具有旋转致动器的可变压缩比连杆系统技术方案

一种位于内燃机(12)中的可变压缩连杆系统(10)和一种组装方法可以包括连杆(28)，该连杆(28)能够安装到一端具有第一纵向轴线的活塞销(26)，并且能够安装到在第二端部(36)具有第二纵向轴线的曲柄销(22)。液压致动的偏心转子(52)能够绕第一纵向轴线和第二纵向轴线中的一者旋转。偏心转子(52)包括第一叶片和第二叶片(54a、54b)，所述第一叶片和第二叶片(54a、54b)用于响应于作用在第一叶片和第二叶片的流体压力而在第一角位置和第二角位置之间驱动转子。偏心转子(52)具有偏心表面区域，该偏心表面区域具有不同径向距离(80、82)，不同径向距离(80、82)能够移动成与连杆(28)的纵向轴线对齐，用于改变连杆(28)在第一纵向轴线和第二纵向轴线之间的纵向长度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及内燃机，并且更具体地说，涉及一种具有用于选择性地改变汽缸内活塞的冲程长度的可变长度连杆的内燃机。
技术介绍
内燃机可包括至少一个汽缸和用于操作的多个进气阀和排气阀。内燃机可包括四个循环或冲程，所述四个循环或冲程包括进气冲程、压缩冲程、点火/燃烧/动力冲程和排气冲程。在进气冲程期间，进气阀打开，并且活塞可以行进远离汽缸盖，从而允许燃料和空气混合物进入汽缸的燃烧室。在压缩冲程期间，可以关闭进气阀，并且活塞可以朝向汽缸盖向后往复运动，以压缩燃料和空气混合物。在动力冲程期间，燃料和空气混合物可被点燃以形成高压气体输送动力，以迫使活塞远离汽缸的汽缸盖，并旋转曲轴。在排气冲程期间，可以打开排气阀，并且活塞可以朝向汽缸盖移回，使得高压气体的燃烧的燃料/空气混合物作为排气被排出。通常，在进气和压缩循环期间的活塞行进的距离与在动力和排气循环期间的活塞行进的距离相同，这使得所有四个循环的容积相等。压缩比，或者活塞在进气冲程结束时和在压缩冲程开始时的行程距离与在进气冲程开始时和压缩冲程结束时的行程距离之比优选为8：1。可期望改变发动机循环，使得动力循环和排气循环的容积大于进气循环和压缩循环的容积，以提高发动机的效率。改变发动机循环可能需要改变活塞和曲轴之间的距离的长度，允许活塞在汽缸内的往复运动在最小距离和最大距离之间变化，从而改变压缩比。电流可变压缩系统使用在活塞和曲轴之间延伸的连杆或者与曲轴相关联的凸轮轴。该连杆可能需要附加的连接件以有效地改变连杆的长度或活塞和曲轴之间的距离。可变压缩连杆系统已经在美国专利第8,602,002号、美国专利第8,468,997号、美国专利第8,371,263号、美国专利第7,891,334号、美国专利第7,814,881号、美国专利第6,966,279号、以及美国专利第5,370,093号中公开。
技术实现思路
可期望去除在已知的可变压缩系统连杆组件中使用的附加连接件。为了克服当前技术的限制，在此公开的可变压缩连杆系统可包括至少一个向内定位的可在第一角位置和第二角位置之间旋转的液压偏心旋转致动器，该液压偏心旋转致动器提供相应连杆的最小长度和最大长度以改变曲轴的活塞销和曲柄销之间的有效距离。所公开的可变压缩连杆系统可包括连杆，该连杆具有第一端部和第二端部，所述第一端部具有用于与活塞销连接的第一孔，所述第二端部具有用于与曲轴的曲柄销连接的第二孔。连杆可在第一端部和第二端部之间延伸。一种可变压缩连杆系统可以包括限定活塞销轴线的活塞销、限定曲柄销轴线的曲柄销和加压流体源。活塞销轴线和曲柄销轴线可以分别限定第一纵向轴线和第二纵向轴线。连杆可以具有与活塞销相关联的第一端以及定位成与第一端远远相对的并与曲柄销相关联的第二端。液压致动的偏心转子可以围绕与第一端和第二端中的至少一者相关联的第一纵向轴线和第二纵向轴线中的至少一者旋转。偏心转子可以为响应于与限定在偏心转子和连杆之间的至少一个可膨胀流体腔室流体连通而能够操作，用于用于在第一角位置和第二角位置之间旋转偏心转子。偏心转子能够响应于作用在偏心转子上的流体压力作用而旋转，用于改变第一纵向轴线和第二纵向轴线之间的距离。一种可变压缩连杆系统可包括限定活塞销轴线的活塞销、限定曲柄销轴线的曲柄销和加压流体源。连杆系统可以包括连杆，该连杆具有与活塞销相关联的第一端以及定位成与第一端远远相对的并与曲柄销相关联的第二端。液压致动的偏心转子可以围绕与第一端和第二端中的至少一者相关联的活塞销轴线和曲柄销轴线中的至少一者在第一角位置和第二角位置之间旋转。第一可膨胀流体腔室和第二可膨胀流体腔室可以限定在连杆和偏心转子之间。