一種發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于解決現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比技術(shù)存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、需對(duì)原有發(fā)動(dòng)機(jī)零部件進(jìn)行較大改進(jìn)等問(wèn)題。它包括電機(jī)及減速裝置、蝸桿、扇形支撐板、變形曲軸和動(dòng)力輸出軸，所述蝸桿通過(guò)電機(jī)及減速裝置驅(qū)動(dòng)，蝸桿與扇形支撐板組成蝸輪蝸桿傳動(dòng)單元，所述扇形支撐板上安裝變形曲軸和動(dòng)力輸出軸，所述變形曲軸和動(dòng)力輸出軸通過(guò)齒輪傳動(dòng)單元連接。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)的特點(diǎn)，它可通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比連續(xù)調(diào)節(jié)，使動(dòng)力輸出與發(fā)動(dòng)機(jī)不同運(yùn)行工況匹配，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能。
【專利說(shuō)明】一種發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其是一種發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，屬于燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]可變壓縮比技術(shù)是提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能的重要手段之一，現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比變化的方式主要有三種，一是氣缸蓋活動(dòng)方式，采用此調(diào)節(jié)方式的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體被分割成了上下兩部分，其上半部分是由氣缸蓋和氣缸體組成的一體式缸體，該一體式缸體可以圍繞著曲軸箱轉(zhuǎn)動(dòng)或者上下移動(dòng)，以改變?nèi)紵业娜莘e，實(shí)現(xiàn)可變壓縮比；二是偏心移位方式，具體又可分為活塞銷偏心移位方式、曲柄銷偏心移位方式和曲軸偏心移位方式，它們通過(guò)偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，改變活塞銷、曲柄銷和曲軸主軸頸的位置，實(shí)現(xiàn)活塞上止點(diǎn)位置的變化，從而改變?nèi)紵业娜莘e，最終實(shí)現(xiàn)可變壓縮比；三是燃燒室容積可變方式，它通過(guò)在氣缸內(nèi)設(shè)置的副活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)改變?nèi)紵胰莘e，從而改變壓縮比。
[0003]采用氣缸蓋活動(dòng)方式來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，由于發(fā)動(dòng)機(jī)活動(dòng)部分質(zhì)量大，壓縮比調(diào)解過(guò)程中會(huì)浪費(fèi)很多能量；采用多連桿方式調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比也存在一些技術(shù)問(wèn)題，如發(fā)動(dòng)機(jī)外形尺寸加大帶來(lái)振動(dòng)加劇問(wèn)題、活動(dòng)部件增加而導(dǎo)致摩擦損失相應(yīng)增加等問(wèn)題；采用燃燒室容積可變方式調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，需設(shè)置副活塞缸體結(jié)構(gòu)，由于缸蓋是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部件，再添加副活塞缸體結(jié)構(gòu)不僅會(huì)降低缸蓋強(qiáng)度、提高制造成本，而且改變?nèi)紵倚螤钜鸬娜紵隣顩r變化很難預(yù)測(cè)。
[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，申請(qǐng)?zhí)枮?01210395680.2的中國(guó)專利公開(kāi)了一種可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，它包括至少一個(gè)氣缸以及在該氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，所述活塞通過(guò)連桿與曲軸相連，所述可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)還包括固定在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)座上的至少一組直線滑軌；所述曲軸的至少一個(gè)軸頸通過(guò)滑塊安裝在對(duì)應(yīng)的直線滑軌上，并且該滑塊與控制桿相連，控制桿與驅(qū)動(dòng)裝置相連，從而使曲軸的軸頸能夠在驅(qū)動(dòng)裝置的作用下在直線滑軌上移動(dòng)；所述曲軸的左右兩端分別設(shè)置有與曲軸相連的等速萬(wàn)向節(jié)。該專利申請(qǐng)的技術(shù)方案通過(guò)對(duì)曲軸位置的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的變化，不需對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體及缸蓋進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，避免了現(xiàn)有技術(shù)中可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題，但因其曲軸通過(guò)等速萬(wàn)向節(jié)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出，存在著穩(wěn)定性和可靠性較差、使用壽命短等缺陷；另外，該專利申請(qǐng)的技術(shù)方案中曲軸上下移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置采用液壓系統(tǒng)控制，不僅控制元件數(shù)量多，而且曲軸位置調(diào)節(jié)的精度難以控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)、能實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比連續(xù)調(diào)節(jié)、提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能的發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
