车辆发动机压缩比调节装置及车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆发动机压缩比调节装置及车辆。


背景技术：

2.发动机的压缩比是指活塞运动到下止点时的气缸容积与活塞运动到上止点时的气缸容积之比，压缩比增加能有效的提高发动机的热效率。一般情况下，发动机的压缩比越高，活塞做功行程就越长，做功就越多，输出功率也越大。但是，汽油机中过大的压缩比会导致不可控制的燃烧，从而损坏发动机，且在负荷比较大时容易发生爆震；柴油机中过大的压缩比使柴油机气缸压力过高，导致振动噪声加剧，运动部件所要承受的冲击负荷增大，从而影响柴油机的工作可靠性和使用寿命。为了避免以上情况，引入可变压缩比技术，此技术被认为是提高发动机热效率，改善燃油经济性最有效的手段之一，可以在低转时增加压缩比，提高发动机热效率；高转时降低压缩比，减少汽油机爆震以及柴油机工作粗暴。
3.但是在现有技术中，发动机的压缩比调节装置的响应速度较慢，只适用于发动机运行中高、低转速工况切换不频繁的情况。或者在发动机的压缩比调节装置在柴油机中的空间布置上存在困难，同时柴油机爆发压力大，在连杆小头上有限的空间内布置两套液压活塞摇臂系统，会削弱连杆局部的结构强度和耐久可靠性。
4.因此，亟需提供一种车辆发动机压缩比调节装置以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种车辆发动机压缩比调节装置及车辆，调节结构简单，相应速度快，不占用连杆小头空间，与原机互换通用性强。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.车辆发动机压缩比调节装置，包括：
8.连杆上部，所述连杆上部的第一端为小头端，所述连杆上部的第二端沿周向间隔设有至少两个滑块；
9.连杆下部，所述连杆下部的第一端为大头端，所述连杆下部的第二端设有容纳所述连杆上部第二端的容纳腔，所述容纳腔侧壁沿所述连杆下部的轴向螺旋设有容纳槽，所述容纳槽与所述滑块一一对应，且所述滑块滑动设置于所述容纳槽内，所述滑块将所述容纳槽分隔成两个隔离的控制腔，每个所述控制腔分别连接有油路单元，所述油路单元被配置为向所述控制腔内供油或使所述控制腔回油，以驱动所述滑块在所述容纳槽内移动使所述连杆上部相对所述连杆下部转动。
10.作为上述的车辆发动机压缩比调节装置的一种可选技术方案，每个所述容纳槽中的两个所述控制腔分别定义为第一控制腔和第二控制腔，向所述第一控制腔内注油时使所述连杆上部相对所述连杆下部逆时针转动，向所述第二控制腔内注油时使所述连杆上部相对所述连杆下部顺时针转动，多个所述第一控制腔连接有一个所述油路单元，多个所述第二控制腔连接有一个所述油路单元。
11.作为上述的车辆发动机压缩比调节装置的一种可选技术方案，所述油路单元包括：
12.腔体油路，设有多个，每个所述控制腔分别对应连通有所述腔体油路；
13.连通油路，连通多个所述腔体油路；
14.进油油路，与所述连通油路连通；
15.回油油路，与所述连通油路连通。
16.作为上述的车辆发动机压缩比调节装置的一种可选技术方案，所述车辆发动机压缩比调节装置还包括换向阀单元，所述换向阀单元被配置为控制向所述第一控制腔和所述第二控制腔中的一个注油，使所述第一控制腔和所述第二控制腔中的另一个回油。
17.作为上述的车辆发动机压缩比调节装置的一种可选技术方案，所述换向阀单元包括：
18.阀芯，滑动设置于所述连杆下部开设的内腔内，且所述阀芯将所述内腔分隔成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体内设有使所述阀芯压缩所述第二腔体的复位件，所述阀芯上设有第一进油槽、第二进油槽、第一回油槽和第二回油槽，所述第一进油槽和第二回油槽相对应且沿所述阀芯周向间隔设置，所述第二进油槽和所述第一回油槽相对应且沿所述阀芯周向间隔设置；
19.阀芯控制组件，被配置为控制所述阀芯沿所述内腔移动，
20.换向阀进油腔，所述阀芯移动能使所述第一进油槽或所述第二进油槽连通所述换向阀进油腔和所述第一控制腔的注油口或所述第二控制腔的注油口；
21.换向阀进油路，与所述换向阀进油腔连通；
22.第一换向阀回油路，在所述换向阀进油腔与所述第一进油槽连通时，所述第二回油槽连通所述第一换向阀回油路的第一端和所述第二控制腔的回油口；
