專(zhuān)利名稱(chēng)：活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置，特別是一種通過(guò)活塞的相對(duì)活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)變壓縮比的裝置。
背景技術(shù)：
目前，公知的在活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)上通過(guò)活塞的相對(duì)活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)變壓縮比的裝置有(1)將活塞外件旋合嵌裝在活塞內(nèi)件的外周，活塞內(nèi)件鉸接于連桿小端，通過(guò)使活塞外件相對(duì)內(nèi)件的正、反轉(zhuǎn)，使其產(chǎn)生相對(duì)活塞內(nèi)件的伸、縮運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到改變活塞內(nèi)、外件軸向相對(duì)位置進(jìn)而改變內(nèi)燃機(jī)壓縮比的目的。典型代表如日本專(zhuān)利公報(bào)特開(kāi)平11-117779號(hào)；(2)將活塞外件能沿軸向滑動(dòng)地嵌裝在活塞內(nèi)件的外周，活塞內(nèi)件鉸接于連桿小端，活塞外件和活塞內(nèi)件之間的空間被滑動(dòng)地封閉構(gòu)成液壓缸，通過(guò)向液壓缸內(nèi)供給一定壓力和容量的液壓油，以達(dá)到改變活塞內(nèi)、外件軸向相對(duì)位置進(jìn)而改變內(nèi)燃機(jī)壓縮比的目的。典型代表如日本專(zhuān)利公報(bào)特公平7-113330；(3)將活塞外件能沿軸向滑動(dòng)地嵌合在活塞內(nèi)件的外周，活塞內(nèi)件鉸接于連桿小端，在活塞外件和活塞內(nèi)件之間設(shè)置一膨體部件，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)該膨體部件，以達(dá)到使活塞外件可以停留在靠近或背離活塞內(nèi)件的位置，從而改變內(nèi)燃機(jī)壓縮比。典型代表如中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN1516780A。
上述三種裝置都存在質(zhì)量重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺陷，導(dǎo)致其實(shí)用性不足。

發(fā)明內(nèi)容
為克服以上不足，本發(fā)明提供一種活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)變壓縮比裝置，該裝置質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且易于產(chǎn)品化。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是活塞銷(xiāo)兩端各套裝有可沿其端部軸線(xiàn)滑動(dòng)的滑塊；與滑塊相對(duì)應(yīng)地，活塞兩側(cè)各設(shè)置有滑槽；滑塊分別可滑動(dòng)地嵌裝在各自對(duì)應(yīng)的滑槽內(nèi)；滑塊在活塞銷(xiāo)端部的滑動(dòng)和在活塞滑槽內(nèi)的滑動(dòng)相互關(guān)聯(lián)。
活塞銷(xiāo)每端的滑塊可以各為一塊整體即整體式，也可以分開(kāi)為多塊組成即分體式1.采用整體式滑塊時(shí)，滑塊與活塞銷(xiāo)端部滑動(dòng)配合的內(nèi)孔形狀可以為圓柱形或其它等截面柱形；活塞滑槽與滑塊滑動(dòng)配合的內(nèi)孔形狀可以為圓柱形、矩柱形或其它等截面柱；滑塊上任一點(diǎn)在活塞銷(xiāo)端部的滑動(dòng)軌跡線(xiàn)與其在活塞滑槽內(nèi)的滑動(dòng)軌跡線(xiàn)均為一條直線(xiàn)，它們相交但既不互相平行也不互相垂直。
這種整體式滑塊形似一介裝于活塞與活塞銷(xiāo)之間的斜楔塊，滑塊沿活塞銷(xiāo)端部和活塞滑槽內(nèi)滑動(dòng)的同時(shí)，必然使活塞與活塞銷(xiāo)之間在活塞軸線(xiàn)方向上的距離產(chǎn)生變化，從而改變?cè)摎飧椎膲嚎s比；2.采用分體式滑塊時(shí)，滑塊可分為可獨(dú)立滑動(dòng)的上滑塊和下滑塊，上滑塊和下滑塊分別與活塞銷(xiāo)外端部上平面和下平面抵接，其抵接面均由多個(gè)均布的自高至低等間距的階梯平面組成，這些平面相互平行，相鄰的兩平面之間由一斜楔面過(guò)渡連接，活塞銷(xiāo)兩端相互對(duì)稱(chēng)，每一端的上平面和下平面具有相同的階梯趨勢(shì)，每一端的兩側(cè)面相互平行并分別與活塞滑槽的兩側(cè)面可滑動(dòng)地抵接。
這種分體式滑塊形似一介裝于活塞與活塞銷(xiāo)之間的階梯塊，在需要改變壓縮比時(shí)，上滑塊和下滑塊中朝階梯低端滑動(dòng)的那一塊先滑動(dòng)到位并在活塞軸向留下一個(gè)階梯高度的空隙，該空隙隨后在活塞運(yùn)行到某一位置上受其自身慣性力和燃燒室壓力的合力作用下被轉(zhuǎn)移到另一塊與滑槽之間，這時(shí)這一塊也將既先前那一塊之后朝其相同的方向滑動(dòng)并將該空隙填補(bǔ)，從而使活塞與活塞銷(xiāo)之間在活塞軸線(xiàn)方向上的距離產(chǎn)生階躍性的變化，進(jìn)而階躍性地改變?cè)搩?nèi)燃機(jī)的壓縮比。斜楔面可方便滑塊自導(dǎo)平順地從一個(gè)平面過(guò)渡到另一個(gè)平面。
不論采用上述整體式還是分體式滑塊，都需要執(zhí)行元件以實(shí)現(xiàn)滑塊在活塞銷(xiāo)端部受控地滑動(dòng)，本發(fā)明采用能將液力轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動(dòng)的液壓缸方式，本發(fā)明提供以下兩個(gè)液壓缸技術(shù)方案可選1.活塞銷(xiāo)內(nèi)室兩端分別嵌裝有一可沿其軸線(xiàn)滑動(dòng)的柱塞，兩端的柱塞在中空的活塞銷(xiāo)內(nèi)室中相向而置，并將活塞銷(xiāo)內(nèi)室可滑動(dòng)地密封封閉；活塞銷(xiāo)兩端分別開(kāi)有一個(gè)沿徑向貫穿活塞銷(xiāo)的腰形槽，腰形槽的長(zhǎng)軸與柱塞滑動(dòng)方向一致，活塞銷(xiāo)兩端分別裝設(shè)有一連接銷(xiāo)，連接銷(xiāo)由外至內(nèi)將同一側(cè)的滑塊、活塞銷(xiāo)腰形槽和柱塞穿連在一起；活塞銷(xiāo)內(nèi)室中裝設(shè)有一根拉簧，拉簧兩端分別勾在兩端的柱塞上，使該兩柱塞保持相互靠近的趨勢(shì)。
這種將液壓缸集成于活塞銷(xiāo)內(nèi)室中的方式可適用于上述整體式或分體式滑塊。常態(tài)下，拉簧使兩端的柱塞、連接銷(xiāo)和滑塊保持停留在由活塞銷(xiāo)腰形槽或活塞銷(xiāo)臺(tái)階所限定的相互最靠近的位置上；當(dāng)活塞銷(xiāo)內(nèi)室連通有一定壓力的液壓油后，液力推動(dòng)兩端的柱塞、連接銷(xiāo)和滑塊向相互背離的方向運(yùn)動(dòng)，最終被保持停留在由活塞銷(xiāo)腰形槽或滑槽兩端的限位銷(xiāo)或限位卡簧所限定的相互最遠(yuǎn)離的位置上；2.滑塊與活塞銷(xiāo)端部滑動(dòng)配合的內(nèi)孔為盲孔，滑塊通過(guò)該滑動(dòng)配合將活塞銷(xiāo)內(nèi)室可滑動(dòng)地密封封閉。
