铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构制造技术

本新型公开了一种铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构，旨在克服现有技术存在机械结构复杂、零件繁多与密封性差的问题。铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构包括铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构包括活塞体上部、内套、定位套、活塞体下部、轴、轴承、十字万向节、电机、电机座、连杆、导向板；电机座安装在连杆的上轴瓦之上为螺纹连接，轴分为上半轴与下半轴，下半轴与电机固定连接，下半轴与上半轴通过十字万向节连接，上半轴通过键和螺母与内套连接，内套通过螺纹和活塞体上部连接、通过轴与定位套连接，定位套通过活塞体下部固定，活塞体上部被活塞体下部顶端的导向板限制，活塞销通过销孔将活塞体与连杆连接，同时使活塞连杆组整体受力平衡。

Piston mechanism with variable compression ratio driven by articulated drive

【技术实现步骤摘要】
铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构
本新型设计一种汽车发动机活塞，更确切地说，本新型涉及一种铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构。
技术介绍
发动机的压缩比是指活塞运动到下止点时的汽缸容积与活塞运动到上止点时的气缸容积之比，压缩比增加能有效的提高发动机的性能和效率。因为压力升高可以让气体的密度变大，分子间的距离也就变小，这样燃油分子和氧分子距离也就更近，燃烧速度就更快；温度可以让气体分子运动速度加快，燃油分子和氧气分子更容易互相作用，这就让混合气体更容易点燃。而且较小的燃烧空间可以较快的完成燃烧，燃烧过程加快也提高了性能。而过高的压缩比会使得暴震的频率增加，而且高的压缩比对燃油的品质提出来更高的要求。为解决这一难题，目前国内外开始将研究重点转向可变压缩比发动机的研发当中，可变压缩比发动机就是通过控制手段，实时的改变发动机的压缩比，使得发动机在中低负荷情况下，采用高的压缩比来提高发动机的热效率和燃油经济性；在高负荷的情况下采用低的压缩比防止爆震的产生。采用可变压缩比技术能够：1.任何工况下都能够在爆震限制条件下工作，有效提升热效率；2.能够在一定程度上改进燃油经济性渐低油耗；3.降低冷启动和级过程中产生的有害排放量；4.提升燃料适应性，能够灵活接受各种标号的燃料；5.结构更加紧凑，小排量也可以提供大功率和大扭矩；6.在一定程度上提升设备运行稳定性，从而降低噪音；综合来看，可变压缩比技术能够有效防止再燃受过程中出现的爆震风险，实现内燃机经济性、动力性以及排放性的良好统一目前国内外发动机可变压缩比的实现有很多的技术方案和相关专利，但大多都存在机械结构复杂、可变压缩比数值控制困难、难以解决动平衡以及使发动机的体积和重量增大等问题，使得其开发难度和成本大大的增加。比如萨博公司的SVC发动机由于集成缸盖可以发生偏转，因此工程师必须为其设计一套独立的冷却系统。该系统的冷却油道与缸体相连接，并用橡胶件进行密封，可如若橡胶件长久往复工作，就极易因为受力疲劳而发生开裂，进而导致整个冷却油道出现泄漏。再者，因该机型加入了液压推动装置及以连续可变压缩比作为开发目标，所以其无论软件还是硬件方面都要比传统内燃机复杂上很多。尤其是软件方面，当时的萨博尚未掌握一套成熟可靠的控制逻辑，以确保在连续可变压缩比时发动机能够稳定运转。故直至其破产，这款发动机也未被投入实际使用。而日产使用的技术是在原有的曲柄连杆机构上又额外增加了一套VCR连杆机构及一根控制轴。其中VCR连杆机构由转动曲柄销杠杆及其一端与控制轴的连接连杆构成。当控制轴转动时，控制轴连杆会带动曲柄销回转，并使杠杆发生摆动。由此便促使活塞的上止点位置出现上下移动，实现了压缩比的可变。但增加的系统连杆数量颇多，由此便会引发发动机的整体摩擦损失增大，如果发动机过度磨损，显然寿命上就无法被市场所接受；连杆数量的增多还会使发动机的振动变得更加难以控制，进而引发共振及异响现象的出现。因此日产的可变压缩比发动机也没有出现在市面上。
技术实现思路
本新型所要解决的技术问题是克服了现有技术存在机械结构复杂，零件繁多与密封性差的问题，提供了铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构。为解决上述问题，本新型采用如下技术方案实现的：所述的铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构包括活塞体上部、内套、定位套、活塞体下部、轴、轴承、十字万向节、电机、电机座、连杆、导向板；所述的轴包括上半轴与下半轴；活塞体上部与内套之间是螺纹连接，活塞体上部安装在活塞体下部的顶端，活塞体上部与活塞体下部之间为滑动连接，内套与上半轴之间是键连接，上半轴顶端安装有螺母，螺母内表面与内套外表面是接触连接，内套与定位套之间是靠轴承支承，定位套与上半轴之间是间隙配合，定位套与活塞体下部之间是接触连接，下半轴和电机还有电机座安装在连杆中并且安装在上连杆轴瓦之上，下半轴与连杆之间是间隙配合，电机座与连杆之间是螺纹连接。技术方案中所述的活塞体上部的内孔壁上设置有内螺纹，外螺纹的形状是三角形或梯形；活塞体上部底面上沿轴向均匀地分布有二至六个结构相同的横截面为扇形的导向孔，活塞体上部通过结构相同的横截面为扇形的导向孔对应地套装在活塞体下部上二至六个结构相同的横截面为扇形的导向板上，两者之间为滑动连接。技术方案中所述的铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构，其特征在于，所述的内套是一个圆筒形结构件，内套顶部的中心处设于键槽，圆筒形外壁上设有与活塞体上部相对应的内螺纹，内螺纹的形状是三角形或者梯形，圆筒形内壁上设有矩形的圆环体式凸起，圆环体式凸起通过轴承与定位套连接，保证内套的位置固定。