一种具有转角调节功能的曲轴减震器及使用其的内燃机、汽车的制作方法

本发明涉及发动机领域，具体涉及发动机曲轴减震器领域。

背景技术：

节能减排的法规要求越来越严，可变压缩比发动机在节能减排上具有优势。发动机可以通过调节曲轴中心孔内安装的控制轴相对曲轴转动，驱动曲轴曲拐轴径上的偏心套偏转角度，改变曲轴的有效曲拐半径，实现发动机压缩比可变。因此，需要一种调节机构，调节曲轴中心孔内安装的控制轴相对曲轴转动。

技术实现要素：

本发明提供了一种具有转角调节功能的曲轴减震器，可以使用于发动机领域，优选内燃机领域，以及使用所述曲轴减震器的汽车；所述的曲轴减震器，至少由轮毂、惯量环、惯量环连接橡胶、液压腔体、液压腔体密封垫、转子、锁销、锁销弹簧、滑套、滑套压紧螺母、盖板、螺纹堵盖和多个连接螺栓构成；所述的曲轴减震器的轮毂与曲轴端部固定连接，转子通过滑套与曲轴端部中心孔内的控制轴周向固定连接；液压油驱动转子相对轮毂转动，从而调节曲轴端部中心孔内安装的控制轴相对曲轴转动的角度。

所述的曲轴减震器的零件特征为：所述的轮毂为旋转体，在垂直旋转轴心的平面上设计多个孔a，平面中心设计有与曲轴连接的轴颈，轴颈内设计有孔b；所述的惯量环为空心圆柱体，圆柱体外圆上设计有驱动皮带的多楔槽，内孔同轴设计有一个环状凸筋和凹槽之一的结构；所述的曲轴减震器的液压腔体为一个环状结构，环状结构两侧面平行；内腔设计有多个圆弧密封面；内腔沿径向方向向中心伸出多个隔板，隔板端部设计有与圆弧密封面同心的凹弧面；环状结构和隔板内沿轴向方向设计有多个通孔，通孔与轮毂上的孔a对齐；液压腔体外圆面同轴设计有一个环状凸筋和凹槽之一的结构；液压腔体外圆面通过惯量环连接橡胶与惯量环连接，并通过环状凸筋和凹槽的结构轴向定位；所述的曲轴减震器的转子，中心为圆柱体；圆柱体外圆沿径向方向向外伸出多个叶片，叶片数与液压腔体沿径向方向中心向伸出的隔板数量相等；叶片端部为圆弧面；圆柱体中心同轴的设计有花键孔；花键孔至少一端同轴的设计有圆孔；每个叶片的同一侧设计有油道穿过中心圆柱体连通花键孔的同一端；每个叶片的另一侧也设计有油道穿过中心圆柱体连通花键孔的另一端；转子的厚度比液压腔的厚度小；转子沿轴向方向设计有锁销孔和油道；油道连通锁销孔底部和转子中心花键孔的一端；所述的油道至少由槽和孔之一结构组成；所述的锁销为一端封闭的空心圆柱体，中心设计有沉孔；所述的锁销弹簧，为螺旋钢丝弹簧；所述的滑套为外花键套，滑套内孔同轴的设计有圆锥面；所述的滑套压紧螺母的内孔为螺纹孔，相对螺纹孔同轴的设计有圆柱面，滑套压紧螺母的端面设计有安装用的拧紧沉孔和多边形凸台之一的结构；所述的盖板为圆形薄板件，一侧为平面，平面上分布有多个通孔，通孔与轮毂上的孔a对齐；盖板中心设计有螺纹孔，螺纹孔直径大于套压紧螺母的圆柱直径，能够让滑套压紧螺母穿过；所述的曲轴减震器的轮毂平面和盖板平面之一上设计有锁销沉孔和油槽，油槽连通锁销沉孔底部和平面中心孔；所述的螺纹堵盖为阶梯圆柱体，直径较小的一端设计有螺纹面，台阶处设计有环槽，环槽用于安装密封圈，直径较大的一端设计有多边形沉孔；多边形沉孔用于安装时与拧紧工具对接。

