本發(fā)明涉及一種直列四缸VCR發(fā)動機部件，特別涉及一種直列四缸VCR發(fā)動機液控曲軸連桿結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

VCR(Variable Compression Ratio，可變壓縮比)技術(shù)的核心是：根據(jù)發(fā)動機的運行工況動態(tài)的調(diào)整發(fā)動氣缸的壓縮比，在低負(fù)荷工況時發(fā)動機保持較高的壓縮比，這樣可以提高燃油經(jīng)濟性和降低尾氣排放；而在高負(fù)荷工況時發(fā)動機采用較低的壓縮比，以防止發(fā)動機的粗暴燃燒，提高發(fā)動機的可靠性。作為提高發(fā)動機燃油經(jīng)濟性最有潛力的技術(shù)，VCR技術(shù)受到國內(nèi)外學(xué)界和企業(yè)界的極大關(guān)注。現(xiàn)有的實現(xiàn)壓縮比可變的發(fā)動機，一般都是通過改變活塞行程的方式來調(diào)節(jié)壓縮比，存在的問題是：用于調(diào)節(jié)活塞行程的機械裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、部件眾多，由于發(fā)動機對于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的要求十分高，因此導(dǎo)致這類VCR發(fā)動機造價昂貴；由于壓縮比控制機制較為復(fù)雜，再加上機械裝置的實時響應(yīng)性本身就較慢，導(dǎo)致現(xiàn)有的VCR發(fā)動機難以應(yīng)對發(fā)動機突變工況條件下的控制需求，控制效果較差，并且由于實際運行中發(fā)動機工況變化十分頻繁，機械裝置較易磨損；同時，機械裝置還存在可調(diào)狀態(tài)有限的問題。

為解決上述技術(shù)問題，中國發(fā)明專利CN 103670729 B公開了一種可變連桿式VCR發(fā)動機連桿機構(gòu)，連桿機構(gòu)中的連桿采用一由液壓控制伸縮的活塞結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，通過調(diào)節(jié)液壓來調(diào)節(jié)連桿的長度，從而起到動態(tài)改變壓縮比的目的，其提供了一種新的壓縮比調(diào)節(jié)手段，可調(diào)節(jié)狀態(tài)靈活多樣，調(diào)節(jié)動作響應(yīng)較快，不需要復(fù)雜的機械傳動裝置，結(jié)構(gòu)較為簡單，成本較低。但是，該技術(shù)方案僅適合應(yīng)用于單缸發(fā)動機，而對于多缸發(fā)動機，尤其是直列四缸發(fā)動機，則難以實現(xiàn)壓縮比的調(diào)節(jié)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種直列四缸VCR發(fā)動機液控曲軸連桿結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)直列四缸發(fā)動機壓縮比的可調(diào)。

本發(fā)明的直列四缸VCR發(fā)動機液控曲軸連桿結(jié)構(gòu)，包括曲軸和安裝在曲軸上的第一VCR連桿、第二VCR連桿、第三VCR連桿及第四VCR連桿；

所述第一VCR連桿、第二VCR連桿、第三VCR連桿及第四VCR連桿的結(jié)構(gòu)相同且均包括活塞桿、活塞套和導(dǎo)向套；

所述活塞套的軸截面呈倒T形結(jié)構(gòu)，倒T形結(jié)構(gòu)的豎直段形成活塞端，倒T形結(jié)構(gòu)的橫向段形成傳動端，所述活塞端端面上設(shè)置有軸向的液壓活塞腔；所述傳動端設(shè)有徑向通孔；活塞套的實心部分設(shè)置有相互獨立的第一液壓油道和第二液壓油道，第一液壓油道的一端與徑向通孔連通、另一端與液壓活塞腔的底面連通，第二液壓油道的一端與徑向通孔連通、另一端與液壓活塞腔中部連通；

