一种曲柄长度可变的曲轴及使用该曲轴的发动机与汽车的制作方法

本发明属于汽车技术领域，特别涉及一种曲柄长度可变的曲轴及使用该曲轴的发动机与汽车。

背景技术：

在现有的汽车发动机中，当涡轮增压介入发动机的工作后，它会压缩大量的混合气体进入气缸。这时，气缸里混合气体由于活塞的压缩以及涡轮增压提供的压力，会放出超出正常活塞压缩行程后的温度。而汽油的抗爆性又不是很好，往往在活塞还没有达到点火的时刻就由于压力过大而提前点燃，从而产生爆震现象。所以涡轮增压发动机在设计时往往采用低压缩比结构，然而在低转速时排出的废气带不动废气涡轮-接杆-进气涡轮来为进气增压，并且压缩比又低，此时的涡轮增压发动机的动力还不如一台同排量的自然吸气发动机，这便是涡轮迟滞的问题，该问题使得发动机性能下降，油耗增加。

因此，现有技术有待进一步改进。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种曲柄长度可变的曲轴及使用该曲轴的发动机与汽车，通过改变曲柄半径，进而改变燃烧室容积，实现压缩比可变，以提高发动机的动力性，降低油耗和排放，具有结构简单、加工容易、成本低廉的特点。

本发明是这样实现的，提供一种曲柄长度可变的曲轴，包括固定连接在一起的左主轴颈和左曲柄、固定连接在一起的右主轴颈和右曲柄、连杆颈，所述左主轴颈和右主轴颈同轴设置，在所述连杆颈的两端分别固定设置了左液压挺柱和右液压挺柱，所述左液压挺柱的一端与左曲柄活动联接，所述右液压挺柱的一端与右曲柄活动联接，在所述左曲柄和右曲柄上分别设置了移动轨道以及限位块，所述左液压挺柱和右液压挺柱沿移动轨道在限位块限制的范围内上下移动，在所述左液压挺柱和右液压挺柱的底部分别设置了挺柱油道，在所述左曲柄和右曲柄上分别设置了与挺柱油道配合曲柄油道，在所述左主轴颈和右主轴颈上分别设置了左进油道和右进油道，所述左进油道和右进油道分别与位于左曲柄和右曲柄内的曲柄油道相连通。

进一步地，在所述左液压挺柱和右液压挺柱内分别设置了压缩弹簧、油腔和腔体顶膜，所述腔体顶膜设置在油腔的顶部，所述腔体顶膜抵止到压缩弹簧的底部，所述左液压挺柱和右液压挺柱的挺柱油道分别与其对应的油腔相连通，所述挺柱油道的内截面积小于与其对应的油腔的内截面积。

进一步地，所述挺柱油道的内截面积与其对应的油腔的内截面积之比为1:5。

本发明是这样实现的，还提供一种发动机，其使用了如前所述的曲柄长度可变的曲轴。

本发明是这样实现的，还提供一种汽车，其使用了如前所述的发动机。

与现有技术相比，本发明的曲柄长度可变的曲轴是将现有的曲轴分成三部分，中间的连杆颈分别通过左液压挺柱和右液压挺柱将左右两侧曲柄及主轴颈活动联接，同时在主轴颈和曲柄上分别设置与挺柱油道相通的进油道和曲柄油道，压力油从左进油道和右进油道分别进入曲柄油道和挺柱油道，带动两侧的左液压挺柱和右液压挺柱同时上下移动，使得连杆颈到主轴颈的距离即曲柄长度可变，从而调节发动机的压缩比，提高了发动机的动力性，降低油耗和排放。

附图说明

图1为本发明的曲柄长度可变的曲轴一较佳实施例的平面示意图；

图2为图1立体示意图；

图3为图1的剖面示意图；

图4为图3中m部的剖视放大图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请同时参照图1、图2以及图3所示，本发明曲柄长度可变的曲轴的较佳实施例，包括固定连接在一起的左主轴颈1和左曲柄2、固定连接在一起的右主轴颈3和右曲柄4、连杆颈5。所述左主轴颈1和右主轴颈3同轴设置。

