可變壓縮比的發(fā)動機(jī)曲軸機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及汽車發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，具體來說是一種可變壓縮比的發(fā)動機(jī)曲軸機(jī) 構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電動車?yán)m(xù)航及其充電問題得到徹底解決前，車用內(nèi)燃機(jī)還會在很長一段時間繼 續(xù)作為車輛的主要動力源。目前隨著世界范圍內(nèi)對環(huán)保逐漸重視，與汽車環(huán)保相關(guān)法律法 規(guī)也在逐漸收緊。拿我國《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第五階段）》（以 下稱國五標(biāo)準(zhǔn)）和《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第中國III、IV階段階段）》 (以下稱國四標(biāo)準(zhǔn)）對比為例。國五標(biāo)準(zhǔn)中對汽油車尾氣中氮氧化物排放要求從國四標(biāo)準(zhǔn) 的0. 08g/Km降到0. 06g/Km，下降達(dá)25% ;而對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)動機(jī)在低轉(zhuǎn)速下由于增壓渦輪沒有介入導(dǎo)致過低 的燃燒效率的缺點(diǎn)?，F(xiàn)在汽車企業(yè)大多是跨國企業(yè)，所設(shè)計的車銷往世界各地，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)動機(jī)壓縮比都比較高，這就提高了對燃油品質(zhì)的 要求。為了銷往燃油品質(zhì)不好地區(qū)的汽車專門重新設(shè)計發(fā)動機(jī)無疑花費(fèi)巨大，而可變壓縮 比就可以很好解決這一問題，提高了汽車的適應(yīng)性。
[0004] 中國專利文獻(xiàn)（專利號：CN103850809A)，提出了一類通過改變曲軸位置來改變壓 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力如何傳動的問題。但曲 軸位置改變給曲軸固定支撐問題提出了很大挑戰(zhàn)，且用來在平行但不共線軸之間傳動受力 不均，傳動部件容易磨損。中國專利文獻(xiàn)（專利號：CN104302895A)，提出了通過在曲柄銷和 連桿之間加上一個杠桿機(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 之間通過一個偏心輪結(jié)構(gòu)連接。如果以曲軸為主動件的視角來看，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)，通過偏心輪轉(zhuǎn)動改變擺桿與機(jī)體固定點(diǎn)位置來 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)計不好不能很好解決振動問題，在設(shè)計 中需要大量計算驗(yàn)證來解決振動問題，設(shè)計復(fù)雜度過大；同時該結(jié)構(gòu)改變了活塞往復(fù)運(yùn)動 的特性，對普通發(fā)動機(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)動機(jī)壓縮比不可變而造成車輛適應(yīng)性差，經(jīng)濟(jì)工 作工況區(qū)域窄的問題；也針對解決現(xiàn)有可變壓縮比發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜需要對現(xiàn)有發(fā)動機(jī)作出 很大變化才能實(shí)現(xiàn)的問題，提供了一種可變壓縮比的發(fā)動機(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 主軸頸之間，曲柄副上端有用于和發(fā)動機(jī)活塞裝配的曲柄銷，其特征在于，還包括一個電 動控制機(jī)構(gòu)，所述的曲柄副包括兩個滑動曲柄、兩個曲柄軸承和兩個曲柄拉桿，與滑動曲柄 下端對應(yīng)的主軸頸上有外花鍵，滑動曲柄有與主軸頸上的花鍵齒相配合的內(nèi)花鍵，滑動曲 柄通過花鍵連接方式套在主軸頸上使滑動曲柄能在主軸頸上軸向滑動，滑動曲柄的上端與 曲柄拉桿的下端通過曲柄拉桿螺栓鉸接，滑動曲柄外側(cè)安裝有曲柄軸承，兩個曲柄拉桿的 上端與一個活動曲柄銷通過曲柄拉桿螺栓鉸接，電動控制機(jī)構(gòu)中的縱向拉桿與滑動曲柄外 側(cè)的曲柄軸承鉸接，縱向拉桿帶動滑動曲柄在主軸頸上做向內(nèi)或向外的滑動從而改變活動 曲柄銷與主軸頸間的距離。
[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；每個滑動曲柄下端外側(cè)有圓柱面，曲柄軸承通過曲柄軸承端蓋、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)通過曲柄軸承座螺栓固定在一起，滑動曲柄下端外側(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縱向拉桿螺栓與電動控制機(jī)構(gòu)中的縱向拉桿鉸接。
[0009] 所述的電動控制機(jī)構(gòu)包括兩個控制電機(jī)和連桿傳動機(jī)構(gòu)，連桿傳動機(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 拉桿的另一端通過縱向拉桿螺栓安裝到滑動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)用新型通過電動控制機(jī)構(gòu)調(diào)整曲柄銷與主軸徑的距離來調(diào)整安裝在曲柄銷 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.相對于不可變壓縮比發(fā)動機(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)動機(jī)對燃油的適應(yīng)性，增加了發(fā)動機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)范圍；
[0012] 2.相對與現(xiàn)在一些可變壓縮比發(fā)動機(jī)而言，本實(shí)用新型只需對發(fā)動機(jī)的曲軸做出 調(diào)整，無需對發(fā)動機(jī)做出過大變化，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)壓縮比的同時沒有改變傳統(tǒng)發(fā)動的運(yùn)行特性，活塞，連桿等 運(yùn)動和普通發(fā)動機(jī)一樣。已經(jīng)得到的大量研宄結(jié)論可以直接使用，節(jié)省了開發(fā)時間。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本實(shí)用新型中活動曲柄總成軸測圖；
[0016] 圖2是本實(shí)用新型的部分剖視圖，圖中不包括電動控制機(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圖；
[0021] 圖7是本實(shí)用新型中活動曲柄總成的軸測圖；
[0022] 圖8是本實(shí)用新型中活動曲柄總成的爆炸圖；
[0023] 圖9是本實(shí)用新型滑動曲柄剖視圖；
[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、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)合附圖對本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
[0027] 本實(shí)施方式以配合雙缸發(fā)動機(jī)使用的本實(shí)用新型所述的可變壓縮比的發(fā)動機(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的左端有一個法蘭盤，沿法蘭盤周 向均勻分布4一6個螺紋孔用于和飛輪主體裝配連接，飛輪主體通過飛輪螺栓安裝在首段 主軸頸16的法蘭盤上，首段主軸頸16的右端圓柱面上加工有花鍵齒用于和滑動曲柄3的 花鍵槽配合安裝，并保證滑動曲柄3能在主軸頸上軸向滑動，首段主軸頸16左端法蘭盤和 右端圓柱面之間形成環(huán)槽用于和發(fā)動機(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)動機(jī)機(jī)體安裝定位