偏心转子可响应于作用在相应的第一可膨胀流体腔室和第二可膨胀流体腔室内的偏心转子上的流体压力而以顺时针方向和逆时针方向旋转。偏心转子在处于第一角位置和第二角位置时可以具有与连杆的纵向轴线对准的不同径向距离，用于改变连杆在活塞销轴线和曲柄销轴线之间的纵向长度。可以提供至少一个流体导管，以允许第一可膨胀流体腔室和第二可膨胀流体腔室与加压流体源之间的流体连通。一种组装可变压缩连杆系统的方法可包括形成可相对于活塞销和曲柄销安装的连杆。该连杆具有与活塞销相关联的第一端以及定位成与第一端远远相对的并与曲柄销相关联的第二端。活塞杆可以具有形成在其中的偏心转子接纳孔。该方法可包括插入至少一个液压致动的偏心转子，其可围绕与第一端和第二端中的至少一者相关联的活塞销轴线和曲柄销轴线中的至少一者旋转。偏心转子可响应于与限定在偏心转子和连杆之间的至少一个可膨胀流体腔室的流体连通而操作，用于旋转偏心转子。偏心转子响应于作用在偏心转子上的流体压力具有不同径向距离，所述不同径向距离能够移动成与连杆的纵向轴线对齐，用于改变连杆在活塞销轴线和曲柄销轴线之间的纵向长度。该方法可包括形成允许在至少一个可膨胀流体腔室和加压流体源之间进行流体连通的至少一个流体导管。通过下面结合附图的对实现本专利技术最佳模式进行的说明，本专利技术的其他应用对于本领域技术人员来说将变得明显。附图说明这里的描述参考了附图，在其中在几个视图中相同的附图标记表示相同的部件，其中：图1是具有与活塞销相关联的第一端部和与曲柄销相关联的第二端部的连杆的横截面图，其中第一端部支撑液压致动的偏心转子，以在第一角位置和第二角位置之间移动，以改变连杆的有效长度；图2是示出了用于致动偏心转子的角运动以便操作可变压缩连杆系统的控制系统的内燃机的横截面图；图3是位于内燃机内的可变压缩连杆系统的横截面图，该连杆在第一端部处连接到活塞销，并且在第二端部处连接到曲柄销；图4A是示出了用于使用扭转辅助液压控制系统沿第一旋转运动方向旋转液压致动偏心转子的扭矩辅助的高压缩配置的用于可变压缩连杆系统的加压流体控制系统的示意图；图4B是示出了用于使用扭转辅助液压控制系统沿第二旋转运动方向旋转液压致动偏心转子的扭矩辅助的低压缩配置的用于可变压缩连杆系统的加压流体控制系统的示意图；图5A是示出了用于在第一旋转运动方向上旋转液压致动偏心转子的油压致动的高压缩配置的用于可变压缩连杆系统的加压流体控制系统的示意图；图5B是示出了用于在第二旋转运动方向上旋转液压致动偏心转子的油压致动的低压缩配置的用于可变压缩连杆系统的加压流体控制系统的示意图；图6是移除了密封盖的连杆的正视图，该连杆具有与活塞销相关联的第一端部和与曲柄销相关联的第二端部，其中第二端部支撑液压致动的偏心转子，用于在第一角位置和第二角位置之间移动，以改变连杆的有效长度；图7是相对于曲柄销形成的加压流体通道和凹槽的透视横截面细节图；图8A是具有与曲柄销相关联的第二端部的连杆的简化示意图，其中第二端部支撑液压致动的偏心转子，用于在第一角位置和第二角位置之间移动，以改变连杆的有效长度；及图8B是图8A的偏心转子的简化透视详图，其具有提供曲柄销与第一可膨胀流体腔室和第二可膨胀流体腔室之间的流体连通的环形槽或段，以及用于驱动转子旋转和用于相对于连杆封闭偏心转子的盖。具体实施方式现在参考图1至图6，可变压缩连杆系统10可包括连杆28，分别位于连杆28的第一端30和第二端32的第一端部34和第二端部36，以及液压致动的偏心转子52。连杆28可以通过连杆轴承50连接到曲轴20。可变压缩连杆系统10可以在内燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有限定第一纵向轴线的活塞销(26)、限定第二纵向轴线的曲轴(20)的曲柄销(22)和加压流体源的可变压缩连杆系统(10)，其改良包括：连杆(28)，其具有与所述活塞销(26)相关联的第一端(30)以及定位成与第一端(30)远远相对的并与所述曲柄销(22)相关联的第二端(32)；以及液压致动的偏心转子(52)，其能够绕与所述第一端和第二端(30、32)中的至少一者相关联的所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线中的至少一者旋转，所述偏心转子(52)能够响应于与至少一个可膨胀流体腔室(76a、76b；78a、78b)的流体连通而操作，所述至少一个可膨胀流体腔室(76a、76b；78a、78b)限定在所述偏心转子(52)和所述连杆(28)之间用于使所述偏心转子(52)在第一角位置和第二角位置之间旋转，所述偏心转子(52)能够响应于作用于所述偏心转子(52)的