动套的前端同轴心地相固定连接，所述外轮与内轮能够绕所述曲轴中心线作相对旋转运动。

15、根据权利要求 14所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压縮比装置，其特征在于，所述的第一支承圆柱孔的位置必须保证使过渡齿轮与驱动套齿轮啮合的同时，安装在过渡传动轴另一端处于第一气缸的过渡齿轮恰好与第一气缸中的偏心轴套齿轮相啮合；第二支承圆柱孔的位置必须保证使处于一气缸的中间传动齿轮与该气缸中的偏心轴套齿轮相啮合的同时，安装在传动轴另一端处于相邻气缸的中间传动齿轮恰好与该气缸中的偏心轴套齿轮相啮合。

16、根据权利要求 14所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压縮比装置，其特征在于，所述的偏心套为整体结构，所述的曲轴为组合式结构，所述的曲轴前端轴颈、第一盘形主轴颈、多个连杆轴颈、多个第二盘形主轴颈和曲轴后端轴颈均为独立构件。

17、根据权利要求 14所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压縮比装置，其特征在于，所述的偏心套由两个偏心半套对合固接而成，所述的曲轴为整体结构。

18、根据权利要求 2或 12所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压縮比装置，其特征在于，所述的可变压縮比装置的结构满足下列自锁条件：

e <f|*r!+f2*r₂ ，

其中， e 偏心轴套总成内、外两圆柱表面的偏心距，

--偏心轴套总成内圆柱表面与曲轴的连杆轴颈外圆柱表面之间的静摩擦系数，偏心轴套总成外圆柱表面与连杆大头轴瓦内圆柱表面之间的动摩擦系数， Γ_ι_偏心轴套总成内圆柱面的半径，

偏心轴套总成外圆柱面的半径。

19、根据权利要求 18所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压縮比装置，其特征在于，所述的偏心轴套总成内圆柱表面与曲轴的连杆轴颈外圆柱表面之间的静摩擦系数 f≥0.1。

20、根据权利要求 1所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压縮比装置，其特征在于，所述驱动器总成的驱动扭矩满足下列驱动条件：

T₃>0.10F* ( e -f^n-fz*^) 当偏心轴套总成逆内燃机旋转方向调整时，

T₃>0.10F* (f^n+f ^-e) 当偏心轴套总成顺内燃机旋转方向调整时，

T₃_从驱动器总成向偏心轴套总成提供的驱动扭矩，当不需改变压縮比时， Τ₃=0， e-偏心轴套总成内、外两圆柱表面的偏心距，

--偏心轴套总成内圆柱表面与曲轴的连杆轴颈外圆柱表面之间的静摩擦系数，

f₂—偏心轴套总成外圆柱表面与连杆大头轴瓦内圆柱表面之间的动摩擦系数，

一偏心轴套总成内圆柱面的半径，

Γ₂~偏心轴套总成外圆柱面的半径。

21、根据权利要求 1所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压缩比装置，其特征在于，所述的偏心轴套总成的内园柱表面设有油槽和若干泄油槽，该油槽两侧设置有密封带，该泄油槽与所述内燃机的曲轴箱相通，其形状是直线或任何曲线形状。

22、根据权利要求 1所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压缩比装置，其特征在于，所述偏心轴套总成的内圆柱表面和与其接触的曲轴连杆轴颈外圆柱表面的表面形貌特征是：沿曲轴轴向开设多个微观的齿顶和齿槽，该两表面上的齿顶和齿槽相互嵌合。

23、根据权利要求 1所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压缩比装置，其特征在于，所述的驱动器总成的数量为一个。

24、根据权利要求 1所述的带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压缩比装置，其特征在于，所述的可变压縮比装置适合于一缸或多缸、直列、 V型、 W型、星型或对置内燃机。