發(fā)動機連桿機構(gòu)、發(fā)動機可變壓縮比系統(tǒng)、發(fā)動機和車輛的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)動機連桿機構(gòu)、發(fā)動機可變壓縮比系統(tǒng)、發(fā)動機和車輛。該發(fā)動機連桿機構(gòu)包括相互套設(shè)的第一連桿和第二連桿，所述第一連桿用于和曲軸相連，所述第二連桿用于和發(fā)動機的活塞相連，其中，所述發(fā)動機連桿機構(gòu)還包括液壓伸縮件和液壓鎖緊件，所述液壓伸縮件用于驅(qū)動所述第一連桿和所述第二連桿相對軸向滑動，所述液壓鎖緊件用于保持所述第一連桿和所述第二連桿的軸向相對位移。因此，通過驅(qū)動液壓伸縮件能夠改變發(fā)動機連桿機構(gòu)的軸向長度，并由液壓鎖緊件保持第一連桿和第二連桿的軸向相對位移，這樣，發(fā)動機在特定的工況下能夠維持恒定的壓縮比，進而可以適應(yīng)發(fā)動機的燃燒室內(nèi)不同種類的燃料的需求。
【專利說明】
發(fā)動機連桿機構(gòu)、發(fā)動機可變壓縮比系統(tǒng)、發(fā)動機和車輛
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及車輛技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種發(fā)動機連桿機構(gòu)、發(fā)動機可變壓縮比系統(tǒng)、發(fā)動機和車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著環(huán)保要求的逐漸提高，內(nèi)燃機行業(yè)都在研究提高發(fā)動機排放水平的新技術(shù)，其中清潔能源發(fā)動機頗受青睞。在現(xiàn)有的清潔能源中，天然氣以其獲得方便和成本低廉的優(yōu)勢，得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]用柴油引燃天然氣的雙燃料發(fā)動機，由于柴油需要壓燃，因此發(fā)動機需要具有較高的壓縮比，以保證柴油的正常燃燒，但是天然氣的特性又不需要高壓縮比，這就產(chǎn)生了矛盾。即，由于現(xiàn)有的發(fā)動機連桿通常長度不能改變，因此無法適應(yīng)不同工況的不同壓縮比的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個目的是提供一種發(fā)動機連桿機構(gòu)，該發(fā)動機連桿機構(gòu)能夠適應(yīng)發(fā)動機不同壓縮比的需求。
[0005]本發(fā)明的另一個目的是提供一種發(fā)動機可變壓縮比系統(tǒng)，該發(fā)動機可變壓縮比系統(tǒng)使用本發(fā)明提供的發(fā)動機連桿機構(gòu)。
[0006]本發(fā)明的又一個目的是提供一種發(fā)動機，該發(fā)動機使用本發(fā)明提供的發(fā)動機可變壓縮比系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明的再一個目的是提供一種車輛，該車輛使用本發(fā)明提供的發(fā)動機。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種發(fā)動機連桿機構(gòu)，包括相互套設(shè)的第一連桿和第二連桿，所述第一連桿用于和曲軸相連，所述第二連桿用于和發(fā)動機的活塞相連，其中，所述發(fā)動機連桿機構(gòu)還包括液壓伸縮件和液壓鎖緊件，所述液壓伸縮件用于驅(qū)動所述第一連桿和所述第二連桿相對軸向滑動，所述液壓鎖緊件用于保持所述第一連桿和所述第二連桿的軸向相對位移。
[0009]可選地，所述液壓伸縮件為位于所述第一連桿和第二連桿外部的第一伸縮油缸，該第一伸縮油缸的第一端固定到所述第一連桿上，所述第一伸縮油缸的第二端固定到所述第二連桿上。
[0010]可選地，所述第一伸縮油缸具有兩個，且兩個所述第一伸縮油缸分別位于所述發(fā)動機連桿機構(gòu)的相對兩側(cè)。
[0011]可選地，所述液壓鎖緊件為液壓插拔式機構(gòu)，所述第一連桿和所述第二連桿中的一者上設(shè)置有沿軸向間隔布置的多個鎖緊孔，所述液壓插拔式機構(gòu)可選擇地穿過另一者和該多個鎖緊孔中的一個鎖緊孔。
