本發(fā)明涉及汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)制造領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)及其控制方法。

背景技術(shù)：

發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比是指發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣體被壓縮的程度，具體來(lái)說(shuō)，可以用壓縮前的氣缸總?cè)莘e與壓縮后的氣缸容積之比來(lái)表示。由于燃燒室容積及氣缸工作容積通常在設(shè)計(jì)中已經(jīng)事先定義好了，都是固定的參數(shù)，因此現(xiàn)有的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比在工作過(guò)程中是不可改變的。

然而這種固定不變的壓縮比無(wú)法使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況中發(fā)揮更好的效率，存在油耗和排放較高的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例解決的問(wèn)題是如何通過(guò)改變發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，降低油耗和排放。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)，包括偏心軸瓦；

所述偏心軸瓦設(shè)置于連桿與曲拐軸頸之間；

所述偏心軸瓦的內(nèi)壁上設(shè)有連通的油槽，所述油槽與所述曲拐軸頸上的油孔相通；

所述偏心軸瓦的外壁上設(shè)有圓弧狀限位槽；

所述偏心軸瓦設(shè)置有至少兩個(gè)貫穿內(nèi)壁和外壁的階梯鎖銷孔；所述階梯鎖銷孔的大孔分別設(shè)置在所述限位槽的兩端，且與外壁相通并裝有鎖銷；所述階梯鎖銷孔的小孔與所述油槽相通，適于在所述曲拐軸頸上油孔的油壓作用下，推動(dòng)所述階梯鎖銷孔的大孔中的鎖銷；

所述連桿的大頭孔上設(shè)有階梯孔；所述連桿的階梯孔中小孔內(nèi)設(shè)置有回 位裝置，所述連桿的階梯孔中大孔的一端與所述偏心軸瓦接觸，并裝有鎖銷；所述連桿的階梯孔中大孔中的鎖銷適于與所述限位槽配合，以限制所述偏心軸瓦的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

可選的，所述偏心軸瓦包括厚瓦和薄瓦，所述厚瓦和薄瓦對(duì)合連接，并合抱所述曲拐軸頸。

可選的，所述連桿的階梯孔中大孔的深度大于所述鎖銷的長(zhǎng)度，并且小于所述鎖銷的長(zhǎng)度的2倍與所述限位槽的槽深之差。

可選的，所述連桿的階梯孔中小孔的內(nèi)壁與所述連桿外壁之間設(shè)有相通的泄壓孔。

可選的，所述回位裝置為彈簧。

可選的，所述偏心軸瓦的內(nèi)孔壁和外圓壁上涂有減磨合金層。

可選的，所述偏心軸瓦的內(nèi)孔壁或外圓壁上裝配有連桿軸瓦。

為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)了一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括上述的可變壓縮比機(jī)構(gòu)，并包括兩組以上的所述偏心軸瓦；每組所述偏心軸瓦的油槽單獨(dú)連接至所述曲拐軸頸上的油孔，且互不相通。

為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)了一種發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)的控制方法，用于控制上述的發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)第一壓縮比和第二壓縮比之間的切換；

所述第一壓縮比向所述第二壓縮比切換包括：

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于進(jìn)氣行程時(shí)，中斷對(duì)所述油槽提供油壓，以解鎖所述連桿和所述偏心軸瓦；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于非進(jìn)氣行程時(shí)，恢復(fù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)的油路向所述油槽提供油壓，以鎖定所述連桿和所述偏心軸瓦；

所述第二壓縮比向所述第一壓縮比切換包括：

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于非進(jìn)氣行程時(shí)，中斷對(duì)所述油槽提供油壓，以解鎖所述連桿和所述偏心軸瓦；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于進(jìn)氣行程時(shí)，恢復(fù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)的油路向所述油槽提供油壓，以鎖定所述連桿和所述偏心軸瓦；

