一种具有反馈装置可变长度连杆变压缩比机构的制作方法

本发明涉及一种汽车发动机可变压缩比技术方案设计，更具体的说是一种具有反馈装置可变长度连杆变压缩比机构。

背景技术：

压缩比是内燃机的重要性能参数，它表示气缸内活塞的最大行程容积与最小行程容积的比值，直接决定发动机的热效率和排放性能。压缩比增加压缩容积减小，残余废气量随之减小，充气效率有所增加，新鲜充量越多，提高了发动机的功率和扭矩。同时高压缩比能够在燃烧初期提供的更高的缸内压力和温度有助于获得更高的火焰传播速度，使燃烧持续时间更短，循环热效率增加，可以明显地改善发动机燃油经济性。但是，过高的压缩比将使压力升高率增加，发动机噪声与振动增大，容易引起爆燃和工作粗暴，对气缸零部件的冲击载荷变大，降低了发动机的可靠性。

压缩比的提高会受到爆燃和材料强度限制。一般发动机的几何压缩比是固定不变的，这是因为燃烧室容积及气缸工作容积都是固定的参数，在设计中已经确定。发动机的压缩比过高，会带来一系列严重问题，对于汽油机，提高压缩比会使其在高负荷时出现爆燃问题，产生爆震，从而导致输出功率下降。也会出现工作粗暴，噪声和振动变大，对零部件的冲击载荷变大等问题，影响柴油机持续工作的寿命和可靠性。使用可变压缩比相同输出功率的情况下结构可以更紧凑，达到小排量大功率、大扭矩。

可变技术是内燃机相关系统的结构或参数随着使用要求和工况变化而变化,使内燃机在各种工况下都达到理想的工作效果,综合性能指标得到大幅提高,并能够避免不正常燃烧及超负荷工作等发生的一种技术。在发动机的性能优化方面,发动机的结构参数可以较为完整的发挥技术优势,使内燃机的参数调节保持在灵活可变的状态,为发动机性能的优化创造有利条件目前来说。

技术实现要素：

针对于现有改变连杆长度改变压缩比大小的机构，本发明提出了一种具有反馈装置可变长度连杆变压缩比机构，通过回弹式位移传感器测量的位移信号作为电机控制单元的反馈信号，利用电机控制单元控制发动机转向和旋转角度，控制其长度达到想要改变量，电机输出轴通过带动h型双螺纹动子转动，由于h型双螺纹动子上下两部分螺纹方向相反，并且连杆上部与t型螺栓的螺纹也方向相反，h型双螺纹动子在电机输出轴的带动下旋转，因为t型螺栓固定不动，导致了h型双螺纹动子旋转向上移动，连杆上部与h型双螺纹动子靠螺纹连接，并且在限位螺钉作用下不可以发生沿连杆轴向的转动，使其在h型双螺纹动子带动下向上或向下位移，同时将螺纹旋转位移转换成其上升或下降位移，因为h型双螺纹动子上下螺纹方向不同，所以上升或下降位移与h型双螺纹动子带动下的位移同向，进而连杆上部得到双倍位移在反馈信号的控制下可以快速改变连杆长度，提高其响应性，实现压缩比的实时可变。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种具有反馈装置可变长度连杆变压缩比机构，包括连杆上部、微型回弹式位移传感器、阶梯套筒、限位螺钉、h型双螺纹动子、连杆中部、t型螺栓、电机、霍尔编码器、连杆下部、连杆螺栓，其特征在于：

连杆分为上中下三个部分，连杆下部安装霍尔编码器，连杆中部安装电机，电机输出轴与h型双螺纹动子相连，阶梯套筒通过螺纹与连杆中部相连，阶梯套筒与连杆中部共同作用对t型螺栓进行固定，h型双螺纹动子通过上下两部分反向螺纹分别于t型螺栓和连杆上部进行连接，微型回弹式位移传感器安装于连杆上部盲孔中，下端于电机输出轴接触，限位螺钉限制连杆上体和阶梯套筒发生绕连杆轴线旋转运动。

所述的一种具有反馈装置可变长度连杆变压缩比机构，其特征在于所述的微型回弹式位移传感器内置安装在连杆内部，安装在连杆上部盲孔中，通过盲孔和电机输出轴进行位置固定，连杆上部运动带动微型回弹式位移传感器运动，通过尾端信号线对外输出连杆长度的改变量给电机控制单元。

所述的一种具有反馈装置可变长度连杆变压缩比机构，其特征在连杆下部安装霍尔编码器同时与电机尾端轴相连，连杆下部与连杆螺栓加工有一通孔，用于电机和霍尔编码器电源线和控制线外接电机控制单元。

所述的一种具有反馈装置可变长度连杆变压缩比机构，其特征在于所述的h型双螺纹动子上下布置有方向相反的螺纹，上部螺纹与连杆上部进行连接，下部螺纹与t型螺栓进行连接，电机输出轴与h型双螺纹动子相连，使其在阶梯套筒中进行上下位移。

