一种摆线针轮传动的可变压缩比活塞的制作方法

本发明涉及一种汽车发动机组件，更具体的说是一种摆线针轮传动的可变压缩比活塞。

背景技术：

可变压缩比技术主要是针对增压发动机的一种技术。固定的压缩比不能发挥发动机的性能，事实上在小负荷，低转速运转时，发动机的热效率低，相应的综合效率差，这时可用较大的压缩比；而在大转速，高负荷的情况下，若压缩比过高则很容易发生爆燃，并产生很大的热负荷，这时可以用较小的压缩比。随着负荷的变化，连续的调节压缩比，可以最大限度的发掘发动机的潜力，使其在整个工况内有效的提高热效率，进而提高发动机的综合性能。

可变压缩比的目的在于提高增压发动机的燃油经济性。在增压发动机中，为了防止爆燃其压缩比低于自然吸气发动机。在增压压力低时热效率降低，使燃油经济性下降。特别是在增压发动机中，由于增压度上升缓慢，在低压缩比条件下转矩上升也很缓慢，形成所谓的增压滞后现象。也就是说发动机在低转速时，增压作用之后，要等到发动机加速到一定转速之后增压系统才起到作用，为了解决这个问题，可变压缩比是重要的方法就是说在增压压力低的低负荷工况下使压缩比提高到与自然吸气式发动机压缩比相同或超过；另一方面，在高增压的高负荷工况下适当的降低压缩比。换言之，随着负荷的变化连续调节压缩比，以便能够从低负荷到高负荷的整个工况范围内有效提高热效率。

只是，这项潜力无穷的技术，也面临着不低于转子发动机的难题。要控制压缩比就需要更复杂的结构，这在一定程度上反而会增加发动机体积，同时加工难度变大。除此之外，磨损、控制精度、密封性等问题都是非常棘手的。

技术实现要素：

对于上述存在的技术上的问题，本发明提出了一种摆线针轮传动的可变压缩比活塞，结构简单，工作可靠，研发成本小、对发动机整体改动小，更具体的说，本发明通过电机转动，经摆线针轮结构的减速作用后，由摆线轮上的偏心圆轮结构推动活塞上体上的挡块，来改变活塞上体与活塞下体间的相对位置，从而实现发动机压缩比的变化。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种摆线针轮传动的可变压缩比活塞，包括活塞上体、活塞下体、摆线轮、针齿轮、电机、拉伸弹簧等，其特征在于：

电机横向布置在活塞下体的电机座上，并用电机盖固定；摆线轮的圆形凸台放置在针齿轮的圆形孔内，并与针齿轮的圆形孔内切，然后将摆线轮的变态摆线恰好与针齿轮的其中一个圆形短销相切，构成摆线针轮机构；将摆线针轮机构通过针齿轮的圆孔安装在电机左、右转子上；活塞上体放置在活塞下体上，使得活塞上体的挡块恰好处于两导向板内，摆线轮的偏心圆轮外表面与挡块线接触，并用拉伸弹簧将活塞上体与活塞下体相互连接。

所述的针齿轮底部为圆柱形底座，底座上部边缘均匀分布奇数个圆形短销的针齿结构，底座上部铸有圆形凸台，底座的中心钻有一个圆孔用于与电机转子的固定，圆孔的圆心与圆形凸台的圆心偏离一段距离。

所述的摆线轮上部外齿轮齿廓为变态摆线，变态摆线是与圆形短销内切的圆弧构成，个数比针齿轮上的针齿少一个至两个，摆线轮的底座是与外齿轮轮廓偏心的圆轮，在外齿轮中心钻有一个圆孔，孔钻至底座上表面，且刚好与针齿轮的圆形凸台内切。

所述的活塞上体分断面处向下开有一个大的空腔，紧贴空腔内壁的是左、右对称的长方体挡块。

所述的活塞下体是分断面开有与活塞上体对应的空腔，空腔的底面中心处铸有长方体电机座，在电机座上方开有半圆形凹槽，在电机座上表面左、右对边各有两个卡扣，在长方体电机座的四个交点处各自铸有矩形导向板，两导向板的横向距离等于两挡块间的距离，两导向板的纵向距离等于挡块的长度。