可选的，所述的曲轴减震器，还包含密封条和密封条簧片。

可选的，所述的曲轴减震器的轮毂平面上的孔a和孔b为至少之一螺纹孔。

可选的，所述的液压腔体沿径向方向向中心向伸出的隔板端部和转子叶片的端部至少之一沿轴向设计有密封槽，密封槽用于容纳密封条和密封条簧片。

可选的，所述锁销的封闭端外圆设计有圆锥面。

可选的，所述的滑套压紧螺母的圆柱面上同轴设计有环形槽，环形槽用于安装环形密封件。

可选的，所述的盖板平面上分布的通孔为螺纹孔。

所述的曲轴减震器，其液压腔体两侧面通过液压腔体密封垫与轮毂平面和盖板平面密封配合；多个螺栓穿过盖板和液压腔体的通孔将盖板和液压腔体固定在轮毂上；转子置于液压腔体内，转子侧面与轮毂和盖板间隙密封配合；转子叶片端部的圆弧面与液压腔体内腔的圆弧密封面间隙密封配合；液压腔体的隔板端部的凹弧面与转子中心的圆柱体外圆间隙密封配合；锁销置于转子锁销孔内；锁销弹簧置于锁销中心沉孔内；滑套安装于转子中心，滑套外花键与转子内花键间隙配合，轴向可相对滑动；滑套内孔圆锥面与曲轴中心的控制轴圆锥面配合；滑套压紧螺母拧紧在控制轴端部的螺纹轴颈上，将滑套内孔圆锥面与控制轴圆锥面压紧，传递扭矩；滑套压紧螺母的圆柱面与转子花键孔端部的圆孔面间隙密封配合；螺纹堵盖在滑套压紧螺母拧紧后，拧在盖板中心螺纹孔上。

所述曲轴减震器，当滑套压紧螺母圆柱面上设计有环形槽时，环形槽内安装环形密封圈。

所述曲轴减震器，当转子叶片端部和液压腔体隔板端部设计有密封槽时，密封条簧片置于端部的密封槽内的底部，密封条置于密封槽槽口；密封条簧片对密封条施加推出力，使密封条密封面与液压腔体内腔的圆弧密封面和转子中心的圆柱体外圆面贴合密封。

所述曲轴减震器的轮毂平面和盖板平面之一的锁销沉孔和油槽内的油压升高时，油压推动锁销沉孔内的锁销，克服弹簧弹力和液压力，回到转子锁销孔内，将转子与轮毂解锁；解锁后，转子在叶片两侧的油压差的作用下可以转动，从而带动曲轴中心的驱动轴转动；当轮毂的锁销沉孔和油槽内的油压减小时，转子在叶片两侧的油压差的作用下反向转动；当转子锁销孔内的锁销对准轮毂锁销沉孔时，锁销在油压和弹簧弹力的共同作用下，进入轮毂的锁销沉孔内，将转子与轮毂锁定。

可选的，还包含使用以上所述曲轴减震器的内燃机。

可选的，还包含使用以上所述曲轴减震器的汽车。

附图说明

图1为所述曲轴减震器的一种总成图；

图2为图1所示曲轴减震器的总成的分解图；

图3为图1所示曲轴减震器的轮毂的结构图；

图4为图1所示惯量环的结构图；

图5为图1所述曲轴减震器的液压腔体的结构图；

图6为图1所述曲轴减震器的转子的结构图；

图7为所述曲轴减震器的锁销的结构图；

图8为所述曲轴减震器的锁销7的另一种结构图；

图9为所述的锁销弹簧结构图；

图10为所述的密封条和密封条簧片装配示意图；

图11为图1所述曲轴减震器滑套的结构图；

图12为所述曲轴减震器的滑套压紧螺母的结构图；

图13为图1所述曲轴减震器的盖板的结构图；

图14为锁销沉孔和油槽设计在盖板上的盖板结构图；

图15为所述的螺纹堵盖的结构图；

图16为图1所述的液压腔体密封垫的结构图；

图17为图1所示曲轴减震器的装配关系剖视图；

图18为所述的曲轴减震器的驱动原理图；

图19为所述的曲轴减震器与曲轴前端的连接关系以及控制油道示意图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、特征和效果能够更加明显易懂，结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

图1为所述曲轴减震器的一种总成图。图2为图1所示曲轴减震器的总成分解图。该曲轴减震器由轮毂1、惯量环2、惯量环连接橡胶3、液压腔体4、液压腔体密封垫5、转子6、锁销7、锁销弹簧8、滑套9、滑套压紧螺母10、盖板11、密封条12和密封条簧片13、螺纹堵盖14和多个连接螺栓15构成。