所述的一种具有反馈装置可变长度连杆变压缩比机构，其特征在于所述的连杆上部通过螺纹与h型双螺纹动子连接，又通过限位螺钉限制其沿连杆轴线转动。

所述的一种具有反馈装置可变长度连杆变压缩比机构，其特征在于所述的阶梯套筒和连杆中部共同作用下对t型螺栓使其位置固定同时不能进行转动，t型螺栓加工一通孔，电机输出轴由此通过。

与目前现有技术相比，本发明所述的一种具有反馈装置可变长度连杆变压缩比机构在原机连杆基础上进行加工，设计最大化保留原有结构，成本低、可靠性强；本发明所述的一种具有反馈装置可变长度连杆变压缩比机构利用内置的微型回弹式位移传感器测量的连杆长度改变量作为电机控制单元的反馈信号，电机控制单元通过此信号控制电机的转向以及旋转角度，能提高连杆长度变化的精确性；本发明所述的一种具有反馈装置可变长度连杆变压缩比机构与无反馈的结构相比，这种带有反馈装置机构控制可变压缩比可以实时得到想要的压缩比。

附图说明

图1是本发明所述的一种具有反馈装置可变长度连杆变压缩比机构的主视剖面图；

图2是本发明所述的一种具有反馈装置可变长度连杆变压缩比机构的连杆上体主视剖面图；

图3是本发明所述的一种具有反馈装置可变长度连杆变压缩比机构的h型双螺纹动子的的主视剖面图和结构示意图；

图4是本发明所述的一种具有反馈装置可变长度连杆变压缩比机构的电机输出轴横截面剖视图；

图5是本发明所述的一种具有反馈装置可变长度连杆变压缩比机构的t型螺栓的结构示意图；

图6是本发明所述的一种具有反馈装置可变长度连杆变压缩比机构的连杆下部的主视剖面图。

附图标记说明：

1.连杆上部、2.微型回弹式位移传感器、3.阶梯套筒、4.限位螺钉、5.h型双螺纹动子、6.连杆中部、7.t型螺栓、8.电机、9.霍尔编码器、10.连杆下部、11.连杆螺栓。

具体实施方式

下面根据附图说明对本发明做详细介绍，本发明所述为众多实施方式中的一种优选实施方式。

如图1所示，连杆被分为上中下三个部分，连杆下部10内部安装霍尔编码器9，用于对外输出电机信号，连杆中部6内部安装电机8，电机8相对连杆轴线对称布置，电机8输出轴为d型截面形状与h型双螺纹动子5相连，通过电机8输出轴旋转带动为型双螺纹动子5与电机8进行同样运动，阶梯套筒3通过螺纹与连杆中部6相连，阶梯套筒3与连杆中部6共同作用对t型螺栓7进行固定，h型双螺纹动子5通过上下两部分螺纹分别于t型螺栓7和连杆上部1进行连接，微型回弹式位移传感器2安装于连杆上部盲孔中，下端于电机8输出轴接触，限位螺钉4限制连杆上体1和阶梯套筒3发生绕连杆轴旋转运动。

如图1、2所示，连杆上部1内有一盲孔用于安装微型回弹式位移传感器2，尾部有一与轴线垂直的孔用于传感器信号线与外部电机控制单元相连接，微型回弹式位移传感器2通过连杆上部1盲孔和与电机8输出轴接触进行位置定位，连杆上部1下侧有螺纹，与h型双螺纹动子5进行连接，侧面有一限位孔与限位螺钉4配合，使其不能发生轴向旋转同时对连杆位移量进行限制，连杆上体1的移动带动微型回弹式位移传感器2移动，进而测量出连杆长度变化量。

如图1、3、4所示，h型双螺纹动子5上下均有螺纹，且两螺纹方向相反，上部螺纹与连杆上部1连接，下部螺纹与t型螺栓7连接，中间加工有d型孔与电机8输出轴相连，在电机8输出轴的带动下进行与输出轴同向转动，t型螺栓7固定不动h型双螺纹动子5沿t型螺栓7上下旋转移动，连杆上体1在限位螺钉4作用下不能发生沿连杆轴向旋转运动，h型双螺纹动子5旋转带动连杆上体1进行上下移动，h型双螺纹动子5上下螺纹方向不同所以h型双螺纹动子5沿连杆轴向的上下位移方向与连杆上体1沿连杆轴向的上下位移方向相同，连杆上体1获得双倍位移在微型回弹式位移传感器2反馈信号作用下可以迅速改变连杆长度，得到实时压缩比改变。

如图1、5所示，t型螺栓7在连杆中部6和阶梯套筒3的共同作用下进行位置固定，其中间通孔为圆形通孔不与电机8输出轴相连接，所以t型螺栓7既不旋转也不上下移动，只通过其上螺纹与h型双螺纹动子相连接。

如图1、6所示，连杆下部10通过螺纹与连杆中部6进行连接，连杆下部10内部安装有霍尔编码器9，霍尔编码器9与连杆中部6内置的电机8尾部相连接测电机8状态，连杆下部10与连杆螺栓11加工一通孔，作为电机电源线以及控制线的通道，外接电机8控制单元通过微型回弹式位移传感器2的反馈信号控制电机8转向以及旋转角度，进而改变连杆长度，从而改变压缩比大小。