相關申請的交叉引用

本申請要求2015年12月15日提交的韓國專利申請no.10-2015-0179512的優(yōu)先權，該申請的全部內(nèi)容結合于此用于通過該引用的所有目的。

本發(fā)明涉及一種可變壓縮比裝置，更具體地涉及這樣一種可變壓縮比裝置，其中燃燒室內(nèi)的混合物的壓縮比根據(jù)發(fā)動機的運行狀態(tài)而改變。

背景技術：

通常，當壓縮比較高時熱力發(fā)動機的熱效率增加，而對于火花點火式發(fā)動機的情況而言，當點火時間提前到一定水平時，熱效率增加。但是，當火花點火式發(fā)動機的點火時間在高壓縮比下提前時，會發(fā)生異常燃燒從而對發(fā)動機造成損害。因此在點火時間提前上要進行限制并且輸出功率的相應下降也應當被接受。

可變壓縮比(vcr)裝置是根據(jù)發(fā)動機的運行狀態(tài)來改變混合物的壓縮比的裝置。根據(jù)vcr裝置，混合物的壓縮比在低負載條件下增大以提高英里數(shù)(或燃油效率)，而混合物的壓縮比在高負載條件下減小以防止發(fā)生爆震并且提高發(fā)動機輸出功率。

相關技術的vcr裝置通過改變連接活塞和曲軸的連接桿的長度來實現(xiàn)壓縮比的改變。在vcr裝置中，連接活塞和曲軸的部件包括若干連桿并且將燃燒壓力直接傳遞至連桿。因此，連桿的耐用性變差。

關于相關技術中的vcr裝置的各種實驗結果顯示，當利用偏心軸承改變曲柄銷與活塞銷之間的距離時運行可靠性較高。同時，當利用液壓來轉動偏心凸輪時，每個汽缸的偏心凸輪的旋轉量和液壓流出量是不同的，這就導致了如下問題：每個汽缸的壓縮比不一致且壓縮比根據(jù)發(fā)動機運行狀態(tài)而改變所持續(xù)的時間會變化。

公開于該發(fā)明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現(xiàn)有技術。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的各個方面旨在提供一種可變壓縮比(vcr)裝置，其優(yōu)點是通過在連接桿的較大端部安裝偏心凸輪并利用連桿構件使偏心凸輪旋轉，從而改變混合物的壓縮比。

根據(jù)本發(fā)明的各個方面，一種可變壓縮比裝置設置到發(fā)動機以改變混合物的壓縮比，該發(fā)動機在從活塞接收混合物的燃燒動力時使曲軸旋轉，所述可變壓縮比裝置可以包括：連接桿，其將從活塞接收到的混合物的燃燒動力傳遞至曲軸，并且所述連接桿包括與活塞可旋轉地連接的小端部以及形成有用于與曲軸可旋轉地并且偏心地連接的圓形孔的大端部；曲軸銷，其設置在曲軸處；偏心凸輪，其同中心地可旋轉地設置在所述大端部的孔中，用于使曲軸銷偏心插入并可旋轉地連接；偏心連桿，所述偏心凸輪在偏心連桿的第一端部處設置，從而偏心連桿與偏心凸輪一起轉動；可變連桿，所述可變連桿的第一端部與偏心連桿的第二端部可旋轉地連接；控制連桿，所述控制連桿的第一端部與可變連桿的第二端部可旋轉地連接；以及控制軸，其受控制器的控制并且設置在控制連桿的第二端部處且與控制連桿一起轉動。

所述控制連桿與所述控制軸一起的旋轉可以通過所述可變連桿而使得所述偏心連桿旋轉。

所述控制軸可以受到控制器的控制從而根據(jù)發(fā)動機的運行狀態(tài)而旋轉。

所述偏心凸輪可以包括：主體，所述偏心連桿形成在或設置在所述主體處，并且在所述主體處形成孔的第一部分，所述曲軸銷插入到所述第二孔的第一部分中；以及副主體，在所述副主體處形成孔的第二部分，所述曲軸銷插入到所述孔的第二部分中，并且副主體插入空間形成在所述主體處并且副主體設置在所述副主體插入空間中。