[0012]可選地，所述第二連桿套設(shè)于所述第一連桿上，所述液壓插拔式機構(gòu)包括固定到所述第二連桿的相對兩側(cè)的固定塊，以及穿過所述一對固定塊、所述第一連桿和所述第二連桿的液壓鎖銷。
[0013]可選地，所述發(fā)動機連桿機構(gòu)還包括固定到所述一對固定塊中的一者上的第二伸縮油缸，所述第二伸縮油缸的活塞桿形成為所述液壓鎖銷。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種發(fā)動機可變壓縮比系統(tǒng)，包括液壓回路和本發(fā)明提供的發(fā)動機連桿機構(gòu)，所述液壓伸縮件和所述液壓鎖緊件設(shè)置在所述液壓回路中。
[0015]可選地，所述發(fā)動機可變壓縮比系統(tǒng)還包括控制器，以及用于檢測所述第一連桿和所述第二連桿的軸向相對位移的位置傳感器，所述液壓回路中設(shè)置有用于控制所述液壓伸縮件和所述液壓鎖緊件的液壓閥，所述液壓閥和所述位置傳感器分別與所述控制器電連接。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種發(fā)動機，其中，該發(fā)動機使用本發(fā)明提供的發(fā)動機可變壓縮比系統(tǒng)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種車輛，其中，該車輛使用本發(fā)明提供的發(fā)動機。
[0018]通過上述技術(shù)方案，通過液壓伸縮件驅(qū)動第一連桿相對于第二連桿沿軸向移動，這樣，能夠改變發(fā)動機連桿機構(gòu)的軸向長度，從而改變壓縮機各工況下的壓縮比，當發(fā)動機連桿機構(gòu)的長度改變到合適的值之后，再通過液壓鎖緊件保持第一連桿和第二連桿的軸向相對位移，這樣，發(fā)動機在特定的工況下能夠維持恒定的壓縮比，進而可以適應(yīng)發(fā)動機的燃燒室內(nèi)不同種類的燃料的需求。另外，由于通過液壓伸縮件和液壓鎖緊件調(diào)整發(fā)動機的壓縮比，因此能夠使得發(fā)動機連桿機構(gòu)平穩(wěn)而快捷地實現(xiàn)其長度的改變。
[0019]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0020]附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0021]圖1是本發(fā)明的一種實施方式提供的發(fā)動機連桿機構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明的一種實施方式提供的發(fā)動機連桿機構(gòu)的爆炸圖。
[0023]附圖標記說明
[0024]^第一連桿110鎖緊孔 12第二連桿
[0025]13固定塊 14液壓鎖銷20第一伸縮油缸
【具體實施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應(yīng)當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0027]在本發(fā)明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“內(nèi)、外”是指相對于相應(yīng)部件輪廓的內(nèi)和外而言的。
[0028]如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供一種發(fā)動機連桿機構(gòu)，包括相互套設(shè)的第一連桿11和第二連桿12，S卩，第一連桿11和第二連桿12中的一者上形成有滑道，第一連桿11和第二連桿12中的另一者上形成為滑芯，滑芯套設(shè)于滑道中并能沿該滑道滑動，第一連桿11用于和曲軸相連，第二連桿12用于和發(fā)動機的活塞相連，其中，發(fā)動機連桿機構(gòu)還包括液壓伸縮件和液壓鎖緊件，液壓伸縮件用于驅(qū)動第一連桿11和第二連桿12相對軸向滑動，液壓鎖緊件用于保持第一連桿11和第二連桿12的軸向相對位移。
[0029]其中，液壓伸縮件可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的由液壓驅(qū)動的可伸縮的元件，液壓鎖緊件可以為任意合適的由液壓驅(qū)動的鎖緊元件，本發(fā)明對此不作限制，均屬于本發(fā)明的保護范圍之中。例如，在其他替代的方式中，液壓伸縮件可以為電動伸縮件，或者氣缸。
