一种可变压缩比机构、发动机及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及汽车发动机技术领域，具体涉及一种可变压缩比机构、发动机及车辆。


背景技术：

2.对于发动机压缩比而言，在低负荷时，应使压缩比较大，以提高发动机热效率，而获得较低的油耗，而在高负荷时，则应使压缩比较小，以用于抑制爆震。
3.cn209195555u中公开了一种冲程可变的可变压缩比机构，该冲程可变的可变压缩比机构受控于发动机控制单元，以进行发动机活塞冲程及压缩比的调节，且其包括滑动设于发动机缸体中的活塞，转动设于发动机缸体中的曲轴和具有调节偏心轮的偏心轴，以及转动设于曲轴的曲柄上的调节连杆，铰接于调节连杆的一端与活塞之间的执行连杆，和铰接于调节连杆的另一端的驱动连杆；还包括摆动连杆，转动设于发动机缸体中的具有控制偏心轮的控制轴，以及随动连杆和偏心轴驱动装置。该冲程可变的可变压缩比机构能够实现对压缩比及活塞冲程进行调节，而可提升发动机的性能。然而，该机构的执行连杆与调节连杆之间存在一个旋转副，驱动连杆与调节连杆也存在一个旋转副，驱动连杆与摆动连杆也存在一个旋转副。在发动机工作过程中，旋转副、旋转副这两个旋转副始终以相对高转速、且以一定角度地的相互摩擦，但是这两个旋转副摩擦产生的热属于无用功，因此会降低发动机的输出功率，而且也会在一定程度上增加发动机的油耗。
4.cn215444235u公开了一种可变压缩比发动机的控制轴、可变压缩比发动机，包括控制轴主体，所述控制轴主体包括主轴颈、轴颈臂和偏心轴颈，在控制轴的轴向上主轴颈和偏心轴颈交替设置，任意相邻的主轴颈与偏心轴颈之间设有一个轴颈臂；还包括力矩补偿弹簧，力矩补偿弹簧的一端定位于所述控制轴主体上，另一端用于定位于气缸体上。同样的，该摇臂总成与下连杆之间的旋转副，下连杆与偏心轴颈之间的旋转副，这个旋转副摩擦产生的热也属于无用功，会降低发动机的输出功率，而且也会在一定程度上增加发动机的油耗。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种可变压缩比机构、发动机及车辆，以改变发动机的压缩比的同时，尽可能减少旋转副数量，从而减少无用的摩擦能量损耗，提高发动机的燃油经济性。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种可变压缩比机构，包括曲轴、活塞连杆和活塞，所述活塞连杆的一端连接所述曲轴的曲柄销，另一端连接所述活塞，所述曲轴的前端轴和后端轴上套装有偏心轮，所述偏心轮通过调节摇杆与连杆转动连接，所述连杆转动连接有曲柄，所述曲柄连接有电机，通过电机控制曲柄的旋转角度，从而控制偏心轮的旋转角度，在偏心轮的偏心作用下，改变活塞的移动距离，进而实现对发动机压缩比的调节。
8.根据上述技术手段，通过设置调节摇杆、连杆、曲柄和电机（机架）作为四连杆机构，并与设在曲轴的前端轴和后端轴上的偏心轮配合，从而通过电机控制曲柄的旋转角度来控制偏心轮的旋转角度，进而在偏心轮的偏心作用下，改变活塞的移动距离，进而即可实现对发动机压缩比的调节，相对于现有在曲轴和活塞之间设置多个旋转副而言，本技术只保留了活塞连杆与曲柄臂之间的旋转副，从而在发动机工作过程中，不会额外增加做无用功的旋转副，有效减少了无用的摩擦能量损耗，进而提高了发动机的燃油经济性，同时，由于零部件数量减少，进而在实现调节发动机压缩比的前提下，有效降低了发动机的重量。
9.优选的，所述偏心轮在靠近端部的侧壁上设有所述调节摇杆，所述偏心轮与所述调节摇杆为一体成型。
10.通过将偏心轮和调节摇杆设成一体成型，有效保证了机构性能的可靠性，且具有加工工艺简单的优点。
11.优选的，所述偏心轮外套装有支撑座。
12.通过在偏心轮上套装支撑座，用于实现对偏心轮的支撑。
13.优选的，偏心轮上设有用于套装前端轴或后端轴的曲轴安装孔，支撑座上设有用于套装偏心轮的偏心轮安装孔。
14.优选的，所述连杆的一端通过旋转轴与所述调节摇杆转动连接，另一端通过旋转轴与曲柄转动连接，所述曲柄与电机的旋转轴固定连接。
15.优选的，所述曲轴还包括在前端轴和后端轴之间轴向设置有多个主轴颈，相邻两个主轴颈之间设有所述曲柄销，所述主轴颈和所述曲柄销通过曲柄臂相连。
16.优选的，所述主轴颈的数量为五个，所述曲柄销的数量为六个，所述主轴颈、曲柄销和曲柄臂均以中间的一个主轴颈为中心呈对称布置。
17.本实用新型还提供一种发动机，包括本实用新型所述的可变压缩比机构，所述曲轴设于发动机缸体中，所述支撑座和所述电机固定在发动机缸体上。
18.本实用新型还提供一种车辆，包括所述的发动机。
19.本实用新型的有益效果：