23.第二换向阀回油路，在所述换向阀进油腔与所述第二进油槽连通时，所述第一回油槽连通所述第二换向阀回油路的第一端与所述第一控制腔的回油口。
24.作为上述的车辆发动机压缩比调节装置的一种可选技术方案，所述阀芯控制组件包括控制油路，所述控制油路的一端与所述第二腔体连通，所述控制油路的另一端连接有供油装置，所述控制油路上设有控制阀。
25.作为上述的车辆发动机压缩比调节装置的一种可选技术方案，所述换向阀单元还包括换向阀主回油路，所述换向阀主回油路分别与所述第一换向阀回油路的第二端和所述第二换向阀回油路的第二端连通。
26.作为上述的车辆发动机压缩比调节装置的一种可选技术方案，所述连杆上部第二端与所述容纳腔间隔设置形成回油腔，所述回油腔连通有回油腔油路。
27.作为上述的车辆发动机压缩比调节装置的一种可选技术方案，所述连杆下部的第二端设有第一弧形部件，所述连杆下部的第二端可拆卸连接有第二弧形部件，所述第二弧形部件与所述第一弧形部件围设形成所述容纳腔。
28.一种车辆，包括上述任一项所述的车辆发动机压缩比调节装置。
29.本发明的有益效果：
30.本发明提供的车辆发动机压缩比调节装置，采用分体式连杆的结构，通过液压控制连杆上部沿螺旋线相对连杆下部转动，进而实现整体连杆长度和压缩比的调节，且响应
速度快；设置多个滑块，及与滑块对应的容纳槽，提高了连杆上部转动的稳定性和可靠性；本发明提供的车辆发动机压缩比调节装置没有改变连杆上部的小头端以及连杆下部的大头端的结构，与原机互换通用性强，连杆的局部结构强度和耐久可靠性高；此外，本发明提供的车辆发动机压缩比调节装置可以更改滑块、容纳槽的大小及容纳槽的螺旋曲线等调节压缩比的变动范围，使用灵活性强。
附图说明
31.图1是本发明实施例提供的油路单元的第一结构示意图；
32.图2是本发明实施例提供的油路单元的第二结构示意图；
33.图3是本发明实施例提供的换向阀单元的第一结构示意图；
34.图4是本发明实施例提供的换向阀单元的第二结构示意图；
35.图5是本发明实施例提供的阀芯的第一视角的结构示意图
36.图6是本发明实施例提供的阀芯的第二视角的结构示意图；
37.图7是本发明实施例提供的阀芯的第三视角的结构示意图；
38.图8是本发明实施例提供的第一进油槽与第一控制腔的进油油路连通的结构示意图；
39.图9是本发明实施例提供的第二回油槽与第二控制腔的回油油路连通的结构示意图；
40.图10是本发明实施例提供的换向阀回油的第一结构示意图；
41.图11是本发明实施例提供的换向阀回油的第二结构示意图；
42.图12是本发明实施例提供的连杆下部的局部结构示意图；
43.图13是本发明实施例提供的第二弧形部件的结构示意图；
44.图14是本发明实施例提供的连杆上部的结构示意图。
45.图中：
46.1、连杆上部；2、紧帽；3、连杆下部；4、壳体；5、阀芯；6、内腔；7、密封圈；8、控制油路；9、控制阀；10、换向阀进油路；11、单向阀；12、换向阀堵头；13、复位件；14、第二弧形部件；15、回油腔；16、回油腔油路；17、换向阀进油腔；18、回油腔主回油路；19、缓存腔；20、缓存腔堵头；21、回油腔堵头；22、滑块；23、腔体油路；24、第一弧形部件；25、连通油路；26、进油油路；27、回油油路；28、连通油路堵头；30、腔体油路堵头；31、容纳槽；32、容纳腔；33、第一控制腔；34、第二控制腔；40、第一进油槽；41、第二进油槽；43、第二回油槽；44、第一回油槽；45、第一换向阀回油路；46、第二换向阀回油路；47、换向阀回油腔；48、换向阀主回油路。
具体实施方式
47.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
48.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也
可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
49.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