所述第一壓縮比大于所述第二壓縮比。

可選的，所述中斷或恢復(fù)對(duì)油槽提供油壓切換壓縮比之前，還包括：

檢測(cè)曲軸相位、曲軸轉(zhuǎn)速以及節(jié)氣門(mén)位置，且當(dāng)所述曲軸相位和所述曲軸轉(zhuǎn)速以及節(jié)氣門(mén)位置均處于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，執(zhí)行所述中斷或恢復(fù)對(duì)所述油槽提供油壓。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明實(shí)施例在連桿與曲軸的曲拐軸頸之間裝配偏心軸瓦，通過(guò)液壓控制偏心軸瓦和連桿大頭的連接解鎖，使偏心軸瓦在連桿大頭孔與曲拐軸頸的作用力下轉(zhuǎn)動(dòng)，改變偏心軸瓦的偏心位置，然后通過(guò)控制流經(jīng)所述油槽的液壓，鎖定偏心軸瓦和連桿大頭的連接，使得燃燒室與活塞頂面的相對(duì)位置發(fā)生變化，從而改變了連桿的工作長(zhǎng)度，進(jìn)而改變了燃燒室的容積，達(dá)到針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)不同負(fù)荷采用不同壓縮比，降低發(fā)動(dòng)機(jī)油耗，減少排放的目的。

進(jìn)一步地，通過(guò)在所述連桿的階梯孔中小孔的內(nèi)壁與所述連桿外壁之間設(shè)置相通的泄壓孔，可以避免由于所述連桿階梯孔中由于存在氣壓，導(dǎo)致所述偏心軸瓦中的鎖銷難以推動(dòng)所述連桿中的鎖銷。

進(jìn)一步地，通過(guò)將每個(gè)所述偏心軸瓦的油槽單獨(dú)連接至所述曲拐軸頸上的油孔，且互不相通，可以對(duì)傳輸至偏心軸瓦油槽的壓力進(jìn)行獨(dú)立控制。

進(jìn)一步地，通過(guò)在所述偏心軸瓦的內(nèi)孔壁和外圓壁上涂有減磨合金層，可以減少所述偏心軸瓦與所述連桿以及所述曲拐軸頸之間的滑動(dòng)摩擦，以延長(zhǎng)相關(guān)部件的使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的一種發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的一種厚瓦的剖視圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的一種薄瓦的剖視圖；

圖4是圖2所示厚瓦內(nèi)壁的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖3所示薄瓦內(nèi)壁的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖2所示厚瓦外圓壁的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是圖3所示薄瓦外圓壁的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例的一種連桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是圖8所示連桿的結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖10是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)分別處于不同壓縮比狀態(tài)，且發(fā)動(dòng)機(jī)活塞均位于上死點(diǎn)位置時(shí)，所述連桿和所述偏心軸瓦的零件位置對(duì)比示意圖；

圖11是本發(fā)明實(shí)施例中當(dāng)厚瓦鎖定連桿時(shí)偏心軸瓦的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是圖11中虛線部分的放大示意圖；

圖13是本發(fā)明實(shí)施例中當(dāng)薄瓦鎖定連桿時(shí)偏心軸瓦的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14是圖13中虛線部分的放大示意圖；

圖15是本發(fā)明實(shí)施例的一種發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)的控制方法中實(shí)現(xiàn)第一壓縮比向第二壓縮比切換的流程圖；

圖16是本發(fā)明實(shí)施例中一種發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)的油壓控制示意圖；

圖17是本發(fā)明實(shí)施例的一種發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)的控制方法中實(shí)現(xiàn)第二壓縮比向第一壓縮比切換的流程圖。

具體實(shí)施方式

發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比是指發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣體被壓縮的程度，具體來(lái)說(shuō)，可以用壓縮前的氣缸總?cè)莘e與壓縮后的氣缸容積之比來(lái)表示。由于燃燒室容積及氣缸工作容積通常在設(shè)計(jì)中已經(jīng)事先定義好了，都是固定的參數(shù)，因此現(xiàn)有的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比在工作過(guò)程中是不可改變的。然而這種固定不變的壓縮比無(wú)法使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況中發(fā)揮更好的效率，因此存在油耗和排放較高的問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例在連桿與曲軸的曲拐軸頸之間裝配偏心軸瓦，通過(guò)液壓控制偏心軸瓦和連桿大頭的連接解鎖，使偏心軸瓦在連桿大頭孔與曲拐軸頸的作用力下轉(zhuǎn)動(dòng)，改變偏心軸瓦的偏心位置，然后通過(guò)控制流經(jīng)所述油槽的液壓，鎖定偏心軸瓦和連桿大頭的連接，使得燃燒室與活塞頂面的相對(duì)位置發(fā) 生變化，從而改變了連桿的工作長(zhǎng)度，進(jìn)而改變了燃燒室的容積，達(dá)到針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)不同負(fù)荷采用不同壓縮比，降低發(fā)動(dòng)機(jī)油耗，減少排放的目的。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的一種發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿軸承結(jié)構(gòu)，所述連桿軸承結(jié)構(gòu)包括偏心軸瓦101。所述偏心軸瓦設(shè)置于所述連桿102與曲拐軸頸103之間。