[0030]需要說的是，本文中提及的“軸向”在無相反說明的情況下，均是指發(fā)動機連桿機構(gòu)的軸向方向。
[0031]通過液壓伸縮件驅(qū)動第一連桿11相對于第二連桿12沿軸向移動，這樣，能夠改變發(fā)動機連桿機構(gòu)的軸向長度，從而改變壓縮機各工況下的壓縮比，當發(fā)動機連桿機構(gòu)的長度改變到合適的值之后，再通過液壓鎖緊件保持第一連桿11和第二連桿12的軸向相對位移，這樣，發(fā)動機在特定的工況下能夠維持恒定的壓縮比，進而可以適應(yīng)發(fā)動機的燃燒室內(nèi)不同種類的燃料的需求。另外，由于通過液壓伸縮件和液壓鎖緊件調(diào)整發(fā)動機的壓縮比，因此能夠使得發(fā)動機連桿機構(gòu)平穩(wěn)而快捷地實現(xiàn)其長度的改變。
[0032]第一連桿11和第二連桿12可以布置在發(fā)動機連桿機構(gòu)的任意合適的位置上，為簡化發(fā)動機連桿機構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，即，為簡化第一連桿11和第二連桿12的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在一種優(yōu)選實施方式中，如圖1所示，液壓伸縮件為位于第一連桿11和第二連桿12外部的第一伸縮油缸20，該第一伸縮油缸20的第一端固定到第一連桿11上，第一伸縮油缸20的第二端固定到第二連桿12上。這樣，通過第一伸縮油缸20的活塞桿的伸出或者縮回就可以方便地改變第一連桿11和第二連桿12的相對位移。此外，由于第一伸縮油缸20布置在第一連桿11和第二連桿12的外部，這樣，就不需要在第一連桿11和第二連桿12的內(nèi)部設(shè)置復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，以驅(qū)使二者發(fā)生相對運動，從而可以簡化發(fā)動機連桿機構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
[0033]為使得第一連桿11能夠相對于第二連桿12穩(wěn)定地滑動，第一伸縮油缸20具有兩個，且兩個第一伸縮油缸20分別位于發(fā)動機連桿機構(gòu)的相對兩側(cè)。這樣，例如，當?shù)谝贿B桿11套設(shè)于第二連桿12上時，兩個第一伸縮油缸20可以均分第一連桿11的重量，進而穩(wěn)定地推動第一連桿11相對于第二連桿12移動。
[0034]為方便保持發(fā)動機不同工況下的壓縮比，液壓鎖緊件為液壓插拔式機構(gòu)，第一連桿11和第二連桿12中的一者上設(shè)置有沿軸向間隔布置的多個鎖緊孔110，液壓插拔式機構(gòu)可選擇地穿過另一者和該多個鎖緊孔110中的一個鎖緊孔110。
[0035]S卩，多個鎖緊孔110可以布置在第一連桿11或第二連桿12上。例如，當多個鎖緊孔110布置在第一連桿11上時，此時，第二連桿12套設(shè)于第一連桿11上，當發(fā)動機連桿機構(gòu)調(diào)整到合適的長度后，通過液壓插拔式機構(gòu)穿過第二連桿12和該多個鎖緊孔110中的一個適當?shù)逆i緊孔110，既可通過液壓插拔式機構(gòu)的插入動作快速鎖定發(fā)動機連桿機構(gòu)的長度，當需要再次改變發(fā)動機連桿機構(gòu)的長度時，可以首先通過液壓插拔式機構(gòu)從當前的鎖緊孔110中抽出，即可以通過液壓插拔式機構(gòu)的拔出動作快速解除對發(fā)動機連桿機構(gòu)的長度的鎖定。
[0036]例如，第一連桿11上可以沿其軸向間隔設(shè)置兩個鎖緊孔110，以分別適應(yīng)發(fā)動機在天然氣和柴油兩種不同燃料對壓縮比的需求。
[0037]其中，液壓插拔式機構(gòu)可以為任意合適的通過液壓驅(qū)動插拔動作進行的機構(gòu)，在一種實施方式中，如圖1和圖2所示，第二連桿12套設(shè)于第一連桿11上，液壓插拔式機構(gòu)包括固定到第二連桿12的相對兩側(cè)的固定塊13，以及穿過一對固定塊13、第一連桿11和第二連桿12的液壓鎖銷14。在其他變形的方式中，液壓鎖銷14可以用電動伸縮桿代替，或者用氣缸的活塞桿替代。
