发动机曲轴及汽车的制作方法

本实用新型涉及发动机的技术领域，尤其是涉及一种发动机曲轴及汽车。

背景技术：

现如今日益严峻的能源形势和严格的排放法规使得传统发动机面临着严峻的生存挑战。良好的动力性、燃油经济性和排放是发动机所追求的目标，而这些性能在一般的发动机上又很难获得。为了解决这个矛盾，一些新技术应运而生，可变压缩比技术是其中很有潜力的一种，能够改善发动机热效率，然后经济性和排放，只是受到众多原因限制发展滞后。

可变压缩比的目的在于提高增压发动机的燃油经济性，在发动机中，压缩比一般为定值，要是将压缩比定的较低，这样在低速时，其热效率很低，然后经济性和动力性等性能也不高，若将压缩比定高，满足了低速低负荷的要求，但在高负荷时极易产生爆震，不仅影响性能，严重者将影响发动机寿命。

为了解决上述问题，可变压缩比是重要方法，在低负荷工况使压缩比提高，满足低速性能，在高负荷工况下则适当降低压缩比，让其在满足性能同时不发生爆震。换言之，随着负荷的变化连续调节压缩比，以便能够从低负荷到高负荷的整个工况范围内有较高的热效率。

基于以上问题，提出一种可变压缩比的发动机显得尤为重要。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种发动机曲轴及汽车，以缓解现有技术中压缩比无法改变的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术手段为：

本实用新型提供的一种发动机曲轴，包括曲轴本体，所述曲轴本体包括多个曲拐，各个所述曲拐包括两组曲柄臂和连接于两个曲柄臂之间的曲柄销；

所述曲柄臂上设置有通孔，所述曲柄销穿入于所述通孔中，且所述曲柄销与所述通孔之间存有间隙；

所述曲柄臂上设置有液压机构和弹性机构，且所述液压机构的输出端及所述弹性机构的输出端分别与所述曲柄销相对的两侧连接；

所述液压机构及所述弹性机构配合作用，能够使所述曲柄销在所述通孔中运动。

作为一种进一步的技术方案，所述曲柄臂内设置有油道，所述油道连接于所述液压机构与供油机构之间。

作为一种进一步的技术方案，所述供油机构包括油泵，所述油泵的出口与曲轴上的主油道连通，所述主油道与所述曲柄臂内的油道连通。

作为一种进一步的技术方案，所述油泵与所述曲轴本体传动连接，所述发动机工作时，所述曲轴本体能够驱动所述油泵工作，以实现泵油。

作为一种进一步的技术方案，所述油道包括多个出油口，各个所述出油口处分别设置有用于封堵所述出油口的钢球。

作为一种进一步的技术方案，所述曲柄臂上设置有分别用于容置所述液压机构和所述弹性机构的第一腔体和第二腔体；

所述第一腔体与所述第二腔体相对设置，且所述第一腔体的开口及所述第二腔体的开口均与所述通孔连通。

作为一种进一步的技术方案，当活塞位于上止点时，与该活塞相对应的所述曲拐中所述曲柄臂上的通孔与所述曲柄销之间的间隙位于所述曲柄销的上下两侧处。

作为一种进一步的技术方案，所述曲柄销与所述通孔之间设置有衬套。

作为一种进一步的技术方案，所述弹性机构采用弹簧元件。

本实用新型提供的一种汽车包括所述的发动机曲轴。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种发动机曲轴及汽车所具有的技术优势为：

本实用新型提供的一种发动机曲轴，包括曲轴本体，该曲轴本体包括多个曲拐，各个曲拐包括两组曲柄臂和连接于两个曲柄臂之间的曲柄销，进一步的，该曲柄臂上设置有通孔，曲柄销穿入该通孔中，且曲柄销与通孔之间存有间隙；曲柄臂上设置有液压机构和弹性机构，且液压机构的输出端及弹性机构的输出端分别与曲柄销相对的两侧连接；通过液压机构和弹性机构的相互配合使用，能够使曲柄销在通孔中运动，以起到位置调节作用。

