发动机连杆机构、发动机可变压缩比系统、发动机和车辆

摘要

本发明公开了一种发动机连杆机构、发动机可变压缩比系统、发动机和车辆。该发动机连杆机构包括相互套设的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆用于和曲轴相连，所述第二连杆用于和发动机的活塞相连，其中，所述发动机连杆机构还包括液压伸缩件和液压锁紧件，所述液压伸缩件用于驱动所述第一连杆和所述第二连杆相对轴向滑动，所述液压锁紧件用于保持所述第一连杆和所述第二连杆的轴向相对位移。因此，通过驱动液压伸缩件能够改变发动机连杆机构的轴向长度，并由液压锁紧件保持第一连杆和第二连杆的轴向相对位移，这样，发动机在特定的工况下能够维持恒定的压缩比，进而可以适应发动机的燃烧室内不同种类的燃料的需求。

说明书

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体地，涉及一种发动机连杆机构、发动机可变压缩比系统、发动机和车辆。

背景技术

近年来，随着环保要求的逐渐提高，内燃机行业都在研究提高发动机排放水平的新技术，其中清洁能源发动机颇受青睐。在现有的清洁能源中，天然气以其获得方便和成本低廉的优势，得到了广泛的应用。

用柴油引燃天然气的双燃料发动机，由于柴油需要压燃，因此发动机需要具有较高的压缩比，以保证柴油的正常燃烧，但是天然气的特性又不需要高压缩比，这就产生了矛盾。即，由于现有的发动机连杆通常长度不能改变，因此无法适应不同工况的不同压缩比的需求。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种发动机连杆机构，该发动机连杆机构能够适应发动机不同压缩比的需求。

本发明的另一个目的是提供一种发动机可变压缩比系统，该发动机可变压缩比系统使用本发明提供的发动机连杆机构。

本发明的又一个目的是提供一种发动机，该发动机使用本发明提供的发动机可变压缩比系统。

本发明的再一个目的是提供一种车辆，该车辆使用本发明提供的发动机。

根据本发明的一个方面，提供一种发动机连杆机构，包括相互套设的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆用于和曲轴相连，所述第二连杆用于和发动机的活塞相连，其中，所述发动机连杆机构还包括液压伸缩件和液压锁紧件，所述液压伸缩件用于驱动所述第一连杆和所述第二连杆相对轴向滑动，所述液压锁紧件用于保持所述第一连杆和所述第二连杆的轴向相对位移。

可选地，所述液压伸缩件为位于所述第一连杆和第二连杆外部的第一伸缩油缸，该第一伸缩油缸的第一端固定到所述第一连杆上，所述第一伸缩油缸的第二端固定到所述第二连杆上。

可选地，所述第一伸缩油缸具有两个，且两个所述第一伸缩油缸分别位于所述发动机连杆机构的相对两侧。

可选地，所述液压锁紧件为液压插拔式机构，所述第一连杆和所述第二连杆中的一者上设置有沿轴向间隔布置的多个锁紧孔，所述液压插拔式机构可选择地穿过另一者和该多个锁紧孔中的一个锁紧孔。

可选地，所述第二连杆套设于所述第一连杆上，所述液压插拔式机构包括固定到所述第二连杆的相对两侧的固定块，以及穿过所述一对固定块、所述第一连杆和所述第二连杆的液压锁销。

可选地，所述发动机连杆机构还包括固定到所述一对固定块中的一者上的第二伸缩油缸，所述第二伸缩油缸的活塞杆形成为所述液压锁销。

根据本发明的另一个方面，提供一种发动机可变压缩比系统，包括液压回路和本发明提供的发动机连杆机构，所述液压伸缩件和所述液压锁紧件设置在所述液压回路中。

可选地，所述发动机可变压缩比系统还包括控制器，以及用于检测所述第一连杆和所述第二连杆的轴向相对位移的位置传感器，所述液压回路中设置有用于控制所述液压伸缩件和所述液压锁紧件的液压阀，所述液压阀和所述位置传感器分别与所述控制器电连接。

根据本发明的又一方面，提供一种发动机，其中，该发动机使用本发明提供的发动机可变压缩比系统。

根据本发明的再一方面，提供一种车辆，其中，该车辆使用本发明提供的发动机。

通过上述技术方案，通过液压伸缩件驱动第一连杆相对于第二连杆沿轴向移动，这样，能够改变发动机连杆机构的轴向长度，从而改变压缩机各工况下的压缩比，当发动机连杆机构的长度改变到合适的值之后，再通过液压锁紧件保持第一连杆和第二连杆的轴向相对位移，这样，发动机在特定的工况下能够维持恒定的压缩比，进而可以适应发动机的燃烧室内不同种类的燃料的需求。另外，由于通过液压伸缩件和液压锁紧件调整发动机的压缩比，因此能够使得发动机连杆机构平稳而快捷地实现其长度的改变。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的一种实施方式提供的发动机连杆机构的立体结构示意图；