為使滑塊具有保持相互靠近的趨勢(shì)的同時(shí)，還能當(dāng)滑塊向外滑離活塞銷(xiāo)時(shí)避免活塞銷(xiāo)偏離活塞中心位置而導(dǎo)致兩端滑塊與活塞銷(xiāo)的接觸承壓面積不均衡，可采用以下兩個(gè)技術(shù)方案之任一個(gè)1)活塞銷(xiāo)內(nèi)室中裝設(shè)有一根拉簧，拉簧兩端分別勾在兩端的滑塊上，使該兩滑塊保持相互靠近的趨勢(shì)；活塞銷(xiāo)外圓表面中部圍繞活塞銷(xiāo)軸線(xiàn)開(kāi)有一圈限位槽，與之對(duì)應(yīng)地，在連桿小頭上裝有一限位螺釘，限位螺釘頭部光桿部分從徑向可滑動(dòng)地伸入上述限位槽內(nèi)，活塞銷(xiāo)受限位螺釘所限只能在連桿小頭銷(xiāo)孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)而不能沿其軸線(xiàn)滑動(dòng)；2)活塞銷(xiāo)內(nèi)室中對(duì)稱(chēng)地裝設(shè)有二根拉簧，每一根拉簧的一端勾在同一側(cè)的滑塊上、另一端勾在活塞銷(xiāo)內(nèi)室中部，使兩端滑塊與活塞銷(xiāo)中部分別保持相互靠近的趨勢(shì)。
這種將滑塊與活塞銷(xiāo)的滑動(dòng)面直接密封為液壓缸的方式，省卻了柱塞和連接銷(xiāo)，但僅適合于整體式滑塊。常態(tài)下，拉簧使兩端的滑塊保持停留在由滑塊內(nèi)孔底面與活塞銷(xiāo)端面抵接所限定的相互最靠近的位置上；當(dāng)活塞銷(xiāo)內(nèi)室連通有一定壓力的液壓油后，液力推動(dòng)兩端的滑塊向相互背離的方向運(yùn)動(dòng)，最終被保持停留在由氣缸內(nèi)壁面或滑塊兩端的限位銷(xiāo)或限位卡簧所限定的相互最遠(yuǎn)離的位置上。
以上所述的技術(shù)方案只需通過(guò)控制活塞銷(xiāo)內(nèi)室即液壓缸內(nèi)的壓力的相對(duì)高和低，便可穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)由高壓縮比狀態(tài)和低壓縮比狀態(tài)組成的二級(jí)變壓縮比。
在上述的滑塊技術(shù)方案1和液壓缸技術(shù)方案2組合方案并增加以下附加技術(shù)措施，則可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)地?zé)o極變壓縮比-在活塞銷(xiāo)兩端的任一滑塊上設(shè)置一伺服控制閥，伺服控制閥液力入口與該滑塊的內(nèi)孔底部相通、液力出口與滑塊外部相通；伺服控制閥可在該滑塊上的一與滑槽中心線(xiàn)平行的閥孔內(nèi)軸向滑動(dòng)，伺服控制閥中部設(shè)置有泄壓環(huán)，泄壓環(huán)通過(guò)泄壓槽連通至伺服控制閥液力入口，泄壓環(huán)滑入閥孔密封口時(shí)其液力入口與液力出口截止，反之，泄壓環(huán)滑出閥孔密封口時(shí)其液力入口與液力出口連通；-活塞銷(xiāo)中部從徑向開(kāi)有一介于活塞銷(xiāo)內(nèi)室和連桿小頭銷(xiāo)孔油槽的節(jié)流孔，節(jié)流孔的流通阻力大于上述伺服控制閥在其液力入口與液力出口完全連通狀態(tài)時(shí)的流通阻力；在節(jié)流孔的出口與活塞銷(xiāo)內(nèi)室之間串聯(lián)地裝設(shè)有一單向閥，單向閥的入口連通節(jié)流孔，出口連通活塞銷(xiāo)內(nèi)室，以阻止活塞銷(xiāo)內(nèi)室的液體從節(jié)流孔流回連桿小頭銷(xiāo)孔油槽；-在活塞內(nèi)設(shè)置一控制桿，控制桿一端與伺服控制閥相連接，另一端引導(dǎo)頭向下伸至活塞的下邊沿附近；-控制桿上設(shè)置有一摩擦面，與之相對(duì)應(yīng)地，在所述活塞上設(shè)置有一鎖止裝置，鎖止裝置包括鎖止彈簧和受鎖止彈簧力作用、與控制桿摩擦面相抵接的摩擦塊；-與上述控制桿引導(dǎo)頭相對(duì)應(yīng)地，在氣缸底部設(shè)置一個(gè)可在垂直于氣缸軸線(xiàn)方向移動(dòng)的V形槽，V形槽開(kāi)口向上朝向控制桿引導(dǎo)頭，包括自上至下逐漸縮小的導(dǎo)口、和底部與控制桿引導(dǎo)頭尺寸一致的調(diào)節(jié)口；活塞處于下止點(diǎn)時(shí)，控制桿引導(dǎo)頭恰好處于V形槽調(diào)節(jié)口內(nèi)；應(yīng)用于多缸內(nèi)燃機(jī)時(shí)，該內(nèi)燃機(jī)每一氣缸均單獨(dú)設(shè)置有其對(duì)應(yīng)的V形槽，且相鄰的兩V形槽之間由一同步連接桿所連接并保持為一體地動(dòng)作。
以上附加技術(shù)措施是這樣實(shí)現(xiàn)連續(xù)地?zé)o極變壓縮比的連桿小頭銷(xiāo)孔油槽內(nèi)與一定壓力的液體保持常通，當(dāng)控制桿推動(dòng)伺服控制閥朝滑塊方向滑動(dòng)、泄壓環(huán)進(jìn)入滑塊密封口并使伺服控制閥進(jìn)入完全截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，連桿小頭銷(xiāo)孔油槽內(nèi)的壓力油通過(guò)節(jié)流孔和單向閥進(jìn)入活塞銷(xiāo)內(nèi)室，活塞銷(xiāo)內(nèi)室壓力逐漸升高，當(dāng)該壓力克服拉簧拉力后，液力推動(dòng)滑塊向外滑動(dòng)，伺服控制閥受鎖止裝置約束卻不會(huì)與滑塊一起滑動(dòng)。隨著滑塊與伺服控制閥的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，泄壓環(huán)滑出密封口時(shí)伺服控制閥從截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)檫B通狀態(tài)，由于節(jié)流孔的流通阻力大于伺服控制閥連通狀態(tài)時(shí)的流通阻力，活塞銷(xiāo)內(nèi)室壓力降低，滑塊停止向外滑動(dòng)，最終滑塊上承受的液力與拉簧的拉力達(dá)到平衡時(shí)，滑塊就相對(duì)靜止地被保持在伺服控制閥閥芯泄壓環(huán)剛剛露出滑塊密封口的位置上；反之，當(dāng)控制桿拉動(dòng)伺服控制閥朝遠(yuǎn)離滑塊方向滑動(dòng)、泄壓環(huán)遠(yuǎn)離密封口并使伺服控制閥進(jìn)入完全連通狀態(tài)時(shí)，活塞銷(xiāo)內(nèi)室壓力進(jìn)一步降低，滑塊上承受的液力小于拉簧的拉力，滑塊向內(nèi)滑動(dòng)，直到伺服控制閥閥芯泄壓環(huán)剛剛到達(dá)密封口的位置、伺服控制閥進(jìn)入截至狀態(tài)，活塞銷(xiāo)內(nèi)室壓力升高，滑塊停止向內(nèi)滑動(dòng)。
由此可見(jiàn)，在穩(wěn)態(tài)時(shí)，在液力與拉簧的拉力平衡作用下，滑塊將始終跟隨伺服控制閥，停留在閥芯泄壓環(huán)剛剛露出滑塊密封口的位置上，此時(shí)伺服控制閥始終處于半連通半截至的狀態(tài)。而另一端沒(méi)有伺服控制閥的滑塊由于受到來(lái)自活塞銷(xiāo)內(nèi)室相同的壓力和對(duì)稱(chēng)的拉簧拉力，以及在活塞銷(xiāo)和活塞滑槽的多重約束下保持與裝有伺服控制閥的滑塊對(duì)稱(chēng)地同步動(dòng)作。
