一種電機驅動式可變壓縮比活塞的製作方法

2023-06-26 20:57:31 2

本發明涉及一種車用發動機活塞，更確切的說，是一種電機驅動式可變壓縮比活塞。

背景技術：

隨著社會的發展，能源儲量減少，環境受到人類活動的影響越來越嚴重，日益嚴格的排放法規對發動機提出了更高的要求，其中壓縮比是影響發動機經濟性的一個重要因素。發動機的壓縮比是指活塞運動到下止點時的汽缸容積與活塞運動到上止點時的氣缸容積之比，壓縮比增加能有效的提高發動機的性能和效率。一般情況下，發動機的壓縮比越高，活塞做功行程就越長，做功就越多，輸出功率也越大。但是，汽油機中過大的壓縮比會導致不可控制的燃燒，從而損壞發動機，且在負荷比較大時容易發生爆振；柴油機中過大的壓縮比使柴油機氣缸壓力過高，導致振動噪聲加劇，運動部件所要承受的衝擊負荷增大，從而影響柴油機的工作可靠性和使用壽命。因此，根據發動機負荷的變化，採用可變壓縮比技術是非常必要的。

採用可變壓縮比技術能夠：

1.通過提高發動機的熱效率,提高發動機的經濟性。

2.降低爆震產生的概率，有利於發動機運行的穩定性。

3.便於發動機小型化、輕量化設計。

4.發有利於燃料燃燒充分，改善排放。

本發明為解決現有技術存在的製造成本高、可靠性差、結構複雜的技術問題，提供了一種電機驅動式可變壓縮比活塞。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明是採用如下技術方案實現的：

本發明所述的一種電機驅動式可變壓縮比活塞包括活塞頂部、活塞裙部、第一限位孔、第一限位球、第一限位球彈簧、第一拆卸孔、第一滑動限位槽、第一限位螺栓、電機、第二限位螺栓、第二滑動限位槽、第二拆卸孔、第二限位彈簧、第二限位球、第二限位孔、花鍵套筒、花鍵槽，其特徵在於：

所述的電機放置在活塞裙部內，第一限位螺栓與第二限位螺栓將電機固定在活塞裙部上。

所述的電機的轉子與花鍵套筒過盈配合，活塞頂部內部上端開有花鍵槽，花鍵套筒插入花鍵槽內，花鍵套筒與活塞頂部間隙配合。

所述的一種電機驅動式可變壓縮比活塞包括活塞頂部與活塞裙部兩部分，活塞頂部與活塞裙部通過梯形截面螺紋聯接，活塞頂部在電機的帶動下與活塞裙部同軸轉動來實現上下相對移動。

所述的活塞裙部開有第一限位孔和第二限位孔,第一限位球、第一限位彈簧安裝在第一限位孔內，第一限位球、第一限位彈簧與第一限位孔為滑動聯接，第二限位球、第二限位彈簧安裝在第二限位孔內，第二限位球、第二限位彈簧與第二限位孔為滑動聯接。

所述的活塞頂部內螺紋的齒根處銑有第一滑動限位槽、第二滑動限位槽，第一滑動限位槽、第二滑動限位槽橫截面為矩形，第一滑動限位槽、第二滑動限位槽沿齒根表面呈弧形並且與齒根表面平滑過渡，第一滑動限位槽、第二滑動限位槽的深度沿齒根表面逐漸減小，在活塞頂部鑽有第一拆卸孔、第二拆卸孔分別與第一滑動限位槽、第二滑動限位槽相通。

與現有技術相比本發明的有益效果是：

1.本發明所述的一種電機驅動式可變壓縮比活塞僅由活塞上、下體兩部分組成，活塞上、下兩部分螺紋連接，結構簡單易於安裝。

2.本發明所述的一種電機驅動式可變壓縮比活塞通過在活塞內加裝電機機構來改變壓縮比，可靠性能高，工藝性好。

3.本發明所述的一種電機驅動式可變壓縮比活塞通過電機帶動活塞主體相對於活塞裙部相對旋轉運動，由於螺紋的自鎖作用，使得氣缸壓力無法傳達至電機上，從而保證了電機正常運轉，工作可靠。

4.本發明所述的一種電機驅動式可變壓縮比活塞只對活塞內部進行改動，避免了對汽缸蓋、曲軸的改動減少了設計成本。

5.本發明所述的一種電機驅動式可變壓縮比活塞具有限位裝置，設有滑動限位槽和限位球，防止活塞上下兩部分脫離。

6.本發明所述的一種電機驅動式可變壓縮比活塞具有限位裝置，在活塞裙部開有拆卸孔，利用頂針即可拆卸，易於維修和更換零件。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步的說明：