在具體實(shí)施中，所述偏心軸瓦101可以設(shè)置有多個(gè)，并分別安裝在曲軸104的各個(gè)所述曲拐軸頸103上。為了描述方便起見(jiàn)，本發(fā)明實(shí)施例僅以一個(gè)偏心軸瓦作為示例進(jìn)行說(shuō)明。

在具體實(shí)施中，如圖1所示，所述偏心軸瓦101可以是對(duì)開(kāi)式結(jié)構(gòu)的軸瓦。相對(duì)于整體式結(jié)構(gòu)，采用對(duì)開(kāi)式的結(jié)構(gòu)，可以方便在所述曲拐軸頸103上安裝和拆卸所述偏心軸瓦。

在上述的具體實(shí)施中，由于所述偏心軸瓦101的內(nèi)壁與外壁為兩個(gè)不同心的圓。相對(duì)外圓面，偏心軸瓦101內(nèi)壁形成的內(nèi)孔具有一定偏心量。因此，結(jié)合圖1、圖2和圖3所示，所述偏心軸瓦101相應(yīng)地形成了厚瓦部分201和薄瓦部分301，每部分成半環(huán)狀。所述厚瓦部分201所對(duì)應(yīng)的偏心軸瓦外圓的圓心為o1，所述薄瓦部分301所對(duì)應(yīng)的偏心軸瓦內(nèi)孔的圓心為o2。所述偏心軸瓦101的厚瓦201和薄瓦301可以以對(duì)合的方式連接，合抱所述曲拐軸頸103，并可以相對(duì)所述曲拐軸頸103轉(zhuǎn)動(dòng)。

結(jié)合圖1、圖4和圖5所示，所述偏心軸瓦101的內(nèi)壁上設(shè)有連通的油槽204、304，所述油槽204、304與所述曲拐軸頸103上的油孔(圖中未示出)相通。所述曲拐軸頸103上的油孔連接曲軸104的主軸徑，并與主軸瓦106的油槽相通，主軸瓦106上的油槽通過(guò)設(shè)置在其上的油孔通過(guò)油壓電磁閥與缸體的主油道相通。因此所述偏心軸瓦101通過(guò)在內(nèi)壁上設(shè)置所述油槽204、304，可以最終連通到所述缸體的主油道。發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前所處的行程和負(fù)荷以及轉(zhuǎn)速，通過(guò)控制油壓電磁閥接通或斷開(kāi)，經(jīng)由上述連通的油道、油孔和油槽等通道，向所述偏心軸瓦101的油槽204、304傳 輸或中斷液壓。

所述偏心軸瓦101的外壁上設(shè)有環(huán)狀的限位槽205、305。結(jié)合圖1、圖6和圖7所示，所述偏心軸瓦101的厚瓦201和薄瓦301在其外圓面軸向的中間位置上分別設(shè)有弧狀的限位槽205、305，因此當(dāng)所述厚瓦201和所述薄瓦301對(duì)合連接后，弧狀限位槽205、305也對(duì)接形成了偏心軸瓦101外壁上的半環(huán)狀限位槽。

所述偏心軸瓦101上設(shè)置有至少兩個(gè)貫穿內(nèi)壁和外壁的階梯鎖銷孔。仍以對(duì)開(kāi)式的偏心軸瓦為例，結(jié)合圖1至圖7所示，厚瓦201和薄瓦301在軸向沿偏心方向上，設(shè)置有垂直軸瓦外圓面并貫穿軸瓦內(nèi)壁和外壁的階梯鎖銷孔。其中，階梯鎖銷孔的大孔202和302，分別設(shè)置在所述限位槽205和305的兩端，且與外壁相通并裝有鎖銷。階梯鎖銷孔的小孔203和303與所述油槽204和304相通，適于在所述曲拐軸頸103上油孔的油壓作用下，推動(dòng)所述階梯鎖銷孔的大孔中的鎖銷。

