本實用新型涉及一種直列四缸VCR發(fā)動機部件，特別涉及一種直列四缸VCR發(fā)動機曲軸連桿機構。

背景技術：

VCR(Variable Compression Ratio，可變壓縮比)技術的核心是：根據(jù)發(fā)動機的運行工況動態(tài)的調整發(fā)動氣缸的壓縮比，在低負荷工況時發(fā)動機保持較高的壓縮比，這樣可以提高燃油經(jīng)濟性和降低尾氣排放；而在高負荷工況時發(fā)動機采用較低的壓縮比，以防止發(fā)動機的粗暴燃燒，提高發(fā)動機的可靠性。作為提高發(fā)動機燃油經(jīng)濟性最有潛力的技術，VCR技術受到國內外學界和企業(yè)界的極大關注?，F(xiàn)有的實現(xiàn)壓縮比可變的發(fā)動機，一般都是通過改變活塞行程的方式來調節(jié)壓縮比，存在的問題是：用于調節(jié)活塞行程的機械裝置結構復雜、部件眾多，由于發(fā)動機對于結構穩(wěn)定性的要求十分高，因此導致這類VCR發(fā)動機造價昂貴；由于壓縮比控制機制較為復雜，再加上機械裝置的實時響應性本身就較慢，導致現(xiàn)有的VCR發(fā)動機難以應對發(fā)動機突變工況條件下的控制需求，控制效果較差，并且由于實際運行中發(fā)動機工況變化十分頻繁，機械裝置較易磨損；同時，機械裝置還存在可調狀態(tài)有限的問題。

為解決上述技術問題，中國發(fā)明專利CN 103670729 B公開了一種可變連桿式VCR發(fā)動機連桿機構，連桿機構中的連桿采用一由液壓控制伸縮的活塞結構實現(xiàn)，通過調節(jié)液壓來調節(jié)連桿的長度，從而起到動態(tài)改變壓縮比的目的，其提供了一種新的壓縮比調節(jié)手段，可調節(jié)狀態(tài)靈活多樣，調節(jié)動作響應較快，不需要復雜的機械傳動裝置，結構較為簡單，成本較低。但是，該技術方案僅適合應用于單缸發(fā)動機，而對于多缸發(fā)動機，尤其是直列四缸發(fā)動機，則難以實現(xiàn)壓縮比的調節(jié)。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種直列四缸VCR發(fā)動機曲軸連桿機構，可實現(xiàn)直列四缸發(fā)動機壓縮比的可調。

本實用新型的直列四缸VCR發(fā)動機曲軸連桿機構，包括曲軸和安裝在曲軸上的第一VCR連桿、第二VCR連桿、第三VCR連桿及第四VCR連桿；

所述第一VCR連桿、第二VCR連桿、第三VCR連桿及第四VCR連桿的結構相同且均包括活塞桿、活塞套和導向套；

所述活塞套的軸截面呈倒T形結構，倒T形結構的豎直段形成活塞端，倒T形結構的橫向段形成傳動端，所述活塞端端面上設置有軸向的液壓活塞腔；所述傳動端設有徑向通孔；活塞套的實心部分設置有相互獨立的第一液壓油道和第二液壓油道，第一液壓油道的一端與徑向通孔連通、另一端與液壓活塞腔的底面連通，第二液壓油道的一端與徑向通孔連通、另一端與液壓活塞腔中部連通；

所述導向套為變截面柱，所述導向套的軸截面呈T形結構，T形結構的豎直段套接在液壓活塞腔內，T形結構的橫向段與活塞端端面連接，所述導向套中部設置有軸向通孔、下部設置有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽與導向套下端面連通；

所述活塞桿套接在導向套的軸向通孔內，且活塞桿和導向套之間能相對滑動，活塞桿下端設置有限位段，限位段直徑大于軸向通孔內徑，導向套下端面對限位段的最大上行行程進行限制；第二液壓油道與液壓活塞腔的連通處位于位于環(huán)形槽的高程范圍內；

