连杆机构、发动机以及车辆的制作方法

本实用新型涉及发动机技术领域，具体而言，涉及一种连杆机构、发动机以及车辆。

背景技术：

现有的发动机内通常设置有活塞、曲轴和连杆，连杆分别与活塞和曲轴连接，燃油燃烧产生的能量驱动活塞往返运动，活塞通过连杆带动曲轴连续旋转，从而输出动力。由于连杆的长度是固定的，因此发动机具有固定的压缩比。如果发动机的压缩比过高，汽车在高速运行时发动机容易发生爆震。为了避免爆震问题，通常发动机的压缩比设置的比较小，然而，这又会降低发动机的效率，汽车在低速运行时会增大油耗。在制造发动机时，通常会使用标准油品来标定压缩比。然而，不同地区或公司的燃油质量会有差异，发动机在使用不同的燃油时，表现出的性能和油耗会有很大差异。因此，压缩比固定的发动机在面对不同工况或不同的燃油时，不能达到性能与油耗的平衡。

技术实现要素：

本实用新型提供一种连杆机构、发动机以及车辆，以解决现有技术中的发动机压缩比不可调的问题。

为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种连杆机构，该连杆机构，包括：第一连杆，包括第一端和第二端；第二连杆，具有密闭的空腔，第一连杆的第一端可移动地伸入空腔内，第一连杆的第一端将空腔间隔成第一腔体和第二腔体；通道，通道分别与第一腔体和第二腔体连通，通道具有连通状态和断开状态。

进一步地，连通状态包括第一连通状态和第二连通状态，当通道处于第一连通状态时，第一腔体内的介质向第二腔体流动，以使第一连杆朝向第二连杆移动；当通道处于第二连通状态时，第二腔体内的介质向第一腔体流动，以使第一连杆朝向远离第二连杆的方向移动。

进一步地，连杆机构还包括：控制件，控制件用于控制通道的连通或断开。

进一步地，通道包括：第一通道和第二通道，第一通道分别与第一腔体和第二腔体连通以使第一腔体内的介质向第二腔体流动，第二通道分别与第一腔体和第二腔体连通以使第二腔体内的介质向第一腔体流动，当第一通道处于连通状态时，第二通道处于断开状态；当第二通道处于连通状态时，第一通道处于断开状态。

进一步地，控制件控制第一通道和第二通道的连通或断开，第一连杆具有容纳腔，控制件设置在容纳腔内，第一通道包括第一段和第二段，第一段的一端与第一腔体连通，第一段的另一端与容纳腔连通，第二段的一端与容纳腔连通，第二段的另一端与第二腔体连通；第二通道包括第三段和第四段，第三段的一端与第一腔体连通，第三段的另一端与容纳腔连通，第四段的一端与容纳腔连通，第四段的另一端与第二腔体连通。

进一步地，控制件可移动地设置在容纳腔内，控制件上设置有第三通道，控制件在容纳腔内具有将第三通道与第一段和第二段连通的第一位置、将第三通道与第三段和第四段连通的第二位置、以及将第三通道与第一通道和第二通道均断开的第三位置。

进一步地，控制件为导磁材料，连杆机构还包括：电磁线圈，通过电磁线圈产生的磁场控制控制件在容纳腔内移动；弹性件，设置在容纳腔内，且弹性件的一端与容纳腔的内壁抵接，弹性件的另一端与控制件抵接，弹性件与电磁线圈配合以将控制件移动至第一位置、第二位置或第三位置。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种发动机，包括连杆机构、曲轴和活塞，连杆机构为上述提供的连杆机构，连杆机构的一端与活塞连接，连杆机构的另一端与曲轴连接。

进一步地，发动机还包括：曲轴支座，曲轴设置在曲轴支座上；相互电连接的第一滑环和第二滑环，第一滑环设置在曲轴支座上，第二滑环设置在连杆机构上，连杆机构上的电磁线圈与第二滑环电连接。