單向閥的作用是，避免因氣缸爆發(fā)壓力在滑塊斜楔面上產(chǎn)生的沿活塞銷(xiāo)軸線(xiàn)方向的分力致使滑塊向內(nèi)滑動(dòng)而影響壓縮比的穩(wěn)定，剛開(kāi)始時(shí)微小的滑動(dòng)量將會(huì)使伺服控制閥進(jìn)入完全截至狀態(tài)，活塞銷(xiāo)內(nèi)室液壓力驟升并高于連桿小頭銷(xiāo)孔油槽液壓力時(shí)，該單向閥截止，活塞銷(xiāo)內(nèi)室成為完全封閉的空間，液體的不可壓縮特性阻止了滑塊進(jìn)一步向內(nèi)滑動(dòng)。
當(dāng)控制桿隨同活塞運(yùn)行至接近下止點(diǎn)時(shí)，其控制桿引導(dǎo)頭滑入V形槽的導(dǎo)口接受強(qiáng)制引導(dǎo)，并最終在運(yùn)行至下止點(diǎn)時(shí)完全進(jìn)入V形槽的調(diào)節(jié)口，迫使引導(dǎo)頭與該調(diào)節(jié)口保持在同一位置上，引導(dǎo)頭隨同活塞離開(kāi)V形槽調(diào)節(jié)口后受鎖止裝置的限制仍停留在原角度位置上。此時(shí)，伺服控制閥可能脫離了半連通半截至狀態(tài)，而滑塊由于活塞慣性力作用可能無(wú)法立刻在活塞銷(xiāo)內(nèi)室液壓力和拉簧力作用下跟隨伺服控制閥動(dòng)作，但由于活塞慣性力和氣缸爆發(fā)力合力的大小和方向均是循環(huán)交變的，因此，滑塊必能在隨后某一刻合力的大小和方向適合之時(shí)完成跟隨伺服控制閥的動(dòng)作。連接各缸的同步控制桿能夠保證各缸壓縮比同步，在同一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)上，只要通過(guò)操縱該同步控制桿即可實(shí)現(xiàn)各缸同步連續(xù)地?zé)o級(jí)變壓縮比。公知的操縱同步控制桿的措施很多，如電磁式、液壓式等等，這里就不再細(xì)述。
綜上所述，本專(zhuān)利區(qū)別當(dāng)前公知技術(shù)最根本的新穎之處就是，通過(guò)在活塞銷(xiāo)兩端與活塞之間各設(shè)置一個(gè)具有斜楔功能或階梯功能的滑塊，并巧妙地將液壓缸執(zhí)行元件與活塞銷(xiāo)合為一體，以較小的控制力達(dá)到動(dòng)態(tài)改變內(nèi)燃機(jī)壓縮比的目的。其最顯著的有益效果就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧且實(shí)用，與背景技術(shù)方案相比，活塞部件為實(shí)現(xiàn)變壓縮比而增加的質(zhì)量至少可以減輕60％，因此慣量小、響應(yīng)快、效率高并能適應(yīng)高轉(zhuǎn)速內(nèi)燃機(jī)，而且在滑塊上集成一個(gè)伺服控制閥時(shí)，附加質(zhì)量增加少許即可實(shí)現(xiàn)連續(xù)地?zé)o級(jí)變壓縮比。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是第一個(gè)實(shí)施例的縱剖面構(gòu)造圖。
圖2是第一個(gè)實(shí)施例的活塞部件縱剖面構(gòu)造圖。
圖3是圖2的A-A方向剖視圖。
圖4是圖2的B-B方向剖視圖。
圖5是第一個(gè)實(shí)施例的變壓縮比過(guò)程及效果示意圖。
圖6是第二個(gè)實(shí)施例的縱剖面構(gòu)造圖。
圖7是第二個(gè)實(shí)施例的活塞部件縱剖面構(gòu)造圖。
圖8是圖7的A-A方向剖視圖。
圖9是第二個(gè)實(shí)施例的變壓縮比效果示意圖。
圖10是第三個(gè)實(shí)施例的縱剖面構(gòu)造圖。
圖11是第三個(gè)實(shí)施例的活塞部件縱剖面構(gòu)造圖。
圖12是圖11的A-A方向剖視圖。
圖13是圖11的B-B方向剖視圖。
圖14是第三個(gè)實(shí)施例的變壓縮比控制裝置放大構(gòu)造示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1～5所示為本專(zhuān)利第一個(gè)實(shí)施例。本實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)由高壓縮比和低壓縮比間變化的二級(jí)壓縮比。
在圖1中，曲軸(1)可以在機(jī)體(2)內(nèi)繞主軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿大頭可繞曲軸(1)曲柄銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞銷(xiāo)(5)可繞連桿小頭轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞銷(xiāo)(5)兩端通過(guò)滑塊(4a，4b)與活塞(8)連接，活塞(8)可沿軸向滑動(dòng)地嵌裝在氣缸(6)內(nèi)，活塞(8)頂部與氣缸(6)之間的空間為燃燒室(7)；活塞銷(xiāo)(5)中部徑向設(shè)置有一油孔(5a)，使活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)通過(guò)該油孔(5a)、連桿小頭銷(xiāo)孔油槽(3b)、連桿油道(3a)與機(jī)體油道(2a)保持連通，機(jī)體油道(2a)通過(guò)一個(gè)二位三通電磁閥(9)連通油泵(10)或油箱(11)；電磁閥(9)不通電時(shí)機(jī)體油道(2a)連通油箱(11)，活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)保持為相對(duì)低壓狀態(tài)，氣缸(6)工作于低壓縮比狀態(tài)，反之，電磁閥(9)通電時(shí)機(jī)體油道(2a)連通油泵(10)，活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)保持為相對(duì)高壓狀態(tài)，氣缸(6)工作于高壓縮比狀態(tài)。
結(jié)合圖2～4放大所示的活塞部件構(gòu)造，進(jìn)一步說(shuō)明活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)中的液壓油壓力變化是如何轉(zhuǎn)化為壓縮比變化的。
活塞銷(xiāo)(5)兩端對(duì)稱(chēng)地各套裝有一組可沿其端部軸線(xiàn)滑動(dòng)的滑塊(4a，4b)，滑塊(4a，4b)采用分體式，分為上滑塊(4a’，4b’)和下滑塊(4a”，4b”)，上滑塊(4a’，4b’)和下滑塊(4a”，4b”)均可獨(dú)立滑動(dòng)，上滑塊(4a’，4b’)和下滑塊(4a”，4b”)分別與活塞銷(xiāo)(5)外端部上平面(5c)和下平面(5d)抵接，其抵接面均由多個(gè)均布的自外至內(nèi)由高至低等間距的階梯平面組成，這些平面相互平行，相鄰的兩平面之間由一斜楔面過(guò)渡連接，斜楔面可方便滑塊(4a’，4b’；4a”，4b”)自導(dǎo)平順地從一個(gè)平面過(guò)渡到另一個(gè)平面；活塞銷(xiāo)(5)兩端相互對(duì)稱(chēng)，每一端的上平面(5c)和下平面(5d)具有相同的階梯趨勢(shì)，而每一端的兩側(cè)面(5e，5f)相互平行。
