長度可變的發(fā)動機(jī)活塞的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種長度可變的發(fā)動機(jī)活塞，屬于發(fā)動機(jī)活塞技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括活塞頭、頸部和活塞導(dǎo)向桿，活塞導(dǎo)向端與活塞密封端分離，頸部和活塞導(dǎo)向桿之間通過活塞導(dǎo)向桿上部的導(dǎo)向滑塊滑動連接；所述頸部內(nèi)有彈性件槽，彈性件槽內(nèi)裝有彈性件，所述導(dǎo)向滑塊通過滑動插孔伸入所述彈性件槽內(nèi)，導(dǎo)向滑塊在所述彈性件槽內(nèi)有軸向限位裝置，在所述彈性件彈力作用下，靜止?fàn)顟B(tài)下所述頸部和活塞導(dǎo)向桿之間留有壓縮間隙；所述活塞導(dǎo)向桿上具有連桿連接部。本發(fā)明在實現(xiàn)活塞導(dǎo)向端與活塞密封端分離的同時，通過調(diào)節(jié)活塞可變長度，改變活塞在上止點時刻該發(fā)動機(jī)的壓縮比。
【專利說明】
長度可變的發(fā)動機(jī)活塞
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種可改變壓縮比的發(fā)動機(jī)活塞，屬于發(fā)動機(jī)活塞技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)上使用的活塞均是帶有導(dǎo)向裙部的活塞，中國專利:內(nèi)燃機(jī)可變壓縮比活塞，公告號為CN 101900056 B，其設(shè)計的活塞雖然具有可變壓縮比的作用，但是由于受到傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)的限制，可變壓縮比范圍有限，對發(fā)動機(jī)性能改善有限。中國專利申請如:雙曲柄機(jī)構(gòu)發(fā)動機(jī)，申請?zhí)?201410653964.6;雙曲柄機(jī)構(gòu)二沖程發(fā)動機(jī)，申請?zhí)?201410655941.9，均提出了活塞導(dǎo)向端與活塞密封端分離的無裙活塞，同時采用雙曲柄機(jī)構(gòu)等將受力作用點由高溫、高壓和高速的活塞與氣缸往復(fù)作用區(qū)域轉(zhuǎn)移到低溫易潤滑區(qū)域，實現(xiàn)活塞與氣缸之間除活塞環(huán)背壓以外無其它作用力存在，但是上述專利并沒有提出可變壓縮比的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供一種長度可變的發(fā)動機(jī)活塞，通過調(diào)節(jié)活塞可變長度，改變活塞在上止點時刻該發(fā)動機(jī)的壓縮比。發(fā)動機(jī)處于中小負(fù)荷工況時，采用大壓縮比來提高熱效率;發(fā)動機(jī)處于全負(fù)荷工況時，采用小壓縮比來預(yù)防爆震。
[0004]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種長度可變的發(fā)動機(jī)活塞，它包括活塞頭、頸部和活塞導(dǎo)向桿，活塞導(dǎo)向端與活塞密封端分離，所述活塞頭作為與氣缸配合的所述活塞密封端，所述活塞導(dǎo)向桿作為所述活塞導(dǎo)向端；
[0005]所述活塞頭和頸部固定連接，所述頸部和活塞導(dǎo)向桿之間通過活塞導(dǎo)向桿上部的導(dǎo)向滑塊滑動連接；
[0006]所述頸部內(nèi)有彈性件槽，彈性件槽內(nèi)裝有彈性件，所述頸部下端有與彈性件槽相通的滑動插孔，所述導(dǎo)向滑塊通過滑動插孔伸入所述彈性件槽內(nèi)，導(dǎo)向滑塊在所述彈性件槽內(nèi)有軸向限位裝置，在所述彈性件彈力作用下，靜止?fàn)顟B(tài)下所述頸部和活塞導(dǎo)向桿之間留有壓縮間隙；
[0007]所述活塞導(dǎo)向桿上具有連桿連接部。
[0008]所述彈性件是碟簧或螺旋彈簧。
[0009]所述導(dǎo)向滑塊與所述滑動插孔之間有徑向限位裝置。
[0010]所述徑向限位裝置是安裝在所述導(dǎo)向滑塊上的限位鍵，所述滑動插孔的內(nèi)壁制作有與所述限位鍵適配的限位滑槽。
[0011]所述軸向限位裝置是在所述導(dǎo)向滑塊上設(shè)置的限位凸緣和在所述彈性件槽底端設(shè)置的限位臺階。