所述導(dǎo)向套為變截面柱，所述導(dǎo)向套的軸截面呈T形結(jié)構(gòu)，T形結(jié)構(gòu)的豎直段套接在液壓活塞腔內(nèi)，T形結(jié)構(gòu)的橫向段與活塞端端面連接，所述導(dǎo)向套中部設(shè)置有軸向通孔、下部設(shè)置有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽與導(dǎo)向套下端面連通；

所述活塞桿套接在導(dǎo)向套的軸向通孔內(nèi)，且活塞桿和導(dǎo)向套之間能相對滑動，活塞桿下端設(shè)置有限位段，限位段直徑大于軸向通孔內(nèi)徑，導(dǎo)向套下端面對限位段的最大上行行程進行限制；第二液壓油道與液壓活塞腔的連通處位于位于環(huán)形槽的高程范圍內(nèi)；

所述曲軸包括第一曲軸段、第二曲軸段、第三曲軸段、第四曲軸段和第五曲軸段；

所述第一曲軸段與第二曲軸段之間通過液壓油導(dǎo)柱Ⅰ相連，所述液壓油導(dǎo)柱Ⅰ穿過第一VCR連桿的徑向通孔且兩端分別固定在第一曲軸段與第二曲軸段上；所述第一曲軸段內(nèi)設(shè)有進油道Ⅰ，所述第二曲軸段內(nèi)設(shè)有相互獨立的第二曲軸伸長油道和第二曲軸收縮油道；所述液壓油導(dǎo)柱Ⅰ內(nèi)設(shè)有相互獨立的第一導(dǎo)柱油道Ⅰ和第二導(dǎo)柱油道Ⅰ，第一導(dǎo)柱油道Ⅰ與進油道Ⅰ、第一VCR連桿的第一液壓油道及第二曲軸伸長油道相連通，第二導(dǎo)柱油道Ⅰ與第一VCR連桿的第二液壓油道及第二曲軸收縮油道相連通；

所述第二曲軸段、第三曲軸段與第四曲軸段之間通過液壓油導(dǎo)柱Ⅱ相連，所述液壓油導(dǎo)柱Ⅱ穿過第二VCR連桿的徑向通孔、第三曲軸段及第三VCR連桿的徑向通孔且兩端分別固定在第二曲軸段與第四曲軸段上；所述第四曲軸段內(nèi)設(shè)有相互獨立的第四曲軸伸長油道和第四曲軸收縮油道；所述液壓油導(dǎo)柱Ⅱ內(nèi)設(shè)有相互獨立的第一導(dǎo)柱油道Ⅱ和第二導(dǎo)柱油道Ⅱ，第一導(dǎo)柱油道Ⅱ與第二曲軸伸長油道、第二VCR連桿的第一液壓油道、第三VCR連桿的第一液壓油道及第四曲軸伸長油道相連通，第二導(dǎo)柱油道Ⅱ與第二曲軸收縮油道、第二VCR連桿的第二液壓油道、第三VCR連桿的第二液壓油道及第四曲軸收縮油道相連通；

所述第四曲軸段與第五曲軸段之間通過液壓油導(dǎo)柱Ⅲ相連，所述液壓油導(dǎo)柱Ⅲ穿過第四VCR連桿的徑向通孔且兩端分別固定在第四曲軸段與第五曲軸段上；所述第五曲軸段內(nèi)設(shè)有進油道Ⅱ，所述液壓油導(dǎo)柱Ⅲ內(nèi)設(shè)有相互獨立的第一導(dǎo)柱油道Ⅲ和第二導(dǎo)柱油道Ⅲ，第一導(dǎo)柱油道Ⅲ與第四曲軸伸長油道及第四VCR連桿的第一液壓油道相連通，第二導(dǎo)柱油道Ⅲ與第四曲軸收縮油道、第四VCR連桿的第二液壓油道及進油道Ⅱ相連通。