圖1是本發明所述的一種電機驅動式可變壓縮比活塞裝配圖的全剖視圖；

圖2是圖1中a處的局部放大視圖；

圖3是圖1中b處的局部放大視圖；

圖4是本發明活塞頂部的主剖視圖；

圖5是本發明活塞頂部的主剖視圖的d-d投影視圖；

圖6是圖5中c處的局部放大視圖；

圖7是本發明活塞裙部的主剖視圖；

圖8是本發明活塞裙部側視圖的全剖視圖；

圖9是本發明活塞裙部的俯視圖；

圖10是本發明電機的主視圖；

圖11是本發明電機的俯視圖；

圖12是本發明花鍵套筒主剖視圖；

圖13是本發明花鍵套筒仰視圖；

圖中：1.活塞頂部，2.活塞裙部，3.第一限位孔，4.第一限位球，5.第一限位球彈簧，6.第一拆卸孔，7.第一滑動限位槽，8.第一限位螺栓，9.電機，10.第二限位螺栓，11.第二滑動限位槽，12.第二拆卸孔，13.第二限位彈簧，14.第二限位球，15.第二限位孔，16.花鍵套筒，17.花鍵槽。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作詳細的描述：

如圖1所示，電機9放置在活塞裙部2內部的圓形託盤內，第一限位螺栓8與第二限位螺栓10將電機9固定在活塞裙部2內部的圓形託盤上，電機9的轉子與花鍵套筒16過盈配合聯接，活塞頂部1內部上端開有花鍵槽17，花鍵套筒16與花鍵槽17間隙配合，活塞頂部1與活塞裙部2通過梯形截面螺紋聯接；活塞裙部2開有第一限位孔3和第二限位孔15,第一限位球4、第一限位彈簧5安裝在第一限位孔3內，第一限位球4、第一限位彈簧5與第一限位孔3為滑動聯接，第二限位球14、第二限位彈簧13安裝在第二限位孔15內，第二限位球14、第二限位彈簧13與第二限位孔15為滑動聯接，活塞頂部1開有第一拆卸孔6、第一滑動限位槽7、第二拆卸孔12、第二滑動限位槽11。

如圖1與圖2所示，活塞裙部2開有第一限位孔3和第二限位孔15,第一限位球4、第一限位彈簧5安裝在第一限位孔3內，第一限位球4、第一限位彈簧5與第一限位孔3為滑動聯接，第二限位球14、第二限位彈簧13與第二限位孔15的聯接關係和第一限位球4、第一限位彈簧5與第一限位孔3的聯接關係完全相同。

如圖1與圖3所示，活塞頂部1開有第一拆卸孔6、第一滑動限位槽7、第二拆卸孔12、第二滑動限位槽11。

如圖1、圖3、圖4、圖5與圖6所示，活塞頂部1內側為梯形截面內螺紋，活塞頂部1內部頂端開有花鍵槽17，第一滑動限位槽7開在活塞頂部1內螺紋的齒根處，第一滑動限位槽7截面為矩形,第一滑動限位槽7沿齒根表面呈弧形且沿順時針方向深度逐漸減小，第二滑動限位槽11形狀、尺寸與第一滑動限位槽7完全相同，第一滑動限位槽7與第二滑動限位槽11關於活塞頂部1的中心軸線對稱，第一拆卸孔6開在活塞頂部1的下端，且第一拆卸孔6與第一滑動限位槽7相通，第二拆卸孔12與第一拆卸孔6關於活塞頂部1的中心軸線對稱。

如圖1、圖7、圖8與圖9所示，活塞裙部2開有第一限位孔3、第二限位孔15，活塞裙部2內部中間為一圓形託盤，託盤開有圓形凹槽，凹槽內部有兩個螺紋孔。

如圖1、圖10與圖11所示，電機9為圓柱形，電機轉子橫截面為弓形，電機9上端為一圓盤，圓盤上有兩個螺栓孔。

如圖1、圖12與圖13所示，花鍵套筒16外側為花鍵，花鍵套筒16內部為弓形截面空，花鍵套筒16外側與花鍵槽17間隙配合，花鍵套筒16內孔與電機9的轉子過盈配合。

如圖1所示，當發動機需要大壓縮比時電機9轉動，力矩通過花鍵套筒16給活塞頂部1，活塞頂部1與活塞裙部2相對轉動，活塞頂部1相對活塞裙部上移，壓縮比變大，當活塞頂部1上移到一定距離，第一限位球4在第一限位彈簧5的彈力作用下進入第一滑動限位槽7，第二限位球14在第二限位彈簧13的彈力作用下進入第二滑動限位槽15，此時活塞頂部1不能繼續相對於活塞裙部2上移，壓縮比達到最大；當發動機需要小壓縮比時，電機9反轉，活塞頂部1與活塞裙部2相對轉動，活塞頂部1相對活塞裙部2下移，壓縮比變小。劇烈燃燒產生的氣缸壓力作用在活塞頂部1的頂端，由於活塞頂部1內螺旋的自鎖性，使得燃燒壓力不會強行推動活塞頂部1相對活塞裙部2運動，此時發動機的壓縮比保持恆定狀態，電機9不需轉動；在拆卸活塞頂部1與活塞裙部2過程中，第一限位球4在第一限位彈簧5的彈力作用下會進入第一滑動限位槽7，第二限位球14在第二限位彈簧13的彈力作用下會進入第二滑動限位槽15，此時只需用直徑小於第一拆卸孔6、第二拆卸孔12直徑的頂針將第一限位球4、第二限位球14分別頂入第一限位孔3、第二限位孔15內，就可完成拆卸。