與滑塊(4a’，4b’；4a”，4b”)相對(duì)應(yīng)地，活塞(8)兩側(cè)對(duì)稱(chēng)地各設(shè)置有一滑槽(8a，8b)，為方便活塞銷(xiāo)(5)和滑塊(4a’，4b’；4a”，4b”)的裝配，滑槽(8a，8b)底面由一蓋板(13a，13b)通過(guò)螺栓(12a，12b)與活塞(8)固定為一體，由蓋板(13a，13b)封閉后的滑槽(8a，8b)內(nèi)孔形狀為一矩柱形并與活塞銷(xiāo)(5)軸線(xiàn)平行；活塞銷(xiāo)(5)及其兩端的滑塊(4a’，4b’；4a”，4b”)分別可滑動(dòng)地嵌裝在各自對(duì)應(yīng)的滑槽(8a，8b)內(nèi)，活塞銷(xiāo)(5)兩端的兩側(cè)面(5e，5f)分別與活塞(8)滑槽(8a，8b)的兩側(cè)面(5e，5f)抵接并可沿活塞(8)軸向滑動(dòng)，而介裝于活塞銷(xiāo)(5)與滑槽(8a，8b)之間的上滑塊(4a’，4b’)和下滑塊(4a”，4b”)可分別在滑槽(8a，8b)內(nèi)可沿活塞銷(xiāo)(5)軸向滑動(dòng)；滑塊(4a’，4b’；4a”，4b”)在活塞銷(xiāo)(5)端部的滑動(dòng)和在活塞(8)滑槽(8a，8b)內(nèi)的滑動(dòng)相互關(guān)聯(lián)，上滑塊(4a’，4b’)和下滑塊(4a”，4b”)沿著活塞銷(xiāo)(5)端部滑動(dòng)一個(gè)臺(tái)階位置后必然導(dǎo)致活塞銷(xiāo)(5)在活塞(8)滑槽(8a，8b)內(nèi)產(chǎn)生沿活塞(8)軸向的滑動(dòng)，從而改變?cè)摎飧?6)的壓縮比。
活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)兩端分別嵌裝有一可沿其軸線(xiàn)滑動(dòng)的柱塞(17a，17b)，兩端的柱塞(17a，17b)在中空的活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)中相向而置，并將活塞銷(xiāo)(5)的內(nèi)室(5b)可滑動(dòng)地密封封閉形成液壓缸。
活塞銷(xiāo)(5)兩端分別開(kāi)有一個(gè)沿徑向貫穿活塞銷(xiāo)(5)的腰形槽(5g，5f)，腰形槽(5g，5f)的長(zhǎng)軸與柱塞(17a，17b)滑動(dòng)方向一致，活塞銷(xiāo)(5)兩端分別裝設(shè)有一連接銷(xiāo)(16a，16b)，連接銷(xiāo)(16a，16b)由外至內(nèi)將同一側(cè)的滑塊(4a’，4b’；4a”，4b”)活塞銷(xiāo)(5)腰形槽(5g，5f)和柱塞(17a，17b)穿連在一起，連接銷(xiāo)(16a，16b)兩端呈球形，分別穿入上滑塊(4a’，4b’)和下滑塊(4a”，4b”)的一個(gè)圓柱孔內(nèi)，連接銷(xiāo)(16a，16b)中部通過(guò)一根小銷(xiāo)軸(14a，14b)鉸接在柱塞(17a，17b)上；活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)中裝設(shè)有一根拉簧(18)，拉簧(18)兩端分別勾在兩端的柱塞(17a，17b)上，使該兩柱塞(17a，17b)保持相互靠近的趨勢(shì)，活塞銷(xiāo)(5)臺(tái)階(5m，5n)限定其相互最靠近的位置；滑槽(8a，8b)兩端還分別裝設(shè)有一限位銷(xiāo)(15a，15b)，用于限制活塞銷(xiāo)(5)軸向位置以及滑塊(4a’，4b’；4a”，4b”)的相互最遠(yuǎn)離的位置。
圖5所示為變壓縮比過(guò)程及其效果。常態(tài)下，拉簧(18)使兩端的柱塞(17a，17b)、連接銷(xiāo)(16a，16b)和滑塊(4a’，4b’；4a”，4b”)保持停留在由活塞銷(xiāo)(5)臺(tái)階(5m，5n)所限定的相互最靠近的位置上，如圖中狀態(tài)①所示；當(dāng)活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)液壓壓力升至高壓，需要將壓縮比從低壓縮比(狀態(tài)①)改變?yōu)楦邏嚎s比(狀態(tài)④)時(shí)，液壓力向外推動(dòng)柱塞(17a，17b)，柱塞(17a，17b)推動(dòng)連接銷(xiāo)(16a，16b)的中部小銷(xiāo)軸(14a，14b)鉸接處使上滑塊(4a’，4b’)和下滑塊(4a”，4b”)同時(shí)受到向外運(yùn)動(dòng)的力，上滑塊(4a’，4b’)和下滑塊(4a”，4b”)中朝階梯低端滑動(dòng)的那一塊即下滑塊(4a”，4b”)將先滑動(dòng)到相互最遠(yuǎn)離的位置上并在活塞(8)軸向留下一級(jí)階梯高度的空隙(狀態(tài)②)，該空隙隨后在活塞(8)運(yùn)行到某一位置上受其自身慣性力和燃燒室(7)壓力的合力作用下被轉(zhuǎn)移到另一塊即上滑塊(4a’，4b’)與滑槽(8a，8b)之間(狀態(tài)③)，這時(shí)上滑塊(4a’，4b’)也將既下滑塊(4a”，4b”)之后在空出來(lái)的間隙內(nèi)朝外滑動(dòng)并將該空隙添補(bǔ)，最終使活塞(8)與活塞銷(xiāo)(5)之間在活塞(8)軸線(xiàn)方向上的距離產(chǎn)生階躍性的變化(H)并被鎖定在高壓縮比狀態(tài)(狀態(tài)④)。因此，在液壓力作用下，活塞部件(8)將由狀態(tài)①至②至③至④，階躍性地改變了該氣缸(6)的壓縮比。反之，當(dāng)活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)液壓壓力降至低壓，需要將壓縮比恢復(fù)為低壓縮比時(shí)，拉簧(18)的拉力克服液壓力，使活塞(8)將由狀態(tài)④至③至②至①的反向順序變化，由高壓縮比恢復(fù)為低壓縮比狀態(tài)。
圖6～9所示為本專(zhuān)利第二個(gè)實(shí)施例。本實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)由高壓縮比和低壓縮比間變化的二級(jí)壓縮比。
在圖6中，曲軸(1)可以在機(jī)體(2)內(nèi)繞主軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿大頭可繞曲軸(1)曲柄銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞銷(xiāo)(5)可繞連桿小頭轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞銷(xiāo)(5)兩端通過(guò)滑塊(4a，4b)與活塞(8)連接，活塞(8)可沿軸向滑動(dòng)地嵌裝在氣缸(6)內(nèi)，活塞(8)頂部與氣缸(6)之間的空間為燃燒室(7)；活塞銷(xiāo)(5)中部徑向設(shè)置有一油孔(5a)，使活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)通過(guò)該油孔(5a)、連桿小頭銷(xiāo)孔油槽(3b)、連桿油道(3a)與機(jī)體油道(2a)保持連通，機(jī)體油道(2a)通過(guò)一個(gè)二位三通電磁閥(9)連通油泵(10)或油箱(11)；電磁閥(9)不通電時(shí)機(jī)體油道(2a)連通油箱(11)，活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)保持為相對(duì)低壓狀態(tài)，氣缸(6)工作于低壓縮比狀態(tài)，反之，電磁閥(9)通電時(shí)機(jī)體油道(2a)連通油泵(10)，活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)保持為相對(duì)高壓狀態(tài)，氣缸(6)工作于高壓縮比狀態(tài)。