所述副主體插入空間可以形成為從偏心凸輪的外周處沿徑向方向凹陷的形狀。

所述副主體可以形成為半圓形并且所述副主體插入空間可以形成為對應于副主體的形狀。

通過將偏心凸輪的副主體插入到主體的副主體插入空間中而形成曲軸銷插入的孔。

應當理解，此處所使用的術語“車輛”或“車輛的”或其它類似術語一般包括機動車輛，例如包括運動型多用途車輛(suv)、大客車、卡車、各種商用車輛的乘用汽車，包括各種舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、可插式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其它替代性燃料車輛(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此處所提到的，混合動力車輛是具有兩種或更多動力源的車輛，例如汽油動力和電力動力兩者的車輛。

通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明的某些原理的具體實施方式，本發(fā)明的方法和裝置所具有的其他特征和優(yōu)點將更為具體地變得清楚或得以闡明。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的可變壓縮比裝置的示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的可變壓縮比裝置的偏心凸輪的立體圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的偏心凸輪的分解立體圖。

圖4a和圖4b為顯示根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的可變壓縮比裝置在低壓縮比和高壓縮比下運行的視圖。

應當了解，所附附圖并非按比例地顯示了本發(fā)明的基本原理的圖示性的各種特征的略微簡化的畫法。本文所公開的本發(fā)明的具體設計特征包括例如具體尺寸、取向、位置和形狀將部分地由具體所要應用和使用的環(huán)境來確定。

具體實施方式

下面將具體參考本發(fā)明的各個實施方案，這些實施方案的示例顯示在附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性實施方案相結合進行描述，但是應當意識到，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式、修改形式、等價形式及其它實施方案。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的可變壓縮比裝置的示意圖。

圖1示出了發(fā)動機的局部以顯示可變壓縮比裝置1的構造。亦即，通過局部顯示汽缸體3和油盤5從而容易地示出發(fā)動機中的可變壓縮比裝置1的構件彼此連接的構造。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的可變壓縮比裝置1安裝至發(fā)動機(發(fā)動機從活塞10在接收到混合物的燃燒動力時使曲軸40旋轉)，從而根據(jù)發(fā)動機的運行狀態(tài)來改變混合物的壓縮比。

活塞10在汽缸7內(nèi)進行豎直運動，并且燃燒室形成在活塞10與汽缸7之間。

曲軸40從活塞10接收燃燒動力并將燃燒動力轉化為扭矩從而傳遞至變速器。汽缸7中的曲軸40安裝在形成于汽缸7下端處的曲軸箱中。此外，多個配重42安裝在曲軸40處。配重42減少由曲軸40的轉動所產(chǎn)生的振動。

這里，由汽缸蓋與汽缸體3聯(lián)接而形成的燃燒室以及通過形成在汽缸體3處的上曲軸箱與形成在油盤5處的下曲軸箱聯(lián)接而構造的曲軸箱是本領域技術人員眾所公知的，因此將省略其詳細說明。

根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的可變壓縮比裝置1包括連接桿20、偏心聯(lián)桿34、偏心凸輪30、可變連桿50、控制連桿65和控制軸60。

連接桿20從活塞10接收燃燒動力并將燃燒動力傳遞至曲軸40。為了傳遞燃燒動力，連接桿20的一端通過活塞銷15而可旋轉地連接到活塞10，并且連接桿20的另一端偏心地且可旋轉地連接到曲軸40。通常而言，連接到活塞10的連接桿20的一個端部部分稱為小端部分，連接到曲軸40的連接桿20的另一端部部分稱為大端部分。

連接桿20包括活塞銷安裝孔22和偏心凸輪安裝孔24。

活塞銷安裝孔22形成在連接桿20的小端部分中。此外，活塞銷安裝孔22具有圓形形狀以允許連接桿20的小端部分可旋轉地連接至活塞10。亦即，活塞銷15插入到活塞銷安裝孔22中以便將連接桿20的小端部分與活塞10連接。

