一种连续改变发动机压缩比的机构制造技术

本发明专利技术提供了一种连续改变发动机压缩比的机构：曲轴一端装配有液压驱动的叶片马达，叶片马达外壳与曲轴一同转动。紧靠叶片马达的曲轴主轴颈中心孔内装配有驱动轴，驱动轴的一端连接叶片马达内的转子，能够被转子驱动旋转；驱动轴的另一端装配有驱动盘。驱动盘能够驱动曲拐轴颈上装配的偏心套旋转。通过比例电磁阀控制进入叶片马达的液压腔的油压，改变叶片马达转子相对外壳的锁定角度，从而改变偏心套相对曲拐轴颈的锁定角度，实现曲拐有效工作半径的改变，进一步使活塞高度可变，从而改变发动机压缩比。

【技术实现步骤摘要】
一种连续改变发动机压缩比的机构
本专利技术涉及车用发动机领域，具体涉及发动机压缩比可变的

技术介绍
依据汽车发动机热效率理论公式η＝1-1/CR(5-1)(η热效率，CR压缩比，K绝热指数)，发动机较大的压缩比能够获得较大的热效率。但是受全负荷时发动机零部件强度和汽油机爆震等条件的限制，发动机压缩比选择不能太大。理想的状态是，发动机部分负荷时采用较大的压缩比获得较高的热效率，而大负荷时使用较小的压缩比获得较大的功率和扭矩。但现有汽车发动机的压缩比是不可变的，因此，使发动机压缩比可变是发动机发展的一种方向。
技术实现思路
本专利技术目的是实现发动机压缩比连续可变，以便通过压缩比的调节，使压缩比与发动机工况匹配，使发动机始终获得最佳的燃油经济性。为实现上述目的，本专利技术提供了一种连续改变发动机压缩比的机构：曲轴一端装配有液压驱动的叶片马达，叶片马达外壳与曲轴一同转动。紧靠叶片马达的曲轴主轴颈中心孔内装配有驱动轴，驱动轴的一端连接叶片马达内的转子，能够被转子驱动旋转；驱动轴的另一端装配有驱动盘。驱动盘能够驱动曲拐轴颈上装配的偏心套旋转。通过比例电磁阀控制进入叶片马达的液压腔的油压，改变叶片马达转子相对外壳的锁定角度，从而改变偏心套相对曲拐轴颈的锁定角度，实现曲拐有效工作半径的改变，进一步使活塞高度可变，从而改变发动机压缩比。所述曲拐有效工作半径是指曲轴旋转中心线到偏心套外圆轴心线的距离。所述的驱动盘为齿轮，齿轮与偏心套端部的齿啮合，齿轮通过定位键与驱动轴端部固定连接。可先的，所述的驱动盘为摆臂件，在驱动轴驱动下可以绕曲轴中心摆动，摆臂边缘内侧沿圆弧分布有驱动齿，驱动齿与偏心套端部的齿啮合，摆臂件旋转中心通过定位键与驱动轴端部固定连接。所述的叶片马达转子相对外壳旋转角度a在0至360/N度之间，N为转子叶片的叶片数量。所述的驱动盘与偏心套的啮合传动比为a/180。紧靠叶片马达的曲轴主轴颈径向方向设计有两路油孔，该两路油孔通过比例电磁阀控制，两路油孔通过油路分别连通叶片马达叶片两侧的液压腔。所述的油路包含曲轴轴颈内轴向方向的油孔，该油孔一端连通曲轴主轴颈径向方向设计的油孔，另一端连通叶片马达转子的液压腔。可选的，油路包含驱动轴中心设计的油孔，该油孔一端连通曲轴主轴颈上径向方向的一路油孔，另一端连通叶片马达转子叶片一侧的液压腔。可选的，油路包含驱动轴外表面与曲轴主轴颈中心孔内壁之间的油路间隙，该油路间隙一端连通曲轴主轴颈上径向方向的另一路油孔，另一端连通叶片马达转子叶片另一侧的液压腔。可选的，在所述比例电磁阀进油口前端的油路上装有单向阀。发动机主油道内的压力油通过单向阀经比例电磁阀控制只能流向马达液压腔，而不能反向流到主油道。所述的驱动轴穿过曲轴主轴颈中心孔，一端与叶片马达转子固定连接，另一端通过定位键与驱动盘固定连接。可选的，驱动轴一端与叶片马达转子通过周向定位键连接，轴向可相对滑动。可选的，驱动轴一端与叶片马达转子之间通过过度套间接连接。过度套内孔和外壁上都设计有周向定位键，分别与驱动轴和转子的配合，轴向可相对滑动。所述的偏心套的内孔相对外圆具有一定偏心量。偏心套轴向中间位置设计有内、外壁连通的油孔，用于润滑偏心套内外壁结合面。偏心套端部设计有驱动齿，驱动齿到内孔中心距离相等，该驱动齿与驱动盘上的驱动齿啮合。可选的，偏心套的内孔壁面设计有减磨合金层。可选的，偏心套的外圆壁面设计有减磨合金层。当本专利技术机构运用于多缸机时，曲轴有多个曲拐轴颈和主轴径。上述偏心套两端都设计有驱动齿。相邻两个曲拐中间的主轴径的中心孔内装配有传动轴，传动轴两端通过定位键分别装配有驱动盘，驱动盘的驱动齿分别与两个曲拐上的偏心套的驱动齿啮合。