专利名称：活塞往复式内燃机的变压缩比装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种活塞往复式内燃机的变压缩比装置，特别是一种通过曲柄销偏心环来实现变压缩比的装置。
背景技术：
目前，公知的在活塞往复式内燃机上通过曲柄销偏心环来实现变压缩比的装置，偏心环的控制方法大致有以下两类。 I)偏心环上设有齿轮，通过与之啮合的一组齿轮系来“远程”调节偏心环与曲柄销的相位关系，从而达到改变压缩上止点时连杆-活塞在汽缸内的高度即改变压缩比的目的。典型代表如TK设计股份公司的中国专利96192219. 2、荷兰戈梅克塞斯股份有限公司PCT 专利 W02009/101173 等。2)连杆上设有钳位销，偏心环上设有钳位凹坑。钳位销与钳位凹坑组成的锁定装置，控制着偏心环与连杆的关系，或固定为一体，或放开偏心环令其自由旋转直到指定位置再次固定为一体。典型代表如日本三菱公司专利US5146879。以上第I类控制方法，通过齿轮来调节曲柄销偏心环相位，存在结构复杂、调节过程须与汽缸爆发压力对抗、占用空间大、反应速度慢等缺陷，得不偿失，实用性不足。以上第2类控制方法，虽然解决了第I类方法中的不足，但其钳位销设置于连杆上，增加的质量产生了额外的往复惯性力；US5146879专利中，偏心环顺时针和逆时针两个转动方向并存，偏心环转动方向有不确定性，且偏心环转动速度很快，钳位销来不及进入钳位凹坑。因此变压缩比过程控制不稳定。
发明内容
为克服以上缺陷与不足，本发明提供一种活塞往复式内燃机变压缩比装置，该装置结构简单、控制稳定、不增加往复惯性且易于产品化。本发明实现上述目的的技术方案。基于常规活塞-连杆-曲轴机构下，介于曲轴曲柄销和连杆大端孔之间设置一偏心环，偏心环内孔柱面和外圆柱面分别与曲轴曲柄销和连杆大端孔构成旋转运动副，偏心环内孔柱面与外圆柱面为偏心设置，偏心量决定最大可变压缩比幅度。在曲轴上设置有两个钳位销，相对应地在偏心环上设置一个钳位凹坑。偏心环的转动由钳位销控制钳位销可沿其轴向滑动进入钳位凹坑，某一钳位销处于钳位凹坑中时，该钳位销、钳位凹坑、偏心环和曲轴曲柄销被固定为一体，处于钳位状态；任何时候，只有一个钳位销处于钳位状态；变压缩比时，原处于钳位状态的钳位销退出，另一钳位销则由非钳位状态进入钳位等待状态，偏心环在活塞-连杆-曲轴机构自身的惯性力、摩擦力和汽缸压力合力作用下自由转动，当钳位凹坑跟随偏心环旋转至所述另一钳位销位置时，处于钳位等待状态的该钳位销进入钳位凹坑中，偏心环和曲轴曲柄销再次被固定为一体，即再次进入钳位状态；两个钳位销各自的钳位状态，对应地使内燃机获得两种不同的压缩比。
这样，偏心环与曲柄销的相位关系得以改变，从而达到改变活塞-连杆在汽缸内的高度即改变压缩比的目的。正常运转中，钳位销与钳位凹坑增加的重量往复运动分量为零，因此不增加额外的往复惯性。然而，在调节压缩比的过程中，偏心环转动是处于自由状态进行的，与前述背景技术2 —样存在转动方向不确定性，以及转动速度过快而钳位销来不及进入钳位凹坑的情形，大大降低了控制稳定性和可靠性。为避免该不稳定性，可以采取以下措施。措施一单向转动。偏心环和/或曲轴上设置有单向止转装置，偏心环与曲轴曲柄销之间仅能实现单一方向相对旋转，旋转方向与曲轴旋转方向相反。即便当偏心环未能在惯性力、摩擦力和汽缸压力合力方向发生改变之前到达下一个钳位位置，合力方向发生改变也不会导致偏心环回转，偏心环仍将停留在原位等待下一次适当的合力方向出现后继续朝下一个钳位位置转动。