锥面传动的可变压缩比活塞的制作方法

本发明关于一种内燃机可变压缩比活塞，更确切的说，是一种锥面传动的可变压缩比活塞。

背景技术：

现阶段传统发动机的发展越来越希望达到诸多可变的程度，可变的程度越大，性能的适应性更好，扭矩和功率也可以达到最大程度的展现。压缩比可变技术正是诸多可变技术中一个很重要的研究内容，压缩比是表示进入气缸的混合燃烧气体可以被压缩的程度，理论上来讲，如果进入的可燃气压缩的体积越小，相对应产生的气缸压力也就会越大，可以提供的动力输出也就随之升高。但同样，不同的工况、温度、燃烧时间、发动机本身材料等条件都影响着发动机理想的压缩比值的大小。压缩比不合适，就会使发动机产生爆燃爆震等现象，影响发动机稳定运转，影响润滑，甚至损伤机械元件、浪费燃料、污染环境等，因此，从总的角度来看，适应不同工况的不同压缩比的存在显得尤为重要，这也是此次设计的重要原因。

此外，不同的压缩比对发动机本身性能、燃油质量都有很大关系，如果每台发动机只有一种压缩比，虽能满足一定程度上的正常工作，却无法适应更多环境的合理运转，影响了发动机便捷应用，也不利于发动机产业更好的发展。

采用可变压缩比技术能够：

1.降低爆燃爆震等现象的产生。

2.提高发动机的动力性。

3.提高紧凑型，降低发动机自身重量。

4.使燃料更充分燃烧，较少尾气污染。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术存在的结构复杂，紧凑性差，适应性低且造价高的技术问题，提供了一种带有梯形螺纹，锥面传动的可变压缩比活塞。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

锥面传动的可变压缩比活塞，其特征在于：

活塞头上体内侧与过渡轮外部都有一套相同的梯形螺纹，两体靠梯形螺纹连接，工作时过渡轮转动，活塞头上体可沿梯形螺纹上升；在过渡轮内侧有内齿，传动齿轮与内齿啮合，工作时传动齿轮转动，过渡轮也随之转动；过渡轮内侧下方有一锥面，通过锥面连接定位板和保持架，定位板和保持架以及定位板座从上至下依次被螺钉连接在活塞头下体，工作时过渡轮转动，定位板和保持架之间的钢球以及定位板座上的钢球会随之转动；传动轴为四段阶梯轴，第一段从传动齿轮下方至活塞头下体上壁面，外部覆盖有轴套，活塞头下体上壁面左侧上方开孔，第二段从活塞头下体上壁面至活塞头下体上部空腔上壁面，尺寸大于第一段，小于轴套，第三段从活塞头下体上部空腔上壁面至活塞销上壁面，尺寸大于第二段，活塞销上壁面有一个孔，第四段从活塞销上壁面沿孔穿过，连接直齿锥齿轮；另一个直齿锥齿轮与电机轴连接，通过一对锥齿轮连接传动轴与电机轴，由电机轴带动传动轴同步转动；定制电机内置于活塞销中，由螺钉固定在法兰盘上，定制电机与电机轴一体化。

所述的活塞头上体内侧与过渡轮有一套相啮合的梯形齿轮，活塞头上体上部，过渡轮，定位板，保持架，定位板座轴心一致。

所述的过渡轮外部有与活塞头上体啮合的梯形齿轮，内侧上部有与传动齿轮啮合的内齿，内侧下方有与定位板以及保持架连接的锥面，下端面通过滚珠滑动连接定位板座。

所述的定位板上半部为锥面，限制过渡轮上下窜动，并开有钢球槽，与保持架配合，从而与过渡轮滑动连接，避免过渡轮转动时内侧发生干摩擦，定位板下半部为平面，上面开有螺钉孔，从而将定位板，保持架，定位板座一起固定在活塞头下体上；定位板座外环为平面，上面开有滚珠槽，与过渡轮下端面滑动连接，避免过渡轮转动时发生干摩擦。

所述的传动轴与电机轴之间通过一对直齿锥齿轮连接且同步传动。

所述的电机内置于活塞销中，通过螺钉固定在法兰盘上，电机与电机轴一体化。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的锥面传动的可变压缩比活塞利用螺纹加直齿锥齿轮传动，将电机内置于活塞销中，结构紧凑，节省空间。

2.本发明所述的锥面传动的可变压缩比活塞传动轴只穿过活塞销上孔，避免了对其他地方的改动。

3.本发明所述的锥面传动的可变压缩比活塞因保留原有的活塞与燃烧室、仅对活塞内部进行改动，操作简单，经济性好。

4.本发明所述的锥面传动的可变压缩比活塞是通过电机带动传动轴同步转动，其转动过程严格由电机控制升降，工作可靠准确。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明所述的锥面传动的可变压缩比活塞的主轴测图。