結(jié)合圖7～8放大所示的活塞部件構(gòu)造，進(jìn)一步說(shuō)明活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)中的液壓油壓力變化是如何轉(zhuǎn)化為壓縮比變化的。
活塞銷(xiāo)(5)兩端對(duì)稱(chēng)地各套裝有一個(gè)可沿其端部軸線(xiàn)滑動(dòng)的滑塊(4a，4b)，滑塊(4a，4b)采用整體式，滑塊(4a，4b)與活塞銷(xiāo)(5)端部滑動(dòng)配合的內(nèi)孔形狀可以為圓柱形，活塞(8)滑槽(8a，8b)與滑塊(4a，4b)滑動(dòng)配合的內(nèi)孔形狀為圓柱形；滑塊(4a，4b)在活塞銷(xiāo)(5)端部的滑動(dòng)和在活塞(8)滑槽(8a，8b)內(nèi)的滑動(dòng)相互關(guān)聯(lián)兩滑塊(4a，4b)在活塞銷(xiāo)(5)端部的滑動(dòng)軌跡中心線(xiàn)與活塞銷(xiāo)(5)軸線(xiàn)重合，兩滑塊(4a，4b)在活塞(8)滑槽(8a，8b)內(nèi)的滑動(dòng)軌跡中心線(xiàn)交會(huì)于活塞銷(xiāo)(5)軸線(xiàn)中點(diǎn)的正上方，滑塊(4a，4b)沿活塞銷(xiāo)(5)端部滑動(dòng)時(shí)，必然使活塞(8)頂面與活塞銷(xiāo)(5)之間在活塞(8)軸線(xiàn)方向上的距離產(chǎn)生變化。
滑塊(4a，4b)與活塞銷(xiāo)(5)端部滑動(dòng)配合的內(nèi)孔為盲孔，滑塊(4a，4b)通過(guò)該滑動(dòng)配合將活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)可滑動(dòng)地密封封閉，即滑塊(4a，4b)本身與活塞銷(xiāo)(5)構(gòu)成液壓缸。
活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)中裝設(shè)有一根拉簧(18)，拉簧(18)兩端分別勾在兩端的滑塊(4a，4b)上，使該兩滑塊(4a，4b)保持相互靠近的趨勢(shì)，滑塊(4a，4b)內(nèi)孔底面與活塞銷(xiāo)(5)端面相抵接限定其相互最靠近的位置；滑槽(8a，8b)兩端還分別裝設(shè)有一限位卡簧(15a，15b)，用于限制滑塊(4a，4b)的相互最遠(yuǎn)離的位置；活塞銷(xiāo)(5)外圓表面中部圍繞活塞銷(xiāo)(5)軸線(xiàn)開(kāi)有一圈限位槽(5i)，與之對(duì)應(yīng)地，在連桿小頭上裝有一限位螺釘(19)，限位螺釘(19)頭部光桿部分(19a)從徑向可滑動(dòng)地伸入上述限位槽(5i)內(nèi)，活塞銷(xiāo)(5)受限位螺釘(19)所限只能在連桿小頭銷(xiāo)孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)而不能沿其軸線(xiàn)滑動(dòng)，以避免活塞銷(xiāo)(5)偏離活塞(8)中心位置而導(dǎo)致兩端滑塊(4a，4b)與活塞銷(xiāo)(5)的接觸承壓面積不均衡。
圖9所示為變壓縮比過(guò)程及其效果。常態(tài)下，拉簧(18)使兩端的滑塊(4a，4b)保持停留在由滑塊(4a，4b)內(nèi)孔底面與活塞銷(xiāo)(5)端面抵接所限定的相互最靠近的位置上，如圖中狀態(tài)①所示；當(dāng)活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)液壓壓力升至高壓，需要將壓縮比從低壓縮比(狀態(tài)①)改變?yōu)楦邏嚎s比(狀態(tài)②)時(shí)，液壓力向外推動(dòng)滑塊(4a，4b)向外滑動(dòng)，最終停留在由限位卡簧(15a，15b)所限制的相互最遠(yuǎn)離的位置上，此時(shí)活塞(8)頂部與在活塞(8)軸線(xiàn)方向上的距離產(chǎn)生變化(H)，并被鎖定在高壓縮比狀態(tài)(狀態(tài)②)。因此，在液壓力作用下，改變了該氣缸(6)的壓縮比。反之，當(dāng)活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)液壓壓力降至低壓，需要將壓縮比恢復(fù)為低壓縮比時(shí)，拉簧(18)的拉力克服液壓力，滑塊(4a，4b)相互靠近，使活塞(8)由高壓縮比恢復(fù)為低壓縮比狀態(tài)。
圖10～14所示為本專(zhuān)利第三個(gè)實(shí)施例。本實(shí)施例以上述第二個(gè)實(shí)施例為基礎(chǔ)，附加一控制裝置，實(shí)現(xiàn)連續(xù)地?zé)o級(jí)變化壓縮比。
在圖10中，曲軸(1)可以在機(jī)體(2)內(nèi)繞主軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿大頭可繞曲軸(1)曲柄銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞銷(xiāo)(5)可繞連桿小頭轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞銷(xiāo)(5)兩端通過(guò)滑塊(4a，4b)與活塞(8)連接，活塞(8)可沿軸向滑動(dòng)地嵌裝在氣缸(6)內(nèi)，活塞(8)頂部與氣缸(6)之間的空間為燃燒室(7)；活塞銷(xiāo)(5)中部徑向外側(cè)的連桿小頭銷(xiāo)孔油槽(3b)通過(guò)連桿油道(3a)與機(jī)體(2)主潤(rùn)滑油道(1a)保持連通，潤(rùn)滑油泵(10)從油底殼(11)內(nèi)將一定壓力的潤(rùn)滑油輸入機(jī)體(2)主潤(rùn)滑油道(1a)，使連桿小頭銷(xiāo)孔油槽(3b)一直保持與機(jī)體(2)主潤(rùn)滑油道(1a)一致的液壓力；在氣缸(6)底部設(shè)置一個(gè)可在垂直于氣缸(6)軸線(xiàn)方向移動(dòng)的V形槽(20)；與該氣缸(6)相鄰的另一氣缸(6)也單獨(dú)設(shè)置有其對(duì)應(yīng)的V形槽(120)，相鄰的兩V形槽(20)之間由一同步連接桿(21)所連接并保持為一體地動(dòng)作。
通過(guò)操縱同步連接桿(21)，改變V形槽(20)的位置，來(lái)改變滑塊(4a，4b)與活塞(8)的相對(duì)位置，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)地?zé)o級(jí)變化壓縮比。
結(jié)合圖11～13放大所示的活塞部件構(gòu)造，進(jìn)一步說(shuō)明V形槽(20)位置的變化是如何轉(zhuǎn)化為連續(xù)地?zé)o級(jí)的壓縮比變化的。
活塞銷(xiāo)(5)兩端對(duì)稱(chēng)地各套裝有一個(gè)可沿其端部軸線(xiàn)滑動(dòng)的滑塊(4a，4b)，滑塊(4a，4b)采用整體式，滑塊(4a，4b)與活塞銷(xiāo)(5)端部滑動(dòng)配合的內(nèi)孔形狀可以為圓柱形，活塞(8)滑槽(8a，8b)與滑塊(4a，4b)滑動(dòng)配合的內(nèi)孔形狀為圓柱形；滑塊(4a，4b)在活塞銷(xiāo)(5)端部的滑動(dòng)和在活塞(8)滑槽(8a，8b)內(nèi)的滑動(dòng)相互關(guān)聯(lián)兩滑塊(4a，4b)在活塞銷(xiāo)(5)端部的滑動(dòng)軌跡中心線(xiàn)與活塞銷(xiāo)(5)軸線(xiàn)重合，兩滑塊(4a，4b)在活塞(8)滑槽(8a，8b)內(nèi)的滑動(dòng)軌跡中心線(xiàn)交會(huì)于活塞銷(xiāo)(5)軸線(xiàn)中點(diǎn)的正上方，滑塊(4a，4b)沿活塞銷(xiāo)(5)端部滑動(dòng)時(shí)，必然使活塞(8)頂面與活塞銷(xiāo)(5)之間在活塞(8)軸線(xiàn)方向上的距離產(chǎn)生變化。
