本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種電控偏心齒輪式可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

目前，關(guān)于可變壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)的研究是內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的重要研究方向。內(nèi)燃機(jī)在中低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于進(jìn)氣量或噴油量較少，在壓縮沖程或做功沖程的最高壓力或溫度較低，適合采用較高的壓縮比；在中高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)氣量或噴油量較大，在壓縮沖程或做功沖程的最高壓力或溫度較高，適合采用較低的壓縮比，能實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)效率地大幅提升。可變式壓縮比這個(gè)概念已出現(xiàn)較長(zhǎng)的時(shí)間，但是市場(chǎng)上流通應(yīng)用這種發(fā)動(dòng)機(jī)的少之又少，這也說(shuō)明了可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)雖好，但是可行性很差，存在眾多的問(wèn)題：如結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制困難，調(diào)節(jié)量不足，重量偏重，體積偏大，成本過(guò)高，壽命較短，可實(shí)施性差，性能不穩(wěn)性和檢查維修困難等諸多的問(wèn)題，造成可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)進(jìn)展遲緩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述背景技術(shù)存在的不足，提出一種電控偏心齒輪式可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明、性能穩(wěn)定、成本低廉、易于推廣。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的電控偏心齒輪式可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，包括缸體和位于缸體內(nèi)部的活塞，所述活塞的活塞銷與連桿的小端部連接，所述連桿的大端部與曲軸連接，所述曲軸前端設(shè)置有曲軸皮帶輪，其特殊之處在于，所述連桿的大端部與曲軸之間通過(guò)偏心齒輪連接，

所述偏心齒輪由齒輪、偏心輪和定位孔組成；所述偏心輪和齒輪連接為一體，所述齒輪與定位孔同軸；所述偏心輪與定位孔偏心；所述定位孔與曲軸配合；所述偏心輪外表面與連桿的大端部孔內(nèi)表面配合；

所述曲軸皮帶輪外圍缸體上設(shè)置有電刷支架，所述電刷支架上的電刷與設(shè)置于曲軸皮帶輪前端的導(dǎo)電滑環(huán)座電接觸，所述導(dǎo)電滑環(huán)座通過(guò)導(dǎo)線與設(shè)置于曲軸曲柄上的調(diào)節(jié)電機(jī)電連接，所述調(diào)節(jié)電機(jī)通過(guò)設(shè)置于輸出軸上的齒輪與所述偏心齒輪的齒輪嚙合。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電滑環(huán)座包括滑環(huán)和底座，所述滑環(huán)與底座相互絕緣，底座安裝固定于曲軸皮帶輪前端凹槽內(nèi)，滑環(huán))與電刷支架上的電刷電接觸，滑環(huán)與導(dǎo)線連接。

更進(jìn)一步地，從所述導(dǎo)電滑環(huán)座引出的導(dǎo)線依次穿過(guò)主軸頸上沿軸線設(shè)置的導(dǎo)線孔、沿曲柄側(cè)邊設(shè)置的導(dǎo)線槽、穿過(guò)沿連桿頸軸線設(shè)置的導(dǎo)線孔與調(diào)節(jié)電機(jī)連接。

更進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)電機(jī)通過(guò)螺栓安裝于曲軸的曲柄側(cè)面。

更進(jìn)一步地，所述偏心齒輪的偏心輪為半圈齒結(jié)構(gòu)，所述定位孔中設(shè)有潤(rùn)滑油道。

更進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電滑環(huán)座具有雙滑環(huán)或者多滑環(huán)結(jié)構(gòu)，底座上設(shè)置有控制模塊。

更進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電滑環(huán)座的底座上設(shè)置有電容。電容可以穩(wěn)定電壓，延長(zhǎng)電刷和導(dǎo)電滑環(huán)的使用壽命。

更進(jìn)一步地，所述導(dǎo)線采用卡扣或者粘膠固定在曲軸上。

更進(jìn)一步地，所述電刷支架與導(dǎo)電滑環(huán)座為一體式結(jié)構(gòu)，易于維修更換和配置更新。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出了一種電控偏心齒輪式可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了偏心齒輪位于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體內(nèi)部的靈活設(shè)計(jì)，不僅有效利用了安裝空間，而且方便管理和控制。本發(fā)明利用調(diào)節(jié)電機(jī)控制偏心齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)改變壓縮比，通過(guò)偏心齒輪旋轉(zhuǎn)角度變化計(jì)算實(shí)際壓縮比；曲軸中的偏心齒輪和調(diào)節(jié)電機(jī)經(jīng)由曲軸中的線束連貫起來(lái)，經(jīng)過(guò)導(dǎo)電滑環(huán)座和電刷支架線束等受控于控制電腦。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、性能穩(wěn)定、成本低廉、適用范圍廣且節(jié)油效果顯著。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明電控偏心齒輪式可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中l(wèi)處放大圖。