在所述连杆颈5的两端分别固定设置了左液压挺柱6和右液压挺柱7。所述左液压挺柱6的一端与左曲柄2活动联接，所述右液压挺柱7的一端与右曲柄4活动联接。在所述左曲柄2和右曲柄4上分别设置了移动轨道以及限位块（图中未示出）。所述左液压挺柱6和右液压挺柱7沿移动轨道在限位块限制的范围内上下移动。

在所述左液压挺柱6和右液压挺柱7的底部分别设置了挺柱油道8。在所述左曲柄2和右曲柄4上分别设置了与挺柱油道8配合曲柄油道9，如图4所示，挺柱油道8与曲柄油道9之间采用嵌套式组合。在所述左主轴颈1和右主轴颈3上分别设置了左进油道10和右进油道11。所述左进油道10和右进油道11分别与位于左曲柄2和右曲柄4内的曲柄油道9相连通。

在所述左液压挺柱6和右液压挺柱7内分别设置了压缩弹簧12、油腔13和腔体顶膜14。所述腔体顶膜14设置在油腔13的顶部，所述腔体顶膜14抵止到压缩弹簧12的底部。所述左液压挺柱6和右液压挺柱7的挺柱油道8分别与其对应的油腔13相连通。

所述挺柱油道8的内截面积小于与其对应的油腔13的内截面积。在本实施中，所述挺柱油道8的内截面积与其对应的油腔的内截面积之比为1:5。

本发明的曲柄长度可变的曲轴的工作原理如下：如图1中的箭头及虚线所示，压力油同时依次从左进油道10和右进油道11以及曲柄油道9、挺柱油道8分别进入到相应的左液压挺柱6和右液压挺柱7的油腔13内。当发动机转速过小时（大概在1500转以下），因为发动机转速不够导致机油压力小，无法对腔体顶膜14造成挤压，使这时的增压发动机勉强能达到同排量的自然吸气发动机的性能，基本解决涡轮迟滞问题。当发动机转速达到一定条件时，机油压力增大，油腔13内机油的压力增加，腔体顶膜14向上顶起，压缩弹簧12被渐渐顶起。随着转速不断增加，左液压挺柱6和右液压挺柱7被同时越顶越高，随即带动连杆颈5的高度逐渐增加，使得发动机燃烧室的容积也逐渐增加，形成无级增加压缩比的状态。实现利用机油压力的不断变化来控制左液压挺柱6和右液压挺柱7调节连杆颈5的高度以实现发动机的压缩比可变的功能。

本发明还公开了一种发动机，其使用了如前所述的曲柄长度可变的曲轴。

本发明还公开了一种汽车，其使用了如前所述的发动机。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种曲柄长度可变的曲轴，包括左主轴颈和左曲柄、右主轴颈和右曲柄、连杆颈，在连杆颈的两端分别固定设置了左液压挺柱和右液压挺柱，左液压挺柱的一端与左曲柄活动联接，右液压挺柱的一端与右曲柄活动联接，在左液压挺柱和右液压挺柱的底部分别设置了挺柱油道，在左曲柄和右曲柄上分别设置了与挺柱油道配合曲柄油道，在左主轴颈和右主轴颈上分别设置了左进油道和右进油道，左进油道和右进油道分别与位于左曲柄和右曲柄内的曲柄油道相连通。本发明还公开了使用该曲轴的发动机与汽车。本发明通过改变曲柄半径，进而改变燃烧室容积，实现压缩比可变，降低油耗和排放，具有结构简单、加工容易、成本低廉的特点。

技术研发人员：韩志玉;汪宇;施永生;郑志刚
受保护的技术使用者：苏州麦山新能源动力技术有限公司
技术研发日：2018.09.27
技术公布日：2019.01.18