滑塊(4a，4b)與活塞銷(xiāo)(5)端部滑動(dòng)配合的內(nèi)孔為盲孔，滑塊(4a，4b)通過(guò)該滑動(dòng)配合將活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)可滑動(dòng)地密封封閉，即滑塊(4a，4b)本身與活塞銷(xiāo)(5)構(gòu)成液壓缸。
在一滑塊(4a)上設(shè)置有一伺服控制閥(22)，伺服控制閥(22)液力入口與該滑塊(4a)的內(nèi)孔底部相通、液力出口與滑塊(4a)外部相通；伺服控制閥(22)可在該滑塊(4a)上的一與滑槽(8a)中心線(xiàn)平行的閥孔(4c)內(nèi)軸向滑動(dòng)，伺服控制閥(22)中部設(shè)置有泄壓環(huán)(22a)，泄壓環(huán)(22a)通過(guò)泄壓槽(22c)連通至伺服控制閥(22)液力入口，泄壓環(huán)(22a)滑入閥孔(4c)密封口(4d)時(shí)其液力入口與液力出口截止，反之，泄壓環(huán)(22a)滑出密封口(4d)時(shí)其液力入口與液力出口連通。
活塞銷(xiāo)(5)中部從徑向開(kāi)有一介于活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)和連桿小頭銷(xiāo)孔油槽(3b)的節(jié)流孔(5j)，節(jié)流孔(5j)的流通阻力大于上述伺服控制閥(22)在其液力入口與液力出口完全連通狀態(tài)時(shí)的流通阻力；在節(jié)流孔(5j)的出口與活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)之間串聯(lián)地裝設(shè)有一單向閥(24)，單向閥(24)的入口連通節(jié)流孔(5j)，出口連通活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)，以阻止活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)的液體從節(jié)流孔(5j)流回連桿小頭銷(xiāo)孔油槽(3b)；活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)中對(duì)稱(chēng)地裝設(shè)有二根拉簧(18a，18b)，每一根拉簧(18a，18b)的一端勾在同一側(cè)的滑塊(4a，4b)上、另一端勾在被固定在活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)中部的單向閥(24)上，使兩端滑塊(4a，4b)分別與活塞銷(xiāo)(5)中部分別保持相互靠近的趨勢(shì)，并可使活塞銷(xiāo)(5)自動(dòng)地保持在活塞(8)中心位置；滑塊(4a，4b)內(nèi)孔底面與活塞銷(xiāo)(5)端面相抵接限定其相互最靠近的位置；滑塊(4a，4b)外端面與氣缸(6)內(nèi)壁面相抵接限定其相互最遠(yuǎn)離的位置。
在活塞(8)內(nèi)設(shè)置一控制桿(23)，控制桿(23)一端與伺服控制閥(22)頭部(22b)相連接，另一端引導(dǎo)頭(23c)向下伸至活塞(8)的下邊沿附近；控制桿(23)中部鉸接在固定于活塞(8)上的轉(zhuǎn)軸(8c)上，控制桿(23)可圍繞該轉(zhuǎn)軸(8c)轉(zhuǎn)動(dòng)；控制桿(23)上還設(shè)置有一摩擦面(23b)，與之相對(duì)應(yīng)地，在活塞(8)上設(shè)置有一鎖止裝置(25)，鎖止裝置(25)包括鎖止彈簧(25a)和受鎖止彈簧(25a)力作用、與控制桿摩擦面(23b)相抵接的摩擦塊(25b)，摩擦塊(25b)施加于控制桿摩擦面(23b)上的摩擦力足以避免控制桿(23)因慣性力和來(lái)自伺服控制閥(22)的液壓力作用而自行改變位置。
V形槽(20)開(kāi)口向上朝向控制桿引導(dǎo)頭(23c)，包括自上至下逐漸縮小的導(dǎo)口(20a)、和底部與控制桿引導(dǎo)頭(23c)尺寸一致的調(diào)節(jié)口(20b)；活塞(8)處于下止點(diǎn)時(shí)，控制桿引導(dǎo)頭(23c)恰好處于V形槽調(diào)節(jié)口內(nèi)(20b)。
圖14所示為變壓縮比控制裝置的放大構(gòu)造示意圖，可進(jìn)一步了解V形槽(20)是如何操縱控制桿(23)和伺服控制閥(22)，以及伺服控制閥(22)又是如何控制滑塊(4a，4b)動(dòng)作的。
連桿小頭銷(xiāo)孔油槽(3b)內(nèi)與一定壓力的液體保持常通，當(dāng)控制桿(23)推動(dòng)伺服控制閥(22)朝滑塊(4a)方向滑動(dòng)、泄壓環(huán)(22a)進(jìn)入滑塊(4a)密封口(4d)并使伺服控制閥(22)進(jìn)入完全截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，連桿小頭銷(xiāo)孔油槽(3b)內(nèi)的壓力油通過(guò)節(jié)流孔(5j)和單向閥(24)進(jìn)入活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)，活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)壓力逐漸升高，當(dāng)該壓力克服拉簧(18a，18b)拉力后，液力推動(dòng)滑塊(4a，4b)向外滑動(dòng)，伺服控制閥(22)受鎖止裝置(25)約束卻不會(huì)與滑塊(4a)一起滑動(dòng)。隨著滑塊(4a)與伺服控制閥(22)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，泄壓環(huán)(22a)滑出密封口(4d)時(shí)伺服控制閥(22)從截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)檫B通狀態(tài)，由于節(jié)流孔(5j)的流通阻力大于伺服控制閥(22)完全連通狀態(tài)時(shí)的流通阻力，活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)壓力降低，滑塊(4a，4b)停止向外滑動(dòng)，最終滑塊(4a，4b)上承受的液力與拉簧(18a，18b)的拉力達(dá)到平衡時(shí)，滑塊(4a，4b)就相對(duì)靜止地被保持在伺服控制閥(22)泄壓環(huán)(22a)剛剛露出滑塊(4a)密封口(4d)的位置上；反之，當(dāng)控制桿(23)拉動(dòng)伺服控制閥(22)朝遠(yuǎn)離滑塊(4a)方向滑動(dòng)、泄壓環(huán)(22a)遠(yuǎn)離密封口(4d)并使伺服控制閥(22)進(jìn)入完全連通狀態(tài)時(shí)，活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)壓力進(jìn)一步降低，滑塊(4a，4b)上承受的液力小于拉簧(18a，18b)的拉力，滑塊(4a，4b)向內(nèi)滑動(dòng)，直到伺服控制閥(22)泄壓環(huán)(22a)剛剛到達(dá)密封口(4d)的位置、伺服控制閥(22)進(jìn)入截至狀態(tài)，活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)壓力升高，滑塊(4a，4b)停止向內(nèi)滑動(dòng)。
