压缩比可变的发动机传动装置及发动机的制作方法

1.本发明属于发动机领域，具体涉及一种压缩比可变的发动机传动装置及发动机。


背景技术：

2.中国专利申请cn107438706a和cn107110015a均公开了具有可变压缩比的发动机的传动装置，在操作中燃烧活塞以及与之整合的传动构件的平移移动由燃烧气缸中的混合物的燃烧引发并维持，此移动由燃烧活塞与燃烧气缸之间的现有连接以及连接装置来引导，此移动被传递至由齿轮与连杆形成的组件以使曲柄轴旋转，控制装置沿主方向调节控制构件的位置，控制构件的移动由第二连接装置沿主方向引导，控制器的移动引起齿轮的旋转，结果使燃烧气缸中燃烧活塞的冲程的上止点变动，发动机的压缩比因此改变。上述现有技术中均设置有控制气缸和燃烧气缸，并采用齿轮齿条配合实现传动，共4处齿副，制造及装配精度要求高，齿处载荷大、对材料强度要求高，并且，传动机构复杂，在水平方向上需要横向压紧装置，来保证其可变压缩比主体装置工作中不散开。
3.中国专利申请cn111156083a公开了一种可变压缩比的机构及可变压缩比的发动机，包括活塞、上连杆、中连杆、偏心旋转件、下连杆以及曲轴曲柄。活塞，其套设于活塞缸内；上连杆，其一端与所述活塞铰接；中连杆，其一端与所述上连杆另一端铰接；偏心旋转件，其包括转盘和设于所述转盘上的偏心轴，所述偏心轴的轴线与所述转盘的旋转中心轴线偏离预设的距离，所述偏心轴与所述中连杆的中心铰接，所述转盘能绕自身轴线旋转以调节所述偏心轴的轴线位置；下连杆，其一端与所述中连杆另一端铰接；曲轴曲柄，其一端与所述下连杆另一端铰接，另一端为发动机曲轴输出端。在上述现有技术中，采用铰接的连接方式，但是曲轴的曲柄半径＝0.5*活塞的行程，若活塞做功冲程内需改变压缩比，则偏心旋转件需提供的驱动力＝2*活塞处的载荷。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种压缩比可变的发动机传动装置及发动机，能改变和锁定发动机的压缩比，降低了材料强度需求和所需提供的驱动力。
5.本发明所采用的技术方案是：
6.一种压缩比可变的发动机传动装置，包括燃烧气缸、配合在燃烧气缸内的燃烧活塞、控制气缸、配合在控制气缸内的控制活塞、曲轴、上连杆、中连杆、下连杆和控制杆；下连杆的下端与曲轴铰接、上端与中连杆的中部铰接，中连杆的一端与上连杆的下端铰接、另一端与控制杆的下端铰接，上连杆的上端与燃烧活塞铰接，控制杆的上端与控制活塞连接，控制活塞能移动和锁止。
7.进一步地，下连杆的上端与中连杆的中点铰接。
8.进一步地，以中连杆的中点为中心，下连杆的上端与中连杆偏心铰接。
9.进一步地，中连杆包括位于一端的耳座和与耳座连接的两个耳板，下连杆的下端套在曲轴上、上端为单耳片，下连杆上端的单耳片位于两个耳板之间且通过销轴铰接，上连
杆的上端通过销轴与燃烧活塞的内部骨架铰接、下端为单耳片，上连杆下端的单耳片位于两个耳板之间且通过销轴铰接，控制杆的下端为双耳片，耳座位于双耳片之间且通过销轴铰接。
10.进一步地，下连杆的下端包括本体和分体，本体和分体都带有半圆槽且合围连接后能配合套在曲轴上。
11.进一步地，控制杆的上端通过螺钉与控制活塞连接，螺钉设在控制活塞的顶面。
12.一种发动机，包括上述压缩比可变的发动机传动装置。
13.本发明的有益效果是：
14.控制活塞锁死时，燃烧活塞的上止点位置固定，此时发动机的压缩比不变，若控制活塞向上运动一段距离，由于中连杆的“跷跷板”特性，燃烧活塞的上止点会降低对应的距离、燃烧室容积增大、压缩比减小，反之，若控制活塞向下运动一段距离，会使得压缩比增大，此时为发动机的压缩比变化模式，如图3所示，虚线为大压缩比状态，实线为小压缩比状态。
15.本申请的发动机可变压缩比机构，采用铰接的连接方式，不再需要水平方向的压紧装置来保证中心齿轮两侧齿副的持续压紧；且同样的轴向尺寸下，销轴可以有更大的承载面积，降低材料强度需求。