[0038]為簡化液壓插拔式機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，在一種實施方式中，發(fā)動機連桿機構(gòu)還包括固定到一對固定塊13中的一者上的第二伸縮油缸，第二伸縮油缸的活塞桿形成為液壓鎖銷14。這樣，可以通過第二伸縮油缸的活塞桿(即液壓鎖銷14)伸出或縮回，即可快速實現(xiàn)第一連桿11和第二連桿12的相對鎖定狀態(tài)和相對解鎖狀態(tài)的切換。其中，相對鎖定狀態(tài)是指第一連桿11和第二連桿12通過液壓鎖銷14固定相連，而相對解鎖狀態(tài)是指第一連桿11和第二連桿12可相對軸向滑動的狀態(tài)。
[0039]本發(fā)明還提供一種發(fā)動機可變壓縮比系統(tǒng)，包括液壓回路和本發(fā)明提供的發(fā)動機連桿機構(gòu)，液壓伸縮件和液壓鎖緊件設(shè)置在液壓回路中。這樣，可以通過液壓回路中的液壓油為液壓伸縮件和液壓鎖緊件提供動力源，使得液壓伸縮件和液壓鎖緊件能夠穩(wěn)定而高效地工作。
[0040]為充分利用現(xiàn)有的發(fā)動機的潤滑油，簡化可變壓縮比系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，液壓回路的液壓油源為發(fā)動機的潤滑油。例如，液壓回路中的油箱可以為發(fā)動機的油底殼。
[0041 ]為實現(xiàn)發(fā)動機的壓縮比自動化控制，發(fā)動機可變壓縮比系統(tǒng)還包括控制器，以及用于檢測第一連桿11和第二連桿12的軸向相對位移的位置傳感器，液壓回路中設(shè)置有用于控制液壓伸縮件和液壓鎖緊件的液壓閥，液壓閥和位置傳感器分別與控制器電連接。其中，位置傳感器可以使得特定工況下發(fā)動機所需的壓縮比得到精準控制，即，當位置傳感器檢測到第一連桿11和第二連桿12的軸向相對位移到達與目標壓縮比相對應(yīng)的預(yù)設(shè)值時，此時，位置傳感器可以發(fā)送信號，給控制器，此時，控制器控制液壓閥，使得液壓伸縮件停止伸縮運動，可以精準控制液壓伸縮件的伸縮量，從而保證發(fā)動機特定工況下合適的壓縮比。
[0042]其中，液壓閥可以為一個集成的液壓閥，以分別獨立地對液壓伸縮件和液壓鎖緊件進行液壓油的流向的控制，當然液壓閥也可以為多個，例如，液壓閥可以包括用于控制第一伸縮油缸20的第一三位四通換向閥，以及用于控制第二伸縮油缸的第二三位四通換向閥。
[0043]具體地，當?shù)谝蝗凰耐〒Q向閥處于第一位置時，第一伸縮油缸20的活塞桿處于伸出狀態(tài)；當?shù)谝蝗凰耐〒Q向閥處于中位位置時，第一伸縮油缸20的活塞桿處于靜止狀態(tài)，此時，第一伸縮油缸20的活塞桿可以具有任意合適的伸縮行程；當?shù)谝蝗凰耐〒Q向閥處于第二位置時，第一伸縮油缸20的活塞桿處于縮回狀態(tài)。類似地，當?shù)诙凰耐〒Q向閥處于第一位置時，第二伸縮油缸的活塞桿處于伸出狀態(tài)，即其朝向靠近鎖緊孔110的方向插入；當?shù)诙凰耐〒Q向閥處于中位位置時，第二伸縮油缸的活塞桿處于靜止狀態(tài)，此時，第二伸縮油缸的活塞桿可以保持在鎖緊孔110中，或者脫離鎖緊孔110;當?shù)诙凰耐〒Q向閥處于第二位置時，第二伸縮油缸的活塞桿處于縮回狀態(tài)，即其朝向遠離鎖緊孔110的方向移動。
[0044]下面以圖1為例來闡述本發(fā)明提供的發(fā)動機可變壓縮比系統(tǒng)的工作過程及工作原理。當發(fā)動機需要較大壓縮比的時候，控制器首先可以控制第二三位四通換向閥，使其處于第二位置，第二伸縮油缸的活塞桿處于縮回狀態(tài)，直至液壓鎖銷14從鎖緊孔110中脫離后，控制器控制第二三位四通換向閥，使其處于中位位置，此時，第二伸縮油缸保持當前的縮回量。然后控制器控制第一三位四通換向閥，使其處于第一位置，第一伸縮油缸的活塞桿處于伸出狀態(tài)，直至位置傳感器檢測到第一連桿11和第二連桿12的軸向相對位移到達與目標壓縮比相對應(yīng)的預(yù)設(shè)值時，控制器控制第一三位四通換向閥處于中位位置，此時，第一伸縮油缸保持當前的伸出量。隨后，控制器再次控制第二三位四通換向閥，使其處于第一位置，第二伸縮油缸的活塞桿處于伸出狀態(tài)，直至液壓鎖銷14插入鎖緊孔110后，控制器控制第二三位四通換向閥，使其處于中位位置，此時，第二伸縮油缸保持當前的伸出量。從而完成發(fā)動機的壓縮比的改變。
[0045]類似地，當發(fā)動機需要較小壓縮比的時候，控制原理是類似的，在此不再贅述，不同之處在于，在上述過程中，控制器控制第一伸縮油缸的活塞桿伸出適當長度，而當需要較小的壓縮比時，控制器則控制第一伸縮油缸的活塞桿縮回適當長度。
[0046]此外，本發(fā)明還提供一種發(fā)動機和車輛，其中發(fā)動機使用本發(fā)明提供的發(fā)動機可變壓縮比系統(tǒng)，該車輛使用本發(fā)明提供的發(fā)動機。