偏心凸輪安裝孔24形成于連接桿20的大端部分中。此外，偏心凸輪安裝孔24具有圓形形狀從而連接桿20的大端部分可旋轉地與曲軸40連接。

如上所述，連接桿20的整體構造類似于現(xiàn)有的連接桿20。因此，vcr裝置可以在現(xiàn)有發(fā)動機的結構變化最小化的同時進行安裝。

偏心凸輪30設置在偏心連桿34的一端處。偏心連桿34和偏心凸輪30通過例如銷的聯(lián)接單元聯(lián)接或者整體形成或單件地形成從而一起旋轉。當偏心凸輪30可旋轉地插入到連接桿20的偏心凸輪安裝孔24中時，偏心連桿34可旋轉地連接至連接桿20的大端部分。此外，偏心凸輪30可以同中心地插入到偏心凸輪安裝孔24中并且可以圓形形狀形成并具有與偏心凸輪安裝孔24的內(nèi)徑幾乎相等的外徑。

偏心凸輪30包括曲軸銷安裝孔32。

曲軸銷安裝孔32偏心地形成在偏心凸輪30處。此外，曲軸銷45插入到曲軸銷安裝孔32中從而可旋轉地將連接桿20和偏心連桿34與曲軸40連接。亦即，偏心連桿34和偏心凸輪30圍繞曲軸銷45旋轉，曲軸銷45的中心布置為離開偏心凸輪30的中心。

如果偏心凸輪30旋轉，則曲軸銷45的相對位置將相對于偏心凸輪30的中心改變。亦即，連接桿20的相對位置及活塞10的相對位置將相對于曲軸40改變。因此，混合物的壓縮比發(fā)生變化。

可變連桿50的作用是使偏心連桿34圍繞曲軸銷45旋轉。此外，可變連桿50的一端可旋轉地與偏心連桿34的另一端連接。

可變連桿65的作用是通過使用可變連桿50而使偏心連桿34圍繞曲軸銷45旋轉。此外，控制連桿65的一端可旋轉地與可變連桿50的另一端連接。

控制軸60根據(jù)發(fā)動機的運行條件旋轉，并且使控制連桿65旋轉。此外，控制連桿65通過例如銷的聯(lián)接單元而被聯(lián)接至控制軸60或者與控制軸60整體地形成或單件地形成從而與控制軸60一起旋轉。亦即，控制連桿65通過控制軸60的旋轉而轉動。此外，控制軸60設置在控制連桿65的另一端處，并且控制連桿65圍繞控制軸60旋轉。

同時，控制軸60可以與致動器連接。此外，致動器的操作由控制器70來控制。亦即，控制器70根據(jù)發(fā)動機的運行狀況來確定混合物的壓縮比并且操作致動器。因此，控制軸60借助致動器而旋轉(該致動器取決于控制器70的控制而受到控制)，從而使得混合物的壓縮比改變。這里，致動器可以是電機，該電機通過接收電力而產(chǎn)生扭矩，控制器70可以為常規(guī)的電子控制單元(ecu)，其綜合控制車輛的電子元件。

在本說明書中，連桿構件34、50和65之間的可旋轉連接指的是連桿構件34、50和65通過例如銷55和65等的連接部件而連接，并且可相對旋轉。這里，控制連桿65可以是從控制軸60偏心地突出的連接銷65。

圖2為根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的偏心凸輪的立體圖，而圖3為根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的偏心凸輪的分解立體圖。

如圖2和圖3所示，偏心凸輪30包括主體31和副主體39。

偏心連桿34形成或設置于偏心凸輪30的主體31處。在圖2和圖3中顯示偏心連桿34整體或單件地形成在偏心凸輪30處，但是并不限于此。此外，銷插入孔36形成在偏心連桿34處使得將偏心連桿34與可變連桿50連接的連接銷55插入其中。進一步地，形成曲軸銷安裝孔32的一部分的第一安裝孔形成部分32a以及副主體插入空間33(副主體39設置在該副主體插入空間33處)形成在偏心凸輪30的主體31處。

