專利名稱：在活塞上直接測(cè)量可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的有效容積比的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以在活塞上直接測(cè)量可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸 的有效容積比的裝置，該裝置包括連接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸座上的至少一傳感 器以及計(jì)算機(jī)，所述傳感器檢測(cè)固定到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞上的至少一目標(biāo)的行 程，所述傳感器與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的至少一角度位置活塞傳感器相互配合。
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)人的國(guó)際專利申請(qǐng)W098/51911, WO00/31377, WO03/008783,公開 了可變排汽量式引擎的多種機(jī)械裝置。
應(yīng)注意到，本申請(qǐng)人的國(guó)際專利申請(qǐng)W098/51911描述了一種裝置，該裝置 用于提高在可變載荷和速度下用活塞式內(nèi)燃機(jī)的總效率，其在運(yùn)轉(zhuǎn)中配合它們 的有效排汽量和/或它們的容積比來達(dá)成。由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員已經(jīng)知道這種 類型的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為"可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)"，因此，下文將采用該名稱。
應(yīng)注意到，按照本申請(qǐng)人的國(guó)際專利申請(qǐng)WO00/31377,可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī) 的機(jī)械傳動(dòng)裝置包括活塞，該活塞底部固定到傳動(dòng)件上，該傳動(dòng)件一方面與滾動(dòng) 導(dǎo)引裝置相互配合，另一方面與固定到連接桿上的齒輪相互配合，使得能夠在所 述活塞和所述連接桿之間傳遞運(yùn)動(dòng)。
-應(yīng)注意到，按照本申請(qǐng)人的國(guó)際專利申請(qǐng)W000/008783,可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī) 的機(jī)械傳動(dòng)裝置包括至少一個(gè)汽缸，活塞在其中移動(dòng)而活塞底部固定到傳動(dòng)件 上，該傳動(dòng)件一方面通過小型齒條與滾動(dòng)導(dǎo)引裝置相互配合,'另一方面通過另一 大型齒條與固定到連接桿上的齒輪相互配合。所述可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)裝置還包括與齒輪相互配合的至少一 控制齒條，將活塞與提供夾緊預(yù)應(yīng)力(clamping prestress)的傳動(dòng)件連接的裝置, 能夠使齒條的齒部增強(qiáng)的連接裝置，以及使齒輪結(jié)構(gòu)加強(qiáng)和減輕的裝置。
可以看出，按照國(guó)際專利申請(qǐng)W098/51911禾B PCT/FR2007/000149,可變壓 縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比通過控制液壓千斤頂來調(diào)節(jié)，控制液壓千斤頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)由移 動(dòng)部件的慣性以及發(fā)動(dòng)機(jī)排氣壓力產(chǎn)生的力來提供，所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣壓力施加 到所述千斤頂所固定的控制齒條上。
應(yīng)注意到，按照本申請(qǐng)人的專利申請(qǐng)W098/519U， WO2005/098219以及 FR06/00708，可以配置傳感器來測(cè)量可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的控制齒條的位置，以將 所述控制齒條的位置通知所述發(fā)動(dòng)機(jī)的控制計(jì)算機(jī)。
應(yīng)注意到，在本申請(qǐng)人的前述所有專利申請(qǐng)和專利中，可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的 動(dòng)力傳送系統(tǒng)包括的運(yùn)動(dòng)部件比傳統(tǒng)的固定壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的多。該特別特征使鏈 的尺寸變長(zhǎng)，活塞相對(duì)于汽缸蓋的位置取決于鏈的尺寸。
然而，應(yīng)注意到，本申請(qǐng)人的法國(guó)專利申請(qǐng)06/00708描述了一種初始調(diào)節(jié)逐 個(gè)缸壓縮比的裝置，該裝置可特別在其組裝期間應(yīng)用到可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)上，而 且有可能使一個(gè)和同一發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸之間的壓縮比的分散減至最小。
