发动机可变压缩比系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机领域，具体涉及发动机可变压缩比系统和控制方法的领域。
【背景技术】
[0002]随着汽车节能减排的法规越来越严格，各汽车公司和研宄单位在针对发动机领域展开了多种节能减排的技术研宄。依据发动机工作原理，针对发动机不同负荷采用不同压缩比，可以降低发动机油耗，减少排放。但当前的发动机压缩比是不可变的，因此，研宄开发可变压缩比系统和控制方法将成为未来发动机的一项新的节能减排技术。
【发明内容】
[0003]本发明目的是实现发动机的压缩比两级可变，通过压缩比的调节，降低发动机燃油耗和排放。为实现上述目的，本发明提供了一种发动机可变压缩比系统及其控制方法:通过在连杆体小头孔与活塞的销孔之间设计有与连杆体小头孔锁定连接的偏心销总成，通过电磁阀控制润滑油中断降压使偏心销总成与连杆体小头孔的连接解锁，偏心销总成在连杆体和活塞的作用力下转动，改变偏心销总成的偏心位置，然后通过电磁阀控制润滑油恢复供油，重新锁定偏心销总成与连杆体小头孔的连接，从而改变连杆体的工作长度，实现活塞在压缩上死点时活塞顶面位置的改变，从而改变活塞在压缩上死点时燃烧室的容积，达到改变发动机压缩比的目的。
[0004]可选的，偏心销总成由非偏心销和偏心套组成，偏心套位于非偏心销的中间段。所述的非偏心销的两端与活塞的销孔配合，非偏心销中间段与偏心套的内孔配合。所述的非偏心销与活塞的销孔和偏心套的内孔都间隙配合，非偏心销可以轴向移动。为限制非偏心销滑出活塞的销孔，在活塞的销孔内增加卡簧。所述的偏心套的外圆面与连杆体小头孔间隙配合。所述的偏心套的内孔中心线相对外圆面中心线具有一定的偏心量。偏心销总成的偏心量为所述的偏心套的偏心量。
[0005]进一步可选的，非偏心销与活塞的销孔或偏心套的内孔之一过盈配合，则不需要卡簧限制非偏心销滑出活塞的销孔。
[0006]可选的，偏心销总成由非偏心销和偏心套组成，偏心套位于非偏心销的两端，两端的偏心套的偏心方向和偏心大小都相同。所述的非偏心销的两端具有定位键，所述的偏心套的内孔也有与之匹配的定位键，通过所述的定位键周向定位，非偏心销两端装配的偏心套的偏心方向和偏心大小都相同，非偏心销与偏心套不能相互转动，但可以轴向滑动。为限制偏心套滑出活塞的销孔，在活塞的销孔内或非偏心销端部增加卡簧。所述的偏心套外圆与活塞的销孔间隙配合，可以互相转动。所述的非偏心销中间段与连杆体小头孔间隙配合。所述的偏心套的内孔中心线相对外圆面中心线具有一定的偏心量。偏心销总成的偏心量为所述的偏心套的偏心量。
[0007]进一步可选的，非偏心销与偏心套的内孔过盈配合，则不需要卡簧限制偏心套滑出活塞的销孔。
[0008]可选的，偏心销总成由非偏心销和偏心套组成，偏心套位于非偏心销的两端，两端的偏心套的偏心方向和偏心大小都相同，且非偏心销的中间段设计装配有与两端的偏心套的偏心方向相反的偏心套。所述的非偏心销外圆面具有定位键，所述的偏心套的内孔也有与之匹配的定位键，通过所述的定位键周向定位，非偏心销两端装配的偏心套的偏心方向和偏心大小相同，中间装配的偏心套的偏心方向与两端装配的偏心套的偏心方向相反，非偏心销与偏心套不能相互转动，但可以轴向滑动。为限制非偏心销两端装配的偏心套滑出活塞的销孔，在活塞的销孔内或非偏心销端部增加卡簧。所述的非偏心销两端装配的偏心套的外圆与活塞的销孔间隙配合，可以互相转动。所述的非偏心销中间段装配的偏心套外圆与连杆体小头孔间隙配合。所述的偏心套的内孔中心线相对外圆面中心线具有一定的偏心量。偏心销总成的偏心量为所述的两端装配的偏心套的偏心量与中间段装配的偏心套的偏心量之和。
[0009]进一步可选的，非偏心销与两端装配的偏心套的内孔过盈配合，则不需要卡簧限制偏心套滑出活塞的销孔。