在穩(wěn)態(tài)時(shí)，在液力與拉簧(18a)的拉力平衡作用下，滑塊(4a)將始終跟隨伺服控制閥(22)，停留在泄壓環(huán)(22a)剛剛露出滑塊(4a)密封口(4d)的位置上，此時(shí)伺服控制閥(22)始終處于半連通半截至的狀態(tài)。而另一端沒(méi)有伺服控制閥(22)的滑塊(4b)由于受到來(lái)自活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)相同的壓力和對(duì)稱(chēng)的拉簧(18)拉力，以及在活塞銷(xiāo)(5)和活塞(8)滑槽(8a，8b)的多重約束下保持與裝有伺服控制閥(22)的滑塊(4a，4b)對(duì)稱(chēng)地同步動(dòng)作。
單向閥(24)的作用是，避免因氣缸(6)爆發(fā)壓力在滑塊(4a，4b)斜楔面上產(chǎn)生的沿活塞銷(xiāo)(5)軸線(xiàn)方向的分力致使滑塊(4a，4b)向內(nèi)滑動(dòng)而影響壓縮比的穩(wěn)定，剛開(kāi)始時(shí)微小的滑動(dòng)量將會(huì)使伺服控制閥(22)進(jìn)入完全截至狀態(tài)，活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)液壓力驟升并高于連桿小頭銷(xiāo)孔油槽(3b)液壓力時(shí)，該單向閥(24)截止，活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)成為完全封閉的空間，液體的不可壓縮特性阻止了滑塊(4a，4b)進(jìn)一步向內(nèi)滑動(dòng)。
當(dāng)控制桿(23)隨同活塞(8)運(yùn)行至接近下止點(diǎn)時(shí)，其控制桿(23)引導(dǎo)頭(23c)滑入V形槽(20)的導(dǎo)口(20a)接受強(qiáng)制引導(dǎo)，并最終在運(yùn)行至下止點(diǎn)時(shí)完全進(jìn)入V形槽(20)的調(diào)節(jié)口(20b)，迫使引導(dǎo)頭(23c)與該調(diào)節(jié)口(20b)保持在同一位置上，引導(dǎo)頭(23c)隨同活塞(8)離開(kāi)V形槽(20)調(diào)節(jié)口(20b)后受鎖止裝置(25)的限制仍停留在原角度位置上。此時(shí)，伺服控制閥(22)可能脫離了半連通半截至狀態(tài)，而滑塊(4a)由于活塞(8)慣性力作用可能無(wú)法立刻在活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)液壓力和拉簧(18)力作用下跟隨伺服控制閥(22)動(dòng)作，但由于活塞(8)慣性力和氣缸(6)爆發(fā)力合力的大小和方向均是循環(huán)交變的，因此，滑塊(4a)必能在隨后某一刻合力的大小和方向適合之時(shí)完成跟隨伺服控制閥(22)的動(dòng)作。連接各缸的同步控制桿(23)能夠保證各缸壓縮比同步，在同一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)上，只要通過(guò)操縱該同步控制桿(23)即可實(shí)現(xiàn)各缸同步連續(xù)地?zé)o級(jí)變壓縮比。
權(quán)利要求
1.一種活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置，包括連桿(3)、活塞銷(xiāo)(5)和活塞(8)，其特征是活塞銷(xiāo)(5)兩端各套裝有可沿其端部軸線(xiàn)滑動(dòng)的滑塊(4a，4b)；與滑塊(4a，4b)相對(duì)應(yīng)地，活塞(8)兩側(cè)各設(shè)置有滑槽(8a，8b)；滑塊(4a，4b)分別可滑動(dòng)地嵌裝在各自對(duì)應(yīng)的滑槽(8a，8b)內(nèi)；滑塊(4a，4b)在活塞銷(xiāo)(5)端部的滑動(dòng)和在活塞(8)滑槽(8a，8b)內(nèi)的滑動(dòng)相互關(guān)聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置，其特征是滑塊(4a，4b)與活塞銷(xiāo)(5)端部滑動(dòng)配合的內(nèi)孔形狀為圓柱形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置，其特征是滑槽(8a，8b)與滑塊(4a，4b)滑動(dòng)配合的內(nèi)孔形狀為圓柱形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置，其特征是滑槽(8a，8b)與滑塊(4a，4b)外周滑動(dòng)配合的內(nèi)孔形狀為矩柱形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置，其特征是滑塊(4a，4b)在活塞銷(xiāo)(5)端部的滑動(dòng)軌跡線(xiàn)與其在滑槽(8a，8b)內(nèi)的滑動(dòng)軌跡線(xiàn)均為一條直線(xiàn)，它們相交但既不互相平行也不互相垂直。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置，其特征是每一滑塊(4a，4b)包括可獨(dú)立滑動(dòng)的上滑塊(4a’，4b’)和下滑塊(4a”，4b”)，上滑塊(4a’，4b’)和下滑塊(4a”，4b”)分別與活塞銷(xiāo)(5)端部上平面(5c)和下平面(5d)抵接，其抵接面均由多個(gè)均布的自高至低等間距的階梯平面組成，這些平面相互平行，相鄰的兩平面之間由一斜楔面過(guò)渡連接；活塞銷(xiāo)(5)兩端相互對(duì)稱(chēng)，每一端的上平面(5c)和下平面(5d)具有相同的階梯趨勢(shì)，每一端的兩側(cè)面(5e，5f)相互平行并分別與滑槽(8a，8b)的兩側(cè)面可滑動(dòng)地抵接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置，其特征是中空的活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)兩端分別嵌裝有一可沿其軸線(xiàn)滑動(dòng)的柱塞(17a，17b)，兩端的柱塞(17a，17b)在活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)中相向而置，并將活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)可滑動(dòng)地密封封閉。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置，其特征是活塞銷(xiāo)(5)兩端分別開(kāi)有一個(gè)沿徑向貫穿活塞銷(xiāo)(5)的腰形槽(5g，5h)，腰形槽(5g，5h)的長(zhǎng)軸與柱塞(17a，17b)滑動(dòng)方向一致；活塞銷(xiāo)(5)兩端分別裝設(shè)有一連接銷(xiāo)(16a，16b)，連接銷(xiāo)(16a，16b)由外至內(nèi)將同一側(cè)的滑塊(4a，4b)、活塞銷(xiāo)(5)腰形槽(5g，5h)和柱塞(17a，17b)穿連在一起。