考慮到以下因素可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)中的大量運(yùn)動(dòng)部件、所述部件之間起作 用的總間隙、在可變工作溫度下所述部件之間的不同延伸、在所述發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽 命期間所述部件的接觸表面可能經(jīng)受磨損和銹蝕作用，因此不能保證由傳感器 報(bào)告的所述發(fā)動(dòng)機(jī)的容積比值，所述傳感器測(cè)量正確與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的有效容積 比相應(yīng)的所述發(fā)動(dòng)機(jī)的控制齒條的位置。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決此問題，根據(jù)本發(fā)明的裝置可以直接在活塞上測(cè)量可變壓縮比發(fā) 動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸的有效容積比，同時(shí)所述活塞可在所述汽缸內(nèi)作往復(fù)平移運(yùn)動(dòng)。
因此，根據(jù)本發(fā)明的裝置有可能基于兩種信號(hào)的收集和計(jì)算機(jī)計(jì)算的結(jié)果 將活塞在"上死點(diǎn)"(TDC)相對(duì)于所述發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸蓋的有效高度通知可變壓縮比 發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)。
因此，根據(jù)本發(fā)明的裝置有可能大為改進(jìn)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的有效容積比的測(cè)量 可靠性，其中
在可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞上直接測(cè)量在所述發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間所述活塞 的高度，有可能減少所述發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)部件在膨脹時(shí)因缺乏一致性而造 成的誤差，缺乏膨脹一致性會(huì)導(dǎo)致在所述發(fā)動(dòng)機(jī)"上死點(diǎn)"(TDC)的活塞位 置和在所述發(fā)動(dòng)機(jī)"上死點(diǎn)"(TDC)的活塞有效位置之間的不同，所述活塞 位置是基于由直接安裝在所述齒條上的傳感器測(cè)定的控制齒條的位置計(jì) 算的，而所述發(fā)動(dòng)機(jī)的有效容積比取決于所述活塞有效位置。 在可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞上直接測(cè)量在所述發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間所述活塞 的高度，有可能減少所述發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)部件之間工作間隙的變化而造成 的誤差，所述間隙變化會(huì)導(dǎo)致在所述發(fā)動(dòng)機(jī)"上死點(diǎn)"(TDC)的活塞位置和 在所述發(fā)動(dòng)機(jī)"上死點(diǎn)"(TDC)的活塞有效位置之間的不同，所述活塞位置 是基于由直接安裝在所述齒條上的傳感器測(cè)定的控制齒條的位置計(jì)算的, 而所述發(fā)動(dòng)機(jī)的有效容積比取決于所述活塞有效位置。 在可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞上直接測(cè)量在所述發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間所述活塞 的高度，有可能減少所述發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)部件由于磨損、銹蝕作用或變形而 造成的誤差，所述磨損、銹蝕作用或變形會(huì)導(dǎo)致在所述發(fā)動(dòng)機(jī)"上死 點(diǎn)"(TDC)的活塞位置和在所述發(fā)動(dòng)機(jī)"上死點(diǎn)"(TDC)的活塞有效位置之 間的不同，所述活塞位置是基于由直接安裝在所述齒條上的傳感器測(cè)定 的控制齒條的位置計(jì)算的，而所述發(fā)動(dòng)機(jī)的有效容積比取決于所述活塞 有效位置。 -
5因此，根據(jù)本發(fā)明的裝置在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞上直接測(cè)量所述發(fā)動(dòng)機(jī)在工 作期間的有效容積比，將會(huì)提高可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的容積比的測(cè)量可靠性及準(zhǔn) 確性，這樣有可能
-大大減少與可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的有效容積比測(cè)量相關(guān)的不精確性，不論 所述不精確性是否與缺乏膨脹一致性相關(guān)，或是否與起作用的間隙的變
型以及所述發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)部件的起作用的間隙與尺寸相關(guān)；
-減少異常燃燒的爆燃性的風(fēng)險(xiǎn)，如果太高的容積比應(yīng)用于可變壓縮比發(fā)
動(dòng)機(jī)，就會(huì)發(fā)生所述爆燃，因?yàn)樗霭l(fā)動(dòng)機(jī)的容積比的測(cè)量并不代表所
述發(fā)動(dòng)機(jī)的有效容積比，因此，所述爆燃會(huì)損害所述發(fā)動(dòng)機(jī)；
-藉由有效容積比的測(cè)量使可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的效能優(yōu)化，使之更可靠,
而且有可能接近但不會(huì)到達(dá)爆燃限度。
有可能測(cè)量根據(jù)本發(fā)明的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸的有效容積比
的裝置包括至少一目標(biāo)行程傳感器以及計(jì)算機(jī)，所述傳感器連接到汽缸座上并
位于滾動(dòng)導(dǎo)引裝置的同步滾輪的滾動(dòng)表面下方，所述滾動(dòng)導(dǎo)引裝置檢測(cè)置位于
