一種擺線針輪傳動(dòng)的可變壓縮比活塞的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種擺線針輪傳動(dòng)的可變壓縮比活塞，包括擺線輪、針齒輪、活塞上體、活塞下體、電機(jī)等，其特征在于：活塞上體的擋塊處于活塞下體兩導(dǎo)向板之間，并與活塞下體通過拉伸彈簧相連接，電機(jī)橫向放置在活塞下體的電機(jī)座上，并通過電機(jī)蓋固定；擺線針輪結(jié)構(gòu)通過針齒輪上的圓孔固定在電機(jī)左、右轉(zhuǎn)子上，擺線輪上的偏心圓輪與活塞上體擋塊線接觸。本實(shí)用新型通過電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)擺線針輪結(jié)構(gòu)的減速作用后，由擺線輪上的偏心圓輪結(jié)構(gòu)推動(dòng)活塞上體上的擋塊，來改變活塞上體與活塞下體間的相對(duì)位置，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的變化；本發(fā)動(dòng)所述的活塞組件結(jié)構(gòu)簡單、研發(fā)成本低、并具有較大的過載能力和承受較強(qiáng)的沖擊性能,可靠性能好。
【專利說明】
一種擺線針輪傳動(dòng)的可變壓縮比活塞
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)組件，更具體的說是一種擺線針輪傳動(dòng)的可變壓縮比活塞。
【背景技術(shù)】
[0002]可變壓縮比技術(shù)主要是針對(duì)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的一種技術(shù)。固定的壓縮比不能發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，事實(shí)上在小負(fù)荷，低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率低，相應(yīng)的綜合效率差，這時(shí)可用較大的壓縮比；而在大轉(zhuǎn)速，高負(fù)荷的情況下，若壓縮比過高則很容易發(fā)生爆燃，并產(chǎn)生很大的熱負(fù)荷，這時(shí)可以用較小的壓縮比。隨著負(fù)荷的變化，連續(xù)的調(diào)節(jié)壓縮比，可以最大限度的發(fā)掘發(fā)動(dòng)機(jī)的潛力，使其在整個(gè)工況內(nèi)有效的提尚熱效率，進(jìn)而提尚發(fā)動(dòng)機(jī)的綜合性能。
[0003]可變壓縮比的目的在于提高增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。在增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中，為了防止爆燃其壓縮比低于自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)。在增壓壓力低時(shí)熱效率降低，使燃油經(jīng)濟(jì)性下降。特別是在增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中，由于增壓度上升緩慢，在低壓縮比條件下轉(zhuǎn)矩上升也很緩慢，形成所謂的增壓滯后現(xiàn)象。也就是說發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)，增壓作用之后，要等到發(fā)動(dòng)機(jī)加速到一定轉(zhuǎn)速之后增壓系統(tǒng)才起到作用，為了解決這個(gè)問題，可變壓縮比是重要的方法就是說在增壓壓力低的低負(fù)荷工況下使壓縮比提高到與自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比相同或超過;另一方面，在高增壓的高負(fù)荷工況下適當(dāng)?shù)慕档蛪嚎s比。換言之，隨著負(fù)荷的變化連續(xù)調(diào)節(jié)壓縮比，以便能夠從低負(fù)荷到高負(fù)荷的整個(gè)工況范圍內(nèi)有效提高熱效率。