措施二 钳位凹坑的一侧设有止位突台，处于钳位等待状态的钳位销到达钳位凹坑位置时，钳位销与止位突台碰触，所述偏心环受限停止转动，继而钳位销进入钳位凹坑，即进入钳位状态。该止位突台有效避免了钳位销来不及进入钳位凹坑的情形。控制钳位销动作的方法可以是液压式，也可以是机械式。采用液压式时，钳位销的一端设有液压缸和弹簧，液压油通过曲轴强制润滑油道，将液压力输送到液压缸，钳位销在液压油压力与弹簧的共同作用下实现动作。液压油压力可通过外置的液压阀进行控制，不同的液压油压力与弹簧作用力配置，对应地控制各钳位销处于不同的状态，实现间接“远程”调节偏心环与曲柄销的相位关系。采用机械式时，机械控制臂安装于曲轴上，机械控制臂一端设置一滑杆，随曲轴或者连杆一同旋转，在滑杆头部的转动轨迹上，设置一 V形导向槽，该滑杆头部总是从V形导向槽的宽口进、从窄口出，从而被V形导向槽强制导向。V形导向槽可在滑杆头部的转动轨迹垂直的方向即曲轴轴向滑动，V形导向槽位置改变时，机械控制臂滑竿滑过V形导向槽后曲轴轴向位置也被改变，从而实现控制钳位销动作，实现“远程”调节偏心环与曲柄销的相位关系。如果给每个汽缸设置两组上述两个钳位销和一个钳位凹坑构成的组合，则共计可最多得到四种不同的内燃机压缩比变化。综上所述，本专利区别当前公知技术最根本的新颖之处，就是既避免了调节过程与汽缸爆发压力对抗，又不增加额外的往复惯性力，且控制过程稳定。其最显著的有益效果就是简单轻巧、稳定快速地实现内燃机压缩比可变。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图I是第一个实施例的构造轴侧爆炸图。图2是第一个实施例的偏心环轴侧图
图3是第一个实施例的变压缩比过程及效果示意图。图4是第二个实施例的构造图。图5是第三个实施例的构造图。图6是第三个实施例的变压缩比过程及效果示意图。
具体实施例方式本专利给出了三个实施例。该三个实施例具有的共同结构特征活塞(I)、连杆(2a，2b)、曲轴(4)和曲轴曲柄销(4c)组成常规的活塞-连杆-曲轴机构，介于曲轴曲柄销(4c)和连杆(2a，2b)大端孔之间由上瓦(3a)和下瓦(3b)组成的偏心环(3a，3b)，偏心环(3a，3b)内孔柱面和外圆柱面分别与曲轴曲柄销(4c)和连杆(2a，2b)大端孔构成旋转运动畐O,偏心环(3a，3b)内孔柱面轴心线与外圆柱面轴心线为偏心结构，偏心量决定最大可变压缩比幅度。以下结合附图分别描述每个实施例的具体实施方案。图广3所示为本专利第一个实施例。本实施例钳位销(9，9’)轴向设置于曲轴(4)曲拐侧臂上，钳位凹坑(3c)设置于偏心环(3a，3b)端面上，钳位销(9，9’)采用机械式控制方法。如图I所示的构造轴侧爆炸图。两个钳位销(9，9 ’)设置于曲轴(4)靠近所述偏心环(3a，3b )端面的一个曲拐侧臂上、分置于所述曲轴曲柄销(4c)轴线的两侧，钳位销(9，9’)的轴线与曲轴曲柄销(4c)轴线平行并呈180度对称布置。钳位凹坑(3c)设置于偏心环(3a，3b)的端面上，钳位凹坑(3c)在偏心环(3a，3b)绕曲轴曲柄销(4c)旋转时，可分别与两个钳位销(9，9’)对正耦合，并对应地使偏心环(3a，3b)处于最小或最大压缩比位置。偏心环(3a，3b)上设置棘轮式单向止转装置(13)，使偏心环(3a，3b)仅能朝单向止转装置(13)允许的方向旋转，旋转方向与曲轴(4)旋转方向相反，以提高控制稳定性和
可靠性。本实施例对钳位销(9，9’ )动作的控制方法采用机械式。曲轴(4)上设置一机械控制臂(6 )，机械控制臂(6 )可围绕曲轴(4)上的转轴(5 )做小幅偏转，转轴(5 )位于两个钳位销(9，9 ’)的中间。对应两个钳位销(9，9 ’)，机械控制臂