根据本实用新型的又一方面，提供了一种车辆，包括发动机，发动机为上述提供的发动机。

应用本实用新型的技术方案，当连杆机构的通道处于连通状态时，可以通过油液在空腔内的流动使第一腔体和第二腔体内的油液量发生变化，进而可以控制第一连杆相对第二连杆的伸长量。具体的，油液在流动时，第一连杆的第一端在第二连杆的空腔内移动，从而实现连杆机构的整体长度的改变。当通道处于断开状态时，油液不发生流动，连杆机构的整体长度不变。因此，将本实用新型提供的连杆机构应用于发动机中，能够解决现有技术中的发动机压缩比不可调的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型提供的连杆机构的结构示意图；

图2示出了本实用新型提供的发动机的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一连杆；20、第二连杆；21、第一腔体；22、第二腔体；30、控制件；31、第三通道；40、第一通道；41、第一段；42、第二段；50、第二通道；51、第三段；52、第四段；60、弹性件；70、单向阀；100、连杆机构；200、曲轴；300、曲轴支座；400、第一滑环；500、第二滑环。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1所示，本实用新型的实施例提供一种连杆机构，包括第一连杆10、第二连杆20和通道。其中，第一连杆10包括第一端和第二端。第二连杆20具有密闭的空腔，第一连杆10的第一端可移动地伸入空腔内，第一连杆10的第一端将空腔间隔成第一腔体21和第二腔体22。通道分别与第一腔体21和第二腔体22连通，通道具有连通状态和断开状态。在第一腔体21和第二腔体22内设置有介质，可以使用油液作为介质。当通道处于连通状态时，第一腔体21和第二腔体22内的油液可以发生流动，当通道处于断开状态时，第一腔体21和第二腔体22内的油液不流动。

应用本实施例提供的连杆机构，当通道处于连通状态时，可以通过油液在空腔内的流动控制第一腔体21和第二腔体22内的油液量发生变化。油液在流动的同时，第一连杆10的第一端在第二连杆20的空腔内发生移动，从而实现连杆机构的整体长度的改变。当通道处于断开状态时，油液不发生流动，连杆机构的整体长度不变。在本实施例中，第二连杆20的空腔是密闭的，空腔内的油液可以不流动到第二连杆20的外部，通过第一腔体21和第二腔体22内的油液相对流动就可实现连杆机构的长度调节。此种结构设置，无需额外设置液压驱动装置，简化了设备的结构，降低设备的制造成本。

将此连杆机构应用于发动机，可以通过控制连杆机构的长度的伸长或缩短，调节发动机的压缩比。当发动机处于高速运行时，通过缩短连杆机构的长度降低压缩比，可以避免发动机出现爆震问题；当发动机处于低速运行时，通过伸长连杆机构的长度提高压缩比，可以提高功率输出并降低油耗。当使用不同质量的燃油时，也可以通过调节压缩比提高发动机的性能并降低油耗。因此，应用本实施例提供的连杆机构，可使发动机在面对不同工况或不同的燃油时，达到性能与油耗的平衡，并且能够避免爆震问题，延长发动机的使用寿命。

具体地，通道的连通状态包括第一连通状态和第二连通状态。如图1所示，当通道处于第一连通状态时，第一腔体21内的油液向第二腔体22流动，此时第一连杆10的第一端在第二连杆20的空腔内由上向下移动，以使第一连杆10朝向第二连杆20移动，从而使连杆机构的长度缩短。当通道处于第二连通状态时，第二腔体22内的油液向第一腔体21流动，此时第一连杆10的第一端在第二连杆20的空腔内由下向上移动，以使第一连杆10朝向远离第二连杆20的方向移动，从而使连杆机构的长度伸长。当通道处于断开状态时，油液不发生流动，连杆机构的长度不变。通过使连杆机构的通道处于第一连通状态、第二连通状态或断开状态，可以实现连杆机构的长度调节。

进一步地，连杆机构还包括控制件30，控制件30用于控制通道的连通或断开。控制件30可以控制通道处于连通状态或处于断开状态。当通道处于连通状态时，控制件30还可以控制通道处于第一连通状态或第二连通状态。通过控制件30对通道的工作状态进行控制，以使空腔内的油液流动或不流动，从而实现连杆机构的长度调节。

