一种双电机式可变压缩比活塞的制作方法

本发明涉及一种车用发动机活塞，更确切的说，是一种双电机式可变压缩比活塞。

背景技术：

随着社会的发展，能源储量减少，环境受到人类活动的影响越来越严重，日益严格的排放法规对发动机提出了更高的要求，其中压缩比是影响发动机经济性的一个重要因素。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。一般情况下，发动机的压缩比越高，活塞做功行程就越长，做功就越多，输出功率也越大。但是，汽油机中过大的压缩比会导致不可控制的燃烧，从而损坏发动机，且在负荷比较大时容易发生爆振；柴油机中过大的压缩比使柴油机气缸压力过高，导致振动噪声加剧，运动部件所要承受的冲击负荷增大，从而影响柴油机的工作可靠性和使用寿命。因此，根据发动机负荷的变化，采用可变压缩比技术是非常必要的。

采用可变压缩比技术能够：

1.通过提高发动机的热效率,提高发动机的经济性。

2.降低爆震产生的概率，有利于发动机运行的稳定性。

3.便于发动机小型化、轻量化设计。

4.发有利于燃料燃烧充分，改善排放。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术存在的制造成本高、可靠性差、结构复杂的技术问题，提供了一种双电机式可变压缩比活塞。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

本发明所述的一种双电机式可变压缩比活塞包括活塞顶部、活塞裙部、限位球一、限位孔一、限位弹簧一、螺母一、驱动齿轮一、键一、限位螺栓一、卡环一、限位槽、轴承一、卡环二、传动杆一、电机一、限位螺栓二、限位孔二、限位球二、限位弹簧二、螺母二、键二、驱动齿轮二、卡环三、卡环四、轴承二、传动杆二、电机二，其特征在于：

电机一通过螺栓固定在活塞裙部的销座底部，电机二通过螺栓固定在活塞裙部的销座底部，轴承一嵌在活塞裙部销座顶端，轴承一与传动杆一过渡配合，卡环二将轴承一固定在活塞裙部上，轴承二嵌在活塞裙部销座顶端，轴承二与传动杆二过渡配合，卡环四将轴承二固定在活塞裙部上，活塞顶部与活塞裙部螺纹连接，驱动齿轮一安装在传动杆一上，驱动齿轮二安装在传动杆二上。

所述的驱动齿轮一、传动杆一上均有键槽，键一安装在驱动齿轮一和传动杆一之间的键槽内，驱动齿轮一下侧面与卡环一相接触，螺母一将驱动齿轮一固定在传动杆一上，驱动齿轮二、传动杆二上均有键槽，键二安装在驱动齿轮二和传动杆二之间的键槽内，驱动齿轮二下侧面与卡环三相接触，螺母二将驱动齿轮二固定在传动杆二上，驱动齿轮一、驱动齿轮二与活塞顶部上轮齿相啮合。

所述的活塞裙部销座钻有通孔，传动杆一与活塞裙部销座通孔间隙配合，传动杆二与活塞裙部销座通孔间隙配合。

所述的活塞裙部开有限位孔一、限位孔二，限位球一、限位弹簧一、限位螺栓一安装在限位孔一内，限位螺栓一与活塞裙部螺纹连接，限位弹簧一的右端与限位螺栓一接触，限位弹簧一的左端与限位球一相接触，限位弹簧一有一定的预紧力，限位球一在限位弹簧一的弹力下与限位槽壁点接触，限位球二、限位弹簧二、限位螺栓二安装在限位孔二内，限位螺栓二与活塞裙部螺纹连接，限位弹簧二的左端与限位螺栓二接触，限位弹簧二的右端与限位球二相接触，限位弹簧二有一定的预紧力，限位球二在限位弹簧二的弹力下与限位槽壁点接触。

所述的电机一、电机二同步转动，力矩通过传动杆一、传动杆二传至驱动齿轮一、驱动齿轮二，驱动齿轮一、驱动齿轮二带动活塞顶部相对于活塞裙部同轴转动，活塞顶部与活塞裙部螺纹连接，活塞顶部相对于活塞裙部同轴转动的同时，活塞顶部相对于活塞裙部也会轴向移动，从而压缩比得到改变。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的一种双电机式可变压缩比活塞仅由活塞上、下体和两个电机组成，零件数目少，结构简单易于安装。

2.本发明所述的一种双电机驱可变压缩比活塞通过在活塞销座底部加装电机驱动活塞顶部运动来改变压缩比，可靠性能高，工艺性好。

3.本发明所述的一种双电机式可变压缩比活塞通过电机带动活塞上部相对于活塞裙部相对旋转运动，电机不承受来自活塞顶部的轴向压力，从而保证了电机正常运转，工作可靠。

4.本发明所述的一种双电机式可变压缩比活塞只对活塞内部进行改动，避免了对汽缸盖、曲轴的改动减少了设计成本。

5.本发明所述的一种双电机式可变压缩比活塞具有限位装置，设有滑动限位槽和限位球，防止活塞上下两部分脱离。

6.本发明所述的一种双电机式可变压缩比活塞具有两个电动机，驱动功率较大，运转稳定。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明所述的一种双电机式可变压缩比活塞装配图的全剖视图；