(6)上设有两个拨销(6b，6c)。钳位销(9，9’)设置为带底的中空结构，朝向机械控制臂(6)拨销(6b，6c)的一面开有一腰形槽。钳位销(9，9’)内装有压缩弹簧(8，8’)，压缩弹簧(8，8’)一端与钳位销(9，9’)内底部相抵。机械控制臂(6)上的拨销(6b，6c)分别从径向插入各自对应的钳位销(9，9’)腰形槽内，拨销(6b，6c)—侧与腰形槽边相抵，另一侧与弹簧(8，8’)相抵。拨销(6b，6c)随着机械控制臂(6)偏转时，拨销(6b，6c)可以强制使钳位销(9，9 ’ )拨离偏心环(3a，3b )，或者压迫弹簧(8，8 ’)使钳位销(9，9 ’)推向偏心环(3a，3b )。机械控制臂(6)的一端由弹簧(10)、钢珠(11)和滚针(12)组成的装置使机械控制臂(6)只能稳定停留在小幅偏转的两个极限位置上。机械控制臂(6)处于某一极限位置时，一个钳位销(9或9’)处于强制拨离偏心环(3a，3b)、即非钳位状态，另一个钳位销(9’或9)则处于受弹簧(8’或8)压迫并被推向偏心环(3a，3b)的状态，钳位凹坑(3c)随偏心环(3a，3b)转到对准钳位销(9’或9)时，则钳位销(9’或9)进入钳位凹坑(3c)，将偏心环(3a, 3b)与曲轴(4)固定为一体，偏心环(3a, 3b)进入钳位状态。机械控制臂(6)的另一端设置一滑杆(6a)，滑杆(6a)随曲轴(4)一同旋转，在滑杆(6a)头部的转动轨迹上，设置一 V形导向槽(7)，该滑杆(6a)头部总是从V形导向槽(7)的宽口进、从窄口出，从而被迫接受V形导向槽(7)的导向。V形导向槽(7)可在滑杆(6a)头部的转动轨迹垂直的方向，即曲轴(4 )轴向滑动。、
当需要改变压缩比时，沿曲轴(4)轴向滑动V形导向槽(7)，滑杆(6a)头部滑过V形导向槽(7)时，接受其强制导向后，机械控制臂(6)从一个极限位置偏转至另一个极限位置。于是，原来处于钳位凹坑(3c)中的那个钳位销(9或9’)被强制拨离偏心环(3a，3b)、进入非钳位状态，而原来处于非钳位状态的钳位销(9’或9)受弹簧(8’或8)压迫被推向偏心环(3a，3b)，此时该钳位销(9’或9)进入钳位等待状态，偏心环(3a，3b)在活塞-连杆-曲轴机构自身的惯性力、摩擦力和汽缸压力合力作用下自由转动。当钳位凹坑(3c)随偏心环(3a，3b)转过180度时，那个处于钳位等待状态的钳位销(9’或9)与止位突台(3d)碰触，所述偏心环(3a，3b)受限停止转动，继而钳位销(9或9’)被弹簧(8’或8)推入钳位凹坑(3c),即进入钳位状态。此时偏心环(3a, 3b)已经转过180度。本实施例中，当V形导向槽
(7)处于图I所示左侧位置时得到低压缩比，处于右侧时得到高压缩比。如图2所示的偏心环构造轴侧图，偏心环(3a，3b)上钳位凹坑(3c)外端面的一侧平面高于另一侧，较低的一侧为过渡面(3e )，是钳位销(3a，3b )进入钳位凹坑(3c )必须经过的路径，较高的一侧端面与钳位凹坑(3 c )交会的边沿构成所述止转突台(3 d )。