具体地，通道包括第一通道40和第二通道50。其中，第一通道40分别与第一腔体21和第二腔体22连通，以使第一腔体21内的油液向第二腔体22流动。第二通道50分别与第一腔体21和第二腔体22连通，以使第二腔体22内的油液向第一腔体21流动。当第一通道40处于连通状态时，第二通道50处于断开状态；当第二通道50处于连通状态时，第一通道40处于断开状态。而且，第一通道40和第二通道50还可以同时处于断开状态，此时空腔内的油液不流动。通过设置第一通道40和第二通道50，并且通过控制件30控制第一通道40和第二通道50的工作状态，能够实现油液朝不同的方向流动或不流动，从而实现连杆机构的长度调节。

进一步地，控制件30控制第一通道40和第二通道50的连通或断开。第一连杆10具有容纳腔，控制件30设置在容纳腔内。第一通道40包括第一段41和第二段42，其中，第一段41的一端与第一腔体21连通，第一段41的另一端与容纳腔连通，第二段42的一端与容纳腔连通，第二段42的另一端与第二腔体22连通。如此设置，可通过控制件30在容纳腔内的移动实现第一段41和第二段42的连通或断开，从而实现第一通道40的连通或断开。第二通道50包括第三段51和第四段52，其中，第三段51的一端与第一腔体21连通，第三段51的另一端与容纳腔连通，第四段52的一端与容纳腔连通，第四段52的另一端与第二腔体22连通。如此设置，可通过控制件30在容纳腔内的移动实现第三段51和第四段52的连通或断开，从而实现第二通道50的连通或断开。

在本实施例中，控制件30可移动地设置在容纳腔内，控制件30上设置有第三通道31。并且，控制件30在容纳腔内具有将第三通道31与第一段41和第二段42连通的第一位置、将第三通道31与第三段51和第四段52连通的第二位置、以及将第三通道31与第一通道40和第二通道50均断开的第三位置。通过在控制件30上设置第三通道31，并通过控制件30的移动带动第三通道31移动，从而实现第一通道40和第二通道50的连通或断开。其中，当控制件30处于第一位置时，通道处于第一连通状态，此时可以缩短连杆机构的长度；当控制件30处于第二位置时，通道处于第二连通状态，此时可以伸长连杆机构的长度；当控制件30处于第三位置时，通道处于断开状态，此时连杆机构的长度不变。如此设置能够灵活实现通道不同状态的切换，从而能够方便连杆机构的长度调节。

为了实现控制件30的移动，在本实施例中，将控制件30设置为导磁材料。连杆机构还包括电磁线圈，通过电磁线圈产生的磁场控制控制件30在容纳腔内移动。电磁线圈可以设置在第一连杆10上，也可以设置在第二连杆20上。具体地，电磁线圈设置在第二连杆20的空腔的外壁上。如此设置能够通过磁场控制控制件30在第一连杆10的容纳腔内移动。此种控制方式能够使控制件30精确地移动到需要的位置，提高控制件30移动的准确性和灵活性。

而且，连杆机构还包括弹性件60，弹性件60设置在容纳腔内，且弹性件60的一端与容纳腔的内壁抵接，弹性件60的另一端与控制件30抵接。弹性件60与电磁线圈配合以将控制件30移动至第一位置、第二位置或第三位置。当电磁线圈通电时，产生的磁场对控制件30施加作用力，通过电流的变化可实现作用力的变化。电磁线圈的作用力与弹性件60的作用力共同作用，可使控制件30移动到并且保持在第一位置或第二位置。当电磁线圈断电时，在弹性件60的作用下控制件30可移动到并且保持在第三位置。通过电磁线圈与弹性件60的配合，可以精确地将控制件30移动到需要的位置。而且，在第三位置时电磁线圈可以断电，从而能够节约电能。第三位置也可以理解为不需要油液流动时控制件30的复位位置，通过电磁线圈断电和弹性件60的作用力使控制件30保持在复位位置。弹性件60可以设置为弹簧，以降低装置的制造成本。

进一步地，连杆机构还包括单向阀70，单向阀70可以设置在第一通道40上，也可以设置在第二通道50上。通过在第一通道40上设置单向阀70，能够在第一通道40处于连通状态时，油液只能从第一腔体21向第二腔体22内流动。通过在第二通道50上设置单向阀70，能够在第二通道50处于连通状态时，油液只能从第二腔体22向第一腔体21内流动。通过设置单向阀70能够以简单的结构控制油液的流动方向。