如圖2和圖3所示，所述厚瓦部分201的階梯孔軸線與偏心軸瓦內(nèi)、外壁圓心o2、o1連線的夾角為a2；所述薄瓦部分301的階梯孔軸線與偏心軸瓦內(nèi)、外壁圓心o2、o1連線的夾角為a1。所述偏心軸瓦外圓圓心為o1，內(nèi)孔圓心為o2。

如圖1和圖8所示，所述連桿102連接活塞107(活塞連接于活塞銷108)的一端形成所述連桿102的小頭孔801，所述連桿102連接所述偏心軸瓦102的一端形成所述連桿102的大頭孔802。如圖1、圖8和圖9所示，所述連桿102的大頭孔802中設(shè)有階梯孔，其中，階梯孔的大孔901內(nèi)壓裝有鎖銷109,所述鎖銷的外圓面與階梯孔大孔901間隙配合；所述連桿的階梯孔中小孔902內(nèi)壓裝有回位裝置110，所述回位裝置的一端與階梯孔小孔902底部接觸,另一端與鎖銷端面接觸。在所述回位裝置的推動(dòng)下，所述階梯孔中大孔901內(nèi)的鎖銷可以滑出。

所述連桿102的階梯孔中大孔901的鎖銷適于與所述限位槽205和305配合，以限制所述偏心軸瓦101的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。通過(guò)將所述連桿102大頭孔802內(nèi)的鎖銷伸入偏心軸瓦101的半環(huán)狀限位槽205和305內(nèi)，可以限制所述偏 心軸瓦101的軸向位移和周向旋轉(zhuǎn)角度。

在具體實(shí)施中，所述連桿101的階梯孔中大孔202和203的深度大于所述鎖銷的長(zhǎng)度，并且小于所述鎖銷的長(zhǎng)度的2倍與所述限位槽205和305的槽深之差，因此，所述偏心軸瓦101階梯孔中大孔202和203內(nèi)的鎖銷只能有一部分進(jìn)入所述連桿102階梯孔中大孔901，其另一部分還在所述偏心軸瓦101的鎖銷孔內(nèi)，從而可以實(shí)現(xiàn)所述偏心軸瓦101和所述連桿102之間的鎖定。

在具體實(shí)施中，設(shè)置于所述連桿102的大頭孔802中的鎖銷，其端面可以設(shè)置為與所述偏心軸瓦101限位槽205和305底部的圓面齊平。因此，所述連桿102大頭孔802內(nèi)的鎖銷能夠在所述限位槽205和305中移動(dòng)，而不能進(jìn)入所述偏心軸瓦101中階梯鎖銷孔的大孔，所以不能鎖住所述偏心軸瓦101。

在具體實(shí)施中，為了減小整體結(jié)構(gòu)的重量，所述連桿102中的鎖銷以及所述偏心軸瓦101中的鎖銷在滿足強(qiáng)度的情況下，所述鎖銷的質(zhì)量可以設(shè)置為盡可能小。

在具體實(shí)施中，如圖1所示，所述連桿也可以是對(duì)開(kāi)式的結(jié)構(gòu)，包括連桿體102和連桿蓋105。當(dāng)所述連桿體102和連桿蓋105對(duì)合連接后，形成所述連桿的大頭孔。因此所述連桿內(nèi)的階梯孔大孔901、小孔902、回位裝置4和階梯孔大孔901內(nèi)的鎖銷既可以設(shè)置在所述連桿體102上，也可以設(shè)置在所述連桿蓋105上。

在具體實(shí)施中，如圖1、圖8和圖9所示，為了防止在對(duì)所述連桿102和所述偏心軸瓦101進(jìn)行鎖定時(shí)，由于存在氣壓，所述偏心軸瓦101中的鎖銷難以推動(dòng)所述連桿中的鎖銷，所述連桿102的階梯孔中小孔902的內(nèi)壁與所述連桿102外壁之間還可以設(shè)有相通的泄壓孔803，以及時(shí)排出氣體。