進一步，各曲軸段上與相應(yīng)活塞套配合處設(shè)有階梯形安裝孔，所述階梯形安裝孔包括用于與傳動端一側(cè)配合連接的第一安裝孔和用于與相應(yīng)液壓油導(dǎo)柱的一側(cè)配合連接的第二安裝孔，所述第二安裝孔的孔徑小于第一安裝孔的孔徑。

進一步，所述第一安裝孔的內(nèi)壁設(shè)有軸瓦，所述軸瓦上設(shè)有潤滑油孔，各曲軸段上設(shè)有與潤滑油孔連通的潤滑油道。

進一步，各液壓油導(dǎo)柱的兩端向外延伸形成限位部，所述限位部與第二安裝孔適形配合并限制相應(yīng)液壓油導(dǎo)柱的自由度。

進一步，所述第二安裝孔中設(shè)有用于安裝密封圈的密封圈安裝槽。

進一步，所述導(dǎo)向套的橫向段由一壓板壓固在活塞端端面，壓板、導(dǎo)向套及活塞端設(shè)有相應(yīng)的連接孔，連接件穿入連接孔并將壓板、導(dǎo)向套及活塞端連接在一起。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的直列四缸VCR發(fā)動機液控曲軸連桿結(jié)構(gòu)，通過五個曲軸段和三個液壓油導(dǎo)柱將四個活塞套的第一液壓油道和第二液壓油道連通，當(dāng)液壓油從第一曲軸段的進油道Ⅰ進入時，四個活塞套的第一液壓油道進油，四個活塞桿在液壓油液壓力的作用下向外伸長，同時四個第二液壓油道的液壓油從第五曲軸段的進油道Ⅱ流出，從而使直列四缸發(fā)動機獲得較高的壓縮比；當(dāng)液壓油從第五曲軸段的進油道Ⅱ進入時，四個活塞套的第二液壓油道進油，四個活塞桿在液壓油液壓力的作用下縮短，同時四個第一液壓油道的液壓油從第一曲軸段的進油道Ⅰ流出，從而使直列四缸發(fā)動機獲得較低的壓縮比；通過外部液壓鎖緊回路即可保持直列四缸發(fā)動機壓縮比在某值處固定，從而使發(fā)動機壓縮比在某一范圍內(nèi)變動，實現(xiàn)直列四缸發(fā)動機壓縮比的可調(diào)；本發(fā)明通過外部液壓控制系統(tǒng)可根據(jù)制定的壓縮比控制策略靈活的控制發(fā)動機壓縮比，同時液壓系統(tǒng)響應(yīng)較快，可快速的執(zhí)行壓縮比調(diào)節(jié)動作，具有靈活性高、可調(diào)范圍廣、響應(yīng)快的特點；同時，本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好的特點，由于不需要引入復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)，VCR發(fā)動機的制造成本較低。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的液壓油導(dǎo)柱Ⅰ的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的液壓油導(dǎo)柱Ⅱ的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的液壓油導(dǎo)柱Ⅲ的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖所示：本實施例的直列四缸VCR發(fā)動機液控曲軸連桿結(jié)構(gòu)，包括曲軸和安裝在曲軸上的第一VCR連桿、第二VCR連桿、第三VCR連桿及第四VCR連桿；所述第一VCR連桿、第二VCR連桿、第三VCR連桿及第四VCR連桿的結(jié)構(gòu)相同且均包括活塞桿1、活塞套和導(dǎo)向套；在圖1中僅顯示第一VCR連桿的結(jié)構(gòu)，實際的曲軸上還安裝有第二VCR連桿、第三VCR連桿及第四VCR連桿；所述活塞套的軸截面呈倒T形結(jié)構(gòu)，倒T形結(jié)構(gòu)的豎直段形成活塞端2，倒T形結(jié)構(gòu)的橫向段形成傳動端3，所述活塞端2端面上設(shè)置有軸向的液壓活塞腔2a；所述傳動端3設(shè)有徑向通孔3a；活塞套的實心部分設(shè)置有相互獨立的第一液壓油道41和第二液壓油道42，第一液壓油道41的一端與徑向通孔3a連通、另一端與液壓活塞腔2a的底面連通，第二液壓油道42的一端與徑向通孔3a連通、另一端與液壓活塞腔2a中部連通；此處的軸向即豎直方向，徑向即橫向。