[0010]可选的，偏心销总成由单独的单偏心销构成，单偏心销的偏心段在中间段，两端为同心销。同心销的外圆与活塞的销孔间隙配合。所述单偏心销的中间偏心段与连杆体小头孔间隙配合，所述的单偏心销的两端销的中心线相对偏心段的中心线具有一定的偏心量。偏;Cl、销总成的偏心量为所述的单偏心销的偏心段的偏心量。
[0011]可选的，偏心销总成由单偏心销和同心套组成，单偏心销的偏心段在中间段，单偏心销的两端或一端装配同心套。同心套与活塞的销孔和单偏心销都间隙配合，为限制同心套滑出活塞的销孔，在活塞的销孔内或单偏心销端部增加卡簧。所述单偏心销的中间偏心段与连杆体小头孔间隙配合。所述的单偏心销的偏心段的中心线相对两端的销中心线具有一定的偏心量。偏心销总成的偏心量为所述的单偏心销的偏心段的偏心量。
[0012]进一步可选的，同心套与活塞的销孔或单偏心销之一过盈配合，则不需要卡簧限制同心套滑出活塞的销孔。
[0013]可选的，偏心销总成由单偏心销和偏心套组成，单偏心销的偏心段在中间段，两端装配的偏心套的偏心大小相同，偏心方向与中间偏心段的偏心方向相反。所述的单偏心销两端具有定位键，所述的偏心套的内孔也有与之匹配的定位键，通过所述的定位键周向定位，两端装配的偏心套的偏心方向相同，且与中间偏心段的偏心方向相反，单偏心销与偏心套不能相互转动，但可以轴向滑动。为限制偏心套滑出活塞的销孔，在活塞的销孔内或单偏心销端部增加卡簧。所述的偏心套的外圆面与活塞的销孔间隙配合。所述单偏心销的中间偏心段与连杆体小头孔间隙配合。所述的单偏心销的中间偏心段的中心线相对两端销的中心线具有一定的偏心量。所述的偏心套的内孔中心线相对外圆面中心线也具有一定的偏心量。偏心销总成的偏心量为所述的单偏心销的中间偏心段的偏心量与偏心套的偏心量之和。
[0014]进一步可选的，偏心套与单偏心销过盈配合，则不需要卡簧限制偏心套滑出活塞的销孔。
[0015]可选的，偏心销总成由单偏心销和偏心套组成，单偏心销的中间段无偏心，偏心段在一端，另一端装配偏心量和偏心方向与偏心段的偏心量和偏心方向都相同的偏心套。所述的单偏心销装配偏心套的一端具有定位键，所述的偏心套的内孔也有与之匹配的定位键，通过所述的定位键周向定位，偏心套的偏心方向与单偏心销的偏心段的偏心方向相同，单偏心销与偏心套不能相互转动，但可以轴向滑动。为限制偏心套滑出活塞的销孔，在活塞的销孔内或单偏心销端部增加卡簧。所述的偏心套的外圆面和单偏心销的偏心段的外圆面都与活塞的销孔间隙配合。所述单偏心销的中间段与连杆体小头孔间隙配合，所述的单偏心销的端部偏心段的中心线相对中间无偏心段的中心线具有一定的偏心量，所述的偏心套的内孔中心线相对外圆面中心线具有相同的偏心量。偏心销总成的偏心量为所述的单偏心销的偏心段的偏心量或者偏心套的偏心量。
[0016]进一步可选的，偏心套与单偏心销过盈配合，则不需要卡簧限制偏心套滑出活塞的销孔。
[0017]可选的，偏心销总成由单偏心销和偏心套组成，单偏心销的中间段无偏心，偏心段在一端，另一端装配偏心量和偏心方向都相同的偏心套，且单偏心销的中间段还装配偏心方向与偏心段相反的偏心套。所述的单偏心销的一端和中间都具有定位键，所述的偏心套的内孔也有与之匹配的定位键，通过所述的定位键周向定位，单偏心销端部装配的偏心套的偏心方向与其端部偏心段的偏心方向相同，单偏心销中间装配的偏心套的偏心方向与其端部偏心段的偏心方向相反，单偏心销与偏心套不能相互转动，但可以轴向滑动。为限制端部的偏心套滑出活塞的销孔，在活塞的销孔内或单偏心销端部增加卡簧。所述的单偏心销端部装配的偏心套的外圆面和偏心段外圆面都与活塞的销孔间隙配合。所述单偏心销的中间段装配的偏心套的外圆面与连杆体小头孔间隙配合。所述的单偏心销的端部偏心段的中心线相对另一端销的中心线具有一定的偏心量。所述的端部装配的偏心套的内孔中心线相对外圆面的中心线具有相同的偏心量。所述的中间装配的偏心套的内孔中心线相对外圆面的中心线具有一定的偏心量。偏心销总成的偏心量为所述的单偏心销的偏心段的偏心量与中间装配的偏心套的偏心量之和。