如图3所示的变压缩比过程及效果示意图，说明了从低压缩比到高压缩比的变化过程。图(A)部所示，V形导向槽(7)滑处于下方(即图I所示左侧位置)，机械控制臂(6)所处的极限位置使左侧钳位销(9)处于钳位凹坑(3c)中，偏心环(3a，3b)被钳位，此时内燃机处于低压缩比状态。图(B)部所示，V形导向槽(7)滑从下方滑向上方(即图I所示从左侧滑向右侧)，机械控制臂(6)滑杆(6a)头部滑过V形导向槽(7)滑后，机械控制臂(6)偏转到另一个极限位置，拨销(6b)强制使左侧钳位销(9)拨离偏心环(3a，3b)，同时拨销(6c)压迫弹簧(8’)使右侧钳位销(9’)推抵偏心环(3a，3b)过渡面(3e)，进入钳位等待状态。此时偏心环(3a，3b)脱离钳位，在惯性力、摩擦力和汽缸压力合力作用、以及在棘轮止转装置(13)限定下，偏心环(3a，3b)可相对于曲轴曲柄销(4c)朝逆时针方向半自由转动。图(C)部所示，偏心环(3a，3b)在惯性力、摩擦力和汽缸压力合力作用下相对于曲轴曲柄销(4c)朝逆时针方向转动，钳位凹坑(3c)向正处于钳位等待状态的右侧钳位销(9’)方向转动。图(D)部所示，偏心环(3a，3b)已转过180度，右侧钳位销(9’)与止位突台(3d)碰触，偏心环(3a，3b)受限停止转动，继而该钳位销(9’ )进入钳位凹坑(3c)，偏心环(3a，3b)再次被钳位，此时内燃机处于高压缩比状态。对比图(A)部和(D)部所示的偏心环(3a，3b)位置，已经发生了 ΛΗ尺寸的变化，正是这个尺寸变化，实现了内燃机的压缩比的变化。图4所示为本专利第二个实施例。本实施例与第一个实施例类似，但钳位销(9，9’)采用液压式控制方法。如图4所示的构造图。左侧钳位销(9)背离偏心环(3a，3b)的一端设有液压缸(4f)和拉簧(8)，液压缸(4f)内的压力使左侧钳位销(9)推向偏心环(3a，3b)，而拉簧(8)的拉力使左侧钳位销(9)拉离偏心环(3a，3b)。右侧钳位销(9’)背离偏心环(3a，3b)的一端设有液压缸(4f’)和弹簧(8’)，液压缸(4f’)内的压力使右侧钳位销(9’)推离偏心环(3a，3b)，而弹簧(8’)的推力使右侧钳位销(9 ’)推向偏心环(3a，3b )。曲轴(4)上设置有液压主油道(4d)和过油道(4e)，液压油通过主油道(4d)和过油道(4e )输送到液压缸(4f，4f ’)。当液压油压力为高压时，液压力大于拉簧(8)和弹簧(8’)力，左侧钳位销(9)在液压力作用下推向偏心环(3a，3b)并进入钳位凹坑(3c)，处于钳位状态。右侧钳位销(9’)在液压力作用下远离偏心环(3a，3b)，处于非钳位状态。此时，内燃机获得低压缩比。当液压油压力为低压时，拉簧(8)和弹簧(8’)力大于液压力，左侧钳位销(9)在拉簧(8)拉力作用下远离偏心环(3a，3b)，处于非钳位状态；右侧钳位销(9’)在弹簧(8’)推力作用下推向偏心环(3a，3b)并进入钳位凹坑(3c)，处于钳位状态。此时，内燃机获得高压缩比。
图5飞所示为本专利第三个实施例。本实施例钳位销(9，9’)设置于曲轴曲柄销(4c)内，钳位凹坑(3c)径向设置于偏心环(3a，3b)内孔，钳位销(9，9’)采用液压式控制方法。如图5所示的构造图。 两个钳位销(9，9’)设置于曲轴曲柄销(4c)中部，两个钳位销(9，9’)呈同轴对置布置并结合为一体，轴线与曲轴(4)转动圆周轨迹线相切；钳位凹坑(3c)设置于偏心环(3a，3b)内，轴线在偏心环(3a，3b)内圆柱面径向方向上、偏心环(3a，3b)中间壁厚处(相对于最厚与最薄壁);沿偏心环(3a, 3b)壁厚较厚的下瓦(3b)内孔圆周面设置有过渡槽(3e),过渡槽(3e)的终端为钳位凹坑(3c)和止位突台(3d);变压缩比时，处于钳位状态的钳位销(9或9’)退出所述钳位凹坑(3c)并缩回曲轴曲柄销(4c)内，另一钳位销(9’或9)伸入所述过渡槽(3e)，进入钳位等待状态，并可以滑过过渡槽(3e)到达止位突台(3d)并最终进入钳位凹坑(3c)。