所述導(dǎo)向套5為變截面柱，所述導(dǎo)向套5的軸截面呈T形結(jié)構(gòu)，T形結(jié)構(gòu)的豎直段套接在液壓活塞腔2a內(nèi)，T形結(jié)構(gòu)的橫向段與活塞端2端面連接，所述導(dǎo)向套5中部設(shè)置有軸向通孔、下部設(shè)置有環(huán)形槽5a，所述環(huán)形槽5a與導(dǎo)向套5下端面連通；為防止液壓油泄漏，導(dǎo)向套5與活塞套之間設(shè)有密封件；所述導(dǎo)向套5的橫向段由一壓板壓固在活塞端2端面，壓板、導(dǎo)向套5及活塞端2設(shè)有相應(yīng)的連接孔，連接件穿入連接孔并將壓板、導(dǎo)向套5及活塞端2連接在一起，連接件可為螺釘結(jié)構(gòu)。

所述活塞桿1套接在導(dǎo)向套5的軸向通孔內(nèi)，且活塞桿1和導(dǎo)向套5之間能相對滑動，活塞桿1下端設(shè)置有限位段，限位段直徑大于軸向通孔內(nèi)徑，導(dǎo)向套5下端面對限位段的最大上行行程進行限制；第二液壓油道42與液壓活塞腔2a的連通處位于位于環(huán)形槽5a的高程范圍內(nèi)；第一液壓油道41與第二液壓油道42中的油壓差推動活塞桿1沿導(dǎo)向套5軸向通孔上下運動。

所述曲軸包括第一曲軸段61、第二曲軸段62、第三曲軸段63、第四曲軸段64和第五曲軸段65；各曲軸段將傳統(tǒng)曲軸曲柄臂包含，即曲柄臂在主軸頸內(nèi)部。

所述第一曲軸段61與第二曲軸段62之間通過液壓油導(dǎo)柱Ⅰ71相連，所述液壓油導(dǎo)柱Ⅰ71穿過第一VCR連桿的徑向通孔3a且兩端分別固定在第一曲軸段61與第二曲軸段62上；所述第一曲軸段61內(nèi)設(shè)有進油道Ⅰ61a，所述第二曲軸段62內(nèi)設(shè)有相互獨立的第二曲軸伸長油道62a和第二曲軸收縮油道62b；所述液壓油導(dǎo)柱Ⅰ71內(nèi)設(shè)有相互獨立的第一導(dǎo)柱油道Ⅰ71a和第二導(dǎo)柱油道Ⅰ71b，第一導(dǎo)柱油道Ⅰ71a與進油道Ⅰ61a、第一VCR連桿的第一液壓油道41及第二曲軸伸長油道62a相連通，第二導(dǎo)柱油道Ⅰ71b與第一VCR連桿的第二液壓油道42及第二曲軸收縮油道62b相連通。

所述第二曲軸段62、第三曲軸段63與第四曲軸段64之間通過液壓油導(dǎo)柱Ⅱ72相連，所述液壓油導(dǎo)柱Ⅱ72穿過第二VCR連桿的徑向通孔3a、第三曲軸段63及第三VCR連桿的徑向通孔3a且兩端分別固定在第二曲軸段62與第四曲軸段64上；所述第四曲軸段64內(nèi)設(shè)有相互獨立的第四曲軸伸長油道64a和第四曲軸收縮油道64b；所述液壓油導(dǎo)柱Ⅱ72內(nèi)設(shè)有相互獨立的第一導(dǎo)柱油道Ⅱ72a和第二導(dǎo)柱油道Ⅱ72b，第一導(dǎo)柱油道Ⅱ72a與第二曲軸伸長油道62a、第二VCR連桿的第一液壓油道41、第三VCR連桿的第一液壓油道41及第四曲軸伸長油道64a相連通，第二導(dǎo)柱油道Ⅱ72b與第二曲軸收縮油道62b、第二VCR連桿的第二液壓油道42、第三VCR連桿的第二液壓油道42及第四曲軸收縮油道64b相連通。