20.通过设置调节摇杆、连杆、曲柄和电机（机架）作为四连杆机构，并与设在曲轴的前端轴和后端轴上的偏心轮配合，从而通过电机控制曲柄的旋转角度来控制偏心轮的旋转角度，进而在偏心轮的偏心作用下，改变活塞的移动距离，进而即可实现对发动机压缩比的调节；相对于现有在曲轴和活塞之间设置多个旋转副而言，本技术只保留了活塞连杆与曲柄臂之间的旋转副，在发动机工作过程中，不会额外增加做无用功的旋转副，有效减少了无用的摩擦能量损耗，从而不额外增加发动机的功率损失，进而提高了发动机的燃油经济性；同时，由于零部件数量减少，进而在实现调节发动机压缩比的前提下，有效降低了发动机的重量；且本技术不改变原有曲轴、曲轴与活塞之间的连接结构，有效缩短了开发周期，具有结构简单，加工工艺简单和成本低的优点，在汽车座椅靠背技术领域，具有推广应用价值。
附图说明
21.图1为本实用新型的结构示意图；
22.图2为偏心轮、调节摇杆、连杆、曲柄和电机连接的结构示意图；
23.图3为偏心轮、调节摇杆和支撑座装配的结构示意图；
24.图4为支撑座的结构示意图；
25.图5为曲轴的结构示意图；
26.其中，1-曲轴，11-曲柄销，12-前端轴，13-后端轴，14-主轴颈，15-曲柄臂；2-活塞连杆；3-活塞；4-偏心轮，41-曲轴安装孔；5-调节摇杆；6-连杆；7-曲柄；8-电机；9-支撑座，91-偏心轮安装孔；10-旋转轴。
具体实施方式
27.以下将参照附图和优选实施例来说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
28.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例
29.如图1至图5所示，一种可变压缩比机构，包括曲轴1、活塞连杆2和活塞3，所述活塞连杆2的一端连接所述曲轴1的曲柄销11，另一端连接所述活塞3，所述曲轴1的前端轴12和后端轴13上套装有偏心轮4，所述偏心轮4通过调节摇杆5与连杆6转动连接，所述连杆6转动连接有曲柄7，所述曲柄7连接有电机8，通过电机8控制曲柄7的旋转角度，从而控制偏心轮4的旋转角度，在偏心轮4的偏心作用下，改变活塞（3）的移动距离，进而实现对发动机压缩比的调节。
30.通过设置调节摇杆、连杆、曲柄和电机（机架）作为四连杆机构，并与设在曲轴的前端轴和后端轴上的偏心轮配合，从而通过电机控制曲柄的旋转角度来控制偏心轮的旋转角度，进而在偏心轮的偏心作用下，改变活塞的移动距离，进而即可实现对发动机压缩比的调节，相对于现有在曲轴和活塞之间设置多个旋转副而言，本技术只保留了活塞连杆与曲柄臂之间的旋转副，从而在发动机工作过程中，不会额外增加做无用功的旋转副，有效减少了无用的摩擦能量损耗，进而提高了发动机的燃油经济性，同时，由于零部件数量减少，进而在实现调节发动机压缩比的前提下，有效降低了发动机的重量，且本技术不改变原有曲轴、曲轴与活塞之间的连接结构，有效缩短了开发周期，具有结构简单，加工工艺简单和成本低的优点。
31.为了保证机构的性能可靠，在偏心轮4靠近端部的侧壁上设置调节摇杆5，偏心轮4与调节摇杆5一体成型。
32.为了实现对偏心轮的支撑，在偏心轮4外套装支撑座9。
33.偏心轮4外套装有支撑座9，偏心轮4上设有用于套装前端轴12或后端轴13的曲轴安装孔41，支撑座9上设有用于套装偏心轮4的偏心轮安装孔91。
34.为了实现调节发动机压缩比的功能，将连杆6的一端通过旋转轴10与调节摇杆5转
动连接，另一端通过旋转轴10与曲柄7转动连接，曲柄7与电机8的旋转轴固定连接。
35.曲轴1还包括在前端轴12和后端轴13之间轴向设置有多个主轴颈14，相邻两个主轴颈14之间设有曲柄销11，主轴颈14和曲柄销11通过曲柄臂15相连。
36.主轴颈14的数量为五个，曲柄销11的数量为六个，主轴颈14、曲柄销11和曲柄臂15均以中间的一个主轴颈14为中心呈对称布置。
37.本实施例中还提供一种发动机，包括本实施例中的可变压缩比机构，曲轴1设于发动机缸体中，支撑座9和电机8固定在发动机缸体上。
38.本实施例中还提供一种车辆，包括本实施例中的发动机。
39.本实施例中的可变压缩比机构，在实际运行过程中，电机8驱动曲柄7，曲柄7带动连杆6，连杆6带动调节摇杆5转动，调节摇杆5带动曲轴1转动，通过控制电机正反旋转，从而驱动曲柄7顺时针或逆时针旋转，且通过控制电机的旋转角度来控制曲柄7的旋转角度，使得在偏心轮4的偏心作用下，实现对曲轴1在空间上、下的位置的调节，进而实现对曲柄臂15、活塞连杆2和活塞10在空间上、下的位置的调节，从而实现发动机压缩比的调节。
40.综上所述，本实用新型中的可变压缩比机构，通过设置调节摇杆、连杆、曲柄和电机（机架）作为四连杆机构以偏心轮一起作为组合机构，通过电机控制曲柄的旋转，可实现调节发动机压缩比的功能，同时在发动机工作过程中，不会额外增加做无用功的旋转副，从而可减少无用的摩擦能量损耗，进一步提高发动机的燃油经济性。此外该新型结构具有加工工艺简单、成本低以及性能可靠的特点，在汽车发动机技术领域，具有推广应用价值。
41.以上实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。