所述曲軸包括第一曲軸段、第二曲軸段、第三曲軸段、第四曲軸段和第五曲軸段；

所述第一曲軸段與第二曲軸段之間通過液壓油導柱Ⅰ相連，所述液壓油導柱Ⅰ穿過第一VCR連桿的徑向通孔且兩端分別固定在第一曲軸段與第二曲軸段上；所述第一曲軸段內設有進油道Ⅰ，所述第二曲軸段內設有相互獨立的第二曲軸伸長油道和第二曲軸收縮油道；所述液壓油導柱Ⅰ內設有相互獨立的第一導柱油道Ⅰ和第二導柱油道Ⅰ，第一導柱油道Ⅰ與進油道Ⅰ、第一VCR連桿的第一液壓油道及第二曲軸伸長油道相連通，第二導柱油道Ⅰ與第一VCR連桿的第二液壓油道及第二曲軸收縮油道相連通；

所述第二曲軸段、第三曲軸段與第四曲軸段之間通過液壓油導柱Ⅱ相連，所述液壓油導柱Ⅱ穿過第二VCR連桿的徑向通孔、第三曲軸段及第三VCR連桿的徑向通孔且兩端分別固定在第二曲軸段與第四曲軸段上；所述第四曲軸段內設有相互獨立的第四曲軸伸長油道和第四曲軸收縮油道；所述液壓油導柱Ⅱ內設有相互獨立的第一導柱油道Ⅱ和第二導柱油道Ⅱ，第一導柱油道Ⅱ與第二曲軸伸長油道、第二VCR連桿的第一液壓油道、第三VCR連桿的第一液壓油道及第四曲軸伸長油道相連通，第二導柱油道Ⅱ與第二曲軸收縮油道、第二VCR連桿的第二液壓油道、第三VCR連桿的第二液壓油道及第四曲軸收縮油道相連通；

所述第四曲軸段與第五曲軸段之間通過液壓油導柱Ⅲ相連，所述液壓油導柱Ⅲ穿過第四VCR連桿的徑向通孔且兩端分別固定在第四曲軸段與第五曲軸段上；所述第五曲軸段內設有進油道Ⅱ，所述液壓油導柱Ⅲ內設有相互獨立的第一導柱油道Ⅲ和第二導柱油道Ⅲ，第一導柱油道Ⅲ與第四曲軸伸長油道及第四VCR連桿的第一液壓油道相連通，第二導柱油道Ⅲ與第四曲軸收縮油道、第四VCR連桿的第二液壓油道及進油道Ⅱ相連通。

進一步，各曲軸段上與相應活塞套配合處設有階梯形安裝孔，所述階梯形安裝孔包括用于與傳動端一側配合連接的第一安裝孔和用于與相應液壓油導柱的一側配合連接的第二安裝孔，所述第二安裝孔的孔徑小于第一安裝孔的孔徑。

進一步，所述第一安裝孔的內壁設有軸瓦，所述軸瓦上設有潤滑油孔，各曲軸段上設有與潤滑油孔連通的潤滑油道。

進一步，各液壓油導柱的兩端向外延伸形成限位部，所述限位部與第二安裝孔適形配合并限制相應液壓油導柱的自由度。

進一步，所述第二安裝孔中設有用于安裝密封圈的密封圈安裝槽。

進一步，所述導向套的橫向段由一壓板壓固在活塞端端面，壓板、導向套及活塞端設有相應的連接孔，連接件穿入連接孔并將壓板、導向套及活塞端連接在一起。

本實用新型的有益效果：本實用新型的直列四缸VCR發(fā)動機曲軸連桿機構，通過五個曲軸段和三個液壓油導柱將四個活塞套的第一液壓油道和第二液壓油道連通，當液壓油從第一曲軸段的進油道Ⅰ進入時，四個活塞套的第一液壓油道進油，四個活塞桿在液壓油液壓力的作用下向外伸長，同時四個第二液壓油道的液壓油從第五曲軸段的進油道Ⅱ流出，從而使直列四缸發(fā)動機獲得較高的壓縮比；當液壓油從第五曲軸段的進油道Ⅱ進入時，四個活塞套的第二液壓油道進油，四個活塞桿在液壓油液壓力的作用下縮短，同時四個第一液壓油道的液壓油從第一曲軸段的進油道Ⅰ流出，從而使直列四缸發(fā)動機獲得較低的壓縮比；通過外部液壓鎖緊回路即可保持直列四缸發(fā)動機壓縮比在某值處固定，從而使發(fā)動機壓縮比在某一范圍內變動，實現(xiàn)直列四缸發(fā)動機壓縮比的可調；本實用新型通過外部液壓控制系統(tǒng)可根據(jù)制定的壓縮比控制策略靈活的控制發(fā)動機壓縮比，同時液壓系統(tǒng)響應較快，可快速的執(zhí)行壓縮比調節(jié)動作，具有靈活性高、可調范圍廣、響應快的特點；同時，本實用新型還具有結構簡單、工藝性好的特點，由于不需要引入復雜的機械結構，VCR發(fā)動機的制造成本較低。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述：

