压缩比可变机构及其工作方法与流程

本发明涉及发动机技术领域，尤其是一种压缩比可变机构。

背景技术：

目前较多的发动机燃烧室压缩比是不可变的，无法解决油耗与爆震之间的矛盾。

现有技术的压缩比可变机构，通过复杂的液压活塞和推杆驱动偏心轮来改变连杆长度以改变压缩比，但其结构过于复杂，制造成本高，难以控制。

导致虽然现有技术中发动机燃烧室压缩比是可变的，但结构复杂，成本很高，可靠性差，方案实施困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种压缩比可变机构，能够根据发动机运行工况切换压缩比，从而提高发动机热效率，达到节能减排的目的。本发明采用的技术方案是：

一种压缩比可变机构，包括：

连杆，所述连杆的两端分别为第一端和第二端；连杆的第一端用于连接活塞，且该第一端内设有圆形的空腔；

偏心部件，设置于所述连杆第一端的空腔内，并能够周向转动；偏心部件和连杆第一端共同通过活塞销连接活塞；通过所述偏心部件转动，改变活塞销中心到连杆第二端中心的长度，从而改变活塞上止点的位置，达到改变压缩比的目的；

设置于连杆第一端的第一液压腔和第二液压腔；第一液压腔和第二液压腔内分别设有一个偏心部件锁止单元；

所述偏心部件包括与圆形的空腔相配合的偏心销孔环体，所述偏心销孔环体的外壁上相间隔一角度设有两个与所述偏心部件锁止单元相配合的锁止孔；

所述连杆内分别设有与第一液压腔连通的第一油道，与第二液压腔连通的第二油道。

具体地，所述偏心部件锁止单元包括锁止件和弹性元件；锁止件的一端伸入液压腔与圆形空腔相连的孔中；弹性元件设置在液压腔顶部与锁止件另一端之间；锁止件的另一端与液压腔内壁偶件配合。

更优地，在液压腔内，还设有用于对所述锁止件进行限位的限位件，所述限位件位于锁止件另一端与液压腔底部之间。

更优地，所述偏心销孔环体的外壁周面上设有导向槽；所述两个锁止孔分别位于导向槽的两端槽底；锁止件一端对准所述导向槽设置。

进一步地，所述油道包括相连通的竖向油道单元和斜向油道单元，竖向油道单元一端通向连杆的第二端，另一端与斜向油道单元一端相接，斜向油道单元的另一端与液压腔侧壁的底部相连通。

进一步地，两个液压腔沿连杆第一端外圆间隔一个角度设置；所述两个锁止孔的间隔角度大于两个液压腔沿连杆第一端外圆的间隔角度。

更优地，锁止件在复位状态时，锁止件一端插入连杆一端内圆一个凸出量s。

进一步地，锁止件采用锁止销或锁止活塞。

进一步地，所述限位件采用弹性限位件。

进一步地，所述的压缩比可变机构还包括控制模块，用于控制所述第一油道的充油或泄油，控制所述第二油道的充油或泄油。

进一步地，偏心部件采用偏心轮。

本发明的优点在于：

1）整体结构简单，对现有发动机改动较小，实现的成本低；

2）机构能够根据发动机的实际运行工况需要，实现高低压缩比的灵活切换，提高了发动机的热效率，不仅改善了发动机动力输出，而且达到节能减排的目的。

附图说明

图1为本发明的高压缩比状态结构示意图。

图2为本发明的低压缩比状态结构示意图。

图3为本发明的连杆上油道布置示意图。

图4为本发明的锁止件复位状态示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明提供的一种压缩比可变机构，包括：活塞1、连杆2、活塞销3、偏心部件4、偏心部件锁止单元、弹性挡圈8，以及一个控制模块；

所述连杆2的两端分别为第一端和第二端；其中第一端俗称为小头端，用于连接活塞1，且该第一端内设有圆形的空腔201；连杆的第二端俗称为大头端，用于连接曲轴；

所述偏心部件4本实施例中采用的是一个偏心轮；该偏心轮具有与圆形的空腔201相配合的偏心销孔环体；因此当设置于所述连杆第一端的空腔201内，就能够周向转动；偏心轮和连杆2第一端共同通过活塞销3连接活塞1；通过所述偏心部件转动，改变活塞销中心到连杆第二端中心的长度，从而改变活塞上止点的位置，即改变压缩余隙的高度，达到改变压缩比的目的；