在具體實(shí)施中，為了減少所述偏心軸瓦101與所述連桿102以及所述曲拐軸頸103之間的滑動(dòng)摩擦，以延長(zhǎng)相關(guān)部件的使用壽命，所述偏心軸瓦101與所述連桿102以及所述曲拐軸頸103之間的接觸面，即所述偏心軸瓦的內(nèi)孔壁和外圓壁上可涂有減磨合金層，以起到減少磨損和降低摩擦力的作用。

在另一種具體實(shí)施中，也可以不涂設(shè)所述的減磨合金層，而是在所述偏 心軸瓦101的內(nèi)孔或外圓壁上裝配連桿軸瓦的方式減少所述偏心軸瓦101與所述連桿102以及所述曲拐軸頸103之間的滑動(dòng)摩擦力。所述連桿軸瓦上設(shè)置有相應(yīng)的油孔、油槽、限位槽。

在具體實(shí)施中，所述回位裝置可以是回位彈簧。可以理解的是，本發(fā)明實(shí)施例的回位裝置不僅限于所述回位彈簧，其他任何能夠產(chǎn)生彈力，并推動(dòng)所述鎖銷的彈性結(jié)構(gòu)均可是所述回位裝置。

在具體實(shí)施中，本發(fā)明實(shí)施例涉及的鎖銷可以使用鋼材加工而成，所述偏心軸瓦101的基體可以采用合金鋁或鋼材加工而成，上述的回位彈簧采用彈簧鋼絲繞制，所述連桿102可采用現(xiàn)有連桿的常規(guī)制造工藝制作。

下文將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)的工作方式進(jìn)行說(shuō)明。

(1)發(fā)動(dòng)機(jī)小負(fù)荷需要第一壓縮比

所述第一壓縮比相對(duì)于后文描述的第二壓縮比為大壓縮比。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)相應(yīng)的傳感器判定當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)小負(fù)荷時(shí)需要大壓縮比，從而在發(fā)動(dòng)機(jī)處于非進(jìn)氣行程時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)控制電磁閥中斷油道供油，使連桿和偏心軸瓦解鎖，偏心軸瓦相對(duì)連桿將發(fā)生旋轉(zhuǎn)。

在發(fā)動(dòng)機(jī)處于進(jìn)氣行程時(shí)，所述偏心軸瓦101在活塞連桿102和曲拐軸頸103的作用力下將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，其中厚瓦201偏向連桿102連接活塞的小頭方向，薄瓦301偏向連桿102的大頭孔802方向。受偏心軸瓦101外圓上的限位槽205和305限制，偏心軸瓦101將轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，并到達(dá)所述限位槽205和305的一端的末端，使厚瓦201階梯孔中大孔202的鎖銷對(duì)準(zhǔn)所述連桿102階梯孔內(nèi)大孔901的鎖銷。

這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)電磁閥111控制油道產(chǎn)生油壓。在油壓推動(dòng)下，所述厚瓦201上階梯孔中大孔202的鎖銷滑出，推動(dòng)所述連桿102階梯孔中大孔內(nèi)鎖銷移動(dòng)，壓縮所述回位裝置，并進(jìn)入所述連桿102階梯孔的大孔901內(nèi)。由于連桿102階梯孔的大孔901深度大于其內(nèi)的鎖銷長(zhǎng)度，且已經(jīng)有一鎖銷在其中，因此，所述偏心軸瓦101內(nèi)的鎖銷只有一部分可以進(jìn)入所述連桿102階梯孔中大孔901內(nèi)，其另一部分還在厚瓦201的大孔202內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了所述偏心軸瓦101和所述連桿102大頭孔802的鎖定。

所述曲拐軸頸103中心到活塞銷孔中心的距離為連桿102大小頭孔的中心距加上偏心軸瓦101有效偏心量，因此相當(dāng)于連桿102的長(zhǎng)度變長(zhǎng)了，從而使壓縮比變大，完成大壓縮比的切換，即完成了上述第一壓縮比的切換。