与目前现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

(1)本发明所述的一种摆线针轮传动的可变压缩比活塞,通过在活塞内加装电机的方式，发动机整体改动小，成本低，经济性好。

(2)本发明所述的一种摆线针轮传动的可变压缩比活塞,由摆线针轮结构进行动力传输，传动比范围大，传动效率高，并具有较大的过载能力和承受较强的冲击性能，可靠性能好。

(3)本发明所述的一种摆线针轮传动的可变压缩比活塞,通过摆线轮上的偏心圆结构推动活塞上体的挡块上下运动，工作平稳，压缩比变换无冲击。

附图说明

图1是活塞组件处于低压缩比时的主剖视图。

图2是图1活塞组件的主剖视图的B-B投影视图。

图3是图1活塞组件的主剖视图的F-F投影视图。

图4是活塞组件处于高压缩比时的主剖视图。

图5是图4活塞组件的主剖视图的B-B投影视图。

图6是针齿轮零件结构的主视图。

图7是针齿轮零件结构主视图的A-A投影视图。

图8是摆线轮零件结构的主视图。

图9是摆线轮零件结构主视图的A-A投影视图。

图10是活塞上体零件主视图。

图11是活塞上体零件主视图的A-A投影视图。

图12是活塞下体零件的主视图。

图13是活塞下体零件主视图的A-A投影视图。

附图标记说明：

1-活塞上体，2-摆线轮，3-针齿轮，4-拉伸弹簧，5-电机盖，6-电机，7-活塞下体。

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。

参阅图6、图7，针齿轮3下部为圆柱形底座，底座上部外缘边均匀分布着奇数个圆形短销的针齿结构，在底座上铸有圆形凸台，底座中间钻有一圆孔，圆孔的圆心与圆形凸台的圆心偏移一段距离。

参阅图8、图9，摆线轮2上部外齿轮齿廓为变态摆线，变态摆线是与圆形短销内切的圆弧构成，个数比针齿轮3上的针齿少一个至两个，摆线轮2的底座是与外齿轮轮廓偏心的圆轮，在外齿轮中心钻有一个圆孔，圆孔钻至底座上表面，且装配时刚好与针齿轮3的圆形凸台内切。

参阅图10、图11，活塞上体1分断面的边缘均匀分布四个圆孔，圆孔内连有一圆柱形短棒，活塞上体1分断面中心向内开有一个大的内腔，紧贴内腔壁面铸有左右对称的长方体挡块。

参阅图12、图13，活塞下体7分断面的边缘各钻有与活塞上体1对应且圆孔，圆孔内亦连有同样的圆柱形短棒，在活塞下体7分断面处开有与活塞上体1对应的内腔，内腔底面中心是长方体电机座，电机座上部开有一个半圆槽用于电机6的横向布置，在电机座的两长边各有两个卡扣用于电机盖5的固定，在电机座的四个对角点各自铸有一矩形导向板，导向板间的横向距离等于两挡块间的距离，导向板间的纵向距离等于挡块的长度。

电机6为双头式步进电机，有自锁性，由信号发射器、单片机、驱动装置构成，可实现电机6正反转、停转控制。

参阅图1、图2、图3，电机6横向放置在活塞下体7的电机座上，并用电机盖5固定电机6；将针齿轮3的圆柱形凸台放置在摆线轮2的圆孔内，并使其相切，然后让针齿轮3上其中的一个圆形短销刚好与摆线轮2上的变态摆线内切，构成摆线针轮结构；将摆线针轮结构通过针齿轮3上的圆孔固定在电机6的左、右转子上；将活塞上体1放置在活塞下体7上，使得活塞上体1的挡块恰好处于两个导向板之间，并使得摆线轮2上的偏心圆轮外表面与挡块线接触，然后用四个拉伸弹簧4将活塞上体1与活塞下体7拉紧，拉伸弹簧4一直处于拉伸状态，且在活塞上体1与活塞下体7间没有相对距离的时候能保证在拉伸弹簧4的作用下，活塞剧烈往复运动不会使活塞上体1与活塞下体7相互分离。

参阅图4、图5，当发动机需要高压缩比时，电机6正向转动，电机6输出的扭矩经摆线针轮机构的减速增扭后，使得摆线轮2上的偏心圆轮相对于电机6转子轴线向上偏心旋转，由于偏心圆轮在拉伸弹簧4的拉力下一直与活塞上体1的挡块线接触，所以，在活塞下体7导向板的导向作用下，摆线轮2上的偏心圆轮推动着挡块使活塞上体1相对活塞下体7向上缓移，拉伸弹簧4长度变长，拉力增大，发动机压缩比升高。

参阅图1、图2、图3，同样的，当发动机需要低压缩比时，电机6反向转动，摆线轮2上的偏心圆轮相对于电机6转子轴线向下偏心旋转，在拉伸弹簧4的拉力下，挡块向下移动，发动机压缩比降低。

当发动机不再改变压缩比时，电机6停止转动，并自锁，由于摆线针轮结构有较大的过载能力和承受较强的冲击性能，能使活塞在剧烈运动时，挡块作用在摆线轮2上的冲击力被分散在针齿轮3上的各个圆形短销上，电机6转子承受的冲击力很小。

以上为对附图做出的式例性描述，显然本发明的具体实现并不受上述事例的限制，只要采用本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其他场合，均在本发明的保护范围内。