[0004]只是，這項(xiàng)潛力無窮的技術(shù)，也面臨著不低于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的難題。要控制壓縮比就需要更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，這在一定程度上反而會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)體積，同時(shí)加工難度變大。除此之夕卜，磨損、控制精度、密封性等問題都是非常棘手的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]對(duì)于上述存在的技術(shù)上的問題，本實(shí)用新型提出了一種擺線針輪傳動(dòng)的可變壓縮比活塞，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，研發(fā)成本小、對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)整體改動(dòng)小，更具體的說，本實(shí)用新型通過電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)擺線針輪結(jié)構(gòu)的減速作用后，由擺線輪上的偏心圓輪結(jié)構(gòu)推動(dòng)活塞上體上的擋塊，來改變活塞上體與活塞下體間的相對(duì)位置，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的變化。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種擺線針輪傳動(dòng)的可變壓縮比活塞，包括活塞上體、活塞下體、擺線輪、針齒輪、電機(jī)、拉伸彈簧等，其特征在于:
[0008]電機(jī)橫向布置在活塞下體的電機(jī)座上，并用電機(jī)蓋固定;擺線輪的圓形凸臺(tái)放置在針齒輪的圓形孔內(nèi)，并與針齒輪的圓形孔內(nèi)切，然后將擺線輪的變態(tài)擺線恰好與針齒輪的其中一個(gè)圓形短銷相切，構(gòu)成擺線針輪機(jī)構(gòu);將擺線針輪機(jī)構(gòu)通過針齒輪的圓孔安裝在電機(jī)左、右轉(zhuǎn)子上；活塞上體放置在活塞下體上，使得活塞上體的擋塊恰好處于兩導(dǎo)向板內(nèi)，擺線輪的偏心圓輪外表面與擋塊線接觸，并用拉伸彈簧將活塞上體與活塞下體相互連接。
[0009]所述的針齒輪底部為圓柱形底座，底座上部邊緣均勻分布奇數(shù)個(gè)圓形短銷的針齒結(jié)構(gòu)，底座上部鑄有圓形凸臺(tái)，底座的中心鉆有一個(gè)圓孔用于與電機(jī)轉(zhuǎn)子的固定，圓孔的圓心與圓形凸臺(tái)的圓心偏離一段距離。
[0010]所述的擺線輪上部外齒輪齒廓為變態(tài)擺線，變態(tài)擺線是與圓形短銷內(nèi)切的圓弧構(gòu)成，個(gè)數(shù)比針齒輪上的針齒少一個(gè)至兩個(gè)，擺線輪的底座是與外齒輪輪廓偏心的圓輪，在外齒輪中心鉆有一個(gè)圓孔，孔鉆至底座上表面，且剛好與針齒輪的圓形凸臺(tái)內(nèi)切。
[0011]所述的活塞上體分?jǐn)嗝嫣幭蛳麻_有一個(gè)大的空腔，緊貼空腔內(nèi)壁的是左、右對(duì)稱的長方體擋塊。
[0012]所述的活塞下體是分?jǐn)嗝骈_有與活塞上體對(duì)應(yīng)的空腔，空腔的底面中心處鑄有長方體電機(jī)座，在電機(jī)座上方開有半圓形凹槽，在電機(jī)座上表面左、右對(duì)邊各有兩個(gè)卡扣，在長方體電機(jī)座的四個(gè)交點(diǎn)處各自鑄有矩形導(dǎo)向板，兩導(dǎo)向板的橫向距離等于兩擋塊間的距離，兩導(dǎo)向板的縱向距離等于擋塊的長度。
[0013]與目前現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在:
[0014](I)本實(shí)用新型所述的一種擺線針輪傳動(dòng)的可變壓縮比活塞，通過在活塞內(nèi)加裝電機(jī)的方式，發(fā)動(dòng)機(jī)整體改動(dòng)小，成本低，經(jīng)濟(jì)性好。
[0015](2)本實(shí)用新型所述的一種擺線針輪傳動(dòng)的可變壓縮比活塞，由擺線針輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力傳輸，傳動(dòng)比范圍大，傳動(dòng)效率高，并具有較大的過載能力和承受較強(qiáng)的沖擊性能，可靠性能好。
[0016](3)本實(shí)用新型所述的一種擺線針輪傳動(dòng)的可變壓縮比活塞，通過擺線輪上的偏心圓結(jié)構(gòu)推動(dòng)活塞上體的擋塊上下運(yùn)動(dòng)，工作平穩(wěn)，壓縮比變換無沖擊。
【附圖說明】
[0017]圖1是活塞組件處于低壓縮比時(shí)的主剖視圖。
[0018]圖2是圖1活塞組件的主剖視圖的B-B投影視圖。
[0019]圖3是圖1活塞組件的主剖視圖的F-F投影視圖。
[0020]圖4是活塞組件處于高壓縮比時(shí)的主剖視圖。
[0021]圖5是圖4活塞組件的主剖視圖的B-B投影視圖。
[0022]圖6是針齒輪零件結(jié)構(gòu)的主視圖。
[0023]圖7是針齒輪零件結(jié)構(gòu)主視圖的A-A投影視圖。
[0024]圖8是擺線輪零件結(jié)構(gòu)的主視圖。
[0025]圖9是擺線輪零件結(jié)構(gòu)主視圖的A-A投影視圖。
[0026]圖10是活塞上體零件主視圖。
