磁驱动可变长度连杆装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种方法，该方法可以包括：提供设置在发动机的气缸内部的连杆装置，连杆装置联接到活塞头并从活塞头延伸，连杆装置包括可变长度连杆和可运动地联接到可变长度连杆的连杆磁铁；以及通过供应电流穿过缠绕在气缸上的螺线管来调整连杆的长度，电流穿过螺线管产生启用连杆磁铁的磁场。启用连杆磁铁可以使连杆的长度增加或减小。连杆的长度增加或减小。连杆的长度增加或减小。

【技术实现步骤摘要】
磁驱动可变长度连杆装置及其控制方法


[0001]本公开总体涉及连杆装置，并且更特别地，涉及磁驱动可变长度连杆装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]连杆通常被称为提供发动机特别是诸如内燃发动机的往复式发动机的活塞和曲柄或曲轴之间的机械联动(linkage)的刚性构件。连杆起杠杆臂的作用以将活塞推入气缸中并从气缸拉出活塞并且将活塞的线性往复运动转换成曲轴的转动。然后，该运动被传递到能够向配备有发动机的机器例如车辆提供动力的一系列装置。
[0003]取决于连杆的发动机功率的常用量度是压缩比，该压缩比被定义为活塞处于下止点(BDC)时气缸的排量与活塞处于上止点(TDC)时气缸的排量之间的比率。更简单地说，压缩比可以指气缸中最大容积与最小容积的比率。当连杆具有固定长度时，因为气缸中的最大容积和最小容积恒定，所以发动机将具有固定排量和压缩比。
[0004]问题在于，固定压缩比可能导致无法进行性能优化。例如，在诸如空转的低发动机负荷下，较高的压缩比可以提高燃料经济性。同时，在诸如来自驾驶员的大动力请求的高发动机负荷下，较低的压缩比与增加的增压相结合可以提高动力。