图3为图1所示曲轴减震器的轮毂1的结构图。轮毂1在垂直旋转轴心的平面上设计多个螺纹孔a，平面中心设计有与曲轴连接的轴颈1c，轴颈内设计有连接螺纹孔b。其平面上设计有锁销沉孔1d和油槽1e，油槽1e连通锁销沉孔1d底部和螺纹孔b。

图4为图1所示惯量环2的结构图。所述的惯量环2为空心圆柱体，圆柱体外圆上设计有驱动皮带的多楔槽2a，内孔同轴设计有一个环状凸筋2b结构。

图5为图1所述曲轴减震器的液压腔体4的结构图。所述的曲轴减震器的液压腔体为一个环状结构，环状结构两侧面平行；内腔设计有多个圆弧密封面4f，两侧面都设计有密封垫安装槽4d，内腔沿径向方向向中心伸出3个隔板4a，每个隔板端部设计有与圆弧密封面同心的凹弧面(图中未示出)，每个隔板端部设计有用于容纳密封条12和密封条簧片13的密封槽4b，环状结构和隔板内沿轴向方向设计有多个通孔4c，通孔4c与轮毂上的孔a对齐。液压腔体外圆面同轴设计有一个环状凹槽4e的结构，液压腔体4外圆面通过惯量环连接橡胶3与惯量环2连接，并通过环状凸筋2b和液压腔体外圆面的环状凹槽4e轴向定位(参见图16)。

图6为图1所述曲轴减震器的转子6的结构图。所述的曲轴减震器的转子，中心为圆柱体；圆柱体外圆沿径向方向向外伸出3个叶片6a；叶片端部为圆弧面，圆柱体中心设计有花键孔6b，花键孔两端同心设计有圆孔6c和6h，每个叶片的同一侧设计有油道6g穿过中心圆柱体连通花键孔的同一端圆孔6c；每个叶片的另一侧也设计有油道6i穿过中心圆柱体连通花键孔的另一端圆孔6h；转子的厚度比液压腔4的厚度小；转子沿轴向方向设计有锁销孔6d和油槽6e，油道6e连通锁销孔6d底部和转子中心花键孔6b一端的圆孔6c；转子的每个叶片端部沿轴向设计有密封槽6f，密封槽6f用于容纳密封条12和密封条簧片13。

图7为所述曲轴减震器的锁销7的结构图。锁销为一端封闭的空心圆柱体，中心设计有沉孔7a。

图8为所述曲轴减震器的锁销7的另一种结构图。相比图7的锁销结构，锁销封闭端外圆设计有圆锥面7b。

图9为所述的锁销弹簧8结构图。锁销弹簧8为螺旋钢丝弹簧。

图10为所述的密封条12和密封条簧片13装配示意图。密封条12为凹形长条零件，凹形凸出面设计有圆弧密封面12a，凹腔内装配有密封条簧片13，密封条簧片13为弹性片状零件，密封条簧片13两端与密封条12凹腔底部接触，中间拱起。

图11为图1所述曲轴减震器滑套9的结构图。所述的滑套为外花键套，外部沿轴向设计有外花键9a，滑套内孔同轴的设计有圆锥面9b。

图12为所述曲轴减震器的滑套压紧螺母10的结构图。所述的滑套压紧螺母的内孔为螺纹孔10a，相对螺纹孔同轴的设计有圆柱面，圆柱面上设计有环形槽10b，环形槽10b用于安装环形密封件；滑套压紧螺母10的端面设计有多个安装用的拧紧沉孔10c。

图13为图1所述曲轴减震器的盖板11的结构图。所述的盖板为圆形薄板件，一侧为平面，平面上分布有多个通孔11a，通孔11a与轮毂上的孔a对齐，盖板中心设计有螺纹孔11b，螺纹孔11b直径大于套压紧螺母10的圆柱直径，能够让滑套压紧螺母10穿过；盖板另一侧设计有加强筋11c。

图14为所述的螺纹堵盖14的结构图。所述的螺纹堵盖14为阶梯圆柱体，直径较小的一端设计有螺纹面14a，台阶处设计有环槽14b，环槽14b用于安装密封圈，直径较大的一端设计有多边形沉孔14c，多边形沉孔14c用于安装时与拧紧工具对接。