曲轴曲柄销(4c )远离曲轴(4 )旋转中心的一侧外圆上，沿其向设有一摩擦式单向止转装置(13)，该单向止转装置(13)可使偏心环(3a，3b)仅能朝其允许的方向旋转，该允许的旋转方向与曲轴(4)旋转方向相反。左侧钳位销(9)背离偏心环(3a，3b)的一端设有液压缸(4f)，右侧钳位销(9’ )背离偏心环(3a，3b)的一端设有弹簧(8’);液压缸(4f)内的压力和弹簧(8’)的推力分别使钳位销(9，9’)从各自一端向外伸出推向偏心环(3a，3b);曲轴(4)上设置有液压主油道(4d)，液压油通过主油道(4d)输送到所述液压缸(4f)。当液压油压力为高压时，液压力大于弹簧(8’)力，左侧钳位销(9)在液压力作用下推向偏心环(3a，3b)、右侧钳位销(9’ )远离偏心环(3a，3b)缩进曲轴曲柄销(4c)内。此时，左侧钳位销(9)处于钳位状态，内燃机获得低压缩比。当液压油压力为低压时，弹簧(8’)力大于液压力，左侧钳位销(9)在弹簧(8’)力作用下远离偏心环(3a，3b)缩进曲轴曲柄销(4c)内、右侧钳位销(9’)推向偏心环(3a，3b)。此时，右侧钳位销(9’)处于钳位状态，内燃机获得高压缩比。如图6所示的变压缩比过程及效果示意图，说明了从低压缩比到高压缩比的变化过程。图(A)部所示，从主油道(4d)输送到液压缸(4f)的液压力为高压，液压力大于弹簧(8’)力，左侧钳位销(9)伸入钳位凹坑(3c)中，偏心环(3a，3b)被左侧钳位销(9)钳位，此时内燃机处于低压缩比状态。图(B)部所示，液压缸(4f)的液压力变为低压后，钳位销(9，9’)在弹簧(8’)力作用下滑向右侧，左侧钳位销(9)缩入曲轴曲柄销(4c)内，右侧钳位销(9’)伸出到过渡槽(3d)中，进入钳位等待状态。此时偏心环(3a，3b)脱离钳位，偏心环(3a，3b)可朝单向止转装置(13 )允许的方向自由转动。图(C)部所示，偏心环(3a，3b)受摩擦式单向止转装置(13)限制，在惯性力、摩擦力和汽缸压力合力作用 下，相对与曲轴曲柄销(4c)朝逆时针方向转动。图(D)部所示，偏心环(3a，3b)已转过180度，右侧钳位销(9’)与止位突台(3d)碰触，偏心环(3a，3b)受限停止转动，继而该钳位销(9’ )进入钳位凹坑(3c)，偏心环(3a，3b)再次被钳位，此时内燃机处于高压缩比状态。对比图(A)部和(D)部所示的偏心环(3a，3b)位置，已经发生了 Λ H尺寸的变化，正是这个尺寸变化，实现了内燃机的压缩比的变化。
权利要求
1.一种活塞往复式内燃机的变压缩比装置，包括活塞(I)、连杆(2a，2b)、曲轴(4)、介于曲轴曲柄销(4c)和连杆(2a，2b)大端孔之间由上瓦(3a)和下瓦(3b)组成的偏心环(3a，3b )，偏心环(3a，3b )内孔柱面和外圆柱面分别与曲轴曲柄销(4c )和连杆(2a，2b )大端孔构成旋转运动副，偏心环(3a，3b)内孔柱面轴心线与外圆柱面轴心线为偏心结构，其特征是 在所述曲轴(4)上设置有两个钳位销(9，9’)，相对应地在偏心环(3a，3b)上设置有一个钳位凹坑(3c)，钳位销(9，9’)可沿其轴向滑动进入钳位凹坑(3c); 某一钳位销(9或9’)处于钳位凹坑(3c)中时，该钳位销(9或9’)、钳位凹坑(3c)、偏心环(3a, 3b)和曲轴曲柄销(4c)被固定为一体,处于钳位状态；任何时候，只有一个钳位销(9或9’)处于钳位状态； 变压缩比时，原处于钳位状态的钳位销(9或9 ’)退出，另一钳位销(9 ’或9 )则由非钳位状态进入钳位等待状态，偏心环(3a，3b)在活塞-连杆-曲轴机构(l，2a，2b，4)自身的惯性力、摩擦力和汽缸压力合力作用下自由转动，当钳位凹坑(3c)跟随偏心环(3a，3b)旋转至所述另一钳位销(9’或9)位置时，处于钳位等待状态的该钳位销(9’或9)进入钳位凹坑(3c)中，偏心环(3a，3b)和曲轴曲柄销(4c)再次被固定为一体，即再次进入钳位状态； 两个钳位销(9，9 ’)各自的钳位状态，对应地使内燃机获得两种不同的压缩比。