(2)發(fā)動(dòng)機(jī)大負(fù)荷需要第二壓縮比

上述的第二壓縮比相對(duì)于所述第一壓縮比為小壓縮比。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)相應(yīng)的傳感器判定當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)大負(fù)荷需要小壓縮比，且處于進(jìn)氣行程時(shí)，通過(guò)電磁閥111控制油道油壓中斷降壓，由于沒(méi)有油壓推力，所述連桿102大頭孔802內(nèi)的回位裝置推動(dòng)其階梯孔大孔901內(nèi)的鎖銷和偏心軸瓦101厚瓦201內(nèi)的鎖銷一同向偏心軸瓦101中心移動(dòng)。由于偏心軸瓦101階梯孔大孔202的深度為其鎖銷長(zhǎng)度，當(dāng)所述偏心軸瓦101階梯孔中大孔內(nèi)的鎖銷回位后，鎖銷端面正好與偏心軸瓦101限位槽205和305底部圓面齊平，連桿102階梯孔中大孔901內(nèi)的鎖銷只能進(jìn)入偏心軸瓦101限位槽205和305，而不能進(jìn)入偏心軸瓦101的階梯鎖銷孔大孔，所以不能鎖住偏心軸瓦101。所述偏心軸瓦101可以在所述連桿102大頭和曲拐軸頸103的作用力，以及由連桿102大頭擺動(dòng)和所述曲拐軸頸103的轉(zhuǎn)動(dòng)施加給偏心軸瓦101的轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦扭矩的作用下旋轉(zhuǎn)，從而完成解鎖。

在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣或壓縮或做功行程時(shí)，偏心軸瓦101旋轉(zhuǎn)角度受偏心軸瓦101的限位槽205和305限制，所述偏心軸瓦101的薄瓦301將偏向所述連桿102的小頭孔801方向，相應(yīng)的厚瓦201偏向所述連桿102的大頭孔802方向。所述偏心軸瓦101薄瓦302階梯孔中大孔302內(nèi)的鎖銷對(duì)準(zhǔn)所述連桿102階梯孔中大孔901內(nèi)的鎖銷。

此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)電磁閥111控制油道恢復(fù)油壓，在油壓推動(dòng)下，所述偏心軸瓦101內(nèi)的一個(gè)鎖銷滑出，推動(dòng)所述連桿102階梯孔中大孔901內(nèi)的鎖銷移動(dòng)，壓縮所述回位裝置，并進(jìn)入所述連桿102的大孔901內(nèi)。由于連桿102大頭階梯孔的大孔901深度大于其內(nèi)的鎖銷長(zhǎng)度，且已經(jīng)有一個(gè)鎖銷在其中，因此，所述偏心軸瓦101薄瓦301上的鎖銷只能有一部分進(jìn)入所述連桿102大頭階梯孔的大孔901內(nèi)，其另一部分還在薄瓦301的鎖銷孔大孔302內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了所述偏心軸瓦101和所述連桿102大頭的鎖定。

所述曲拐軸頸103中心到活塞102銷孔中心的距離為所述連桿102大小頭孔的中心距減去所述偏心軸瓦101的有效偏心量，相當(dāng)于所述連桿102的長(zhǎng)度變短了，因而壓縮比變小，即完成小壓縮比的切換。

圖10為在活塞沖程中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)分別處于第一壓縮比和第二壓縮比狀態(tài)，且發(fā)動(dòng)機(jī)活塞均位于上死點(diǎn)位置時(shí)，所述連桿和所述偏心軸瓦的零件位置對(duì)比示意圖。所述的上死點(diǎn)位置為活塞頂部在曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)的位置。由于偏心軸瓦101包括厚瓦201部分和薄瓦301部分，因此在上述兩種情況下，所述連桿102的工作長(zhǎng)度發(fā)生了明顯的變化，活塞107的頂端在處于第一壓縮比，即大壓縮比狀態(tài)時(shí)的位置要高于其處于第二壓縮比，即小壓縮比狀態(tài)時(shí)的位置，且相差一個(gè)總的有效偏心量。

下文將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中所述有效偏心量的計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明。