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置，其特征是活塞銷(xiāo)(5)內(nèi)孔中裝設(shè)有一根拉簧(18)，拉簧(18)兩端分別勾在兩端的柱塞(17a，17b)上，使該兩柱塞(17a，17b)保持相互靠近的趨勢(shì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置，其特征是滑塊(4a，4b)與活塞銷(xiāo)(5)端部滑動(dòng)配合的內(nèi)孔為盲孔，滑塊(4a，4b)通過(guò)該滑動(dòng)配合將活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)可滑動(dòng)地密封封閉。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置，其特征是活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)中裝設(shè)有一根拉簧(18)，拉簧(18)兩端分別勾在兩端的滑塊(4a，4b)上，使該兩滑塊(4a，4b)保持相互靠近的趨勢(shì)；活塞銷(xiāo)(5)外圓表面中部圍繞活塞銷(xiāo)(5)軸線(xiàn)開(kāi)有一圈限位槽(5h)，與之對(duì)應(yīng)地，在連桿小頭上裝有一限位螺釘(19)，限位螺釘(19)頭部光桿部分(19a)從徑向可滑動(dòng)地伸入上述限位槽(5h)內(nèi)，活塞銷(xiāo)(5)受限位螺釘(19)所限只能在連桿小頭銷(xiāo)孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)而不能沿其軸線(xiàn)滑動(dòng)。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置，其特征是活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)中對(duì)稱(chēng)地裝設(shè)有二根拉簧(18a，18b)，每一根拉簧(18a，18b)的一端勾在同一側(cè)的滑塊(4a，4b)上、另一端勾在活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)中部，使兩端滑塊(4a，4b)分別與活塞銷(xiāo)(5)中部保持相互靠近的趨勢(shì)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置，其特征是在活塞銷(xiāo)(5)兩端任一滑塊(4a)上的閥孔(4c)內(nèi)沿軸向可滑動(dòng)地裝設(shè)有一伺服控制閥(22)，伺服控制閥(22)液力入口與該滑塊(4a)的內(nèi)孔底部相通、液力出口與滑塊(4a)外部相通；伺服控制閥(22)中部設(shè)置有泄壓環(huán)(22a)，泄壓環(huán)(22a)通過(guò)泄壓槽(22c)連通至伺服控制閥(22)液力入口，泄壓環(huán)滑入閥孔(4c)密封口(4d)時(shí)其液力入口與液力出口截止，泄壓環(huán)(22a)滑出密封口(4d)時(shí)其液力入口與液力出口連通。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置，其特征是活塞銷(xiāo)(5)中部從徑向開(kāi)有一介于活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)和連桿小頭銷(xiāo)孔油槽(3b)的節(jié)流孔(5j)，節(jié)流孔(5j)的流通阻力大于上述伺服控制閥(22)在其液力入口與液力出口完全連通狀態(tài)時(shí)的流通阻力。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置，其特征是在所述的節(jié)流孔(5j)的出口與活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)之間串聯(lián)地裝設(shè)有一單向閥(24)，單向閥(24)的入口連通節(jié)流孔(5j)，出口連通活塞銷(xiāo)內(nèi)室(5b)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置，其特征是所述活塞(8)內(nèi)設(shè)置有一控制桿(23)，控制桿(23)一端與伺服控制閥(22)相連接，另一端引導(dǎo)頭(23c)向下伸至活塞(8)的下邊沿附近。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置，其特征是所述控制桿(23)上設(shè)置有一摩擦面(23b)，與之相對(duì)應(yīng)地，在所述活塞(8)上設(shè)置有一鎖止裝置(25)，鎖止裝置(25)包括鎖止彈簧(25a)和受鎖止彈簧力作用、與摩擦面(23b)相抵接的摩擦塊(25b)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置，其特征是與所述引導(dǎo)頭(23c)相對(duì)應(yīng)地，在氣缸底部設(shè)置一個(gè)可在垂直于氣缸軸線(xiàn)方向移動(dòng)的V形槽(20)，V形槽(20)開(kāi)口向上朝向引導(dǎo)頭(23c)，V形槽(20)包括自上至下逐漸縮小的導(dǎo)口(20a)、和底部與引導(dǎo)頭(23c)尺寸一致的調(diào)節(jié)口(20b)；活塞(8)處于下止點(diǎn)時(shí)，引導(dǎo)頭(23c)恰好處于調(diào)節(jié)口(20b)內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置，其特征是該內(nèi)燃機(jī)每一氣缸均單獨(dú)設(shè)置有其對(duì)應(yīng)的V形槽(20，120)，且相鄰的兩V形槽(20，120)之間由一同步連接桿(21)所連接并保持為一體地動(dòng)作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的變壓縮比裝置。它包括連桿、活塞銷(xiāo)和活塞，活塞銷(xiāo)中部鉸接于連桿小頭銷(xiāo)孔內(nèi)，活塞銷(xiāo)兩端各套裝有可沿其端部軸線(xiàn)滑動(dòng)的滑塊，與滑塊相對(duì)應(yīng)地，活塞兩側(cè)各設(shè)置有滑槽，滑塊分別可滑動(dòng)地嵌裝在各自對(duì)應(yīng)的滑槽內(nèi)，滑塊在活塞銷(xiāo)端部的滑動(dòng)和在活塞滑槽內(nèi)的滑動(dòng)相互關(guān)聯(lián)；液壓缸執(zhí)行元件與活塞銷(xiāo)合為一體，活塞銷(xiāo)內(nèi)室設(shè)置有一拉簧，使兩端滑塊保持相互靠近的趨勢(shì)，液壓力和拉簧力共同作用使滑塊相互靠近或背離；滑塊上附加一個(gè)伺服控制閥時(shí)，通過(guò)操縱裝設(shè)于氣缸底部的V形槽，V形槽通過(guò)連接桿操縱伺服控制閥，還可實(shí)現(xiàn)連續(xù)地?zé)o級(jí)變壓縮比。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧且實(shí)用。
文檔編號(hào)F02B75/00GK101016863SQ200710085379
公開(kāi)日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2007年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月2日
發(fā)明者袁輝, 袁曉斌, 王軍如, 袁衛(wèi)兵, 劉敏 申請(qǐng)人:袁輝