[0006]本發(fā)明所述問(wèn)題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，它包括電機(jī)及減速裝置、蝸桿、扇形支撐板、變形曲軸和動(dòng)力輸出軸，所述蝸桿通過(guò)電機(jī)及減速裝置驅(qū)動(dòng)，蝸桿與扇形支撐板組成蝸輪蝸桿傳動(dòng)單元，所述扇形支撐板上安裝變形曲軸和動(dòng)力輸出軸，所述變形曲軸和動(dòng)力輸出軸通過(guò)齒輪傳動(dòng)單元連接。
[0007]上述發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述扇形支撐板前端設(shè)有與蝸桿配合的蝸輪輪齒，在其后端裝配動(dòng)力輸出軸，在其中間部位裝配變形曲軸。
[0008]上述發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述變形曲軸的連桿軸頸兩端曲柄為齒輪結(jié)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力通過(guò)齒輪傳遞給動(dòng)力輸出軸。
[0009]上述發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述動(dòng)力輸出軸上固定裝配動(dòng)力輸出齒輪，所述動(dòng)力輸出齒輪與變形曲軸的齒輪嚙合，它們組成齒輪傳動(dòng)單元。
[0010]上述發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述動(dòng)力輸出齒輪與變形曲軸的齒輪優(yōu)選斜齒輪結(jié)構(gòu)。
[0011]上述發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述變形曲軸的齒輪輻板上設(shè)有減重平衡孔。
[0012]上述發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述電機(jī)及減速裝置包括電機(jī)、主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪、減速蝸桿和兩個(gè)同步蝸輪，所述電機(jī)輸出軸上安裝主動(dòng)齒輪，所述主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪外嚙合，所述從動(dòng)齒輪與減速蝸桿同軸裝配，所述減速蝸桿與兩個(gè)同步蝸輪配裝，所述同步蝸輪與蝸桿同軸裝配。
[0013]本發(fā)明在不改變發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋結(jié)構(gòu)的前提下實(shí)現(xiàn)了燃燒室容積的變化，既達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的目的，又避免了燃燒室形狀變化對(duì)缸蓋強(qiáng)度的影響；本發(fā)明匹配的連桿和活塞為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式，它只對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸進(jìn)行變形設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)曲柄結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，將連桿軸頸兩端曲柄改進(jìn)為齒輪結(jié)構(gòu)，通過(guò)該齒輪與動(dòng)力輸出齒輪及動(dòng)力輸出軸的配合，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的平穩(wěn)輸出，與等速萬(wàn)向節(jié)動(dòng)力輸出結(jié)構(gòu)比較，具有穩(wěn)定性和可靠性好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明通過(guò)電機(jī)及減速裝置驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿傳動(dòng)單元?jiǎng)幼?，不僅能改變曲軸旋轉(zhuǎn)中心位置，實(shí)現(xiàn)了壓縮比連續(xù)變化，而且可通過(guò)對(duì)電機(jī)及減速裝置的控制實(shí)現(xiàn)曲軸移動(dòng)量的量化調(diào)節(jié)，同時(shí)利用蝸輪蝸桿傳動(dòng)單元的自鎖性能，保證了運(yùn)動(dòng)傳遞的可靠性，由于蝸輪旋轉(zhuǎn)中心即動(dòng)力輸出軸軸心，確保了動(dòng)力輸出軸位置的穩(wěn)定，避免了動(dòng)力輸出位置變化給離合器匹配造成的不良影響；本發(fā)明為匹配曲軸形狀的變化，在變形曲軸的齒輪輻板上設(shè)置減重平衡孔?？傊?，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)的特點(diǎn)，它可通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比連續(xù)調(diào)節(jié)，使動(dòng)力輸出與發(fā)動(dòng)機(jī)不同運(yùn)行工況匹配，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的爆炸結(jié)構(gòu)圖；
圖3是圖1的主視圖；
圖4是本發(fā)明的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施例示意圖；
圖5是電機(jī)及減速裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6、圖7是加大發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的調(diào)節(jié)過(guò)程示意圖；
圖8、圖9是減小發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的調(diào)節(jié)過(guò)程示意圖。
[0016]圖中各標(biāo)號(hào)清單為:1、活塞，2、變形曲軸，2_1、齒輪，2-2、減重平衡孔，3、動(dòng)力輸出軸，4、動(dòng)力輸出齒輪，5、扇形支撐板，6、連桿，7、蝸桿，8、發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，9、電機(jī)及減速裝置，9-1、電機(jī)，9_2、主動(dòng)齒輪,9_3、從動(dòng)齒輪,9_4、減速蝸桿,9_5、同步蝸輪。
【具體實(shí)施方式】
[0017]參看圖1、圖2、圖3，本發(fā)明包括電機(jī)及減速裝置9、蝸桿7、扇形支撐板5、變形曲軸2和動(dòng)力輸出軸3，所述蝸桿7通過(guò)電機(jī)及減速裝置9驅(qū)動(dòng)，所述扇形支撐板5前端設(shè)有與蝸桿7配合的蝸輪輪齒，在其后端裝配動(dòng)力輸出軸3，在其中間部位裝配變形曲軸2，所述變形曲軸2的連桿軸頸兩端曲柄為齒輪2-1結(jié)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力通過(guò)齒輪2-1傳遞給動(dòng)力輸出軸3 ;所述動(dòng)力輸出軸3上固定裝配動(dòng)力輸出齒輪4，所述動(dòng)力輸出齒輪4與變形曲軸的齒輪2-1嚙合，它們組成齒輪傳動(dòng)單元；所述動(dòng)力輸出齒輪4與變形曲軸的齒輪2-1優(yōu)選斜齒輪結(jié)構(gòu)；所述變形曲軸2的齒輪2-1輻板上設(shè)有減重平衡孔2-2。