請(qǐng)參考圖2、圖11、圖12、圖13以及圖14，在偏心軸瓦101合對(duì)后，所述軸瓦的兩個(gè)鎖銷孔都位于內(nèi)圓面軸心和外圓面軸心連線的同一側(cè)，兩個(gè)階梯鎖銷孔中心線與所述內(nèi)圓面軸心和外圓面軸心o1、o2連線的夾角a1和a2都在0度至90度間。圖11、12中p為兩個(gè)階梯鎖銷孔中心線與經(jīng)過(guò)偏心軸瓦內(nèi)圓心o2的所述內(nèi)圓面軸心和外圓面軸心o1、o2連線的垂線的交點(diǎn)，圖12中的q為偏心軸瓦內(nèi)圓心o2在豎直方向的投影點(diǎn)，圖14中的t為偏心軸瓦內(nèi)圓心o2在豎直方向的投影點(diǎn)，e為經(jīng)過(guò)偏心軸瓦內(nèi)圓心o2的所述內(nèi)圓面軸心和外圓面軸心o1、o2連線的垂線與豎直方向的交點(diǎn)。

如圖11和圖12所示，當(dāng)所述厚瓦部分201在上時(shí)，偏心距o1o2在豎直方向的投影，即有效偏心量o1q為軸瓦偏心距o1o2乘以厚瓦部分201定位孔的偏角a2的余弦值：o1q＝o1o2*cosa2。

如圖13和圖14所示，當(dāng)所述薄瓦部分301在上時(shí)，偏心距o1o2在豎直方向的投影，即有效偏心距離o1t為軸瓦偏心距o1o2乘以薄瓦部分301定位孔的偏角的余弦值：o1t＝o1o2*cosa1。

綜上，偏心軸瓦101的有效偏心量為偏心軸瓦101的偏心量與a1或a2的余弦乘積，而總的有效偏心量為上述兩者之和：o1q+o1t。

在具體實(shí)施中，所述的偏心軸瓦101的偏心量的大小可以依據(jù)壓縮比的 改變范圍的實(shí)際應(yīng)用需求和曲軸箱空間的空間綜合設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)。

在本發(fā)明實(shí)施例中，由于油壓中斷時(shí)間極短，并且壓縮比的調(diào)節(jié)控制是間歇的，再加上采用每個(gè)汽缸單獨(dú)控制，逐個(gè)切換，因此，短時(shí)的中斷供油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑影響有限，某個(gè)連桿短時(shí)中斷供油時(shí)，其他連桿102不會(huì)中斷供油，因此其他軸頸潤(rùn)滑不受影響。

綜上，采用上述的連桿軸承結(jié)構(gòu)，通過(guò)在連桿大頭孔與曲軸的曲拐軸頸之間裝配一對(duì)與連桿大頭可鎖定連接的偏心軸瓦，通過(guò)液壓控制偏心軸瓦和連桿大頭鎖定和解鎖，使所述偏心軸瓦在連桿大頭孔與曲拐軸頸的作用力下轉(zhuǎn)動(dòng)，改變所述偏心軸瓦的偏心位置，然后通過(guò)液壓控制鎖定偏心軸瓦和連桿大頭的連接，從而改變連桿的工作長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)活塞在壓縮上死點(diǎn)時(shí)活塞頂面位置的改變，從而改變活塞在壓縮上死點(diǎn)時(shí)燃燒室容積，達(dá)到改變發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的目的。從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比兩級(jí)可變，通過(guò)壓縮比的調(diào)節(jié)，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗量。

此外，與現(xiàn)有已知的可變壓縮比技術(shù)相比，采用上述的連桿軸承結(jié)構(gòu)，不僅可以實(shí)現(xiàn)壓縮比兩級(jí)可變，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其實(shí)施對(duì)現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的改動(dòng)非常小。

可以理解的是，在具體實(shí)施中，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)思想，還可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的三級(jí)甚至更多級(jí)的可變。例如，可以通過(guò)在所述偏心軸瓦上設(shè)置對(duì)應(yīng)的多個(gè)階梯孔，實(shí)現(xiàn)多個(gè)偏角的變化。在轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)中，通過(guò)控制所述多個(gè)階梯孔的鎖定和解鎖，使得所述連桿可以達(dá)到不同的工作長(zhǎng)度，從而實(shí)現(xiàn)多級(jí)可變。

本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)了一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括上述的可變壓縮比機(jī)構(gòu)，并包括兩組以上的所述偏心軸瓦；每組所述偏心軸瓦的油槽單獨(dú)連接至所述曲拐軸頸上的油孔，且互不相通。

