[发明专利]可变连杆式VCR发动机连杆机构

说明书

技术领域

    本发明涉及一种可变压缩比发动机，尤其涉及一种可变连杆式VCR发动机连杆机构。

背景技术

VCR (Variable Compression Ratio，可变压缩比）技术的核心是：根据发动机运行工况动态地改变汽缸压缩比，在低负荷工况时保持较高的压缩比，以降低燃油消耗和减少尾气排放；在高负荷工况时，采用较低的压缩比，以控制“爆燃”和保证发动机的可靠性；VCR技术作为提高燃油经济性最有潜力的发动机技术，近年来越来越受到业界的关注。

现有的基于VCR技术的发动机，一般都通过改变连杆行程的方式来调节压缩比；存在的问题是：用于调节连杆行程的机械装置结构复杂、部件众多，由于发动机对于结构稳定性的要求十分高，因此导致这类VCR发动机造价昂贵；由于压缩比控制机制较为复杂，再加上机械装置的实时响应性本身就较慢，导致现有的VCR发动机难以应对发动机突变工况条件下的控制需求，控制效果较差，并且由于实际运行中发动机工况变化十分频繁，机械装置较易磨损；同时，机械装置还存在可调状态有限的问题。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种可变连杆式VCR发动机连杆机构，其结构为：所述连杆由活塞杆、活塞套、导向套和两个销轴组成；活塞套轴向上的一端形成活塞端，另一端形成传动端；活塞端端面上设置有轴向的液压活塞腔，两个销轴设置于传动端的外壁上，且两个销轴位置对称、同轴设置；销轴与活塞套为整体结构；

所述导向套为变截面柱，导向套轴截面呈T形结构，T形结构的竖直段套接在液压活塞腔内，T形结构的横向段与活塞端端面连接；导向套中部设置有轴向通孔；导向套下部设置有环形槽，环形槽与导向套下端面连通；

所述活塞杆套接在导向套的轴向通孔内，且活塞杆和导向套之间能相对滑动；活塞杆内端（活塞杆外端与汽缸活塞传动连接）设置有限位段，限位段直径大于轴向通孔内径，导向套下端面对限位段的最大上行行程进行限制（限位段既起限制行程的作用，也是传递液压的部件）；

所述活塞套上的实心部分设置有两条相互独立的液压油道，第一液压油道的一端与第一销轴的外端面连通，第一液压油道的另一端与液压活塞腔的底面连通；第二液压油道的一端与第二销轴的外端面连通，第二液压油道的另一端与液压活塞腔中部连通，且第二液压油道与液压活塞腔的连通处位于环形槽高程范围内；

本发明的工作原理是：当通过第一液压油道向液压活塞腔底面注入高压油时，限位段下端面在高压油的液压作用下将活塞杆向外顶出（此时，限位段上端将其上方的液压油推送回第二液压油道内），使连杆的轴向长度延长，从而使汽缸获得较高的压缩比；当通过第二液压油道向液压活塞腔中部注入高压油时，限位段上端面在高压油的液压作用下向下推动活塞杆（此时，限位段下端又将下方的液压油推送回第一液压油道内），使连杆的轴向长度缩短，从而使汽缸获得较低的压缩比；甚至还可以在第一液压油道和第二液压油道内双向施加液压，使连杆的轴向长度可保持在其最大长度和最小长度之间的任意长度位置处。

采用本发明方案后，可通过液压装置灵活地调节连杆的轴向长度，拓展了压缩比的可调范围，本领域技术人员可据此制定出灵活多变的压缩比控制策略；同时，由于液压响应较快，可高效地执行压缩比调节动作，从而使压缩比调节可应付发动机突变工况时的控制需要，并且本发明中不需要在发动机内引入结构复杂的机械结构，能大幅降低VCR发动机的制造成本。

前述方案中的液压油道，其供压管路布局可采用如下优选实施方式：所述销轴外套接有曲轴，套接在两个销轴上的两个曲轴的转动轴同轴；两个曲轴上的实心部分各设置有一供油道，两条供油道分别与两条液压油道连通。此优选方案中，由曲轴结构体为液压油道提供设置空间，不仅合理的利用了发动机中的现成结构，而且还对液压油道形成了很好的保护，避免了液压油道暴露在外可能存在结构干涉、影响结构稳定性的问题。