图2是本发明所述的锥面传动的可变压缩比活塞的活塞头上体视图。

图3是本发明所述的锥面传动的可变压缩比活塞的过渡轮视图。

图4是本发明所述的锥面传动的可变压缩比活塞的定位板、保持架、定位板座的组合视图。

图5是本发明所述的锥面传动的可变压缩比活塞的定位板视图。

图6是本发明所述的锥面传动的可变压缩比活塞的保持架视图。

图7是本发明所述的锥面传动的可变压缩比活塞的定位板座视图。

图中：1.过渡轮，2.传动齿轮，3.定位板，4.保持架，5.轴套，6.传动轴，7.直齿锥齿轮，8.电机轴，9.活塞销孔，10.电机，11.法兰盘，12.活塞销，13.活塞头下体，14.螺钉孔，15.定位板座，16.钢球槽，17.梯形螺纹，18.内齿，19.活塞头上体。

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，所述的梯形螺纹17存在于活塞头上体19内侧和过渡轮1外侧，用以连接两体，而内齿18是一组存在于过渡轮1内侧的齿形结构，它与传动齿轮2啮合传动，齿形连续且走向垂直，用以将传动齿轮2的转矩传递给过渡轮1；在传动齿轮2内侧内齿18下方至活塞头下体13上壁面依次装配有定位板3、保持架4、定位板座15，三者由螺钉孔14固定在活塞头下体13上壁面处；定位板3与保持架4上半部为锥面，限制过渡轮1上下窜动，定位板3上半部环侧开有钢球槽，与保持架4配合，从而与过渡轮1滑动连接，避免过渡轮1转动时内侧下方发生干摩擦；定位板座15外环为平面，上面开有滚珠槽，与过渡轮1下端面滑动连接，避免过渡轮1转动时下端面发生干摩擦；传动轴6为四段阶梯轴，第一段从传动齿轮2下方至活塞头下体13上壁面，外部覆盖有轴套5，活塞头下体13上壁面左侧上方开孔，第二段从活塞头下体13上壁面至活塞头下体13上部空腔上壁面，第三段从活塞头下体13上部空腔上壁面至活塞销12上壁面，活塞销12上壁面有一个孔，第四段从活塞销12上壁面沿孔穿过，连接直齿锥齿轮7；另一个直齿锥齿轮7与电机轴8连接，通过一对直齿锥齿轮7连接传动轴6与电机轴8，由电机轴8带动传动轴6同步转动；定制电机10内置于活塞销12中，由螺钉固定在法兰盘11上，定制电机10与电机轴8一体化；传动轴6与传动齿轮2连接且同步转动；传动齿轮2与过渡轮1内侧有相同可啮合传动的内齿18。

如图1、图2与图3所示，活塞头上体19内侧是一套梯形螺纹17，梯形螺纹17能辅助活塞头上体19与过渡轮1产生相对位移，过渡轮1转动，活塞头上体19在梯形螺纹17的作用下，也会随之产生竖直的位移。

如图1、图2、图3与图4所示，过渡轮1外部有一套与活塞头上体19相啮合的梯形螺纹17，内侧上方则有一套与传动齿轮2啮合的内齿18，下方过渡轮1与定位板3以及保持架4两者锥面配合连接，过渡轮1下端面则是与定位板座15通过滚珠滑动连接。传动齿轮2转动，在定位板3、保持架4和内齿18的共同作用下，过渡轮1不会产生竖直的位移，只会沿轴心转动，进而在梯形螺纹17的作用下，活塞头上体19会产生竖直的位移。过渡轮1、活塞头上体19、定位板3、保持架4和定位板座15同轴.

如图1、图3、图4、图5、图6与图7所示，定位板3与保持架4上半部为锥面，限制过渡轮1上下窜动，并定位板3与保持架4外环开有钢球槽16，两者配合，从而与过渡轮1滑动连接，避免过渡轮1转动时内侧发生干摩擦；定位板3与保持架4下半部为平面，上面开有螺钉孔14，从而将定位板3，保持架4，定位板座15一起固定在活塞头下体13上；定位板座15外环为平面，上面开有滚珠槽，与过渡轮1下端面滑动连接，避免过渡轮1转动时下端面发生干摩擦。

如图1、图2、图3与图4所示，传动齿轮2与过渡轮1的内齿18啮合，电机10与传动轴6通过直齿锥齿轮7连接同步转动，电机10工作时将扭矩通过电机轴8传递给直齿锥齿轮7，通过直齿锥齿轮7改变方向带动传动轴6转动，又通过内齿18将扭矩传递给过渡轮1，过渡轮1在接受转矩后产生旋转，通过梯形螺纹17的约束，活塞头上体19产生竖直位移，即达到了改变活塞高度的目的，进而改变压缩比。