技术方案中所述的铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构，其特征在于，所述的轴中，上半轴的一端是与螺母连接，另一端通过十字万向节接到下半轴，下半轴的另一端是十字花形式连接到电机中；上半轴设有键槽，放置普通平键用以传递电机的扭矩，上半轴与下半轴连接所用的十字万向节是可以保证扭矩的传递和下半轴在连杆中可做钟摆运动。技术方案中所述的铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构，其特征在于，所述的活塞下体的顶端环形面上沿轴向均匀地分布有二至六个结构相同的横截面为扇形的导向板，即个个导向板的高度相同，宽度相同，厚度相同，导向板所分布的圆周的回转中心线与活塞体下部的回转中心线共线，活塞体下部顶端的内壁上设有梯形凹槽，用以支撑定位套。技术方案中所述的铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构，其特征在于，所述的连杆，连杆小头上部中心处设有供轴穿过的轴孔，连杆体为中空设计，放置下半轴和电机以及电机座；电机座与连杆是螺纹连接，连杆大头上部中心处设有放置电机和电机座的孔，电机座下部为圆弧形与连杆大头上轴瓦紧密配合。与现有技术相比本新型的有有益效果是：1.本新型所述的铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构通过在活塞连杆中加装电机机构来改变压缩比，可靠性能高，安装方便，工艺性好。2.本新型所述的铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构因为采用了螺旋机构咬合，使得可变压缩比无级，能够精准的控制压缩比，满足发动机在不同工况下的需求。3.本新型所述的铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构的可变技术是通过改变活塞体上部和内套的相对位置来实现的，而活塞顶部有气环与油环的刮油和挡油作用，活塞的密封性相对较好。4.本新型所述的铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构由于只对活塞内部进行相应的改动，并没有设计汽缸盖和燃烧室，因此该新型能极大的减少工艺成本，经济性能高。5.本新型所述的铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构由于考虑到连杆和活塞头的相对运动，并且对活塞受力方向和形式考虑详细，故可行性较高。附图说明下面结合附图对本新型作进一步的说明：图1是本新型所述的铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构结构组成主视图上的全部视图；图2是本新型所述的铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构中关键传动零件，十字万向节的三维视图；图中：1.活塞体上部，2.内套，3.定位套，4.活塞体下部，5.上半轴，6.轴承，7.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构，其特征在于，所述的铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构包括活塞体上部(1)、内套(2)、定位套(3)、活塞体下部(4)、轴、轴承(6)、十字万向节(7)、电机(9)、电机座(10)、连杆(11)；/n所述的轴包括上半轴(5)与下半轴(8)；/n活塞体上部(1)与内套(2)之间是螺纹连接，活塞体上部(1)安装在活塞体下部(4)的顶端，活塞体上部(1)与活塞体下部(4)之间为滑动连接，内套(2)与上半轴(5)之间是键连接，上半轴(5)顶端安装有螺母，螺母内表面与内套(2)外表面是接触连接，内套(2)与定位套(3)之间是靠轴承(6)支承，定位套(3)与上半轴(5)之间是间隙配合，定位套(3)与活塞体下部(4)之间是接触连接，下半轴(8)和电机(9)还有电机座(10)安装在连杆(11)中并且安装在上连杆(11)轴瓦之上，下半轴(8)与连杆(11)之间是间隙配合，电机座(10)与连杆(11)之间是螺纹连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构，其特征在于，所述的铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构包括活塞体上部(1)、内套(2)、定位套(3)、活塞体下部(4)、轴、轴承(6)、十字万向节(7)、电机(9)、电机座(10)、连杆(11)；
所述的轴包括上半轴(5)与下半轴(8)；
活塞体上部(1)与内套(2)之间是螺纹连接，活塞体上部(1)安装在活塞体下部(4)的顶端，活塞体上部(1)与活塞体下部(4)之间为滑动连接，内套(2)与上半轴(5)之间是键连接，上半轴(5)顶端安装有螺母，螺母内表面与内套(2)外表面是接触连接，内套(2)与定位套(3)之间是靠轴承(6)支承，定位套(3)与上半轴(5)之间是间隙配合，定位套(3)与活塞体下部(4)之间是接触连接，下半轴(8)和电机(9)还有电机座(10)安装在连杆(11)中并且安装在上连杆(11)轴瓦之上，下半轴(8)与连杆(11)之间是间隙配合，电机座(10)与连杆(11)之间是螺纹连接。


2.按照权利要求1所述的铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构，其特征在于，所述的活塞体上部(1)的内孔壁上设置有内螺纹，外螺纹的形状是三角形或梯形；活塞体上部(1)底面上沿轴向均匀地分布有二至六个结构相同的横截面为扇形的导向孔，活塞体上部(1)通过结构相同的横截面为扇形的导向孔对应地套装在活塞体下部(4)上二至六个结构相同的横截面为扇形的导向板(12)上，两者之间为滑动连接。


3.按照权利要求1所述的铰接传动电驱式可变压缩比活塞机构，其特征在于，所述的内套(2)是一个圆筒形结构件，内套(2)顶部...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏岩，王博，金兆辉，王忠恕，解方喜，韩永强，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22