本实用新型的另一实施例提供一种发动机，发动机包括连杆机构100、曲轴200和活塞，其中，连杆机构100为上述实施例提供的连杆机构100。连杆机构100的一端与活塞连接，连杆机构100的另一端与曲轴200连接。具体地，如图2所示，连杆机构100中的第一连杆10的第二端与活塞连接，连杆机构100中的第二连杆20与曲轴200连接。应用本实施例提供的发动机，能够通过调节连杆机构100的长度调节发动机的压缩比。因此该发动机在面对不同工况或不同的燃油时，能够达到性能与油耗的平衡，并且能够避免爆震问题，延长发动机的使用寿命。

发动机在运转过程中，循环往返的活塞通过连杆机构100的传递作用实现曲轴200的连续旋转。如图1和图2所示，当需要降低发动机的压缩比时，使通道处于第一连通状态，发动机的活塞在向下运动的过程中会向连杆机构100施加压力，在压力的作用下，第一腔体21内的油液部分地流动到第二腔体22内，连杆机构100的长度缩短。活塞每往返运动一次，连杆机构100的长度缩短一次，发动机的压缩比降低一次，当发动机的压缩比达到期望的值时，使通道处于断开状态，油液不再发生流动，从而使发动机保持降低后的固定的压缩比。相应地，当需要提高发动机的压缩比时，使通道处于第二连通状态，发动机的活塞在向上运动的过程中会向连杆机构100施加拉力，在拉力的作用下，第二腔体22内的油液部分地流动到第一腔体21内，连杆机构100的长度伸长。活塞每往返运动一次，连杆机构100的长度伸长一次，发动机的压缩比提高一次，当发动机的压缩比达到期望的值时，使通道处于断开状态，油液不再发生流动，从而使发动机保持提高后的固定的压缩比。如此设置，不需要额外的液压驱动装置就能够实现连杆机构100的长度调节，从而能够简化设备结构，降低制造成本。并且，通过多次调节连杆机构100的长度，使发动机压缩比的提高或降低平缓地进行，能够避免因压缩比的剧烈变化而损害零部件。

进一步地，发动机还包括曲轴支座300和相互电连接的第一滑环400和第二滑环500。其中，曲轴200设置在曲轴支座300上。第一滑环400设置在曲轴支座300上，第二滑环500设置在连杆机构100上，连杆机构100上的电磁线圈与第二滑环500电连接。第一滑环400和第二滑环500用于将电流或信号传递给电磁线圈，从而控制控制件30的移动。通过设置电连接的第一滑环400和第二滑环500，并与电磁线圈形成供电通路，能够在发动机运转过程中对电磁线圈供电，从而保证控制件30的移动。发动机还包括电源控制装置，电源控制装置与第一滑环400电连接，电源控制装置用于提供并控制电磁线圈内的电流。

具体地，在本实施例中，第一滑环400包括两个滑环。发动机的活塞和连杆机构100都可以设置为多个，一个活塞与一个连杆机构100对应设置。每个连杆机构100上均设置有第二滑环500，每个第二滑环500包括两个滑环。通过设置多个滑环，并与电磁线圈形成导电通路，可以产生磁场以控制控制件30的移动。

此外，发动机还包括位移检测装置。位移检测装置用于检测第一连杆10相对于第二连杆20的位移变化量。通过控制件30使连杆机构100的通道连通，当检测到的连杆机构100伸长或压缩的长度达到需要的值时，控制件30再使连杆机构100的通道断开。通过位移检测装置和控制件30共同作用，可以控制连杆机构100的伸缩达到预定的长度，从而使发动机的压缩比达到期望值。

本实用新型的又一实施例提供一种车辆，车辆包括发动机，其中，发动机为上述实施例提供的发动机。由于该车辆的发动机的压缩比可以调节，因此该车辆在面对不同工况或不同的燃油时，能够达到性能与油耗的平衡，从而能够节约能源并延长车辆的使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。