所述第四曲軸段64與第五曲軸段65之間通過液壓油導(dǎo)柱Ⅲ73相連，所述液壓油導(dǎo)柱Ⅲ73穿過第四VCR連桿的徑向通孔3a且兩端分別固定在第四曲軸段64與第五曲軸段65上；所述第五曲軸段65內(nèi)設(shè)有進油道Ⅱ65a，所述液壓油導(dǎo)柱Ⅲ73內(nèi)設(shè)有相互獨立的第一導(dǎo)柱油道Ⅲ73a和第二導(dǎo)柱油道Ⅲ73b，第一導(dǎo)柱油道Ⅲ73a與第四曲軸伸長油道64a及第四VCR連桿的第一液壓油道41相連通，第二導(dǎo)柱油道Ⅲ73b與第四曲軸收縮油道64b、第四VCR連桿的第二液壓油道42及進油道Ⅱ65a相連通。

通過五個曲軸段和三個液壓油導(dǎo)柱將四個活塞套的第一液壓油道41和第二液壓油道42連通，當(dāng)液壓油從第一曲軸段61的進油道Ⅰ61a進入時，四個活塞套的第一液壓油道41進油，四個活塞桿1在液壓油液壓力的作用下向外伸長，同時四個第二液壓油道42的液壓油從第五曲軸段65的進油道Ⅱ65a流出，從而使直列四缸發(fā)動機獲得較高的壓縮比；當(dāng)液壓油從第五曲軸段65的進油道Ⅱ65a進入時，四個活塞套的第二液壓油道42進油，四個活塞桿1在液壓油液壓力的作用下縮短，同時四個第一液壓油道41的液壓油從第一曲軸段61的進油道Ⅰ61a流出，從而使直列四缸發(fā)動機獲得較低的壓縮比；通過外部液壓鎖緊回路即可保持直列四缸發(fā)動機壓縮比在某值處固定，從而使發(fā)動機壓縮比在某一范圍內(nèi)變動，實現(xiàn)直列四缸發(fā)動機壓縮比的可調(diào)。

本實施例中，各曲軸段上與相應(yīng)活塞套配合處設(shè)有階梯形安裝孔，所述階梯形安裝孔包括用于與傳動端3一側(cè)配合連接的第一安裝孔601和用于與相應(yīng)液壓油導(dǎo)柱的一側(cè)配合連接的第二安裝孔602，所述第二安裝孔602的孔徑小于第一安裝孔601的孔徑；所述第一安裝孔601的內(nèi)壁設(shè)有軸瓦8，所述軸瓦8上設(shè)有潤滑油孔8a，各曲軸段上設(shè)有與潤滑油孔8a連通的潤滑油道(圖中未示出)；所述第二安裝孔602中設(shè)有用于安裝密封圈的密封圈安裝槽；各油道產(chǎn)生的工藝口均采用悶塞9堵死，保證油道功能的正常使用。

本實施例中，各液壓油導(dǎo)柱的兩端向外延伸形成限位部701，所述限位部701與第二安裝孔602適形配合并限制相應(yīng)液壓油導(dǎo)柱的自由度；限位部701可為液壓油導(dǎo)柱的端部兩側(cè)被直角面切割后形成的結(jié)構(gòu)，定位和限制相應(yīng)液壓油導(dǎo)柱的自由度；液壓油導(dǎo)柱Ⅱ72的長度較長，除兩端受第二曲軸段62及第四曲軸段64支撐外，中部也受第三曲軸段63的支撐，從而提高液壓油導(dǎo)柱Ⅱ72的剛度。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。