[0018]进一步可选的，单偏心销与端部装配的偏心套过盈配合，则不需要卡簧限制偏心套滑出活塞的销孔。
[0019]可选的，偏心销总成由双偏心销和偏心套组成，双偏心销的中间段和其中一端都为偏心段，偏心方向相反，另一端的销段无偏心，装配有与端部偏心段的偏心方向和偏心量都相同的偏心套。双偏心销的无偏心销段的外圆面具有定位键，所述的偏心套的内孔也有与之匹配的定位键，通过所述的定位键周向定位，双偏心销端部偏心段的偏心方向与其另一端装配的偏心套的偏心方向相同，双偏心销与偏心套不能相互转动，但可以轴向滑动。为限制偏心套滑出活塞的销孔，在活塞的销孔内或双偏心销端部增加卡簧。所述的双偏心销端部的偏心段的外圆面和另一端装配的偏心套的外圆面都与活塞的销孔间隙配合。所述双偏心销的中间偏心段的外圆面与连杆体小头孔间隙配合。所述的双偏心销端部装配的偏心套的内孔中心线相对外圆面的中心线具有一定的偏心量，偏心量与双偏心销端部偏心段的偏心量相同。偏心销总成的偏心量为所述的双偏心销的两个偏心段的偏心量之和。
[0020]进一步可选的，双偏心销与端部装配的偏心套过盈配合，则不需要卡簧限制偏心套滑出活塞的销孔。。
[0021 ] 所述的单偏心销、双偏心销和偏心套的偏心量的大小依据压缩比调节改变的需求和活塞内腔的空间综合确定。
[0022]所述的与连杆体小头孔配合的非偏心销、单偏心销、双偏心销、偏心套，在其轴向中间位置沿偏心销总成偏心方向的一侧和偏心反方向的一侧设有与其外圆面轴线垂直并贯穿内圆面和外圆面的两个锁销孔，两个锁销孔都位于偏心销总成偏心段中心线和非偏心段中心线形成的平面的同一侧，两个锁销孔的中心线与所述平面的锐角夹角al和a2都在O度至90度间。当偏心销总成的一个锁销孔与连杆体锁定时，偏心销总成有效偏心量为al的余弦乘以偏心销总成的偏心量，当偏心销总成的另一个锁销孔与连杆体锁定时，偏心销总成有效偏心量为a2的余弦乘以偏心销总成的偏心量，连杆体的工作长度的改变量Δ L为al和a2的余弦之和乘以偏心销总成的偏心量，即两个有效偏心量之和。所述的与连杆体小头孔配合的非偏心销、单偏心销、双偏心销、偏心套在其轴向中间位置的外圆面上还设计有一段半环状的止推槽，半环状的止推槽连通两个锁销孔。
[0023]所述的连杆体内从小头孔至大头孔间有连通的阶梯油孔，小头孔端的油孔直径大于大头孔端的油孔的直径。在小头孔端的油孔内依次装配有锁销、回位弹簧、定位套。所述的定位套一端伸入连杆体小头孔内装配的销或套的外圆面的半环状的止推槽内，定位套外圆面间隙的卡在止推槽内，限制连杆体小头孔内装配的销或套的轴向位置，周向则通过半环状的止推槽限制连杆体小头孔内装配的销或套的转动角度；定位套另一端面与所述的回位弹簧端面接触，为回位弹簧提供支撑；所述的定位套外圆面与所述的连杆体小头孔端的油孔间隙配合，中心为通孔；所述的锁销为T型，锁销的销杆穿过定位套的中心通孔和回位弹簧的中心孔，插入连杆体小头孔内装配的销或套的其中一个锁销孔中。所述的锁销的销杆与所述的定位套的中心通孔和回位弹簧的中心孔间隙配合。所述的锁销大头外圆面与所述的连杆体内的小头孔端的油孔间隙配合，锁销大头端面置于连杆体大头油孔方向，可以被油孔内油压驱动向连杆体小头孔滑动，使锁销的销杆进入连杆体小头孔内装配的销或套的其中一个锁销孔中，并保持锁定状态。所述的锁销的大头另一端面与销杆的连接处形成一环形端面，环形端面与所述的回位弹簧另一端面接触。当所述的连杆体大头油孔内的油压降低时，压迫状态的回位弹簧可以驱动锁销向