可變壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)是一種可變壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸機(jī) 構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航及其充電問(wèn)題得到徹底解決前，車(chē)用內(nèi)燃機(jī)還會(huì)在很長(zhǎng)一段時(shí)間繼 續(xù)作為車(chē)輛的主要?jiǎng)恿υ?。目前隨著世界范圍內(nèi)對(duì)環(huán)保逐漸重視，與汽車(chē)環(huán)保相關(guān)法律法 規(guī)也在逐漸收緊。拿我國(guó)《輕型汽車(chē)污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)第五階段）》（以 下稱(chēng)國(guó)五標(biāo)準(zhǔn)）和《輕型汽車(chē)污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)第中國(guó)III、IV階段階段）》 (以下稱(chēng)國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)）對(duì)比為例。國(guó)五標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)汽油車(chē)尾氣中氮氧化物排放要求從國(guó)四標(biāo)準(zhǔn) 的0. 08g/Km降到0. 06g/Km，下降達(dá)25% ;而對(duì)顆粒物濃度的要求更是從0. 025g/Km降到 0. 0045g/Km，降幅達(dá)82%。為了達(dá)到更加嚴(yán)苛的排放標(biāo)準(zhǔn)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率是必然途 徑。
[0003] 可變壓縮比能很好解決增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速下由于增壓渦輪沒(méi)有介入導(dǎo)致過(guò)低 的燃燒效率的缺點(diǎn)?，F(xiàn)在汽車(chē)企業(yè)大多是跨國(guó)企業(yè)，所設(shè)計(jì)的車(chē)銷(xiāo)往世界各地，然而各地燃 油品質(zhì)參差不齊。為了追求高效率，現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比都比較高，這就提高了對(duì)燃油品質(zhì)的 要求。為了銷(xiāo)往燃油品質(zhì)不好地區(qū)的汽車(chē)專(zhuān)門(mén)重新設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)疑花費(fèi)巨大，而可變壓縮 比就可以很好解決這一問(wèn)題，提高了汽車(chē)的適應(yīng)性。
[0004] 中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)（專(zhuān)利號(hào)：CN103850809A)，提出了一類(lèi)通過(guò)改變曲軸位置來(lái)改變壓 縮比的方法，主要解決了如何改變曲軸位置和改變曲軸位置后動(dòng)力如何傳動(dòng)的問(wèn)題。但曲 軸位置改變給曲軸固定支撐問(wèn)題提出了很大挑戰(zhàn)，且用來(lái)在平行但不共線軸之間傳動(dòng)受力 不均，傳動(dòng)部件容易磨損。中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)（專(zhuān)利號(hào)：CN104302895A)，提出了通過(guò)在曲柄銷(xiāo)和 連桿之間加上一個(gè)杠桿機(jī)構(gòu)，杠桿一端連接活塞連桿，另外一端連接控制桿，控制桿與機(jī)體 之間通過(guò)一個(gè)偏心輪結(jié)構(gòu)連接。如果以曲軸為主動(dòng)件的視角來(lái)看，曲軸和活塞組成曲柄滑 塊機(jī)構(gòu)，曲柄和控制桿組成曲柄擺桿結(jié)構(gòu)，通過(guò)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)改變擺桿與機(jī)體固定點(diǎn)位置來(lái) 活塞上下止點(diǎn)位置改變壓縮比。但是，該結(jié)構(gòu)如果設(shè)計(jì)不好不能很好解決振動(dòng)問(wèn)題，在設(shè)計(jì) 中需要大量計(jì)算驗(yàn)證來(lái)解決振動(dòng)問(wèn)題，設(shè)計(jì)復(fù)雜度過(guò)大；同時(shí)該結(jié)構(gòu)改變了活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng) 的特性，對(duì)普通發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性的研宄部分是去參考意義。