图2是本发明的一种实施方式提供的发动机连杆机构的爆炸图。

附图标记说明

11第一连杆110锁紧孔 12第二连杆

13固定块14液压锁销20第一伸缩油缸

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”是指相对于相应部件轮廓的内和外而言的。

如图1和图2所示，本发明提供一种发动机连杆机构，包括相互套设的第一连杆11和第二连杆12，即，第一连杆11和第二连杆12中的一者上形成有滑道，第一连杆11和第二连杆12中的另一者上形成为滑芯，滑芯套设于滑道中并能沿该滑道滑动，第一连杆11用于和曲轴相连，第二连杆12用于和发动机的活塞相连，其中，发动机连杆机构还包括液压伸缩件和液压锁紧件，液压伸缩件用于驱动第一连杆11和第二连杆12相对轴向滑动，液压锁紧件用于保持第一连杆11和第二连杆12的轴向相对位移。

其中，液压伸缩件可以为本领域技术人员熟知的由液压驱动的可伸缩的元件，液压锁紧件可以为任意合适的由液压驱动的锁紧元件，本发明对此不作限制，均属于本发明的保护范围之中。例如，在其他替代的方式中，液压伸缩件可以为电动伸缩件，或者气缸。

需要说的是，本文中提及的“轴向”在无相反说明的情况下，均是指发动机连杆机构的轴向方向。

通过液压伸缩件驱动第一连杆11相对于第二连杆12沿轴向移动，这样，能够改变发动机连杆机构的轴向长度，从而改变压缩机各工况下的压缩比，当发动机连杆机构的长度改变到合适的值之后，再通过液压锁紧件保持第一连杆11和第二连杆12的轴向相对位移，这样，发动机在特定的工况下能够维持恒定的压缩比，进而可以适应发动机的燃烧室内不同种类的燃料的需求。另外，由于通过液压伸缩件和液压锁紧件调整发动机的压缩比，因此能够使得发动机连杆机构平稳而快捷地实现其长度的改变。

第一连杆11和第二连杆12可以布置在发动机连杆机构的任意合适的位置上，为简化发动机连杆机构的内部结构，即，为简化第一连杆11和第二连杆12的内部结构，在一种优选实施方式中，如图1所示，液压伸缩件为位于第一连杆11和第二连杆12外部的第一伸缩油缸20，该第一伸缩油缸20的第一端固定到第一连杆11上，第一伸缩油缸20的第二端固定到第二连杆12上。这样，通过第一伸缩油缸20的活塞杆的伸出或者缩回就可以方便地改变第一连杆11和第二连杆12的相对位移。此外，由于第一伸缩油缸20布置在第一连杆11和第二连杆12的外部，这样，就不需要在第一连杆11和第二连杆12的内部设置复杂的结构，以驱使二者发生相对运动，从而可以简化发动机连杆机构的内部结构。

为使得第一连杆11能够相对于第二连杆12稳定地滑动，第一伸缩油缸20具有两个，且两个第一伸缩油缸20分别位于发动机连杆机构的相对两侧。这样，例如，当第一连杆11套设于第二连杆12上时，两个第一伸缩油缸20可以均分第一连杆11的重量，进而稳定地推动第一连杆11相对于第二连杆12移动。

为方便保持发动机不同工况下的压缩比，液压锁紧件为液压插拔式机构，第一连杆11和第二连杆12中的一者上设置有沿轴向间隔布置的多个锁紧孔110，液压插拔式机构可选择地穿过另一者和该多个锁紧孔110中的一个锁紧孔110。

即，多个锁紧孔110可以布置在第一连杆11或第二连杆12上。例如，当多个锁紧孔110布置在第一连杆11上时，此时，第二连杆12套设于第一连杆11上，当发动机连杆机构调整到合适的长度后，通过液压插拔式机构穿过第二连杆12和该多个锁紧孔110中的一个适当的锁紧孔110，既可通过液压插拔式机构的插入动作快速锁定发动机连杆机构的长度，当需要再次改变发动机连杆机构的长度时，可以首先通过液压插拔式机构从当前的锁紧孔110中抽出，即可以通过液压插拔式机构的拔出动作快速解除对发动机连杆机构的长度的锁定。

例如，第一连杆11上可以沿其轴向间隔设置两个锁紧孔110，以分别适应发动机在天然气和柴油两种不同燃料对压缩比的需求。

其中，液压插拔式机构可以为任意合适的通过液压驱动插拔动作进行的机构，在一种实施方式中，如图1和图2所示，第二连杆12套设于第一连杆11上，液压插拔式机构包括固定到第二连杆12的相对两侧的固定块13，以及穿过一对固定块13、第一连杆11和第二连杆12的液压锁销14。在其他变形的方式中，液压锁销14可以用电动伸缩杆代替，或者用气缸的活塞杆替代。