2.根据权利要求I所述的变压缩比装置，其特征是 所述偏心环(3a，3b )和/或所述曲轴(4)上设置有单向止转装置(13 )，偏心环(3a，3b )与曲轴曲柄销(4c )之间仅能实现单一方向相对旋转，旋转方向与曲轴(4)旋转方向相反。
3.根据权利要求I所述的变压缩比装置，其特征是 所述钳位凹坑(3c)的一侧设有止位突台(3d)，处于钳位等待状态的钳位销(9，9’)到达钳位凹坑(3c )位置时，钳位销(9，9 ’)与止位突台(3d)碰触，所述偏心环(3a，3b )受限停止转动，继而钳位销(9，9’)进入钳位凹坑(3c)，即进入钳位状态。
4.根据权利要求1-3所述的变压缩比装置，其特征是 所述两个钳位销(9，9’)设置于曲轴(4)靠近所述偏心环(3a，3b)端面的一个曲拐侧臂上、分置于所述曲轴曲柄销(4c)轴线的两侧，钳位销(9，9’)的轴线与曲轴曲柄销(4c)轴线平行并呈180度对称布置； 所述钳位凹坑(3c)设置于偏心环(3a，3b)的端面上，钳位凹坑(3c)在偏心环(3a，3b)绕曲轴曲柄销(4c)旋转时，可分别与两个钳位销(9，9’ )对正耦合，并对应地使偏心环(3a，3b)处于最小或最大压缩比位置； 钳位凹坑(3c)外端面的一侧平面高于另一侧，较低的一侧为过渡面(3e)，是钳位销(3a, 3b)进入钳位凹坑(3c)必须经过的路径，较高的一侧端面与钳位凹坑(3c)交会的边沿构成所述止转突台(3d)。
5.根据权利要求4所述的变压缩比装置，其特征是 所述曲轴(4)上设置一机械控制臂(6)，所述机械控制臂(6)可围绕曲轴(4)上的转轴(5)做小幅偏转，所述转轴(5)位于所述两个钳位销(9，9’)的中间； 对应所述两个钳位销(9，9’)，所述机械控制臂(6)上设有两个拨销(6b，6c);所述钳位销(9，9’)设置为带底的中空结构，朝向机械控制臂(6)拨销(6b，6c)的一面开有一腰形槽；钳位销(9，9’)内装有压缩弹簧(8，8’)，压缩弹簧(8，8’)一端与钳位销(9，9’)内底部相抵；所述机械控制臂(6)上的所述拨销(6b，6c)分别从径向插入各自对应的所述钳位销(9，9’)腰形槽内，拨销(613，6(3)—侧与腰形槽边相抵，另一侧与所述弹簧(8，8’)相抵； 所述拨销(6b，6c)随着所述机械控制臂(6)偏转时，拨销(6b，6c)可以强制使所述钳位销(9，9 ’)拨离所述偏心环(3a，3b )，或者压迫所述弹簧(8，8 ’)使钳位销(9，9 ’)推向偏心环(3a,3b)o
6.根据权利要求5所述的变压缩比装置，其特征是 所述机械控制臂(6)的一端由弹簧(10)、钢珠(11)和滚针(12)组成的装置使所述机械控制臂(6)只能稳定停留在小幅偏转的两个极限位置上；所述机械控制臂(6)处于某一极限位置时，一个所述钳位销(9或9 ’)处于强制拨离所述偏心环(3a，3b )状态，所述另一个钳位销(9’或9)则处于受所述弹簧(8’或8)压迫并被推向偏心环(3a，3b)的状态。
7.根据权利要求6所述的变压缩比装置，其特征是 所述机械控制臂(6)的另一端设置一滑杆(6a)，滑杆(6a)随所述曲轴(4) 一同旋转；在滑杆(6a)头部的转动轨迹上，设置一 V形导向槽(7)，滑杆(6a)头部总是从所述V形导向槽(7)的宽口进、从窄口出； 所述V形导向槽(7)可在所述滑杆(6a)头部的转动轨迹垂直的方向，即曲轴(4)轴向滑动。