圖3為本發(fā)明電控偏心齒輪式可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的第一立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明電控偏心齒輪式可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的第二立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖3中導(dǎo)線排布的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖4中導(dǎo)線排布的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為圖3中偏心齒輪的主視圖。

圖8為圖3中偏心齒輪的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本發(fā)明調(diào)節(jié)壓縮比前后活塞分別位于上死點(diǎn)時(shí)的狀態(tài)圖。

圖10為本發(fā)明調(diào)節(jié)壓縮比前后活塞分別位于下死點(diǎn)時(shí)的狀態(tài)圖。

圖11為本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例中偏心齒輪的主視圖。

圖12為圖11的左視圖。

圖中：缸體1，活塞2，活塞銷3，連桿4，曲軸5，導(dǎo)線槽6，偏心齒輪7，齒輪7.1，偏心輪7.2，定位孔7.3，導(dǎo)線孔8，調(diào)節(jié)電機(jī)9，曲軸皮帶輪10，導(dǎo)線11，底座12，滑環(huán)13，電刷支架14，上頂點(diǎn)i，下頂點(diǎn)h，活塞上死點(diǎn)位置變化線m，活塞下死點(diǎn)位置變化線n。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

如圖1～圖8所示，本發(fā)明一種電控偏心齒輪式可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，包括缸體1、活塞2、連桿4、曲軸5、曲軸皮帶輪10、電刷支架14、導(dǎo)電滑環(huán)座、偏心齒輪7和調(diào)節(jié)電機(jī)9，其它部分與其他發(fā)動(dòng)機(jī)相同。

曲軸皮帶輪10的前端內(nèi)部安裝有導(dǎo)電滑環(huán)座，導(dǎo)電滑環(huán)座包括滑環(huán)13和底座12，滑環(huán)13與底座12相互絕緣，底座12安裝固定于曲軸皮帶輪10前端凹槽內(nèi)，滑環(huán)13與電刷支架14上的電刷電接觸，滑環(huán)13與導(dǎo)線11連接。電刷支架14的支架安裝在曲軸皮帶輪10周圍的缸體1上，電刷支架14中間的電刷壓在滑環(huán)13上，與滑環(huán)13緊密接觸。曲軸5的主軸頸、曲柄和連桿頸上布置穿插有導(dǎo)線11，曲軸5的曲柄上安裝有調(diào)節(jié)電機(jī)9。曲軸5的連桿頸上套設(shè)有偏心齒輪7，偏心齒輪7由齒輪7.1、偏心輪7.2和定位孔7.3組成。偏心輪7.2和齒輪7.1連接為一體，齒輪7.1與定位孔7.3同軸；偏心輪7.2與定位孔7.3偏心；定位孔7.3與曲軸5配合；偏心輪7.2的外表面與連桿4的大端部孔內(nèi)表面配合，齒輪7.1與調(diào)節(jié)電機(jī)9輸出軸上的齒輪耦合。

曲軸5是的主軸頸和連桿頸上開(kāi)設(shè)有導(dǎo)線孔8，在曲柄側(cè)邊開(kāi)設(shè)有導(dǎo)線槽6。導(dǎo)線11從曲軸前端由主軸頸的導(dǎo)線孔8內(nèi)穿過(guò)，再沿著曲柄側(cè)邊導(dǎo)線槽6穿過(guò)連桿頸的導(dǎo)線孔8，依此類推，導(dǎo)線11可以引入曲軸5后端。導(dǎo)線11穿引連接好后，需要采用卡扣或者粘膠進(jìn)行固定，防止導(dǎo)線震動(dòng)、松脫或磨損。導(dǎo)線11與曲軸5主軸頸上的導(dǎo)線孔8之間、與連桿頸上的導(dǎo)線孔8之間均設(shè)置有密封接頭，使接頭具備良好密封性能。由于曲軸5前端需要安裝密封接頭，因此曲軸皮帶輪10采用大號(hào)螺母緊固。導(dǎo)線11和調(diào)節(jié)電機(jī)9在曲軸上對(duì)稱平衡布置。

導(dǎo)電滑環(huán)座安裝固定在曲軸皮帶輪10前端凹槽內(nèi)?；h(huán)13與電刷支架14的電刷接觸，底座12固定在曲軸皮帶輪10前端凹槽內(nèi)，滑環(huán)接頭與曲軸前端的密封接頭連接；導(dǎo)電滑環(huán)座的底座12上據(jù)實(shí)際需要可以配置控制模塊，控制模塊用來(lái)控制調(diào)節(jié)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)或用作無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。導(dǎo)電滑環(huán)座12的底座上還可以配置適當(dāng)容量的電容，電容與滑環(huán)13電連接，以穩(wěn)定電壓，延長(zhǎng)電刷和導(dǎo)電滑環(huán)的使用壽命。導(dǎo)電滑環(huán)座可與曲軸5內(nèi)的線束制作成一體，作為一個(gè)獨(dú)立部件的好處是易于維修更換和配置更新?；h(huán)13可以采用雙滑環(huán)或者多滑環(huán)，與電刷支架14的電刷相對(duì)應(yīng)。