16.在现有技术中，曲轴的曲柄半径＝0.5*活塞的行程，偏心旋转件需提供的驱动力＝2*燃烧活塞处的载荷。然而，在本申请中，以下连杆的上端与中连杆的中点铰接为例，曲轴的曲柄半径＝0.25*活塞的行程，高度降低、整体尺寸减小，只需提供的驱动力＝1*燃烧活塞处的载荷，降低对驱动装置的性能要求。
附图说明
17.图1是本发明实施例中压缩比可变的发动机传动装置的正视图，为了便于观察，省去了燃烧气缸和控制气缸。
18.图2是本发明实施例中压缩比可变的发动机传动装置的立体图，为了便于观察，省去了燃烧气缸和控制气缸。
19.图3是本发明实施例中压缩比可变的发动机传动装置的工作模式示意图。
20.图中：1
‑
销轴；2
‑
燃烧活塞；3
‑
上连杆；4
‑
中连杆；5
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下连杆；6
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曲轴；7
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控制杆；8
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控制活塞；9
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燃烧气缸；10
‑
控制气缸；11
‑
螺钉。
具体实施方式
21.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
22.如图1和图2所示，一种压缩比可变的发动机传动装置，包括燃烧气缸9、配合在燃烧气缸9内的燃烧活塞2、控制气缸10、配合在控制气缸10内的控制活塞8、曲轴6、上连杆3、中连杆4、下连杆5和控制杆7；下连杆5的下端与曲轴6铰接、上端与中连杆4的中部铰接，中连杆4的一端与上连杆3的下端铰接、另一端与控制杆7的下端铰接，上连杆3的上端与燃烧活塞2铰接，控制杆7的上端与控制活塞8连接，控制活塞8能移动和锁止。控制活塞8锁死时，燃烧活塞2的上止点位置固定，此时发动机的压缩比不变，若控制活塞8向上运动一段距离，由于中连杆4的“跷跷板”特性，燃烧活塞2的上止点会降低对应的距离、燃烧室容积增大、压
缩比减小，反之，若控制活塞8向下运动一段距离，会使得压缩比增大，此时为发动机的压缩比变化模式，如图3所示，虚线为大压缩比状态，实线为小压缩比状态。
23.如图1和图2所示，在本实施例中，下连杆5的上端与中连杆4的中点铰接，当然，下连杆5的上端还可以与中连杆4偏心铰接，通过调整下连杆5与中连杆4的铰接位置，能够缩短发动机调整压缩比的时间。
24.如图1和图2所示，在本实施例中，中连杆4包括位于一端的耳座和与耳座连接的两个耳板，下连杆5的下端套在曲轴6上、上端为单耳片，下连杆5上端的单耳片位于两个耳板之间且通过销轴1铰接，上连杆3的上端通过销轴1与燃烧活塞2的内部骨架铰接、下端为单耳片，上连杆3下端的单耳片位于两个耳板之间且通过销轴1铰接，控制杆7的下端为双耳片，耳座位于双耳片之间且通过销轴1铰接。
25.如图1和图2所示，在本实施例中，下连杆4的下端包括本体和分体，本体和分体都带有半圆槽且合围连接后能配合套在曲轴6上。
26.如图3所示，在本实施例中，控制杆7的上端通过螺钉11与控制活塞8连接，螺钉11设在控制活塞8的顶面。
27.本申请的发动机可变压缩比机构，采用铰接的连接方式，不再需要水平方向的压紧装置来保证中心齿轮两侧齿副的持续压紧；且同样的轴向尺寸下，销轴1可以有更大的承载面积，降低材料强度需求。在现有技术中，曲轴6的曲柄半径＝0.5*活塞的行程，偏心旋转件需提供的驱动力＝2*燃烧活塞处的载荷。然而，在本申请中，以下连杆5的上端与中连杆4的中点铰接为例，曲轴6的曲柄半径＝0.25*活塞的行程，高度降低、整体尺寸减小，只需提供的驱动力＝1*燃烧活塞处的载荷，降低对驱动装置的性能要求。
28.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。