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比不可變而造成車(chē)輛適應(yīng)性差，經(jīng)濟(jì)工 作工況區(qū)域窄的問(wèn)題；也針對(duì)解決現(xiàn)有可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜需要對(duì)現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)作出 很大變化才能實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，提供了一種可變壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸機(jī)構(gòu)，本實(shí)用新型所采用 的技術(shù)方案是：
[0006] 可變壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸機(jī)構(gòu)，包括曲柄副和主軸頸，曲柄副安裝在相鄰的兩個(gè) 主軸頸之間，曲柄副上端有用于和發(fā)動(dòng)機(jī)活塞裝配的曲柄銷(xiāo)，其特征在于，還包括一個(gè)電 動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，所述的曲柄副包括兩個(gè)滑動(dòng)曲柄、兩個(gè)曲柄軸承和兩個(gè)曲柄拉桿，與滑動(dòng)曲柄 下端對(duì)應(yīng)的主軸頸上有外花鍵，滑動(dòng)曲柄有與主軸頸上的花鍵齒相配合的內(nèi)花鍵，滑動(dòng)曲 柄通過(guò)花鍵連接方式套在主軸頸上使滑動(dòng)曲柄能在主軸頸上軸向滑動(dòng)，滑動(dòng)曲柄的上端與 曲柄拉桿的下端通過(guò)曲柄拉桿螺栓鉸接，滑動(dòng)曲柄外側(cè)安裝有曲柄軸承，兩個(gè)曲柄拉桿的 上端與一個(gè)活動(dòng)曲柄銷(xiāo)通過(guò)曲柄拉桿螺栓鉸接，電動(dòng)控制機(jī)構(gòu)中的縱向拉桿與滑動(dòng)曲柄外 側(cè)的曲柄軸承鉸接，縱向拉桿帶動(dòng)滑動(dòng)曲柄在主軸頸上做向內(nèi)或向外的滑動(dòng)從而改變活動(dòng) 曲柄銷(xiāo)與主軸頸間的距離。
[0007] 進(jìn)一步的技術(shù)方案為：
[0008] 所述的曲柄副還包括曲柄軸承端蓋、曲柄軸承上支座，曲柄軸承下支座、曲柄軸承 座螺栓和縱向拉桿螺栓；每個(gè)滑動(dòng)曲柄下端外側(cè)有圓柱面，曲柄軸承通過(guò)曲柄軸承端蓋、曲 柄軸承上支座和曲柄軸承下支座固定在滑動(dòng)曲柄下端外側(cè)的圓柱面上，曲柄軸承上支座和 曲柄軸承下支座的外側(cè)通過(guò)曲柄軸承座螺栓固定在一起，滑動(dòng)曲柄下端外側(cè)的圓柱面上有 曲柄軸承端蓋螺紋和曲柄軸承定位軸肩，曲柄軸承的一端由曲柄軸承定位軸肩定位，曲柄 軸承的另一端由曲柄軸承端蓋定位，曲柄軸承端蓋的內(nèi)螺紋與曲柄軸承端蓋螺紋旋緊，曲 柄軸承上支座和曲柄軸承下支座通過(guò)縱向拉桿螺栓與電動(dòng)控制機(jī)構(gòu)中的縱向拉桿鉸接。
[0009] 所述的電動(dòng)控制機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)控制電機(jī)和連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由控制絲 杠，滑塊螺母、豎向連桿、橫向連桿，縱向拉桿，橫向連桿螺栓組成；控制絲杠就是控制電機(jī) 帶有螺紋的輸出軸，滑塊螺母安裝在控制絲杠上，豎向連桿固定在滑塊螺母上，橫向連桿的 兩端分別與豎向連桿連接，縱向拉桿一端通過(guò)橫向連桿螺栓鉸接安裝在橫向連桿上，縱向 拉桿的另一端通過(guò)縱向拉桿螺栓安裝到滑動(dòng)曲柄上的曲柄軸承上支座和曲柄軸承下支座 之間。
[0010] 本實(shí)用新型通過(guò)電動(dòng)控制機(jī)構(gòu)調(diào)整曲柄銷(xiāo)與主軸徑的距離來(lái)調(diào)整安裝在曲柄銷(xiāo) 上的活塞的上止點(diǎn)和下止點(diǎn)，從而達(dá)到調(diào)整壓縮比的目的，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0011] 1.相對(duì)于不可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，本實(shí)用新型壓縮比可變，并且在一定范圍內(nèi)連續(xù) 可變。這增強(qiáng)了發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)燃油的適應(yīng)性，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)范圍；