[0012]所述導(dǎo)向滑塊由滑套和位于活塞導(dǎo)向桿上端的連接凸臺通過可拆連接件I連接而成，連接凸臺的側(cè)壁制作有鍵槽，鍵槽內(nèi)裝有限位鍵，所述滑動插孔的內(nèi)壁制作有與所述限位鍵適配的限位滑槽，限位鍵是“T”字形單鍵，“T”字形單鍵的粗段安裝在鍵槽內(nèi)，“T”字形單鍵的細(xì)段從所述滑套的側(cè)孔穿過伸入所述限位滑槽內(nèi)，所述滑套的上端位于所述彈性件槽內(nèi)并制作有限位凸緣，所述彈性件槽底端設(shè)置有與限位凸緣相適配的限位臺階。
[0013]所述頸部的上端制作有密封凸緣部，所述活塞頭由活塞頂部和所述密封凸緣部通過可拆連接件II連接而成，所述活塞頂部的下端中間有壓塊伸入所述彈性件槽內(nèi)壓住所述彈性件。
[0014]所述連桿連接部是連桿插槽，連桿插槽是供連桿貫穿的通槽。
[0015]所述連桿插槽的下端開口，連桿插槽的下端開口處可拆連接有耐磨的下端蓋。
[0016]所述連桿插槽的內(nèi)部上端裝有耐磨的上襯蓋。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明在實現(xiàn)活塞導(dǎo)向端與活塞密封端分離的同時，通過調(diào)節(jié)活塞可變長度，改變活塞在上止點時刻該發(fā)動機(jī)的壓縮比。發(fā)動機(jī)處于中小負(fù)荷工況時，采用大壓縮比來提高熱效率;發(fā)動機(jī)處于全負(fù)荷工況時，采用小壓縮比來預(yù)防爆震。壓縮比可實現(xiàn)從11?18.6可變，在保證高負(fù)荷不暴震的前提下，提高中小負(fù)荷熱效率，從而節(jié)省油耗20%。排氣階段，活塞處于最大伸展?fàn)顟B(tài)，可大幅度降低殘余廢氣，從而進(jìn)一步提高壓縮比，提高熱效率。
【附圖說明】
[0018]下面根據(jù)附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0019]圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是圖1的左視圖；
[0021]圖3是圖1的仰視圖；
[0022]圖4是本發(fā)明活塞頂部結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖5是本發(fā)明頸部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6是圖5的A向視圖；
[0025]圖7是圖5的B-B剖視圖；
[0026]圖8是本發(fā)明滑套結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027 ]圖9是圖8的左視圖；
[0028]圖10是本發(fā)明下端蓋結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖11是圖10的仰視圖；
[0030]圖12是本發(fā)明活塞導(dǎo)向桿結(jié)構(gòu)圖；
[0031]圖13是圖12的俯視圖；
[0032]圖14是圖12的左視圖；
[0033]圖15是圖12的仰視圖；
[0034]圖16-17是本發(fā)明使用狀態(tài)參考圖；
[0035]圖中，1、活塞頂部，1-1、壓塊，2、頸部，2-1、密封凸緣部，2-2、彈性件槽，2-3、限位滑槽，2-4、滑動插孔，3、彈性件，4、導(dǎo)向滑塊，5、限位鍵，6、活塞導(dǎo)向桿，6-1、連桿插槽，6-2、連接凸臺，6-3、鍵槽，7、下端蓋，8、上襯蓋，9、壓縮間隙，10、滑套，11、軸向限位裝置，12、可拆連接件I，13、環(huán)槽，14、可拆連接件II，15、活塞頭，16、連桿，17、曲軸。
【具體實施方式】
[0036]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0037]如圖1-圖3所示的一種長度可變的發(fā)動機(jī)活塞，它包括活塞頭15、頸部2和活塞導(dǎo)向桿6，活塞導(dǎo)向端與活塞密封端分離，所述活塞頭15作為與氣缸配合的所述活塞密封端，所述活塞導(dǎo)向桿6作為與缸體上的活塞導(dǎo)向槽配合的所述活塞導(dǎo)向端;活塞導(dǎo)向桿6可做成圓柱形。