后续其他曲拐的连接关系类同。可选的，曲轴为分段组合结构，偏心套为整体环状结构。可选的，曲轴为整体结构，偏心套由两个半圆片状轴瓦对接合成。当驱动盘为齿轮时，在曲轴一端的曲拐臂上还装配有反馈偏心套转角位置的信号盘。该信号盘可绕曲轴中心线摆动，轴向靠曲拐臂和缸体主轴承座固定。信号盘上设计有一段沿弧分布的齿，与偏心套的驱动齿啮合。偏心套转动时，可带动信号盘相对曲轴中心摆动一定的角度。信号盘上设计有信号齿，为装在发动机缸体上的传感器提供转角位置信号。因此，信号盘相对曲轴转动不同的角度，对应着偏心套相对曲拐轴颈转动不同的角度，即对应着不同的曲拐有效工作半径，最终对应着发动机不同的压缩比。信号盘与曲轴曲拐臂之间设计有回位弹簧。在发动机油压较低时(如发动机启动或停机时)，回位弹簧驱动信号盘摆动，带动偏心套转动到大压缩比状态。可选的，信号盘上与偏心套的驱动齿啮合的齿的齿数限制偏心套旋转180度。可选的，驱动盘为摆臂件时，不设计独立的信号盘，信号盘的信号齿直接设计在一个驱动盘的摆臂边缘。驱动盘与曲轴曲拐臂之间设计有回位弹簧。所诉的叶片马达装在曲轴前端。可选的，叶片马达集成在发动机曲轴前端安装的曲轴减振器内。叶片马达的外壳上设计有惯量环和驱动多楔皮带的多楔槽。叶片马达的外壳与曲轴前端通过螺纹固定连接。叶片转子将马达的液压腔分成多个腔室。可选的，叶片马达装在曲轴后端。进一步可选的，叶片马达集成在发动机曲轴后端安装的飞轮内。叶片马达的外壳上设计有惯量环和发动机启动时驱动飞轮的齿圈。叶片马达的外壳与曲轴后端通过螺栓固定连接。叶片转子将马达的液压腔分成多个腔室。控制方法以及原理：发动机运转时，叶片马达和曲轴一同转动。发动机ECU根据发动机负荷、转速以及信号盘的信号齿位置等信号，判断当前压缩比是否为目标压缩比。所述的目标压缩比为发动机开发标定时设定或计算的压缩比。当需要调节压缩比时，发动机ECU控制比例电磁阀调节叶片马达的转子叶片两侧的油压压力，使转子相对壳体转动，转子转动带动驱动轴转动，驱动轴转动带动驱动盘转动，进而带动偏心套转动，改变曲拐有效工作半径。当缸体上的传感器检测到信号盘的信号齿的角度位置达到目标角度位置时，发动机ECU控制比例电磁阀将叶片马达的转子相对壳体锁定，即将偏心套相对曲拐转角位置锁定，叶片马达转子与曲轴同步转动，完成压缩比的调节。本专利技术运用于多缸机时，曲轴有多个曲拐轴颈和主轴径，上述调节使偏心套旋转，偏心套的另一端的驱动齿带动传动轴的一侧的驱动盘转动，从而带动传动轴的另一侧的驱动盘转动，进而带动相邻的拐轴轴颈上的偏心套转动，完成相邻的曲拐的有效工作半径的调节，即压缩比的调节。后续各曲拐轴颈压缩比的调节原理类同。本专利技术技术方案中，由于压缩比的调节是通过改变曲拐有效工作半径来实现的，即改变了发动机的冲程。因此，发动机的实际排量会随压缩比的改变而改变。发动机在大压缩比时相对在小压缩比时具有较大的排量。本专利技术技术方案中，转子的材料可为叶片马达常用的材料。对于单叶转子，为减少旋转的质量不平衡引起的震动，在满足强度的前提下，转子需做轻量化设计，或者转子的材料选择轻质的铝合金材料；其他零件采用常用钢材制造。附图说明图1为叶片马达集成在前端曲轴减震器内的可变压缩比机构总成图图2为图1所示的可变压缩比机构总成的分解图图3为曲轴100特征图图4为曲轴100剖视图图5为偏心套200的特征图图6对开式半圆结构偏心套的特征图图7为驱动轴总成300的特征图图8为传动轴400特征图图9为齿轮500特征图图10为信号盘600特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续改变发动机压缩比的机构，其特征在于，曲轴一端装配有液压驱动的叶片马达，叶片马达外壳与曲轴一同转动。紧靠叶片马达的曲轴主轴颈中心孔内装配有驱动轴，驱动轴的一端连接叶片马达内的转子，能够被转子驱动旋转；驱动轴的另一端装配有驱动盘。驱动盘能够驱动曲拐轴颈上装配的偏心套旋转。通过比例电磁阀控制进入叶片马达的液压腔的油压，改变叶片马达转子相对外壳的锁定角度，从而改变偏心套相对曲拐轴颈的锁定角度，实现曲拐有效工作半径的改变，进一步使活塞高度可变，从而改变发动机压缩比。