固定到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞上的傳動(dòng)件上的至少一目標(biāo)的行程，所述目標(biāo)行程傳 感器與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的至少一角度位置傳感器相互配合。
有可能測(cè)量根據(jù)本發(fā)明的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸的有效容積比 的裝置包括設(shè)置在帶小型齒條的傳動(dòng)件的表面上的目標(biāo)。
有可能測(cè)量根據(jù)本發(fā)明的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸的有效容積比 的裝置包括由設(shè)置在傳動(dòng)件中的孔或類似元件構(gòu)成的目標(biāo)。
有可能測(cè)量根據(jù)本發(fā)明的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸的有效容積比 的裝置包括由固定到傳動(dòng)件上的銷或類似元件構(gòu)成的目標(biāo)。


下面將參照以非限制方式給出的附圖進(jìn)行描述，這樣有可能更好地理解本發(fā)明，所提出的特征以及本發(fā)明很可能提供的優(yōu)點(diǎn)。
圖1所示為有可能測(cè)量根據(jù)本發(fā)明一個(gè)變型的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一 個(gè)汽缸的有效容積比的裝置的主要部件及其在可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)中配置的剖視 圖。
具體實(shí)施例方式
圖l所示為裝置90，該裝置有可能在活塞2上直接測(cè)量可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的 至少一個(gè)汽缸110的有效容積比。
根據(jù)本申請(qǐng)人的專利申請(qǐng)和專利，可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)包括機(jī)械傳動(dòng)裝置1, 該機(jī)械傳動(dòng)裝置包括活塞2，固定到活塞上的傳動(dòng)件3,該傳動(dòng)件一方面與滾動(dòng) 導(dǎo)引裝置4相互配合，另一方面與齒輪5相互配合。
齒輪5與連接到曲軸9上的連接桿6相互配合，以便在活塞2和所述曲軸9 之間傳遞運(yùn)動(dòng)。
齒輪5背對(duì)傳動(dòng)件3與控制齒條7相互配合，控制齒條7的相對(duì)于汽缸座100 的垂直位置由控制裝置12控制，該控制裝置包括控制千斤頂8，千斤頂活塞13 在起重油缸112內(nèi)引導(dǎo)，起重油缸設(shè)置在汽缸座100內(nèi)?？刂魄Ы镯?由上千斤 頂桿10,下千斤頂桿16,千斤頂活塞13以及控制桿20組成。
固定到活塞2上的傳動(dòng)件3的其中一表面上設(shè)置第一大型齒條35,該大型齒 條的齒部34與齒輪5的齒部51相互配合。
背對(duì)第一齒條35傳動(dòng)件3包括第二齒條37,第二齒條的小型齒部38與滾動(dòng) 導(dǎo)引裝置4的滾輪40的齒部相互配合。
汽缸座100固定到帶齒條46的支承件41上，所述齒條46使?jié)L動(dòng)導(dǎo)引裝置4 的滾輪40的運(yùn)動(dòng)與活塞2的運(yùn)動(dòng)同步。
有可能測(cè)量根據(jù)本發(fā)明的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸110的有效容 積比的裝置90包括連接到汽缸座100上的至少一個(gè)目標(biāo)行程傳感器91。
7有可能測(cè)量根據(jù)本發(fā)明的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸110的有效容 積比的裝置卯包括固定到活塞2上的至少一個(gè)目標(biāo)92。目標(biāo)行程傳感器91設(shè) 計(jì)成檢測(cè)固定到活塞2上的該目標(biāo)92的行程。
有可能測(cè)量根據(jù)本發(fā)明的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸110的有效容 積比的裝置90包括曲軸93的至少一個(gè)角度位置傳感器以及至少一個(gè)計(jì)算機(jī)94。
目標(biāo)行程傳感器91設(shè)計(jì)成與曲軸93的角度位置傳感器以及計(jì)算機(jī)94相互 配合。
目標(biāo)行程傳感器91位于可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的滾動(dòng)導(dǎo)引裝置4的同步滾輪40 的滾動(dòng)表面下方。
固定到活塞2上的目標(biāo)92位于可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)裝置1的傳動(dòng) 件3上。
目標(biāo)92位于帶小型齒條37的傳動(dòng)件3的表面上，所述小型齒條背對(duì)第一大
型齒條35的齒部34。
目標(biāo)92可由設(shè)置在傳動(dòng)件3中的孔或類似元件構(gòu)成。
目標(biāo)92還可由固定到傳動(dòng)件3上的銷或類似元件構(gòu)成。
連接到汽缸座100上的目標(biāo)行程傳感器91是基于"霍爾"(Hall)效應(yīng)原理。
作為變型,目標(biāo)行程傳感器91可以由電流循環(huán)流經(jīng)的線圈構(gòu)成，該電流可
以檢測(cè)目標(biāo)92的行程，當(dāng)目標(biāo)通過所述線圈前面時(shí)所述電流流經(jīng)所述線圈，所
述目標(biāo)92由產(chǎn)生磁場(chǎng)的材料構(gòu)成。
根據(jù)另一實(shí)施例，目標(biāo)行程傳感器91可以由限定微型電流變壓器的兩個(gè)重
迭的線圈構(gòu)成，電流的變換比有可能檢測(cè)目標(biāo)92的行程，所述目標(biāo)由磁性材料構(gòu)成。
