一種擺線針輪傳動的可變壓縮比活塞的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種擺線針輪傳動的可變壓縮比活塞，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，電機橫向放置在活塞下體的電機座上，并通過電機蓋固定；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。本實用新型通過電機轉(zhuǎn)動，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)推動活塞上體上的擋塊，來改變活塞上體與活塞下體間的相對位置，從而實現(xiàn)發(fā)動機壓縮比的變化；本發(fā)動所述的活塞組件結(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的沖擊性能,可靠性能好。
【專利說明】
一種擺線針輪傳動的可變壓縮比活塞
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種汽車發(fā)動機組件，更具體的說是一種擺線針輪傳動的可變壓縮比活塞。
【背景技術(shù)】
[0002]可變壓縮比技術(shù)主要是針對增壓發(fā)動機的一種技術(shù)。固定的壓縮比不能發(fā)揮發(fā)動機的性能，事實上在小負荷，低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時，發(fā)動機的熱效率低，相應(yīng)的綜合效率差，這時可用較大的壓縮比；而在大轉(zhuǎn)速，高負荷的情況下，若壓縮比過高則很容易發(fā)生爆燃，并產(chǎn)生很大的熱負荷，這時可以用較小的壓縮比。隨著負荷的變化，連續(xù)的調(diào)節(jié)壓縮比，可以最大限度的發(fā)掘發(fā)動機的潛力，使其在整個工況內(nèi)有效的提尚熱效率，進而提尚發(fā)動機的綜合性能。
[0003]可變壓縮比的目的在于提高增壓發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性。在增壓發(fā)動機中，為了防止爆燃其壓縮比低于自然吸氣發(fā)動機。在增壓壓力低時熱效率降低，使燃油經(jīng)濟性下降。特別是在增壓發(fā)動機中，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)動機在低轉(zhuǎn)速時，增壓作用之后，要等到發(fā)動機加速到一定轉(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荷工況下使壓縮比提高到與自然吸氣式發(fā)動機壓縮比相同或超過;另一方面，在高增壓的高負荷工況下適當?shù)慕档蛪嚎s比。換言之，隨著負荷的變化連續(xù)調(diào)節(jié)壓縮比，以便能夠從低負荷到高負荷的整個工況范圍內(nèi)有效提高熱效率。
[0004]只是，這項潛力無窮的技術(shù)，也面臨著不低于轉(zhuǎn)子發(fā)動機的難題。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增加發(fā)動機體積，同時加工難度變大。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]對于上述存在的技術(shù)上的問題，本實用新型提出了一種擺線針輪傳動的可變壓縮比活塞，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，研發(fā)成本小、對發(fā)動機整體改動小，更具體的說，本實用新型通過電機轉(zhuǎn)動，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)推動活塞上體上的擋塊，來改變活塞上體與活塞下體間的相對位置，從而實現(xiàn)發(fā)動機壓縮比的變化。
[0006]為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種擺線針輪傳動的可變壓縮比活塞，包括活塞上體、活塞下體、擺線輪、針齒輪、電機、拉伸彈簧等，其特征在于:
[0008]電機橫向布置在活塞下體的電機座上，并用電機蓋固定;擺線輪的圓形凸臺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圓形短銷相切，構(gòu)成擺線針輪機構(gòu);將擺線針輪機構(gòu)通過針齒輪的圓孔安裝在電機左、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)個圓形短銷的針齒結(jié)構(gòu)，底座上部鑄有圓形凸臺，底座的中心鉆有一個圓孔用于與電機轉(zhuǎn)子的固定，圓孔的圓心與圓形凸臺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，個數(shù)比針齒輪上的針齒少一個至兩個，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圓孔，孔鉆至底座上表面，且剛好與針齒輪的圓形凸臺內(nèi)切。
[0011]所述的活塞上體分斷面處向下開有一個大的空腔，緊貼空腔內(nèi)壁的是左、右對稱的長方體擋塊。
[0012]所述的活塞下體是分斷面開有與活塞上體對應(yīng)的空腔，空腔的底面中心處鑄有長方體電機座，在電機座上方開有半圓形凹槽，在電機座上表面左、右對邊各有兩個卡扣，在長方體電機座的四個交點處各自鑄有矩形導(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，本實用新型的有益效果體現(xiàn)在:
[0014](I)本實用新型所述的一種擺線針輪傳動的可變壓縮比活塞，通過在活塞內(nèi)加裝電機的方式，發(fā)動機整體改動小，成本低，經(jīng)濟性好。
[0015](2)本實用新型所述的一種擺線針輪傳動的可變壓縮比活塞，由擺線針輪結(jié)構(gòu)進行動力傳輸，傳動比范圍大，傳動效率高，并具有較大的過載能力和承受較強的沖擊性能，可靠性能好。
[0016](3)本實用新型所述的一種擺線針輪傳動的可變壓縮比活塞，通過擺線輪上的偏心圓結(jié)構(gòu)推動活塞上體的擋塊上下運動，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-電機蓋，6_電機，7_活塞下體。
【具體實施方式】