【技术特征摘要】
1.一种连续改变发动机压缩比的机构，其特征在于，曲轴一端装配有液压驱动的叶片马达，叶片马达外壳与曲轴一同转动。紧靠叶片马达的曲轴主轴颈中心孔内装配有驱动轴，驱动轴的一端连接叶片马达内的转子，能够被转子驱动旋转；驱动轴的另一端装配有驱动盘。驱动盘能够驱动曲拐轴颈上装配的偏心套旋转。通过比例电磁阀控制进入叶片马达的液压腔的油压，改变叶片马达转子相对外壳的锁定角度，从而改变偏心套相对曲拐轴颈的锁定角度，实现曲拐有效工作半径的改变，进一步使活塞高度可变，从而改变发动机压缩比。2.如权利要求1所述的驱动盘，其特征在于，驱动盘为齿轮，齿轮与偏心套端部的齿啮合，齿轮通过定位键与驱动轴端部固定连接。3.如权利要求1所述的驱动盘，其特征在于，驱动盘为摆臂件，摆臂边缘内侧沿圆弧分布有驱动齿，驱动齿与偏心套端部的齿啮合，摆臂件旋转中心通过定位键与驱动轴端部固定连接。4.如权利要求1所述的机构，其特征在于，紧靠叶片马达的曲轴主轴颈径向方向设计有两路油孔，该两路油孔通过比例电磁阀控制，两路油孔通过油路分别连通叶片马达叶片两侧的液压腔。5.如权利要求4所述的油路，其特征在于，油路包含曲轴轴颈内轴向方向的油孔，该油孔一端连通曲轴主轴颈径向方向设计的油孔，另一端连通叶片马达转子的液压腔。6.如权利要求4所述的油路，其特征在于，油路包含驱动轴中心设计的油孔，该油孔一端连通曲轴主轴颈上径向方向的一路油孔，另一端连通叶片马达转子叶片一侧的液压腔。7.如权利要求4所述的油路，其特征在于，油路包含驱动轴外表面与曲轴主轴颈中心孔内壁之间的油路间隙，该油路间隙一端连通曲轴主轴颈上径向方向的另一路油孔，另一端连通叶片马达转子叶片另一侧的液压腔。8.如权利要求1所述的驱动轴的一端连接叶片马达内的转子，其特征在于，驱动轴穿过曲轴主轴颈中心孔，一端与叶片马达转子固定连接，另一端通过定位键与驱动盘固定连接。9.如权利要求1所述的驱动轴的一端连接叶片马达内的转子，其特征在于，驱动轴一端与叶片马达转子通过周向定位键连接，轴向可相对滑动。10.如权利要求1所述的驱动轴的一端连接叶片马达内的转子，其特征在于，驱动轴一端与叶片马达转子之间通过过度套间接连接。过度套内...

【专利技术属性】
技术研发人员：王京堂，
申请(专利权)人：王京堂，
类型：发明
国别省市：上海,31