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型的液壓油導柱Ⅰ的結構示意圖；

圖3為本實用新型的液壓油導柱Ⅱ的結構示意圖；

圖4為本實用新型的液壓油導柱Ⅲ的結構示意圖。

具體實施方式

如圖所示：本實施例的直列四缸VCR發(fā)動機曲軸連桿機構，包括曲軸和安裝在曲軸上的第一VCR連桿、第二VCR連桿、第三VCR連桿及第四VCR連桿；所述第一VCR連桿、第二VCR連桿、第三VCR連桿及第四VCR連桿的結構相同且均包括活塞桿1、活塞套和導向套；在圖1中僅顯示第一VCR連桿的結構，實際的曲軸上還安裝有第二VCR連桿、第三VCR連桿及第四VCR連桿；所述活塞套的軸截面呈倒T形結構，倒T形結構的豎直段形成活塞端2，倒T形結構的橫向段形成傳動端3，所述活塞端2端面上設置有軸向的液壓活塞腔2a；所述傳動端3設有徑向通孔3a；活塞套的實心部分設置有相互獨立的第一液壓油道41和第二液壓油道42，第一液壓油道41的一端與徑向通孔3a連通、另一端與液壓活塞腔2a的底面連通，第二液壓油道42的一端與徑向通孔3a連通、另一端與液壓活塞腔2a中部連通；此處的軸向即豎直方向，徑向即橫向。

所述導向套5為變截面柱，所述導向套5的軸截面呈T形結構，T形結構的豎直段套接在液壓活塞腔2a內，T形結構的橫向段與活塞端2端面連接，所述導向套5中部設置有軸向通孔、下部設置有環(huán)形槽5a，所述環(huán)形槽5a與導向套5下端面連通；為防止液壓油泄漏，導向套5與活塞套之間設有密封件；所述導向套5的橫向段由一壓板壓固在活塞端2端面，壓板、導向套5及活塞端2設有相應的連接孔，連接件穿入連接孔并將壓板、導向套5及活塞端2連接在一起，連接件可為螺釘結構。

所述活塞桿1套接在導向套5的軸向通孔內，且活塞桿1和導向套5之間能相對滑動，活塞桿1下端設置有限位段，限位段直徑大于軸向通孔內徑，導向套5下端面對限位段的最大上行行程進行限制；第二液壓油道42與液壓活塞腔2a的連通處位于位于環(huán)形槽5a的高程范圍內；第一液壓油道41與第二液壓油道42中的油壓差推動活塞桿1沿導向套5軸向通孔上下運動。

所述曲軸包括第一曲軸段61、第二曲軸段62、第三曲軸段63、第四曲軸段64和第五曲軸段65；各曲軸段將傳統(tǒng)曲軸曲柄臂包含，即曲柄臂在主軸頸內部。

所述第一曲軸段61與第二曲軸段62之間通過液壓油導柱Ⅰ71相連，所述液壓油導柱Ⅰ71穿過第一VCR連桿的徑向通孔3a且兩端分別固定在第一曲軸段61與第二曲軸段62上；所述第一曲軸段61內設有進油道Ⅰ61a，所述第二曲軸段62內設有相互獨立的第二曲軸伸長油道62a和第二曲軸收縮油道62b；所述液壓油導柱Ⅰ71內設有相互獨立的第一導柱油道Ⅰ71a和第二導柱油道Ⅰ71b，第一導柱油道Ⅰ71a與進油道Ⅰ61a、第一VCR連桿的第一液壓油道41及第二曲軸伸長油道62a相連通，第二導柱油道Ⅰ71b與第一VCR連桿的第二液壓油道42及第二曲軸收縮油道62b相連通。