[0012] 2.相對(duì)與現(xiàn)在一些可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)而言，本實(shí)用新型只需對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸做出 調(diào)整，無(wú)需對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)做出過(guò)大變化，增加了本實(shí)用新型的可行性；
[0013] 3.由于壓縮比是活塞在下止點(diǎn)位置氣缸容積與活塞在上止點(diǎn)氣缸容積的比值，本 實(shí)用新型能做到上下止點(diǎn)位置同時(shí)調(diào)整。提高上止點(diǎn)的位置也降低下止點(diǎn)的位置，反之亦 然。故本實(shí)用新型在調(diào)節(jié)壓縮比方面效率更高；
[0014] 4.本實(shí)用新型在調(diào)節(jié)壓縮比的同時(shí)沒(méi)有改變傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)的運(yùn)行特性，活塞，連桿等 運(yùn)動(dòng)和普通發(fā)動(dòng)機(jī)一樣。已經(jīng)得到的大量研宄結(jié)論可以直接使用，節(jié)省了開(kāi)發(fā)時(shí)間。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是本實(shí)用新型中活動(dòng)曲柄總成軸測(cè)圖；
[0016] 圖2是本實(shí)用新型的部分剖視圖，圖中不包括電動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、軸承上支座和軸承 下支座；
[0017] 圖3是A-A截面的剖視圖；
[0018] 圖4是本實(shí)用新型俯視部分剖視圖；
[0019] 圖5是B-B截面的剖視圖；
[0020] 圖6是本實(shí)用新型中控制桿總成的軸測(cè)圖；
[0021] 圖7是本實(shí)用新型中活動(dòng)曲柄總成的軸測(cè)圖；
[0022] 圖8是本實(shí)用新型中活動(dòng)曲柄總成的爆炸圖；
[0023] 圖9是本實(shí)用新型滑動(dòng)曲柄剖視圖；
[0024] 圖10是本實(shí)用新型壓縮比變化狀態(tài)的示意圖。
[0025] 圖中，1.曲柄軸承座螺栓、2.曲柄拉桿、3.滑動(dòng)曲柄、4.曲柄軸承上支座、5.曲柄 軸承下支座、6.控制絲杠、7.控制電機(jī)、8.曲柄銷(xiāo)、9.橫向連桿、10.縱向拉桿螺栓、11.橫 向連桿螺栓、12.縱向拉桿、13.尾段主軸頸、14.中段主軸頸、15.曲柄拉桿螺栓、16.首段主 軸頸、17.曲柄軸承端蓋、18.曲柄軸承、19.豎向連桿、20.滑塊螺母、21.曲柄軸承端蓋螺紋 曲柄、22.曲柄軸承定位軸肩。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0027] 本實(shí)施方式以配合雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)使用的本實(shí)用新型所述的可變壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)曲 軸機(jī)構(gòu)為例，敘述本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)：
[0028] 本實(shí)施例中，有三個(gè)主軸徑，如圖2所示，為了方便描述，從左至右分別為首段主 軸頸16、中段主軸頸14和尾段主軸頸13,首段主軸頸16的左端有一個(gè)法蘭盤(pán)，沿法蘭盤(pán)周 向均勻分布4一6個(gè)螺紋孔用于和飛輪主體裝配連接，飛輪主體通過(guò)飛輪螺栓安裝在首段 主軸頸16的法蘭盤(pán)上，首段主軸頸16的右端圓柱面上加工有花鍵齒用于和滑動(dòng)曲柄3的 花鍵槽配合安裝，并保證滑動(dòng)曲柄3能在主軸頸上軸向滑動(dòng)，首段主軸頸16左端法蘭盤(pán)和 右端圓柱面之間形成環(huán)槽用于和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體安裝定位，中間段主軸頸14的左端和右端圓 柱面上沿周向加工有外花鍵，中間段主軸頸14的左端和右端的圓柱面之間加工有環(huán)槽，用 于和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體安裝定位