本实用新型提供的发动机曲轴具有如下优点：

通过液压机构和弹性机构相互配合调节曲柄半径，从而改变压缩比，使得当发动机在小负荷低转速时，弹性机构的作用力大于液压机构的作用力，此时曲柄销离主轴颈的距离增大，使曲柄半径增大，可得到大压缩比，进而，在小负荷时可实现良好的性能；当发动机在大负荷高速时，液压机构的作用力大于弹性机构的作用力，此时曲柄销离主轴颈的距离减小，使曲柄半径减小，可得到小压缩比，能够在满足高性能的同时减小爆震的几率，提高发动机寿命；同时，该发动机曲轴结构简单、体积小、易实现。

本实用新型提供的一种汽车，包括上述发动机曲轴，由此，该汽车所达到的技术优势及效果包括上述发动机曲轴所达到的技术优势及效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种发动机曲轴的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的发动机曲轴内部的示意图。

图标：

100－曲柄臂；110－通孔；120－油道；121－出油口；130－第一腔体；140－第二腔体；

200－曲柄销；300－液压机构；400－弹性机构；500－钢球。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

具体结构如图1－图2所示。

本实施例提供的一种发动机曲轴，包括曲轴本体，该曲轴本体包括多个曲拐，各个曲拐包括两组曲柄臂100和连接于两个曲柄臂100之间的曲柄销200，进一步的，该曲柄臂100上设置有通孔110，曲柄销200穿入该通孔110中，且曲柄销200与通孔110之间存有间隙；曲柄臂100上设置有液压机构300和弹性机构400，且液压机构300的输出端及弹性机构400的输出端分别与曲柄销200相对的两侧连接；通过液压机构300和弹性机构400的相互配合使用，能够使曲柄销200在通孔110中运动，以起到位置调节作用。

现有技术中改变压缩比的方式有三种：1、通过改变缸盖容积改变压缩比；2、通过改变缸体容积改变压缩比；3、通过改变活塞或曲柄连杆改变压缩比。

本实施例中通过改变曲轴的曲柄半径实现可变压缩比。

压缩比的定义为，工作容积Vw与压缩容积Vc的比值，压缩容积Vc为活塞在上止点时与缸体缸盖所形成的容积，工作容积Vw为压缩容积Vc和单缸排量Vp之和。

ε＝Vw/Vc＝1+Vp/Vc

曲柄半径影响活塞上止点位置，即影响压缩容积Vc的大小，所以一定的缸盖缸体容积下，曲柄半径越大，压缩容积Vc越小，反之越大。

曲柄半径决定发动机形成S，而形成S和缸径D大小决定单缸排量Vp大小；

Vp＝πD²S/4

由上述公式可知，缸径一定的情况下，行程越大，单缸排量则越大，而行程接近是曲柄半径的两倍关系。

综上可以得出，在缸盖缸体等一定的情况下，增加曲柄半径，可使压缩比增加，减小曲柄半径，可使压缩比减小，由此，通过改变曲柄半径，可实现可变压缩比。

曲柄销200的位置决定曲轴半径的大小，该曲柄销200由液压机构300和弹性机构400相互支撑(两侧曲柄臂100一样的机构)，而液压机构300与弹性机构400相互作用力的转变使曲柄销200在通孔110中上下移动，从而改变曲柄半径的大小，即实现可变压缩比。

本实施例提供的发动机曲轴具有如下优点：

通过液压机构300和弹性机构400相互配合调节曲柄半径，从而改变压缩比，使得当发动机在小负荷低转速时，弹性机构400的作用力大于液压机构300的作用力，此时曲柄销200离主轴颈的距离增大，使曲柄半径增大，可得到大压缩比，进而，在小负荷时可实现良好的性能；当发动机在大负荷高速时，液压机构300的作用力大于弹性机构400的作用力，此时曲柄销200离主轴颈的距离减小，使曲柄半径减小，可得到小压缩比，能够在满足高性能的同时减小爆震的几率，提高发动机寿命；同时，该发动机曲轴结构简单、体积小、易实现。