電刷支架14為電機(jī)的碳刷或碳刷支架；由電刷、骨架、導(dǎo)線和電刷接頭組成；電刷貼緊在導(dǎo)電滑環(huán)座的滑環(huán)13表面，骨架起固定作用，安裝在曲軸皮帶輪10周圍的缸體1上，可根據(jù)不同需求做成不同樣式；為了保證良好的傳導(dǎo)性能和裝配維修，特別是數(shù)據(jù)線需要采用雙電刷、多電刷或者無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸；其次是電刷滑環(huán)座與電刷支架組裝成一體，有利于生產(chǎn)質(zhì)量和維修更換。

調(diào)節(jié)電機(jī)9通過(guò)螺栓安裝在曲軸5曲柄的側(cè)面，各電機(jī)安裝在曲軸5的相對(duì)平衡位置，與偏心齒輪7的齒嚙合，與曲軸5的導(dǎo)線11連接；調(diào)節(jié)電機(jī)9在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可驅(qū)動(dòng)偏心齒輪7正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，還能夠鎖止偏心齒輪7，控制電腦通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)9的運(yùn)轉(zhuǎn)或位置傳感器檢測(cè)偏心齒輪7實(shí)際角度，計(jì)算實(shí)際壓縮比。

本發(fā)明工作狀態(tài)如圖9、10所示，圖9中a圖表示未調(diào)節(jié)壓縮比，偏心齒輪7位于初始狀態(tài)，其偏心方向位于垂直向上的位置時(shí)，活塞2位于上死點(diǎn)的狀態(tài)下，偏心齒輪7的偏心輪7.2上的上頂點(diǎn)i與曲軸5中心、活塞2中心位于同一條直線上。b圖表示調(diào)節(jié)壓縮比時(shí)，，偏心齒輪7在調(diào)節(jié)電機(jī)9的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，活塞2位于上死點(diǎn)的狀態(tài)下，偏心齒輪7偏心輪7.2上頂點(diǎn)i的位置發(fā)生了變化，偏心齒輪7的偏心輪7.2上的上頂點(diǎn)i與曲軸5中心、活塞2中心不在同一條直線上，此時(shí)活塞2的上死點(diǎn)位置比未調(diào)節(jié)壓縮比時(shí)偏低，如活塞2上死點(diǎn)位置變化線m所示，由此達(dá)到調(diào)節(jié)缸內(nèi)壓縮比的效果。

圖10中a圖表示未調(diào)節(jié)壓縮比時(shí)，位于初始狀態(tài)，，活塞2位于下死點(diǎn)的狀態(tài)下，偏心齒輪7的偏心輪7.2上的下頂點(diǎn)h與曲軸5中心、活塞2中心位于同一條直線上。b圖表示調(diào)節(jié)壓縮比時(shí)，，偏心齒輪7在調(diào)節(jié)電機(jī)9的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，活塞2位于下死點(diǎn)的狀態(tài)下，偏心齒輪7下頂點(diǎn)h的位置發(fā)生了變化，偏心齒輪7的偏心輪7.2上的下頂點(diǎn)h與曲軸5中心、活塞2中心不在同一條直線上，此時(shí)活塞2的下死點(diǎn)位置比未調(diào)節(jié)壓縮比時(shí)偏高，如活塞2位置變化線n所示，由此達(dá)到調(diào)節(jié)缸內(nèi)壓縮比的效果。

本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例與第一個(gè)實(shí)施例的不同之處在于偏心齒輪7的結(jié)構(gòu)。如圖11、12所示，偏心齒輪7沿定位孔7.3或齒輪7.1的中心分割成兩半，通過(guò)鉚接或焊接的方式安裝在曲軸5的連桿頸上，齒輪7.1與調(diào)節(jié)電機(jī)9輸出軸上的齒輪嚙合，連桿4的大頭端安裝在偏心輪7.2上；齒輪7.1只需半圈齒就能滿壓縮比的調(diào)節(jié)，齒輪7.1上齒的設(shè)置位置應(yīng)與調(diào)節(jié)電機(jī)9位置相適配，以便壓縮比的變化范圍，半圈齒的優(yōu)點(diǎn)是能讓控制電腦通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)直接檢測(cè)偏心齒輪7的初始位置，還可以通過(guò)設(shè)置位置傳感器采集偏心齒輪7的初始位置；定位孔7.3中不設(shè)軸承，設(shè)有潤(rùn)滑油道，潤(rùn)滑連桿4軸承；由于偏心輪7.2的齒寬小，沒(méi)有平衡問(wèn)題。

盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。