技术实现思路

[0005]本公开提供一种能够动态地改变发动机排量和压缩比以通过将压缩比与适当的发动机负荷条件相匹配来提高整体车辆效率的可变长度连杆装置。如本文所述的可变长度连杆装置可以在发动机运行期间改变连杆的长度，以响应于高发动机负荷或低发动机负荷而增加或减小发动机的压缩比，从而优化发动机性能。此外，如本文所述的可变长度连杆装置可以使用磁力调整连杆的长度，从而排除诸如电机的不必要的辅助部件，简化连杆设计，并且减小整体包装尺寸。
[0006]根据本公开的实施例，一种方法可以包括：提供设置在发动机的气缸内部的连杆装置，连杆装置联接到活塞头并从活塞头延伸，连杆装置包括可变长度连杆和可运动地联接到可变长度连杆的连杆磁铁；以及通过供应电流穿过缠绕在气缸上的螺线管来调整连杆的长度，电流穿过螺线管产生启用连杆磁铁的磁场。启用连杆磁铁可以使连杆的长度增加或减小。
[0007]此外，根据本公开的实施例，一种方法可以包括：提供设置在发动机的气缸内部的连杆装置，连杆装置联接到活塞头并从活塞头延伸，连杆装置包括可变长度连杆，可变长度连杆包括具有中空主体的阴型部件和至少部分地可运动地设置在阴型部件内部的阳型部件，阳型部件被配置成联接到发动机的曲轴，并且连杆装置进一步包括可运动地联接到阴型部件的连杆磁铁；以及供应电流穿过缠绕在气缸上的螺线管，电流穿过螺线管产生启用连杆磁铁的磁场。启用连杆磁铁可以使连杆装置从联接状态转换到分离状态，在联接状态下，阳型部件与阴型部件保持一致，在分离状态下，连杆磁铁的运动使阳型部件释放，从而
允许阳型部件沿着连杆的轴线独立于阴型部件运动。
[0008]此外，根据本公开的实施例，一种方法可以包括：提供设置在发动机的气缸内部的连杆装置，连杆装置经由至少部分地设置在活塞头内部的活塞联接机构联接到活塞头，连杆装置包括可变长度连杆，活塞联接机构包括：第一活塞-气缸联接衬块和第二活塞-气缸联接衬块，分别可运动地设置在活塞联接机构的相对轴端；以及活塞联接机构磁铁，至少部分地可运动地设置在第一活塞-气缸联接衬块和第二活塞-气缸联接衬块之间；以及供应电流穿过缠绕在气缸上的螺线管，电流穿过螺线管产生启用活塞联接机构磁铁的磁场。启用活塞联接机构磁铁可以使活塞联接机构从缩回状态转换到延伸状态，在缩回状态下，第一活塞-气缸联接衬块和第二活塞-气缸联接衬块定位在活塞头的外壁内部，在延伸状态下，活塞联接机构磁铁的运动使第一活塞-气缸联接衬块和第二活塞-气缸联接衬块沿着活塞联接机构的轴线运动到活塞头的外壁外部，从而第一活塞-气缸联接衬块和第二活塞-气缸联接衬块抵接气缸的内表面以将活塞头保持在气缸内部的适当位置。
附图说明
[0009]通过参照结合附图的以下描述可以更好地理解本文的实施例，在附图中相同的附图标记表示相同或功能相似的元件，其中：
[0010]图1A和图1B是具有可变长度连杆的示例性磁驱动活塞和连杆装置的视图；
[0011]图2是图1A和图1B的磁驱动活塞和连杆装置的选择部件视图；
[0012]图3A至图3D是当没有电流施加到缠绕在发动机气缸上的螺线管时图1A和图1B的磁驱动活塞和连杆装置的视图；
[0013]图4A至图4D是当电流穿过缠绕在发动机气缸上的螺线管时图1A和图1B的磁驱动活塞和连杆装置的视图；
[0014]图5A至图5C是示出使图1A和图1B的磁驱动活塞和连杆装置的连杆加长的示例性过程的操作视图；
[0015]图6A至图6C是示出使图1A和图1B的磁驱动活塞和连杆装置的连杆缩短的示例性过程的操作视图；
[0016]图7A和图7B是当没有电流施加到缠绕在发动机气缸上的螺线管时示例性活塞联接机构的视图；
[0017]图8A和图8B是当电流穿过缠绕在发动机气缸上的螺线管时图7A和图7B的活塞联接机构的视图；
[0018]图9A和图9B是具有可变长度连杆的另一示例性磁驱动活塞和连杆装置的视图；
[0019]图10A至图10C是当没有电流施加到缠绕在发动机气缸上的螺线管时图9A和图9B的磁驱动活塞和连杆装置的视图；
[0020]图11A至图11C是当电流穿过缠绕在发动机气缸上的螺线管时图9A和图9B的磁驱动活塞和连杆装置的视图；
[0021]图12是示出用于控制磁驱动活塞和连杆装置的操作的示例性过程的流程图；
[0022]图13是示出用于使磁驱动活塞和连杆装置的连杆加长的示例性过程的图12的流程图；
[0023]图14是示出用于使磁驱动活塞和连杆装置的连杆缩短的示例性过程的图12的流
程图；
[0024]图15是示出用于使磁驱动活塞和连杆装置的连杆加长以实现扭矩增加的示例性过程的图12的流程图；以及
[0025]图16是示出用于在使磁驱动活塞和连杆装置的连杆加长以增加扭矩之后使连杆缩短的示例性过程的图12的流程图。
[0026]应理解的是，上述附图不一定按比例绘制，呈现了说明本公开的基本原理的各个优选特征的略微简化的表示。包括例如具体的尺寸、方向、位置和形状的本公开的具体设计特征将部分地由特别预期的应用和使用环境决定。
具体实施方式
[0027]在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。如本领域技术人员将认识到的，可以在不脱离本公开的思想或范围的情况下以各种不同的方式修改所描述的实施例。此外，在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的元件。
[0028]本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本公开。除非上下文另有明确指示，否则如本文使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式。将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包括有”指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，包括：提供设置在发动机的气缸内部的连杆装置，所述连杆装置联接到活塞头并从所述活塞头延伸，所述连杆装置包括可变长度连杆和可运动地联接到所述连杆的连杆磁铁；以及通过供应电流穿过缠绕在所述气缸上的螺线管来调整所述连杆的长度，所述电流穿过所述螺线管产生启用所述连杆磁铁的磁场，其中启用所述连杆磁铁使所述连杆的长度增加或减小。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：使用可操作地联接到所述发动机的发动机负荷传感器检测所述发动机的当前负荷；以及当满足一个或多个条件时，通过供应所述电流穿过所述螺线管来调整所述连杆的长度，所述一个或多个条件基于一个或多个传动系统或车辆参数来选择。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述一个或多个条件包括表征所述活塞头在所述气缸中的位置的第一条件和表征所述气缸中的行程类型的第二条件，并且所述一个或多个传动系统或车辆参数包括所述发动机的当前负荷。4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：通过测量所述发动机的曲轴的位置来检测所述活塞头在所述气缸中的位置；以及通过测量所述发动机的凸轮轴的位置来检测所述气缸中的行程类型。5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：使用可操作地联接到所述发动机的发动机负荷传感器检测所述发动机的当前负荷；将所述发动机的当前负荷与预定发动机负荷阈值进行比较；当所述发动机的当前负荷大于所述预定发动机负荷阈值时，确定存在高负荷条件；以及当所述发动机的当前负荷小于或等于所述预定发动机负荷阈值时，确定存在低负荷条件。6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：使用加速器位置传感器检测当前加速器位置；将所述当前加速器位置与预定加速器位置阈值进行比较；当所述发动机的当前负荷大于所述预定发动机负荷阈值并且所述当前加速器位置大于所述预定加速器位置阈值时，确定存在所述高负荷条件；并且当所述发动机的当前负荷小于或等于所述预定发动机负荷阈值并且所述当前加速器位置小于或等于所述预定加速器位置阈值时，确定存在所述低负荷条件。7.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：当存在所述高负荷条件时，通过在所述气缸中的第一行程期间所述活塞头位于所述气缸中的第一位置时供应所述电流穿过所述螺线管来调整所述连杆的长度；以及当存在所述低负荷条件时，通过在所述气缸中的第二行程期间所述活塞头位于所述气缸中的第二位置时供应所述电流穿过所述螺线管来调整所述连杆的长度，其中所述气缸中的所述第一位置不同于所述气缸中的所述第二位置，并且所述第一行程不同于所述第二行程。8.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：
当存在所述低负荷条件时，通过在所述气缸中的排气行程期间所述活塞头位于所述气缸中的上止点位置时供应所述电流穿过所述螺线管来调整所述连杆的长度。9.根据权利要求8所述的方法，其中在所述气缸中的所述排气行程期间所述活塞头位于所述气缸中的所述上止点位置时所述电流穿过所述螺线管产生启用所述连杆磁铁的磁场，从而所述连杆的长度增加。10.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：当存在所述高负荷条件时，通过在所述气缸中的进气行程期间所述活塞头位于所述气缸中的下止点位置时供应所述电流穿过所述螺线管来调整所述连杆的长度。11.根据权利要求10所述的方法，其中在所述所述气缸中的所述进气行程期间所述活塞头位于所述气缸中的所述下止点位置时所述电流穿过所述螺线管产生启用所述连杆磁铁的磁场，从而所述连杆的长度减小。12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：使用一个或多个传感器获取表征所述发动机运行的多个测量值...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯科特，
申请(专利权)人：起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：