根據(jù)另一實(shí)施例，目標(biāo)行程傳感器91可以是電容性的或是本領(lǐng)域技術(shù)人員 公知的其它類型的光學(xué)探測(cè)傳感器。 操作有可能在活塞2上直接測(cè)量可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸110的有效容 積比的裝置90的操作如下
當(dāng)可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，活塞2在其上死點(diǎn)(TDC)及其下死點(diǎn)(BDC)之 間作來回運(yùn)動(dòng)。
因此，固定到活塞2上的目標(biāo)92會(huì)在目標(biāo)行程傳感器91前面轉(zhuǎn)到所述活塞 2在其汽缸10中的每次上沖程和每次下沖程。
當(dāng)所述目標(biāo)92在目標(biāo)行程傳感器91前面通過時(shí)，計(jì)算機(jī)94接收相應(yīng)的信 號(hào)，并記錄經(jīng)由曲軸角度位置傳感器93傳送的信號(hào)，該曲軸角度位置相應(yīng)于在 目標(biāo)行程傳感器91前面的所述目標(biāo)92的行程。
目標(biāo)92相對(duì)于活塞2頂部的位置，目標(biāo)行程傳感器91相對(duì)于汽缸蓋(圖中未 示)的位置以及活塞2的高度隨曲軸9的角度位置而變化的規(guī)律都已于先前記錄 在計(jì)算機(jī)94的存儲(chǔ)器中，當(dāng)活塞2已到達(dá)其上死點(diǎn)(TDC)時(shí)，所述計(jì)算機(jī)能夠確 定活塞2的頂部相對(duì)于汽缸蓋的位置，因此確定發(fā)動(dòng)機(jī)的有效容積比。
應(yīng)注意到，在組裝期間，簡(jiǎn)單的技術(shù)方案在于，將可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的每一 汽缸設(shè)置在公知的且由合適的計(jì)量器或任何其它裝置記錄的容積比，而不是測(cè) 量和記錄活塞2的頂部與目標(biāo)92之間的距離以及目標(biāo)行程傳感器91與汽缸蓋之 間的距離。
一旦所述發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸110處于所述公知的容積比，發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)， 而計(jì)算機(jī)94則可為所述發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸110在所述汽缸110的容積比，目標(biāo) 行程傳感器91前面的所述汽缸110的活塞2的目標(biāo)92的行程點(diǎn)以及所述發(fā)動(dòng)機(jī) 的曲軸9的角度位置之間明確地建立關(guān)系。
一旦知道該關(guān)系后，計(jì)算機(jī)94可在任何時(shí)間計(jì)算每個(gè)汽缸110的有效容積比。
此外，應(yīng)該理解，以上的敘述僅以示例方式，而不會(huì)以任何方式限定本發(fā)明 的范圍，在不脫離本發(fā)明保護(hù)范圍情況下，使用者可以用任何其它等同物代替所述的實(shí)施細(xì)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種可以測(cè)量可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸(110)的有效容積比的裝置，其特征在于，所述裝置包括連接到汽缸座(100)上并位于滾動(dòng)導(dǎo)引裝置(4)的同步滾輪(40)的滾動(dòng)表面下方的至少一目標(biāo)行程傳感器(91)，所述目標(biāo)行程傳感器檢測(cè)位于固定到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞(2)上的傳動(dòng)件(3)上的至少一個(gè)目標(biāo)(92)的行程，所述目標(biāo)行程傳感器(91)與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的至少一個(gè)角度位置傳感器(93)相互配合，以及計(jì)算機(jī)(94)。
2. 如權(quán)利要求1所述的可以測(cè)量可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸的有效容積 比的裝置，其牿征在于，所述目標(biāo)(92)設(shè)置在包括小型齒條(37)的傳動(dòng)件(3)的 表面上。
3. 如權(quán)利要求1所述的可以測(cè)量可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸的有效容積 比的裝置，其特征在于，所述目標(biāo)(92)由設(shè)置在所述傳動(dòng)件(3)中的孔或類似 元件構(gòu)成。
4. 如權(quán)利要求1所述的可以測(cè)量可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸的有效容積 比的裝置，其特征在于，所述目標(biāo)(92)由固定到所述傳動(dòng)件(3)上的銷或類似 元件構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測(cè)量可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)中至少一個(gè)汽缸(110)的有效容積比的裝置，所述裝置包括至少一目標(biāo)行程傳感器(91)以及計(jì)算機(jī)(94)，所述目標(biāo)行程傳感器連接到汽缸座(100)上并檢測(cè)連接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞(2)上的至少一個(gè)目標(biāo)(92)，所述目標(biāo)行程傳感器與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的至少一個(gè)角度位置傳感器(93)相互配合。
文檔編號(hào)F02B75/00GK101680364SQ200880020204
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月16日
發(fā)明者維亞內(nèi)·拉比 申請(qǐng)人:維亞內(nèi)·拉比