副主體插入空間33形成從偏心凸輪30的外圓周沿徑向方向凹陷的形狀。同時，隨著副主體插入空間33的形成，副主體接觸表面35在相對于主體31處的第一安裝孔形成部分32a的直徑方向上形成于兩側。

偏心凸輪30的副主體39的整體形狀形成半圓形，副主體插入空間33形成與副主體39對應的形狀。此外，構成曲軸銷安裝孔32的另一部分的第二安裝孔形成部分32b形成在偏心凸輪30的副主體39處，主體接觸表面37形成在相對于第二安裝孔形成部分32b的直徑方向上的兩側處。

第一安裝孔形成部分32a和第二安裝孔形成部分32b分別形成如凹槽狀的半圓形，偏心凸輪30的副主體39插入到主體31的副主體插入空間33中從而使得曲軸銷安裝孔32得以形成。這里，副主體接觸表面35與主體接觸表面37接觸。

因此，偏心凸輪30由主體31和副主體39構建而成，如此偏心凸輪30和曲軸銷45可以容易地連接。

在圖4a和圖4b中是顯示根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的可變壓縮比裝置在低壓縮比和高壓縮比下運行的視圖。

如圖4a所示，當控制軸60在發(fā)動機本應在低壓縮比下運行的情況下在一個方向上旋轉時，控制連桿65與控制軸60一起轉動從而拉動可變連桿50。因此，偏心連桿34和偏心凸輪30沿順時針方向旋轉，從而使得曲柄銷45中心cc的相對位置相對于連接桿20的較大端部分的偏心凸輪安裝孔24中的偏心凸輪30中心ec變高。此時，由于曲軸40和曲軸銷45的絕對位置并沒有變化，因此連接桿20和活塞10的相對位置相對于曲軸40變低。因此，活塞銷15和曲軸銷45之間的距離將會比較短，從而實現(xiàn)了發(fā)動機的低壓縮比。

如圖4b所示，當控制軸60在發(fā)動機本應在高壓縮比下運行的情況下在另一個方向上旋轉時，控制連桿65與控制軸60一起沿逆時針方向轉動從而推動可變連桿50。因此，偏心連桿34和偏心凸輪30沿逆時針方向上旋轉，從而使得曲柄銷45中心cc的相對位置相對于連接桿20的較大端部分的偏心凸輪安裝孔24中的偏心凸輪30中心ec變低。此時，由于曲軸40和曲軸銷45的絕對位置并沒有變化，因此連接桿20和活塞10的相對位置相對于曲軸40變高。為此，活塞銷15和曲軸銷45之間的距離將會形成為比較長，從而實現(xiàn)發(fā)動機的高壓縮比。

在圖4a和圖4b中，為了更明顯地比較發(fā)動機的低壓縮比狀態(tài)和高壓縮比狀態(tài)，活塞10的高度p1和偏心凸輪30中心ec的高度e1顯示為圖4a中低壓縮比狀態(tài)上的輔助線，活塞10的高度p2和偏心凸輪30中心ec的高度e2顯示為圖4b中高壓縮比狀態(tài)上的輔助線。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案，由于混合物的壓縮比根據(jù)發(fā)動機的運行狀態(tài)通過利用具有簡單構成的連桿構件34、50和65而改變，用于安裝vcr裝置的操作時間和生產(chǎn)成本可以減少且燃料消耗可以改進。此外，通過利用可應用于現(xiàn)有發(fā)動機的連接桿20，而可以即使在現(xiàn)有發(fā)動機的結構變化最小化的同時來安裝vcr裝置。

為了方便解釋和精確限定所附權利要求，術語“上”或“下”、“內(nèi)”或“外”等被用于參考附圖中所顯示的這些特征的位置來描述示例性實施方式的特征。

前面對本發(fā)明具體示例性實施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并不想要成為毫無遺漏的，也不是想要把本發(fā)明限制為所公開的精確形式，顯然，根據(jù)上述教導很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實施方案并進行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的其它技術人員能夠實現(xiàn)并利用本發(fā)明的各種示例性實施方案及其不同選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍旨在由所附權利要求書及其等價形式所限定。