[0047]以上結(jié)合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0048]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0049]此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1.一種發(fā)動機連桿機構(gòu)，包括相互套設(shè)的第一連桿(11)和第二連桿(12)，所述第一連桿(11)用于和曲軸相連，所述第二連桿(12)用于和發(fā)動機的活塞相連，其特征在于，所述發(fā)動機連桿機構(gòu)還包括液壓伸縮件和液壓鎖緊件，所述液壓伸縮件用于驅(qū)動所述第一連桿(11)和所述第二連桿(12)相對軸向滑動，所述液壓鎖緊件用于保持所述第一連桿(11)和所述第二連桿(12)的軸向相對位移。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機連桿機構(gòu)，其特征在于，所述液壓伸縮件為位于所述第一連桿(II)和第二連桿(12)外部的第一伸縮油缸(20)，該第一伸縮油缸(20)的第一端固定到所述第一連桿(11)上，所述第一伸縮油缸(20)的第二端固定到所述第二連桿(12)上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機連桿機構(gòu)，其特征在于，所述第一伸縮油缸(20)具有兩個，且兩個所述第一伸縮油缸(20)分別位于所述發(fā)動機連桿機構(gòu)的相對兩側(cè)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機連桿機構(gòu)，其特征在于，所述液壓鎖緊件為液壓插拔式機構(gòu)，所述第一連桿(11)和所述第二連桿(12)中的一者上設(shè)置有沿軸向間隔布置的多個鎖緊孔(110)，所述液壓插拔式機構(gòu)可選擇地穿過另一者和該多個鎖緊孔(110)中的一個鎖緊孔(IlO)05.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動機連桿機構(gòu)，其特征在于，所述第二連桿(12)套設(shè)于所述第一連桿(11)上，所述液壓插拔式機構(gòu)包括固定到所述第二連桿(12)的相對兩側(cè)的固定塊(13)，以及穿過所述一對固定塊(13)、所述第一連桿(11)和所述第二連桿(12)的液壓鎖銷(14)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動機連桿機構(gòu)，其特征在于，所述發(fā)動機連桿機構(gòu)還包括固定到所述一對固定塊(13)中的一者上的第二伸縮油缸，所述第二伸縮油缸的活塞桿形成為所述液壓鎖銷(14)。7.—種發(fā)動機可變壓縮比系統(tǒng)，其特征在于，包括液壓回路和根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的發(fā)動機連桿機構(gòu)，所述液壓伸縮件和所述液壓鎖緊件設(shè)置在所述液壓回路中。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動機可變壓縮比系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機可變壓縮比系統(tǒng)還包括控制器，以及用于檢測所述第一連桿(11)和所述第二連桿(12)的軸向相對位移的位置傳感器，所述液壓回路中設(shè)置有用于控制所述液壓伸縮件和所述液壓鎖緊件的液壓閥，所述液壓閥和所述位置傳感器分別與所述控制器電連接。9.一種發(fā)動機，其特征在于，所述發(fā)動機包括根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的發(fā)動機可變壓縮比系統(tǒng)。10.—種車輛，其特征在于，所述車輛包括根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)動機。
【文檔編號】F02B75/04GK106089977SQ201610405148
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】李秋
【申請人】北汽福田汽車股份有限公司