图15为图1所述的液压腔体密封垫5的结构图。液压腔体密封垫5为环状弹性密封件，液压腔体密封垫5安装在液压腔体4的密封垫安装槽4d内。

图16为图1所示曲轴减震器的装配关系剖视图。所述曲轴减震器，其液压腔体4两侧面通过液压腔体密封垫5与轮毂1平面和盖板11密封配合，多个螺栓15穿过盖板11和液压腔体4的通孔将盖板11和液压腔体4固定在轮毂1上；转子6置于液压腔体4内，转子6侧面与轮毂1和盖板11间隙密封配合；转子6叶片端部的圆弧面与液压腔体4内腔的圆弧密封面4f间隙密封配合，液压腔体4的隔板4a端部的凹弧面与转子中心的圆柱体外圆间隙密封配合；锁销7置于转子6锁销孔6d内，锁销弹簧8置于锁销7中心沉孔7a内；锁滑套9安装于转子6中心，滑套9外花键9a与转子6内花键6b间隙配合，轴向可相对滑动；滑套9内孔圆锥面9b与曲轴中心的控制轴圆锥面配合(参见图18)；滑套压紧螺母10拧紧在控制轴端部的螺纹轴颈上，将滑套9内孔圆锥面9b与控制轴圆锥面压紧，传递扭矩；滑套压紧螺母10的圆柱面与转子花键孔端部的圆孔面6h间隙配合，滑套压紧螺母10的圆柱面上的环形密封槽10b可内安装环形密封圈；螺纹堵盖14在滑套压紧螺母10拧紧后，拧在盖板11中心螺纹孔11b上。

继续参考图16，所述曲轴减震器，其转子叶片端部与液压腔体内腔之间的配合以及转子圆台与液压腔体隔板端部之间的配合都为密封条密封配合，密封条簧片13置于转子6叶片端部密封槽6f和液压腔体4隔板4a端部密封槽4b内底部，密封条12置于密封槽槽口，密封条簧片13对密封条12施加推出力，使密封条12密封面12a与液压腔体内腔4的圆弧密封面4f和转子中心的圆柱体外圆面贴合密封。

图17为曲轴减震器的驱动原理图。结合图16，所述曲轴减震器的轮毂1平面的锁销沉孔1d和油槽1e的油压升高时，油压推动锁销沉孔1d内的锁销7，克服弹簧8弹力和液压力，回到转子6锁销孔6d内，将转子6与轮毂1解锁；解锁后，转子6在叶片两侧的油压差的作用下可以转动，从而带动曲轴中心的驱动轴转动；图17中实线箭头表示控制轴中心孔的液压油经过转子6的叶片一侧的油道6g驱动转子6顺时针转动；虚线箭头表示控制轴外的液压油经过转子6的叶片另一侧的油道6i驱动转子逆时针转动；当轮毂1锁销沉孔1d和油槽1e内的油压减小时，转子6在叶片两侧的油压差的作用下反向转动；当转子锁销孔6d内的锁销7对准轮毂1的锁销沉孔1d时，锁销7在油压和弹簧8弹力的共同作用下，进入轮毂1的锁销沉孔1d内，将转子6与轮毂1锁定。

图18为所述的曲轴减震器与曲轴前端的连接关系以及控制油道示意图。曲轴减震器通过轮毂中心螺纹孔与曲轴前端的螺纹轴固定连接，曲轴中心孔安装的空心控制轴与曲轴减震器中心的滑套通过滑套压紧螺母固定连接。曲轴轴颈有两个环油槽，油槽底部通过油孔连通曲轴中心孔，曲轴和空心控制轴与之间形成a、b两路油道，a油道连通滑套一侧，与转子叶片一侧的油道连通，压力油可以进入转子叶片一侧的油腔，推动叶片转动；同样，b油道连通转子叶片另一侧的油腔，压力油可以进入转子叶片另一侧的油腔，推动叶片反向转动。

图3所示的曲轴减震器的轮毂上设计有锁销沉孔1d和油槽1e，也可以将锁销沉孔1d和油槽1e设计在盖板上，而轮毂不设计锁销沉孔和油槽(相应的，转子上的锁销孔油槽也需要更改到锁销孔的另一端)。图19为锁销沉孔和油槽设计在盖板的盖板结构图。油槽1e连通锁销沉孔1d底部与盖板中心螺纹孔11b。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明的保护范围。