[0032]下面根據(jù)【附圖說明】對本實用新型做詳細介紹，本實用新型所述為眾多實施方式中的一種優(yōu)選實施方式。
[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)個圓形短銷的針齒結(jié)構(gòu)，在底座上鑄有圓形凸臺，底座中間鉆有一圓孔，圓孔的圓心與圓形凸臺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，個數(shù)比針齒輪3上的針齒少一個至兩個，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圓孔，圓孔鉆至底座上表面，且裝配時剛好與針齒輪3的圓形凸臺內(nèi)切。
[0035]參閱圖10、圖11，活塞上體I分斷面的邊緣均勻分布四個圓孔，圓孔內(nèi)連有一圓柱形短棒，活塞上體I分斷面中心向內(nèi)開有一個大的內(nèi)腔，緊貼內(nèi)腔壁面鑄有左右對稱的長方體擋塊。
[0036]參閱圖12、圖13，活塞下體7分斷面的邊緣各鉆有與活塞上體I對應(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分斷面處開有與活塞上體I對應(yīng)的內(nèi)腔，內(nèi)腔底面中心是長方體電機座，電機座上部開有一個半圓槽用于電機6的橫向布置，在電機座的兩長邊各有兩個卡扣用于電機蓋5的固定，在電機座的四個對角點各自鑄有一矩形導(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6為雙頭式步進電機，有自鎖性，由信號發(fā)射器、單片機、驅(qū)動裝置構(gòu)成，可實現(xiàn)電機6正反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)控制。
[0038]參閱圖1、圖2、圖3，電機6橫向放置在活塞下體7的電機座上，并用電機蓋5固定電機6;將針齒輪3的圓柱形凸臺放置在擺線輪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間沒有相對距離的時候能保證在拉伸彈簧4的作用下，活塞劇烈往復(fù)運動不會使活塞上體I與活塞下體7相互分離。
[0039]參閱圖4、圖5，當發(fā)動機需要高壓縮比時，電機6正向轉(zhuǎn)動，電機6輸出的扭矩經(jīng)擺線針輪機構(gòu)的減速增扭后，使得擺線輪2上的偏心圓輪相對于電機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上的偏心圓輪推動著擋塊使活塞上體I相對活塞下體7向上緩移，拉伸彈簧4長度變長，拉力增大，發(fā)動機壓縮比升高。
[0040]參閱圖1、圖2、圖3，同樣的，當發(fā)動機需要低壓縮比時，電機6反向轉(zhuǎn)動，擺線輪2上的偏心圓輪相對于電機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，發(fā)動機壓縮比降低。
[0041 ]當發(fā)動機不再改變壓縮比時，電機6停止轉(zhuǎn)動，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的沖擊性能，能使活塞在劇烈運動時，擋塊作用在擺線輪2上的沖擊力被分散在針齒輪3上的各個圓形短銷上，電機6轉(zhuǎn)子承受的沖擊力很小。
[0042]以上為對附圖做出的式例性描述，顯然本實用新型的具體實現(xiàn)并不受上述事例的限制，只要采用本實用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種改進，或未經(jīng)改進直接應(yīng)用于其他場合，均在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種擺線針輪傳動的可變壓縮比活塞，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(6)橫向布置在活塞下體(7)的電機座上，并用電機蓋(5)固定;將擺線針輪機構(gòu)通過針齒輪(3)的圓孔安裝在電機(6)左、右轉(zhuǎn)子上;活塞上體(I)與活塞下體(7)分斷面重合，并使得活塞上體(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的可變壓縮比活塞，其特征在于，擺線輪(2)的圓形凸臺放置在針齒輪(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)的其中一個圓形短銷內(nèi)切，構(gòu)成擺線針輪機構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擺線針輪傳動的可變壓縮比活塞，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)個圓形短銷的針齒結(jié)構(gòu)，底座上部鑄有圓形凸臺，底座的中心鉆有一個圓孔用于與電機(6)轉(zhuǎn)子的固定，圓孔的圓心與圓形凸臺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，個數(shù)比針齒輪(3)上的針齒少一個至兩個，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圓孔，孔鉆至底座上表面，且裝配時剛好與針齒輪(3)的圓形凸臺內(nèi)切。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擺線針輪傳動的可變壓縮比活塞，其特征在于，所述的活塞上體(I)分斷面處向下開有一個大的空腔，緊貼空腔內(nèi)壁的是左、右對稱的長方體擋塊。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擺線針輪傳動的可變壓縮比活塞，其特征在于，所述的活塞下體(7)是分斷面開有與活塞上體(I)對應(yīng)的空腔，空腔的底面中心處鑄有長方體電機座，在電機座上方開有半圓形凹槽，在電機座上表面左、右對邊各有兩個卡扣，在長方體電機座的四個交點處各自鑄有矩形導(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】F02D15/04GK205592032SQ201620339278
【公開日】2016年9月21日
【申請日】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
【申請人】吉林大學(xué)