流体压力而旋转，用于改变所述第一纵向轴线和第二纵向轴线之间的距离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有限定第一纵向轴线的活塞销(26)、限定第二纵向轴线的曲轴(20)的曲柄销(22)和加压流体源的可变压缩连杆系统(10)，其改良包括：连杆(28)，其具有与所述活塞销(26)相关联的第一端(30)以及定位成与第一端(30)远远相对的并与所述曲柄销(22)相关联的第二端(32)；以及液压致动的偏心转子(52)，其能够绕与所述第一端和第二端(30、32)中的至少一者相关联的所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线中的至少一者旋转，所述偏心转子(52)能够响应于与至少一个可膨胀流体腔室(76a、76b；78a、78b)的流体连通而操作，所述至少一个可膨胀流体腔室(76a、76b；78a、78b)限定在所述偏心转子(52)和所述连杆(28)之间用于使所述偏心转子(52)在第一角位置和第二角位置之间旋转，所述偏心转子(52)能够响应于作用于所述偏心转子(52)的流体压力而旋转，用于改变所述第一纵向轴线和第二纵向轴线之间的距离。2.根据权利要求1所述的改良，其中所述连杆(28)包括位于所述第一端(30)处的第一端部(34)和位于所述第二端(32)处的第二端部(36)，所述第一端部(34)能够安装成相对于所述活塞销(26)旋转，所述第二端部(36)可安装成相对于所述曲柄销(22)旋转，所述第一和第二端部(34、36)中的每一者均限定孔(40、42)。3.根据权利要求1所述的改良，其中所述偏心转子(52)包括设置在所述偏心转子(52)的外表面(56)上的第一叶片(54a)和第二叶片(54b)，所述第一和第二叶片(54a、54b)中的每一者均限定位于相应叶片(54a、54b)的相对侧上的第一可膨胀流体腔室和第二可膨胀流体腔室(76a、76b；78a、78b)，所述偏心转子(52)能够响应于在相应的第一可膨胀流体腔室和第二可膨胀流体腔室(76a、76b；78a、78b)内作用于所述第一和第二叶片(54a、54b)的流体压力而沿顺时针和逆时针方向旋转。4.根据权利要求1所述的改良，其还包括：扭转辅助液压控制系统，其用于辅助所述转子(52)在至少一个旋转方向上进行旋转运动。5.根据权利要求4所述的改良，其中所述偏心转子(52)与所述第一端(30)相关联，并且能够安装成相对于所述活塞销(26)旋转，所述偏心转子(52)能够相对于所述活塞销(26)独立地旋转。6.根据权利要求5所述的改良，其还包括：至少一个流体导管(48、48a、48b)，其通过形成在所述曲柄销(22)中的流体通道(88a、88b)和形成在所述连杆(28)中的环形槽(84c、84d)在至少一个可膨胀流体腔室(76a、76b；78a、78b)与由所述曲轴(20)限定的至少一个流体通道(60a、60b)之间进行流体连通。7.根据权利要求4所述的改良，其中所述偏心转子(52)与所述第二端(32)相关联并且能够安装成相对于所述曲柄销(22)旋转，所述偏心转子(52)能够相对于所述曲柄销(22)独立地旋转。8.根据权利要求7所述的改良，其还包括：至少一个流体导管(48a、48b)，其通过所述曲柄销(22)在至少一个可膨胀流体腔室(76a、76b；78a、78b)与由所述曲轴(20)限定的至少一个流体通道(60a、60b、88a、88b)之间进行流体连通，所述至少一个流体导管(48a、48b)通过形成在所述偏心转子(52)中的环形槽(84e、84f)与所述至少一个流体通道(88a、88b)进行流体连通。9.根据权利要求1所述的改良，其还包括：至少一个油控制阀(58)，其选择性地允许在所述至少一个可膨胀腔室(76a、76b；78a、78b)与所述加压流体源之间进行流体连通，所述至少一个油控制阀(58)能够在第一位置和第二位置操作，用于选择性地驱动所述偏心转子(52)进行顺时针和逆时针旋转。10.一种具有限定活塞销轴线的活塞销(26)、限定曲柄销轴线的曲轴(20)的曲柄销(22)和加压流体源的可变压缩连杆系统(10)，其改良包括：连杆(28)，其具有与所述活塞销(26)相关联的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·B·罗斯，C·J·布卢塔，P·A·达尔斯凯，D·布朗，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：美国;US