[0038]所述活塞頭15和頸部2固定連接，所述頸部2和活塞導(dǎo)向桿6之間通過活塞導(dǎo)向桿6上部的導(dǎo)向滑塊4滑動連接；
[0039]所述頸部2內(nèi)有彈性件槽2-2，彈性件槽2-2內(nèi)裝有彈性件3，所述頸部2下端有與彈性件槽2-2相通的滑動插孔2-4，所述導(dǎo)向滑塊4通過滑動插孔2-4伸入所述彈性件槽2-2內(nèi)，導(dǎo)向滑塊4在所述彈性件槽2-2內(nèi)有軸向限位裝置11，在所述彈性件3彈力作用下，靜止?fàn)顟B(tài)下所述頸部2和活塞導(dǎo)向桿6之間留有壓縮間隙9;
[0040]所述活塞導(dǎo)向桿6上具有連桿連接部。
[0041 ]所述彈性件3是碟簧或碟簧組合或螺旋彈簧。
[0042]所述導(dǎo)向滑塊4與所述滑動插孔2-4之間有徑向限位裝置。
[0043]所述徑向限位裝置是安裝在所述導(dǎo)向滑塊4上的限位鍵5，所述滑動插孔2-4的內(nèi)壁制作有與所述限位鍵5適配的限位滑槽2-3。限位鍵5可以是平鍵或花鍵等。
[0044]所述軸向限位裝置11是在所述導(dǎo)向滑塊4上設(shè)置的限位凸緣和在所述彈性件槽2-2底端設(shè)置的限位臺階。
[0045]如圖1、圖5-圖9，圖12-圖15所示，所述導(dǎo)向滑塊4由滑套10和位于活塞導(dǎo)向桿6上端的連接凸臺6-2通過可拆連接件112連接而成，連接凸臺6-2的側(cè)壁制作有鍵槽6-3，鍵槽6-3內(nèi)裝有限位鍵5，所述滑動插孔2-4的內(nèi)壁制作有與所述限位鍵5適配的限位滑槽2-3，限位鍵5是“T”字形單鍵，“T”字形單鍵的粗段安裝在鍵槽6-3內(nèi)，“T”字形單鍵的細(xì)段從所述滑套10的側(cè)孔穿過伸入所述限位滑槽2-3內(nèi)，所述滑套10的上端位于所述彈性件槽2-2內(nèi)并制作有限位凸緣，所述彈性件槽2-2底端設(shè)置有與限位凸緣相適配的限位臺階。
[0046]所述頸部2的上端制作有密封凸緣部2-1，所述活塞頭15由活塞頂部I和所述密封凸緣部2-1通過可拆連接件1114連接而成，所述活塞頂部I的下端中間有壓塊1-1伸入所述彈性件槽2-2內(nèi)壓住所述彈性件3?？刹疬B接件1114可采用螺釘、螺栓，緊固的通時，還能對彈性件進(jìn)行調(diào)節(jié)預(yù)緊。密封凸緣部2-1外緣制作有三排環(huán)槽13，上兩排裝氣環(huán)，下排裝油環(huán)。
[0047]上述兩段提到的結(jié)構(gòu)，拆裝簡便，具有較好的工藝性。
[0048]如圖1，圖10-圖15所示，所述連桿連接部是連桿插槽6-1，連桿插槽6_1是供連桿貫穿的通槽。
[0049]所述連桿插槽6-1的下端開口，連桿插槽6-1的下端開口處可拆連接有下端蓋7。所述連桿插槽6-1的內(nèi)部上端裝有耐磨的上襯蓋8。
[0050]參考圖16-圖17，本發(fā)明活塞用在具有雙曲柄機(jī)構(gòu)的雙曲軸發(fā)動機(jī)中，將受力作用點由高溫、高壓和高速的活塞與氣缸往復(fù)作用區(qū)域轉(zhuǎn)移到低溫易潤滑區(qū)域，實現(xiàn)活塞與氣缸之間除活塞環(huán)背壓以外無其它作用力存在，實現(xiàn)使用陶瓷材料制造的缸套、活塞等零部件只承受高溫燃?xì)獾膲毫d荷，實現(xiàn)在不增加陶瓷材料韌性和制造成本的前提下提高其可靠性及使用壽命。
[0051]本發(fā)明在實現(xiàn)活塞導(dǎo)向端與活塞密封端分離的同時，通過調(diào)節(jié)活塞可變長度，改變活塞在上止點時刻該發(fā)動機(jī)的壓縮比。發(fā)動機(jī)處于中小負(fù)荷工況時，采用大壓縮比來提高熱效率;發(fā)動機(jī)處于全負(fù)荷工況時，采用小壓縮比來預(yù)防爆震。壓縮比可實現(xiàn)從11?18.6可變，在保證高負(fù)荷不暴震的前提下，提高中小負(fù)荷熱效率，從而節(jié)省油耗20%。排氣階段，活塞處于最大伸展?fàn)顟B(tài)，可大幅度降低殘余廢氣，從而進(jìn)一步提1?壓縮比，提1?熱效率D
【主權(quán)項】