[0027]圖11是活塞上體零件主視圖的A-A投影視圖。
[0028]圖12是活塞下體零件的主視圖。
[0029]圖13是活塞下體零件主視圖的A-A投影視圖。
[0030]附圖標(biāo)記說明:
[0031 ]1-活塞上體，2-擺線輪，3-針齒輪，4-拉伸彈簧，5-電機(jī)蓋，6_電機(jī)，7_活塞下體。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面根據(jù)【附圖說明】對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)介紹，本實(shí)用新型所述為眾多實(shí)施方式中的一種優(yōu)選實(shí)施方式。
[0033]參閱圖6、圖7，針齒輪3下部為圓柱形底座，底座上部外緣邊均勻分布著奇數(shù)個(gè)圓形短銷的針齒結(jié)構(gòu)，在底座上鑄有圓形凸臺(tái)，底座中間鉆有一圓孔，圓孔的圓心與圓形凸臺(tái)的圓心偏移一段距離。
[0034]參閱圖8、圖9，擺線輪2上部外齒輪齒廓為變態(tài)擺線，變態(tài)擺線是與圓形短銷內(nèi)切的圓弧構(gòu)成，個(gè)數(shù)比針齒輪3上的針齒少一個(gè)至兩個(gè)，擺線輪2的底座是與外齒輪輪廓偏心的圓輪，在外齒輪中心鉆有一個(gè)圓孔，圓孔鉆至底座上表面，且裝配時(shí)剛好與針齒輪3的圓形凸臺(tái)內(nèi)切。
[0035]參閱圖10、圖11，活塞上體I分?jǐn)嗝娴倪吘壘鶆蚍植妓膫€(gè)圓孔，圓孔內(nèi)連有一圓柱形短棒，活塞上體I分?jǐn)嗝嬷行南騼?nèi)開有一個(gè)大的內(nèi)腔，緊貼內(nèi)腔壁面鑄有左右對(duì)稱的長方體擋塊。
[0036]參閱圖12、圖13，活塞下體7分?jǐn)嗝娴倪吘壐縻@有與活塞上體I對(duì)應(yīng)且圓孔，圓孔內(nèi)亦連有同樣的圓柱形短棒，在活塞下體7分?jǐn)嗝嫣庨_有與活塞上體I對(duì)應(yīng)的內(nèi)腔，內(nèi)腔底面中心是長方體電機(jī)座，電機(jī)座上部開有一個(gè)半圓槽用于電機(jī)6的橫向布置，在電機(jī)座的兩長邊各有兩個(gè)卡扣用于電機(jī)蓋5的固定，在電機(jī)座的四個(gè)對(duì)角點(diǎn)各自鑄有一矩形導(dǎo)向板，導(dǎo)向板間的橫向距離等于兩擋塊間的距離，導(dǎo)向板間的縱向距離等于擋塊的長度。
[0037]電機(jī)6為雙頭式步進(jìn)電機(jī)，有自鎖性，由信號(hào)發(fā)射器、單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)6正反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)控制。
[0038]參閱圖1、圖2、圖3，電機(jī)6橫向放置在活塞下體7的電機(jī)座上，并用電機(jī)蓋5固定電機(jī)6;將針齒輪3的圓柱形凸臺(tái)放置在擺線輪2的圓孔內(nèi)，并使其相切，然后讓針齒輪3上其中的一個(gè)圓形短銷剛好與擺線輪2上的變態(tài)擺線內(nèi)切，構(gòu)成擺線針輪結(jié)構(gòu);將擺線針輪結(jié)構(gòu)通過針齒輪3上的圓孔固定在電機(jī)6的左、右轉(zhuǎn)子上;將活塞上體I放置在活塞下體7上，使得活塞上體I的擋塊恰好處于兩個(gè)導(dǎo)向板之間，并使得擺線輪2上的偏心圓輪外表面與擋塊線接觸，然后用四個(gè)拉伸彈簧4將活塞上體I與活塞下體7拉緊，拉伸彈簧4 一直處于拉伸狀態(tài)，且在活塞上體I與活塞下體7間沒有相對(duì)距離的時(shí)候能保證在拉伸彈簧4的作用下，活塞劇烈往復(fù)運(yùn)動(dòng)不會(huì)使活塞上體I與活塞下體7相互分離。
[0039]參閱圖4、圖5，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)需要高壓縮比時(shí)，電機(jī)6正向轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)6輸出的扭矩經(jīng)擺線針輪機(jī)構(gòu)的減速增扭后，使得擺線輪2上的偏心圓輪相對(duì)于電機(jī)6轉(zhuǎn)子軸線向上偏心旋轉(zhuǎn)，由于偏心圓輪在拉伸彈簧4的拉力下一直與活塞上體I的擋塊線接觸，所以，在活塞下體7導(dǎo)向板的導(dǎo)向作用下，擺線輪2上的偏心圓輪推動(dòng)著擋塊使活塞上體I相對(duì)活塞下體7向上緩移，拉伸彈簧4長度變長，拉力增大，發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比升高。