50.如图1-4和图12所示，本实施例提供了一种车辆发动机压缩比调节装置，包括连杆上部1和连杆下部3。连杆上部1的第一端为小头端，连杆上部1的第二端沿周向间隔设有至少两个滑块22。连杆下部3的第一端为大头端，连杆下部3的第二端设有容纳连杆上部1第二端的容纳腔32，容纳腔32侧壁沿连杆下部的轴向螺旋设有容纳槽31，容纳槽31与滑块22一一对应，且滑块22滑动设置于容纳槽31内，滑块22将容纳槽31分隔成两个隔离的控制腔，每个控制腔分别连接有油路单元，油路单元被配置为向控制腔内供油或使控制腔回油，以驱动滑块22在容纳槽31内移动使连杆上部1相对连杆下部3转动。
51.本实施例提供的车辆发动机压缩比调节装置，采用分体式连杆的结构，通过液压控制连杆上部1沿螺旋线相对连杆下部3转动，进而实现整体连杆长度和压缩比的调节，且响应速度快；设置多个滑块22，及与滑块22对应的容纳槽31，提高了连杆上部1转动的稳定性和可靠性；本实施例提供的车辆发动机压缩比调节装置没有改变连杆上部1的小头端以及连杆下部3的大头端的结构，与原机互换通用性强，连杆的局部结构强度和耐久可靠性高；此外，本实施例提供的车辆发动机压缩比调节装置可以更改滑块22、容纳槽31的大小及容纳槽31的螺旋曲线等调节压缩比的变动范围，使用灵活性强。
52.在本实施例中，由于设置多个容纳槽31，每个容纳槽31分别对应有两个控制腔，将每个容纳槽31的两个控制腔分别定义为第一控制腔33和第二控制腔34。向第一控制腔33内注油时使连杆上部1相对连杆下部3逆时针转动，并且是同时向多个第一控制腔33内注油，同时使多个第二控制腔34内的油回油。向第二控制腔34内注油时使连杆上部1相对连杆下部3顺时针转动，并且是同时向多个第二控制腔34内注油，同时使多个第一控制腔33内的油回油。多个第一控制腔33连接有一个油路单元，多个第二控制腔34连接有一个油路单元，实现对多个第一控制腔33或多个第二控制腔34的同步注油或回油，提高了连杆上部1转动的稳定性。且多个第一控制腔33共用一个油路单元及多个第二控制腔34共用一个油路单元，还简化了结构。
53.示例性的，本实施例中容纳腔32的侧壁设有两个容纳槽31，与其对应的连杆上部1设有两个尺寸相同的滑块22，且两个滑块22相对于连杆上部1的轴线对称设置，两个容纳槽31的尺寸相同，两个容纳槽31相对设置，且两个容纳槽31螺旋的方向相同。设置两个滑块22和两个容纳槽31，既能保证连杆上部1转动的稳定性和可靠性，还不会使连杆上部1和连杆下部3的连接结构复杂化。每个容纳槽31分别对应设有一个第一控制腔33和一个第二控制腔34。
54.在本实施例中，参见图1和图2所示，油路单元包括腔体油路23、连通油路25、进油
油路26和回油油路27。腔体油路23设有多个，每个控制腔分别对应连通有腔体油路23，通过腔体油路23向对应的控制腔内注入油或者回油。连通油路25连通多个腔体油路23，进油油路26和回油油路27分别与连通油路25连通。在向控制腔内注油时，油通过进油油路26、连通油路25进入多个腔体油路23内，然后进入对应的控制腔。在使控制腔回油时，控制腔内的油通过腔体油路23、连通油路25和回油油路27排出。本实施例提供的油路单元的结构实现了向多个第一控制腔33或者多个第二控制腔34内注油或回油的同步性。
55.为了便于加工，有的腔体油路23的一端与外部环境连通，通过使用腔体油路堵头30密封封堵该端。在加工时，连通油路25的一端与外部环境连通，通过使用连通油路堵头28密封封堵该端。
56.为了实现发动机高、低压缩比的实时切换，在本实施例中，如图3和图4所示，车辆发动机压缩比调节装置还包括换向阀单元，换向阀单元被配置为控制向第一控制腔33和第二控制腔34中的一个注油，使第一控制腔33和第二控制腔34中的另一个回油，并且能实时切换，以调节压缩比，响应速度快。
57.具体地，在一些实施例中，换向阀单元包括阀芯5，连杆下部3开设有内腔6，阀芯5滑动设置于内腔6中，阀芯5将内腔6分隔成第一腔体和第二腔体，第一腔体内设有使阀芯5压缩第二腔体的复位件13。为了便于安装阀芯5，内腔6为与外部环境连通的腔体，即在连杆下部3的壳体4表面开设形成内腔6。内腔6与外部环境连通的一侧为第一腔体，阀芯5的另一侧为第二腔体。为了便于固定复位件13，以及实现第二腔体的密封性，在内腔6的开口处设有换向阀堵头12，复位件13的一端抵于阀芯5上，另一端抵于换向阀堵头12上，复位件13具有使阀芯5压缩第二腔体的趋势。在本实施例中，复位件13为弹簧。