为简化液压插拔式机构的结构，在一种实施方式中，发动机连杆机构还包括固定到一对固定块13中的一者上的第二伸缩油缸，第二伸缩油缸的活塞杆形成为液压锁销14。这样，可以通过第二伸缩油缸的活塞杆(即液压锁销14)伸出或缩回，即可快速实现第一连杆11和第二连杆12的相对锁定状态和相对解锁状态的切换。其中，相对锁定状态是指第一连杆11和第二连杆12通过液压锁销14固定相连，而相对解锁状态是指第一连杆11和第二连杆12可相对轴向滑动的状态。

本发明还提供一种发动机可变压缩比系统，包括液压回路和本发明提供的发动机连杆机构，液压伸缩件和液压锁紧件设置在液压回路中。这样，可以通过液压回路中的液压油为液压伸缩件和液压锁紧件提供动力源，使得液压伸缩件和液压锁紧件能够稳定而高效地工作。

为充分利用现有的发动机的润滑油，简化可变压缩比系统的整体结构，液压回路的液压油源为发动机的润滑油。例如，液压回路中的油箱可以为发动机的油底壳。

为实现发动机的压缩比自动化控制，发动机可变压缩比系统还包括控制器，以及用于检测第一连杆11和第二连杆12的轴向相对位移的位置传感器，液压回路中设置有用于控制液压伸缩件和液压锁紧件的液压阀，液压阀和位置传感器分别与控制器电连接。其中，位置传感器可以使得特定工况下发动机所需的压缩比得到精准控制，即，当位置传感器检测到第一连杆11和第二连杆12的轴向相对位移到达与目标压缩比相对应的预设值时，此时，位置传感器可以发送信号，给控制器，此时，控制器控制液压阀，使得液压伸缩件停止伸缩运动，可以精准控制液压伸缩件的伸缩量，从而保证发动机特定工况下合适的压缩比。

其中，液压阀可以为一个集成的液压阀，以分别独立地对液压伸缩件和液压锁紧件进行液压油的流向的控制，当然液压阀也可以为多个，例如，液压阀可以包括用于控制第一伸缩油缸20的第一三位四通换向阀，以及用于控制第二伸缩油缸的第二三位四通换向阀。

具体地，当第一三位四通换向阀处于第一位置时，第一伸缩油缸20的活塞杆处于伸出状态；当第一三位四通换向阀处于中位位置时，第一伸缩油缸20的活塞杆处于静止状态，此时，第一伸缩油缸20的活塞杆可以具有任意合适的伸缩行程；当第一三位四通换向阀处于第二位置时，第一伸缩油缸20的活塞杆处于缩回状态。类似地，当第二三位四通换向阀处于第一位置时，第二伸缩油缸的活塞杆处于伸出状态，即其朝向靠近锁紧孔110的方向插入；当第二三位四通换向阀处于中位位置时，第二伸缩油缸的活塞杆处于静止状态，此时，第二伸缩油缸的活塞杆可以保持在锁紧孔110中，或者脱离锁紧孔110；当第二三位四通换向阀处于第二位置时，第二伸缩油缸的活塞杆处于缩回状态，即其朝向远离锁紧孔110的方向移动。

下面以图1为例来阐述本发明提供的发动机可变压缩比系统的工作过程及工作原理。当发动机需要较大压缩比的时候，控制器首先可以控制第二三位四通换向阀，使其处于第二位置，第二伸缩油缸的活塞杆处于缩回状态，直至液压锁销14从锁紧孔110中脱离后，控制器控制第二三位四通换向阀，使其处于中位位置，此时，第二伸缩油缸保持当前的缩回量。然后控制器控制第一三位四通换向阀，使其处于第一位置，第一伸缩油缸的活塞杆处于伸出状态，直至位置传感器检测到第一连杆11和第二连杆12的轴向相对位移到达与目标压缩比相对应的预设值时，控制器控制第一三位四通换向阀处于中位位置，此时，第一伸缩油缸保持当前的伸出量。随后，控制器再次控制第二三位四通换向阀，使其处于第一位置，第二伸缩油缸的活塞杆处于伸出状态，直至液压锁销14插入锁紧孔110后，控制器控制第二三位四通换向阀，使其处于中位位置，此时，第二伸缩油缸保持当前的伸出量。从而完成发动机的压缩比的改变。

类似地，当发动机需要较小压缩比的时候，控制原理是类似的，在此不再赘述，不同之处在于，在上述过程中，控制器控制第一伸缩油缸的活塞杆伸出适当长度，而当需要较小的压缩比时，控制器则控制第一伸缩油缸的活塞杆缩回适当长度。

此外，本发明还提供一种发动机和车辆，其中发动机使用本发明提供的发动机可变压缩比系统，该车辆使用本发明提供的发动机。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。