图2是图1中a处的局部放大视图；

图3是图1中b处的局部放大视图；

图4是图1中c处的局部放大视图；

图5是本发明所述的一种双电机式可变压缩比活塞装配图侧视图的全剖视图；

图6是本发明活塞顶部的主剖视图；

图7是本发明活塞顶部的仰视图；

图8是本发明活塞裙部全剖视图；

图9是本发明活塞裙部侧视图的全剖视图；

图10是本发明活塞裙部的俯视图；

图中：1.活塞顶部，2.活塞裙部，3.限位球一，4.限位孔一，5.限位弹簧一，6.螺母一，7.驱动齿轮一，8.键一，9.限位螺栓一，10.卡环一，11.限位槽，12.轴承一，13.卡环二，14.传动杆一，15.电机一，16.限位螺栓二，17.限位孔二，18.限位球二，19.限位弹簧二，20.螺母二，21.键二，22.驱动齿轮二，23.卡环三，24.卡环四，25.轴承二，26.传动杆二，27.电机二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

如图1所示，活塞顶部1与活塞裙部2通过螺纹相连接，电机一15、电机二27通过螺栓连接在活塞裙部2的销座上，传动杆一14、传动杆二26穿过活塞裙部2销座上的孔，轴承一12嵌在活塞裙部，轴承一12起到支撑传动杆一14的作用，轴承二25起到支撑传动杆二26的作用，驱动齿轮一7安装在传动杆一14上，驱动齿轮二22安装在传动杆二26上，驱动齿轮一7和驱动齿轮二22与活塞顶部1内部齿圈结构相啮合。

如图1与图2所示，限位螺栓一9、限位弹簧一5和限位球一3安装在限位孔一4内，限位球一3一半在限位槽11内另一半在限位孔一4内，限位弹簧一5有一定的预紧力，限位弹簧一5给限位球一3施加一个弹力，限位槽11壁面给限位球一3一个支持力与限位球一3所受弹力平衡；限位螺栓二16、限位弹簧二19、限位球二18的安装方式分别与限位螺栓一9、限位弹簧一5、限位球一3的安装方式完全相同。

如图1与图3所示，轴承一12嵌在活塞裙部2的销座上起到支撑传动杆一14的作用，卡环二13将轴承一12固定在活塞裙部2的销座上，驱动齿轮一7安装在传动杆一14上，键一8安装在驱动齿轮一7和传动杆一14之间防止二者轴向转动，卡环一10和螺母一6将驱动齿轮一7固定在传动杆一14上，驱动齿轮一7和活塞顶部1相啮合；轴承二25、传动杆二26、卡环三23、卡环四24、驱动齿轮二22、、键二21、螺母二20的安装方式分别与轴承一12、传动杆一14、卡环一10、卡环二13、驱动齿轮一7、键一8、螺母一6的安装方式完全相同。

如图1、图4与图5所示，活塞裙部2的销座为方形截面，电机一15通过两个螺栓固定在活塞裙部2的销座上，电机二27的安装方式与电机一15的安装方式完全相同。

如图6与图7所示，活塞顶部1有外部壁和内部壁，活塞顶部1外部壁的外侧开有活塞环，活塞顶部1外部壁的内侧开有螺纹，活塞顶部1内部壁的外侧加工有轮齿，活塞顶部1内部壁的内侧开有限位槽。

如图8、图9与图10所示，活塞裙部2加工有螺纹，活塞裙部2与活塞顶部1螺纹连接，活塞裙部2开有限位孔一4、限位孔二17，活塞裙部2销座顶部开有圆形槽放置轴承一12和轴承二25，活塞裙部2销座底部开有螺栓孔用来固定电机一15、电机二27。

如图1所示，当发动机需要大压缩比时电机一15、电机二27同步转动，力矩通过传动杆一14、传动杆二26分别传递给驱动齿轮一7、驱动齿轮二22，驱动齿轮一7、驱动齿轮二22驱动活塞顶部1相对于活塞裙部2同轴转动，活塞顶部1相对活塞裙部2上移，压缩比变大，当活塞顶部1上移到一定距离，活塞顶部1内限位槽11低端会接触到限位球一3、限位球二18，此时活塞顶部1不能继续相对于活塞裙部2上移，压缩比达到最大；当发动机需要小压缩比时，电机一15、电机二27同步反向转动，活塞顶部1与活塞裙部2相对转动，活塞顶部1相对活塞裙部2下移，压缩比变小。剧烈燃烧产生的气缸压力作用在活塞顶部1的顶端，由于活塞顶部1内螺旋的自锁性，使得燃烧压力不会强行推动活塞顶部1相对活塞裙部2运动，此时发动机的压缩比保持恒定状态；在拆卸活塞顶部1与活塞裙部2过程中，拆掉限位螺栓一9、限位螺栓二16，取出限位弹簧一5、限位球一3、限位球二18、限位弹簧二19就可完成拆卸。