所述第二曲軸段62、第三曲軸段63與第四曲軸段64之間通過液壓油導柱Ⅱ72相連，所述液壓油導柱Ⅱ72穿過第二VCR連桿的徑向通孔3a、第三曲軸段63及第三VCR連桿的徑向通孔3a且兩端分別固定在第二曲軸段62與第四曲軸段64上；所述第四曲軸段64內設有相互獨立的第四曲軸伸長油道64a和第四曲軸收縮油道64b；所述液壓油導柱Ⅱ72內設有相互獨立的第一導柱油道Ⅱ72a和第二導柱油道Ⅱ72b，第一導柱油道Ⅱ72a與第二曲軸伸長油道62a、第二VCR連桿的第一液壓油道41、第三VCR連桿的第一液壓油道41及第四曲軸伸長油道64a相連通，第二導柱油道Ⅱ72b與第二曲軸收縮油道62b、第二VCR連桿的第二液壓油道42、第三VCR連桿的第二液壓油道42及第四曲軸收縮油道64b相連通。

所述第四曲軸段64與第五曲軸段65之間通過液壓油導柱Ⅲ73相連，所述液壓油導柱Ⅲ73穿過第四VCR連桿的徑向通孔3a且兩端分別固定在第四曲軸段64與第五曲軸段65上；所述第五曲軸段65內設有進油道Ⅱ65a，所述液壓油導柱Ⅲ73內設有相互獨立的第一導柱油道Ⅲ73a和第二導柱油道Ⅲ73b，第一導柱油道Ⅲ73a與第四曲軸伸長油道64a及第四VCR連桿的第一液壓油道41相連通，第二導柱油道Ⅲ73b與第四曲軸收縮油道64b、第四VCR連桿的第二液壓油道42及進油道Ⅱ65a相連通。

通過五個曲軸段和三個液壓油導柱將四個活塞套的第一液壓油道41和第二液壓油道42連通，當液壓油從第一曲軸段61的進油道Ⅰ61a進入時，四個活塞套的第一液壓油道41進油，四個活塞桿1在液壓油液壓力的作用下向外伸長，同時四個第二液壓油道42的液壓油從第五曲軸段65的進油道Ⅱ65a流出，從而使直列四缸發(fā)動機獲得較高的壓縮比；當液壓油從第五曲軸段65的進油道Ⅱ65a進入時，四個活塞套的第二液壓油道42進油，四個活塞桿1在液壓油液壓力的作用下縮短，同時四個第一液壓油道41的液壓油從第一曲軸段61的進油道Ⅰ61a流出，從而使直列四缸發(fā)動機獲得較低的壓縮比；通過外部液壓鎖緊回路即可保持直列四缸發(fā)動機壓縮比在某值處固定，從而使發(fā)動機壓縮比在某一范圍內變動，實現(xiàn)直列四缸發(fā)動機壓縮比的可調。

本實施例中，各曲軸段上與相應活塞套配合處設有階梯形安裝孔，所述階梯形安裝孔包括用于與傳動端3一側配合連接的第一安裝孔601和用于與相應液壓油導柱的一側配合連接的第二安裝孔602，所述第二安裝孔602的孔徑小于第一安裝孔601的孔徑；所述第一安裝孔601的內壁設有軸瓦8，所述軸瓦8上設有潤滑油孔8a，各曲軸段上設有與潤滑油孔8a連通的潤滑油道(圖中未示出)；所述第二安裝孔602中設有用于安裝密封圈的密封圈安裝槽；各油道產(chǎn)生的工藝口均采用悶塞9堵死，保證油道功能的正常使用。

本實施例中，各液壓油導柱的兩端向外延伸形成限位部701，所述限位部701與第二安裝孔602適形配合并限制相應液壓油導柱的自由度；限位部701可為液壓油導柱的端部兩側被直角面切割后形成的結構，定位和限制相應液壓油導柱的自由度；液壓油導柱Ⅱ72的長度較長，除兩端受第二曲軸段62及第四曲軸段64支撐外，中部也受第三曲軸段63的支撐，從而提高液壓油導柱Ⅱ72的剛度。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。