一种具有电阻式位置反馈的可变压缩比活塞的制作方法

1.本实用新型涉及内燃机技术领域，具体的说是一种具有电阻式位置反馈的可变压缩比活塞。


背景技术：

2.根据热力学相关知识，无论在哪种理论循环的条件下，热效率总与压缩比有关，压缩比的提高能够产生更高的热效率。但在内燃机设计过程中，压缩比过高会导致大负荷时氢气发动机、汽油机产生爆震，柴油机工作粗暴，所以为了兼顾全负荷，压缩比不能够设计太高，目前采用固定压缩比的设计是一种妥协的折中方案。如果发动机能够根据工况不同改变压缩比，低负荷时采用高压缩比，高负荷时采用低压缩比，对热效率的提高有很大的意义。活塞高度的改变，将影响燃烧室容积，直接改变内燃机压缩比。
3.目前存在的通过改变高度实现可变压缩比的活塞，在活塞高度改变过程中，不能够对当前活塞高度进行读取，不能够进行反馈控制，造成压缩比控制精度有限。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种具有电阻式位置反馈的可变压缩比活塞，在活塞的下部与上部之间，布置一种电阻式的位移传感器，在活塞上部进行运动时，将活塞上部的位移信号转换成电信号，同时将电信号传输给控制单元，实现对活塞高度的读取，进而实现对压缩比的控制，解决了不同工况下对内燃机采用的压缩比进行反馈控制的需求。
5.本实用新型技术方案结合附图说明如下：
6.一种具有电阻式位置反馈的可变压缩比活塞，包括活塞下部2、活塞上部3和传感器4；所述传感器4的上端与活塞上部3接触，下端与活塞下部2连接；所述传感器4与数据采集模块连接。
7.所述传感器4包括传感器上壳体12、传感器下壳体10、上压盘9、下压盘7、压敏电阻8和弹簧11；所述传感器上壳体12与活塞上部3接触；所述传感器下壳体10与活塞下部2固定连接；所述传感器上壳体12与传感器下壳体10滑动连接；所述上压盘9、下压盘7均设置在传感器下壳体10的腔体内；所述压敏电阻8放置在上压盘9、下压盘7之间；所述弹簧11的下端与上压盘9接触，上端与传感器上壳体12接触。
8.所述传感器4的传感器上壳体12通过弹簧11的预紧力压在活塞上部3的底面。
9.所述传感器下壳体10与活塞下部2螺纹连接。
10.所述下压盘7、上压盘9、传感器下壳体10、弹簧11、传感器上壳体12同轴安装。
11.所述弹簧11沿轴线设置。
12.所述传感器下壳体10的下部开有设置引线6的引线孔。
13.所述引线6一端与压敏电阻8连接，另一端与活塞销内部的数据采集模块连接。
14.所述上压盘9上设置有导向杆；所述导向杆穿过弹簧11。
15.所述压敏电阻8上的作用力由弹簧11提供。
16.本实用新型的有益效果为：
17.1)本新型解决了不同工况下对内燃机采用的压缩比进行反馈控制的需求；
18.2)本新型将感应元件布置在活塞的上部与下部之间，无需对活塞进行增加成本且影响强度结构性的改动；
19.3)本新型采用的感应元件皆为成熟产品，容易实现低成本、高可靠性的产品；
20.4)本新型中使用的感应元件以及引线在活塞的内部，布置紧凑；
21.5)本新型应用广泛，适用于氢气、汽油、柴油、天然气、液化石油气等多种燃料的发动机。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
23.图1为传感器的装配示意图；
24.图2为传感器与可变高度活塞的装配图；
25.图3为传感器的轴测图；
26.图4为传感器运动状态示意图。
27.图中：
28.1、驱动电机；2、活塞下部；3、活塞上部；4、传感器；5、传动机构；6、引线；7、下压盘；8、压敏电阻；9、上压盘；10、传感器下壳体；11、弹簧；12、传感器上壳体。
具体实施方式
29.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，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
30.参阅图1和图2，一种具有电阻式位置反馈的可变压缩比活塞，包括活塞下部2、活塞上部3和传感器4。
31.参阅图2，所述传感器4包括传感器上壳体12、传感器下壳体10、上压盘9、下压盘7、压敏电阻8和弹簧11；所述上压盘9、下压盘7均设置在传感器下壳体10的腔体内；所述压敏电阻8放置在上压盘9、下压盘7之间，并且共同放入传感器4的传感器下壳体10的腔体内，将弹簧11沿轴线装入，最后安装传感器4的传感器上壳体12。所述传感器上壳体12与传感器下壳体10滑动连接。
32.参阅图1和图2，本新型安装在可变压缩比内燃机的可变高度活塞中，其中传感器4的传感器下壳体10与活塞下部2螺纹连接，传感器4的传感器上壳体12接触到活塞上部3，传感器4下部的引线6通过活塞下部2的引线孔导出。所述引线6一端与压敏电阻8连接，另一端与活塞销内部的数据采集模块连接。所述上压盘9上设置有导向杆；所述导向杆穿过弹簧11。所述压敏电阻8上的作用力由弹簧11提供。所述传感器4的传感器上壳体12通过弹簧11
的预紧力压在活塞上部3的底面。
33.本实用新型的工作原理如下：
34.内燃机通过驱动电机1带动传动机构5进行运动，进而带动活塞上部3的在气缸轴线上的运动，进行压缩比的调节。如图3、图4所示，传感器4的传感器上壳体12与传感器下壳体10可以在一定范围内进行相对运动，传感器4内部具有弹簧11结构，弹簧11两端随着传感器4的上下两部分运动。在活塞上部3运动的过程中，弹簧11的长度随之进行变化，根据胡克定律f＝kx，弹簧11产生的弹力也随之改变，根据牛顿第三定律，作用在传感器4底部压敏电阻8上的作用力大小等于弹簧11产生的弹力，根据压敏电阻8的特性，其阻值与受到的作用力存在一定的函数关系r＝r1(f)，得到电阻值与位移之间的关系r＝r2(x)，计算出活塞的高度，进而实现对压缩比的反馈与控制。
35.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
37.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
38.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。