8.根据权利要求4所述的变压缩比装置，其特征是 所述一钳位销(9)背离所述偏心环(3a，3b)的一端设有液压缸(4f)和拉簧(8)，所述液压缸(4f)内的压力使钳位销(9)推向偏心环(3a，3b)，而所述拉簧(8)的拉力使钳位销(9)拉离偏心环(3a，3b );所述另一钳位销(9 ’)背离偏心环(3a，3b )的一端设有液压缸(4f ’)和弹簧(8’)，液压缸(4f’)内的压力使钳位销(9’)推离偏心环(3a，3b)，而弹簧(8’)的推力使钳位销(9 ’)推向偏心环(3a，3b )； 所述曲轴(4)上设置有液压主油道(4d)和过油道(4e)，液压油通过主油道(4d)和过油道(4e )输送到所述液压缸(4f，4f ’)。
9.根据权利要求1-3所述的变压缩比装置，其特征是 所述两个钳位销(9，9’)设置于曲轴曲柄销(4c)中部，两个钳位销(9，9’)呈同轴对置布置并结合为一体，轴线与曲轴(4)转动圆周轨迹线相切； 所述钳位凹坑(3c)设置于偏心环(3a，3b)内，轴线在偏心环(3a，3b)内圆柱面径向方向上、偏心环(3a，3b)中间壁厚处(相对于最厚与最薄壁)； 沿偏心环(3a，3b)壁厚较厚的下瓦(3b)内孔圆周面设置有过渡槽(3e)，过渡槽(3e)的终端为钳位凹坑(3c)和止位突台(3d);变压缩比时，处于钳位状态的钳位销(9或9’)退出所述钳位凹坑(3c )并缩回曲轴曲柄销(4c )内，另一钳位销(9 ’或9 )伸入所述过渡槽(3e )，进入钳位等待状态，偏心环(3a，3b)旋转时，该钳位销(9’或9)滑过过渡槽(3e)到达止位突台(3d)并最终进入钳位凹坑(3c)。
10.根据权利要求9所述的变压缩比装置，其特征是 所述一钳位销(9)背离所述偏心环(3a，3b)的一端设有液压缸(4f)，所述另一钳位销(9’)背离偏心环(3a，3b)的一端设有弹簧(8’)；所述液压缸(4f)内的压力和弹簧(8’)的推力分别使钳位销(9,9’)从各自一端向外伸出推向偏心环(3a, 3b);曲轴(4)上设置有液压主油道(4d)，液压油通过主油道(4d)输送到所述液压缸(4f)。
11.根据权利要求10所述的变压缩比装置，其特征是 所述曲轴曲柄销(4c)远离曲轴(4)旋转中心的一侧外圆上，沿其轴向设有一摩擦式单向止转装置(13)，该单向止转装置(13)可使偏心环(3a，3b)仅能朝其允许的方向旋转，该允许的旋转方向与曲轴(4)旋转方向相反。
12.根据权利要求I所述的变压缩比装置，其特征是 所述的每两个钳位销(9，9’)和一个钳位凹坑(3c)构成的这种组合有两组，共计可最多得到四种不同的内燃机压缩比。
全文摘要
一种活塞往复式内燃机的变压缩比装置。基于常规活塞-连杆-曲轴机构下，介于曲轴曲柄销和连杆大端孔之间设置一偏心环，在曲轴上设置一组钳位销，相对应地在偏心环上设置钳位凹坑。钳位销处于钳位凹坑中时，偏心环与曲轴固定为一体；钳位销脱离钳位凹坑时，偏心环在活塞-连杆-曲轴机构自身惯性力、摩擦力和汽缸压力合力作用下自由转动。需要改变压缩比时，钳位销释放偏心环并在下一个位置等待它的到来。设置偏心环单向转动装置和钳位凹坑一侧止位突台，大大降低了控制稳定性和可靠性。控制钳位销动作的方法可以是机械式或者是液压式。该装置结构简单小巧、控制力小但稳定可靠、反应速度快且易于产品化。
文档编号F02B75/04GK102705086SQ20121023417
公开日2012年10月3日 申请日期2012年7月8日 优先权日2012年7月8日
发明者袁辉 申请人:袁辉