[0018]參看圖4、圖5，圖4所示為本發(fā)明與單缸發(fā)動(dòng)機(jī)匹配的實(shí)施例，它在不改變發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋結(jié)構(gòu)的前提下實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸8中燃燒室容積的變化，既達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的目的，又避免了燃燒室形狀變化對(duì)缸蓋強(qiáng)度的影響；本實(shí)施例中與之匹配的連桿6和活塞I為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式，它只對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸進(jìn)行變形設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)曲柄結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，將連桿軸頸兩端曲柄改進(jìn)為齒輪2-1結(jié)構(gòu)，通過(guò)該齒輪2-1與動(dòng)力輸出齒輪4及動(dòng)力輸出軸3的配合，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的平穩(wěn)輸出；本實(shí)施例設(shè)置了兩套蝸輪蝸桿傳動(dòng)單元，通過(guò)電機(jī)及減速裝置9驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿傳動(dòng)單元來(lái)改變曲軸旋轉(zhuǎn)中心位置，實(shí)現(xiàn)了壓縮比變化，由于蝸輪旋轉(zhuǎn)中心即動(dòng)力輸出軸3軸心，確保了動(dòng)力輸出軸3位置的穩(wěn)定，避免了動(dòng)力輸出位置變化給離合器匹配造成的不良影響；如圖5所示，本實(shí)施例在電機(jī)及減速裝置9中設(shè)置了齒輪減速和蝸輪蝸桿兩級(jí)減速單元，同時(shí)利用與減速蝸桿9-4配合的兩個(gè)同步蝸輪9-5實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)蝸桿7的同步動(dòng)作，保證了兩套蝸輪蝸桿傳動(dòng)單元?jiǎng)幼鞯囊恢滦浴?br> [0019]參看圖6、圖7，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比需要增大時(shí)，電機(jī)及減速裝置9帶動(dòng)蝸桿7逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，扇形支撐板5繞動(dòng)力輸出軸3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)變形曲軸2向上移動(dòng)，活塞I上止點(diǎn)位置發(fā)生變化，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸8內(nèi)燃燒室高度由Hl減小到H2，發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比增大。
[0020]參看圖8、圖9,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比需要減小時(shí)，電機(jī)及減速裝置9帶動(dòng)蝸桿7順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，扇形支撐板5繞動(dòng)力輸出軸3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)變形曲軸2向下移動(dòng)，活塞I上止點(diǎn)位置發(fā)生變化，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸8內(nèi)燃燒室高度由Hl增大到H3，發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比減小。
[0021]本發(fā)明對(duì)變形曲軸2作相應(yīng)改進(jìn)后，可應(yīng)用于多缸發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的調(diào)節(jié)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征是，它包括電機(jī)及減速裝置(9)、蝸桿(7)、扇形支撐板(5)、變形曲軸(2)和動(dòng)力輸出軸(3)，所述蝸桿(7)通過(guò)電機(jī)及減速裝置(9)驅(qū)動(dòng)，蝸桿(7 )與扇形支撐板(5 )組成蝸輪蝸桿傳動(dòng)單元，所述扇形支撐板(5 )上安裝變形曲軸(2 )和動(dòng)力輸出軸(3)，所述變形曲軸(2)和動(dòng)力輸出軸(3)通過(guò)齒輪傳動(dòng)單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征是，所述扇形支撐板(5)前端設(shè)有與蝸桿(7)配合的蝸輪輪齒，在其后端裝配動(dòng)力輸出軸(3)，在其中間部位裝配變形曲軸(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征是，所述變形曲軸(2)的連桿軸頸兩端曲柄為齒輪(2-1)結(jié)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力通過(guò)齒輪(2-1)傳遞給動(dòng)力輸出軸(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征是，所述動(dòng)力輸出軸(3)上固定裝配動(dòng)力輸出齒輪(4)，所述動(dòng)力輸出齒輪(4)與變形曲軸的齒輪(2-1)嚙合，它們組成齒輪傳動(dòng)單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征是，所述動(dòng)力輸出齒輪(4)與變形曲軸的齒輪(2-1)為斜齒輪結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征是，所述變形曲軸(2)的齒輪(2-1)輻板上設(shè)有減重平衡孔(2-2 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征是，所述電機(jī)及減速裝置(9)包括電機(jī)(9_1)、主動(dòng)齒輪(9_2)、從動(dòng)齒輪(9_3)、減速蝸桿(9_4)和兩個(gè)同步蝸輪(9-5)，所述電機(jī)(9-1)的輸出軸上安裝主動(dòng)齒輪(9-2)，所述主動(dòng)齒輪(9-2)和從動(dòng)齒輪(9-3)外嚙合，所述從動(dòng)齒輪(9-3)與減速蝸桿(9-4)同軸裝配，所述減速蝸桿(9-4)與兩個(gè)同步蝸輪(9-5)配裝，所述同步蝸輪(9-5)與蝸桿(7)同軸裝配。
【文檔編號(hào)】F02B75/04GK103470382SQ201310379050
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】馬志剛, 王宇, 馬興興, 宋東先 申請(qǐng)人:長(zhǎng)城汽車股份有限公司