[0040]參閱圖1、圖2、圖3，同樣的，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)需要低壓縮比時(shí)，電機(jī)6反向轉(zhuǎn)動(dòng)，擺線輪2上的偏心圓輪相對(duì)于電機(jī)6轉(zhuǎn)子軸線向下偏心旋轉(zhuǎn)，在拉伸彈簧4的拉力下，擋塊向下移動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比降低。
[0041 ]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不再改變壓縮比時(shí)，電機(jī)6停止轉(zhuǎn)動(dòng)，并自鎖，由于擺線針輪結(jié)構(gòu)有較大的過載能力和承受較強(qiáng)的沖擊性能，能使活塞在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，擋塊作用在擺線輪2上的沖擊力被分散在針齒輪3上的各個(gè)圓形短銷上，電機(jī)6轉(zhuǎn)子承受的沖擊力很小。
[0042]以上為對(duì)附圖做出的式例性描述，顯然本實(shí)用新型的具體實(shí)現(xiàn)并不受上述事例的限制，只要采用本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其他場合，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種擺線針輪傳動(dòng)的可變壓縮比活塞，包括活塞上體(1)、活塞下體(7)、擺線輪(2)、針齒輪(3)、拉伸彈簧(4)，其特征在于: 電機(jī)(6)橫向布置在活塞下體(7)的電機(jī)座上，并用電機(jī)蓋(5)固定;將擺線針輪機(jī)構(gòu)通過針齒輪(3)的圓孔安裝在電機(jī)(6)左、右轉(zhuǎn)子上;活塞上體(I)與活塞下體(7)分?jǐn)嗝嬷睾希⑹沟没钊象w(I)的擋塊恰好處于活塞下體(7)的兩導(dǎo)向板內(nèi)，擺線輪(2)的偏心圓輪輪廓與擋塊線接觸，并用拉伸彈簧(4)將活塞上體(I)與活塞下體(7)相互連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擺線針輪傳動(dòng)的可變壓縮比活塞，其特征在于，擺線輪(2)的圓形凸臺(tái)放置在針齒輪(3)的圓形孔內(nèi)，并與針齒輪(3)的圓形孔內(nèi)切，然后將擺線輪(2)的變態(tài)擺線恰好與針齒輪(3)的其中一個(gè)圓形短銷內(nèi)切，構(gòu)成擺線針輪機(jī)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擺線針輪傳動(dòng)的可變壓縮比活塞，其特征在于，所述的針齒輪(3)底部為圓柱形底座，底座上部邊緣均勻分布奇數(shù)個(gè)圓形短銷的針齒結(jié)構(gòu)，底座上部鑄有圓形凸臺(tái)，底座的中心鉆有一個(gè)圓孔用于與電機(jī)(6)轉(zhuǎn)子的固定，圓孔的圓心與圓形凸臺(tái)的圓心偏離一段距離。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擺線針輪傳動(dòng)的可變壓縮比活塞，其特征在于，所述的擺線輪(2)上部外齒輪齒廓為變態(tài)擺線，變態(tài)擺線是與圓形短銷內(nèi)切的圓弧圍成，個(gè)數(shù)比針齒輪(3)上的針齒少一個(gè)至兩個(gè)，擺線輪(2)的底座是與外齒輪齒廓偏心的圓輪，在外齒輪中心鉆有一個(gè)圓孔，孔鉆至底座上表面，且裝配時(shí)剛好與針齒輪(3)的圓形凸臺(tái)內(nèi)切。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擺線針輪傳動(dòng)的可變壓縮比活塞，其特征在于，所述的活塞上體(I)分?jǐn)嗝嫣幭蛳麻_有一個(gè)大的空腔，緊貼空腔內(nèi)壁的是左、右對(duì)稱的長方體擋塊。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擺線針輪傳動(dòng)的可變壓縮比活塞，其特征在于，所述的活塞下體(7)是分?jǐn)嗝骈_有與活塞上體(I)對(duì)應(yīng)的空腔，空腔的底面中心處鑄有長方體電機(jī)座，在電機(jī)座上方開有半圓形凹槽，在電機(jī)座上表面左、右對(duì)邊各有兩個(gè)卡扣，在長方體電機(jī)座的四個(gè)交點(diǎn)處各自鑄有矩形導(dǎo)向板，兩導(dǎo)向板的橫向距離等于兩擋塊間的距離，兩導(dǎo)向板的縱向距離等于擋塊的長度。
【文檔編號(hào)】F02D15/04GK205592032SQ201620339278
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年4月20日
【發(fā)明人】朱振華, 蘇巖, 解方喜, 黃震, 康爾凝, 許瑞, 李海龍, 胡杰, 張成良, 袁興
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)