在具體實(shí)施中，如圖1所示，為了能夠獨(dú)立控制傳輸至每個(gè)偏心軸瓦101油槽的壓力，所述偏心軸瓦101的油槽204、304至缸體主油道內(nèi)的連通路徑是單獨(dú)相通的，即某個(gè)曲拐軸頸103上設(shè)置的偏心軸瓦101的油槽不能直接與其他曲拐軸頸103上偏心軸瓦的油槽相通。因此相應(yīng)的，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸主軸 徑上的一個(gè)油孔也只能與一個(gè)曲拐軸頸103的油孔相通。

本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)了一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括上述的可變壓縮比機(jī)構(gòu)，并包括兩組以上的所述偏心軸瓦；每組所述偏心軸瓦的油槽單獨(dú)連接至所述曲拐軸頸上的油孔，且互不相通。

本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)了一種發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)的控制方法，用于控制上述實(shí)施例中的發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)第一壓縮比和第二壓縮比之間的切換。所述第一壓縮比大于所述第二壓縮比。

其中，如圖15所示，所述發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)的控制方法用以實(shí)現(xiàn)所述第一壓縮比向所述第二壓縮比切換的步驟可以包括：

步驟s1501，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于進(jìn)氣行程時(shí)，中斷對(duì)所述油槽提供油壓，以解鎖所述連桿和所述偏心軸瓦。步驟s1502，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于非進(jìn)氣行程時(shí)，恢復(fù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)的油路向所述油槽提供油壓，以鎖定所述連桿和所述偏心軸瓦。

在具體實(shí)施中，如圖16所示，所述油路可以包括：缸體主軸承承座、主軸瓦油孔油槽、曲軸油孔等部件。

在具體實(shí)施中，由于本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)的控制方法與前述實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，因此所述步驟s1501所執(zhí)行的解鎖操作和步驟s1502所執(zhí)行的鎖定操作可以參考上一實(shí)施例中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)大負(fù)荷需要第二壓縮比中對(duì)解鎖和鎖定的原理說(shuō)明，此處不再贅述。

其中，如圖17所示，所述發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)的控制方法用以實(shí)現(xiàn)所述第二壓縮比向所述第一壓縮比切換的步驟可以包括：

步驟s1701，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于非進(jìn)氣行程時(shí)，中斷對(duì)所述油槽提供油壓，以解鎖所述連桿和所述偏心軸瓦。步驟s1702，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于進(jìn)氣行程時(shí)，恢復(fù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)的油路向所述油槽提供油壓，以鎖定所述連桿和所述偏心軸瓦。

在具體實(shí)施中，由于本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)的控制方法與前述實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，因此所述步驟s1701所執(zhí)行 的解鎖操作和步驟s1702所執(zhí)行的鎖定操作可以參考上一實(shí)施例中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)小負(fù)荷需要第一壓縮比中對(duì)解鎖和鎖定的原理說(shuō)明，此處不再贅述。

在具體實(shí)施中，上述步驟所述中斷或恢復(fù)對(duì)油槽提供油壓切換壓縮比之前，還包括：檢測(cè)曲軸相位、曲軸轉(zhuǎn)速以及節(jié)氣門(mén)位置，且當(dāng)所述曲軸相位和所述曲軸轉(zhuǎn)速以及節(jié)氣門(mén)位置均處于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，執(zhí)行所述中斷或恢復(fù)對(duì)所述油槽提供油壓。

在上述的具體實(shí)施中，如圖17所示，可以由車(chē)載電腦控制系統(tǒng)ecu通過(guò)車(chē)輛的節(jié)氣門(mén)位置傳感器等傳感器部件，得到當(dāng)前節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度大小，獲取當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷信息，并通過(guò)曲軸位置傳感器獲取當(dāng)前曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，即其相位，從而得出當(dāng)前是否可以進(jìn)行解鎖或鎖定的操作，進(jìn)而通過(guò)電磁閥，控制相應(yīng)的油路中斷或者提供對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)中油槽的油壓供給。

在上述的具體實(shí)施中，檢測(cè)所述曲軸轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速，是為了滿足電磁閥的響應(yīng)速度，以順利完成解鎖操作。當(dāng)曲軸的轉(zhuǎn)速位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，可以判定當(dāng)前執(zhí)行所述中斷或恢復(fù)對(duì)油槽提供油壓切換壓縮比的操作，可以順利的實(shí)現(xiàn)切換。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。