在连杆的第一端，还分别设有第一液压腔c1和第二液压腔c2；第一液压腔c1和第二液压腔c2内分别设有一个偏心部件锁止单元；两个液压腔c1、c2沿连杆2第一端外圆间隔一个角度设置；

所述偏心销孔环体的外壁上相间隔一角度设有两个与所述偏心部件锁止单元相配合的锁止孔l、h；所述两个锁止孔l、h的间隔角度大于两个液压腔c1、c2沿连杆2第一端外圆的间隔角度。锁止孔l为第一锁止孔，锁止孔h为第二锁止孔；

所述连杆2内分别设有与第一液压腔c1连通的第一油道a，与第二液压腔c2连通的第二油道b；第一油道a或第二油道b分别包括相连通的竖向油道单元和斜向油道单元，竖向油道单元一端通向连杆2的第二端，另一端与斜向油道单元一端相接，斜向油道单元的另一端与液压腔侧壁的底部相连通。

所述偏心部件锁止单元包括锁止件6和弹性元件7；其中锁止件6可采用锁止销或锁止活塞，弹性元件7可采用弹簧；锁止件6的一端伸入液压腔与圆形空腔201相连的孔中；弹簧7设置在液压腔顶部与锁止件6另一端之间；锁止件6的另一端与液压腔内壁偶件配合。锁止件6可以沿液压腔的腔壁滑动，当油道内充油时，锁止件6在液压油的压力下可以插入偏心部件4外壁上的锁止孔内，从而将偏心部件和连杆第一端锁止。

作为本发明的一种优选技术方案，在液压腔内，还设有用于对所述锁止件6进行限位的弹性挡圈8，所述弹性挡圈8位于锁止件6另一端与液压腔底部之间，并嵌入液压腔侧壁的装配槽内。在弹簧弹力作用下，当锁止件6从锁止孔复位时，能够被弹性挡圈8所抵挡进行限位，防止锁止件6一端从液压腔与圆形空腔201相连的孔中脱出；弹性挡圈8还可以对复位的锁止件起到缓冲作用；在其它的实施例中，弹性挡圈8也可以采用弹性金属片代替，弹性金属片有孔或与液压腔内壁间存在间隙能够供液压油通过即可。

作为本发明的一种优选技术方案，所述偏心销孔环体的外壁周面上设有导向槽k；所述两个锁止孔l、h分别位于导向槽k的两端槽底；锁止件6对准所述导向槽k设置。

控制模块用于控制所述第一油道a的充油或泄油，控制所述第二油道b的充油或泄油。

图1所示偏心部件4所处状态对应为机构高压缩比状态，当监测到爆震信号时，机构需要由高压缩比状态（图1所示）切换到低压缩比状态（图2所示）；第二油道b断开并泄油，第二液压腔c2压力减小，第二液压腔c2中的锁止件6在弹性元件7弹力的作用下从第二锁止孔h复位，偏心部件4在爆发压力作用下沿连杆2第一端的内圆转动；同时，第一液压腔c1与第一油道a联通，并建立压力，第一液压腔c1压力增大，推动第一液压腔c1中的锁止件插入第一锁止孔l内，锁止偏心部件4，机构由高压缩比状态（图1所示）切换到低压缩比状态；

图2所示偏心部件4所处状态对应为机构低压缩比状态，当发动机处于启动或中低负荷工况时，机构可以由低压缩比状态（图2所示）切换到高压缩比状态（图1所示），第一油道a断开并泄油，第一液压腔c1压力减小，第一液压腔c1中的锁止件在弹性元件弹力的作用下从第一锁止孔l复位，偏心部件4在惯性力作用下沿连杆2第一端的内圆反向转动；同时，第二液压腔c2与第二油道b联通，并建立压力，第二液压腔c2压力增大，推动第二液压腔c2中的锁止件插入第二锁止孔h内，锁止偏心部件4，机构由低压缩比状态（图2所示）切换到高压缩比状态。

在机构进行高低压缩比状态切换时，偏心部件4在爆发力或惯性力的作用下在连杆2第一端内转动，为保持偏心轮转动工作的稳定性和可靠性，锁止件6在复位状态时，锁止件6一端会插入连杆2一端内圆一个凸出量s。s可取1mm～5mm。从而锁止件6一端端头会处于导向槽k内。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。