1.一種長度可變的發(fā)動機(jī)活塞，其特征在于:它包括活塞頭(15)、頸部(2)和活塞導(dǎo)向桿(6)，活塞導(dǎo)向端與活塞密封端分離，所述活塞頭(15)作為與氣缸配合的所述活塞密封端，所述活塞導(dǎo)向桿(6)作為所述活塞導(dǎo)向端； 所述活塞頭(15)和頸部(2)固定連接，所述頸部(2)和活塞導(dǎo)向桿(6)之間通過活塞導(dǎo)向桿(6)上部的導(dǎo)向滑塊(4)滑動連接； 所述頸部(2)內(nèi)有彈性件槽(2-2)，彈性件槽(2-2)內(nèi)裝有彈性件(3)，所述頸部(2)下端有與彈性件槽(2-2)相通的滑動插孔(2-4)，所述導(dǎo)向滑塊(4)通過滑動插孔(2-4)伸入所述彈性件槽(2-2)內(nèi)，導(dǎo)向滑塊(4)在所述彈性件槽(2-2)內(nèi)有軸向限位裝置(11)，在所述彈性件(3)彈力作用下，靜止?fàn)顟B(tài)下所述頸部(2)和活塞導(dǎo)向桿(6)之間留有壓縮間隙(9); 所述活塞導(dǎo)向桿(6)上具有連桿連接部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長度可變的發(fā)動機(jī)活塞，其特征在于:所述彈性件(3)是碟簧或螺旋彈簧。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長度可變的發(fā)動機(jī)活塞，其特征在于:所述導(dǎo)向滑塊(4)與所述滑動插孔(2-4)之間有徑向限位裝置。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的長度可變的發(fā)動機(jī)活塞，其特征在于:所述徑向限位裝置是安裝在所述導(dǎo)向滑塊(4)上的限位鍵(5)，所述滑動插孔(2-4)的內(nèi)壁制作有與所述限位鍵(5)適配的限位滑槽(2-3)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長度可變的發(fā)動機(jī)活塞，其特征在于:所述軸向限位裝置(11)是在所述導(dǎo)向滑塊(4)上設(shè)置的限位凸緣和在所述彈性件槽(2-2)底端設(shè)置的限位臺階。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長度可變的發(fā)動機(jī)活塞，其特征在于:所述導(dǎo)向滑塊(4)由滑套(10)和位于活塞導(dǎo)向桿(6)上端的連接凸臺(6-2)通過可拆連接件1(12)連接而成，連接凸臺(6-2)的偵_制作有鍵槽(6-3)，鍵槽(6-3)內(nèi)裝有限位鍵(5)，所述滑動插孔(2-4)的內(nèi)壁制作有與所述限位鍵(5)適配的限位滑槽(2-3)，限位鍵(5)是“T”字形單鍵，“T”字形單鍵的粗段安裝在鍵槽(6-3)內(nèi)，“T”字形單鍵的細(xì)段從所述滑套(10)的側(cè)孔穿過伸入所述限位滑槽(2-3)內(nèi)，所述滑套(10)的上端位于所述彈性件槽(2-2)內(nèi)并制作有限位凸緣，所述彈性件槽(2-2)底端設(shè)置有與限位凸緣相適配的限位臺階。7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的長度可變的發(fā)動機(jī)活塞，其特征在于:所述頸部(2)的上端制作有密封凸緣部(2-1)，所述活塞頭(15)由活塞頂部(I)和所述密封凸緣部(2-1)通過可拆連接件11(14)連接而成，所述活塞頂部(I)的下端中間有壓塊(1-1)伸入所述彈性件槽(2-2)內(nèi)壓住所述彈性件(3)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長度可變的發(fā)動機(jī)活塞，其特征在于:所述連桿連接部是連桿插槽(6-1)，連桿插槽(6-1)是供連桿貫穿的通槽。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的長度可變的發(fā)動機(jī)活塞，其特征在于:所述連桿插槽(6-1)的下端開口，連桿插槽(6-1)的下端開口處可拆連接有耐磨的下端蓋(7)。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的長度可變的發(fā)動機(jī)活塞，其特征在于:所述連桿插槽(6-1)的內(nèi)部上端裝有耐磨的上襯蓋(8)。
【文檔編號】F02D15/04GK105952547SQ201610431430
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月16日
【發(fā)明人】王蓬波, 王平, 劉銀平
【申請人】徐州弦波引擎機(jī)械科技有限公司