本实施例的可选技术方案中，曲柄臂100内设置有油道120，油道120连接于液压机构300与供油机构之间。

本实施例的可选技术方案中，供油机构包括油泵，油泵的出口与曲轴上的主油道连通，主油道与曲柄臂100内的油道120连通。

本实施例的可选技术方案中，油泵与曲轴本体传动连接，发动机工作时，曲轴本体能够驱动油泵工作，以实现泵油。

本实施例的可选技术方案中，油道120包括多个出油口121，各个出油口121处分别设置有用于封堵出油口121的钢球500。

参考图2，本实施例中曲柄臂100上开设有油道120，该油道120与供油机构连通，供油机构优选为油泵，该油泵与发动机曲轴传动连接，由此，在发动机工作时，带动油泵旋转，油泵能够将发动机壳体内的机油泵入曲轴的主油道中，并经由主轴颈传输到曲柄臂100上的油道120中，最终流入到液压机构300，推动液压机构300伸缩移动。

进一步的，油道120上设置有三个出油口121，并在各个出油口121处设置钢球500，通过钢球500能够对出油口121起到封堵作用，以防止机油从出油口121流出。

需要说明的是，油泵由发动机曲轴驱动，由此，在发动机运转时，曲轴转速直接影响油泵的泵油能力，即影响机油压力，因而，当发动机转速小时，发动机的油压也相对较小，而当转速增大时，机油压力也相应增大。

进一步的，当发动机在小负荷低转速时，发动机需要更高的压缩比，此时机油压力低，使得液压机构300的压力也偏低，弹性机构400的作用力大于液压机构300的压力，由此，曲柄销200靠上侧(曲柄销200远离主轴颈)，即曲柄半径增大，可得到大压缩比，在小负荷时可实现良好的性能。

而当发动机在大负荷高速时，此时机油压力大，使得液压机构300压力增大，超过了弹性机构400的作用力，使曲柄销200下移(曲柄销200靠近主轴颈)，减小了曲柄半径，即减小了压缩比，可以在满足高性能的同时减小爆震的几率，提高发动机寿命。

本实施例的可选技术方案中，曲柄臂100上设置有分别用于容置液压机构300和弹性机构400的第一腔体130和第二腔体140；第一腔体130与第二腔体140相对设置，且第一腔体130的开口及第二腔体140的开口均与通孔110连通。

本实施例中，为了实现液压机构300和弹性机构400的安装，在曲柄臂100上开设了第一腔体130和第二腔体140，上述两个腔体均与通孔110连通，以便于液压机构300和弹性机构400的输出端分别与曲柄销200的表面相抵接，且第一腔体130的开口与第二腔体140的开口相对设置，以使液压机构300和弹性机构400能够沿同一直线作用在曲柄销200表面，以防止出现作用力不共线而造成曲柄销200与通孔110侧壁磨损严重的问题。

本实施例的可选技术方案中，当活塞位于上止点时，与该活塞相对应的曲拐中曲柄臂100上的通孔110与曲柄销200之间的间隙位于曲柄销200的上下两侧处。

需要说明的是，本实施例中提到的曲柄销200在通孔110中上下移动，均在活塞位于上止点的情况下。

本实施例的可选技术方案中，曲柄销200与通孔110之间设置有衬套，以缓解曲柄销200与曲柄臂100上通孔110之间的磨损问题。

本实施例的可选技术方案中，弹性机构400优选为弹性系数较大的弹簧元件，以满足实际使用要求。

本实施例提供的一种汽车，包括上述发动机曲轴，由此，该汽车所达到的技术优势及效果包括上述发动机曲轴所达到的技术优势及效果，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。