58.如图3-11所示，阀芯5上设有第一进油槽40、第二进油槽41、第一回油槽42和第二回油槽43。第一进油槽40和第二回油槽43相对应且沿阀芯5周向间隔设置，第二进油槽41和第一回油槽42相对应且沿阀芯5周向间隔设置。换向阀单元还包括阀芯控制组件、换向阀进油腔17、换向阀进油路10、第一换向阀回油路45和第二换向阀回油路46，换向阀进油路10与换向阀进油腔17连通。阀芯控制组件被配置为控制阀芯5沿内腔6移动。阀芯5移动能使第一进油槽40连通换向阀进油腔17和第一控制腔33的注油口，或者能使第二进油槽41连通换向阀进油腔17和第二控制腔34的注油口。在换向阀进油腔17与第一进油槽40连通时，第二回油槽43连通第一换向阀回油路45的第一端和第二控制腔34的回油口，以使连杆上部1相对于连杆下部3逆时针转动。在换向阀进油腔17与第二进油槽41连通时，第一回油槽44连通第二换向阀回油路46的第一端与第一控制腔33的回油口，以使连杆上部1相对于连杆下部3顺时针转动。
59.本实施例中使用一个换向阀单元即可实现控制多个第一控制腔33和多个第二控制腔34的注油和回油，简化了该车辆发动机压缩比调节装置的结构。
60.换向阀进油腔17内靠近内腔6的一侧设有密封圈7，密封圈7能保证当换向阀进油腔17与阀芯5上的第一进油槽40和第二进油槽41选择性连通时实现有效密封。
61.在本实施例中，连杆上部1相对于连杆下部3逆时针转动时，连杆上部1相对连杆下部3螺旋上升，直至滑块22与第二控制腔34的侧壁贴合，此时整体连杆最长，活塞表面与连杆下部3的大头端的间距最大，使发动机的压缩比达到了设定的最大值，并且在不可压缩的液压油的作用下，发动机以该压缩比稳定工作。在连杆上部1相对于连杆下部3顺时针转动
时，连杆上部1相对连杆下部3螺旋下降，直至滑块22与第一控制腔33的侧壁贴合，此时整体连杆最短，活塞表面与连杆下部3的大头端的间距最小，使发动机的压缩比达到了设定的最小值，并且在不可压缩的液压油的作用下，发动机以该压缩比稳定工作。
62.需要说明的是，参见图3、图8和图9所示，在压缩比变化的过程中，换向阀进油腔17内一直保持有进油状态。并且进一步地，在换向阀进油路10上设置单向阀11，单向阀11使油向换向阀进油腔17内流动，确保换向阀进油腔17内的油压稳定，进而使发动机的压缩比处于稳定状态。
63.阀芯控制组件控制阀芯5在内腔6内移动，具体地，在一些实施例中，阀芯控制组件包括控制油路8，控制油路8的一端与第二腔体连通，控制油路8的另一端连接有供油装置，控制油路8上设有控制阀9。打开控制阀9，通过控制油路8向第一腔体内注油，推动阀芯5压缩第一腔体，复位件13被压缩，使第一进油槽40连通换向阀进油腔17和第一控制腔33的注油口，第二回油槽44连通第一换向阀回油路45的第一端和第二控制腔34的回油口。打开控制阀9，在不向第一腔体内注油时，复位件13复位推动阀芯5压缩第一腔体，使第一腔体内的油通过控制油路8排出，第二进油槽41连通换向阀进油腔17和第二控制腔34的注油口，第一回油槽44连通第二换向阀回油路46的第一端与第一控制腔33的回油口。
64.为了进一步地简化结构，如图10和11所示，换向阀单元还包括换向阀主回油路48，换向阀主回油路48设置于连杆下部3上，换向阀主回油路48分别与第一换向阀回油路45的第二端和第二换向阀回油路46的第二端连通。通过第一换向阀回油路45和第二换向阀回油路46排出的油均通过换向阀主回油路48排出。
65.连杆下部3上还设有换向阀回油腔47，换向阀回油腔47分别与第一换向阀回油路45、第二换向阀回油路46和换向阀主回油路48连通，用于暂存油，避免换向阀主回油路48不能及时排出油而影响压缩比调节的响应速度。
66.连杆上部1和连杆下部3耦合连接的配合结构处会有油渗出，为了排出渗出的油，不影响正常调整发动机的压缩比，在本实施例中，参见图4所示，连杆上部1第二端与容纳腔32间隔设置形成回油腔15，回油腔15连通有回油腔油路16。渗出的油进入回油腔15，通过回油腔油路16排出。回油腔油路16设置于连杆下部3上。
67.连杆下部3上还设有缓存腔19和回油腔主回油路18，回油腔主回油路18与回油腔油路16连通，缓存腔19与回油腔主回油路18连通，缓存腔19起到了暂存油的目的，避免回油腔主回油路18不能及时排出油而影响压缩比调节的响应速度。
68.为了便于加工缓存腔，加工完的缓存腔19一端与外部环境连通，另一端与回油腔主回油路18连通，缓存腔19与外部环境连通的一端通过缓存腔堵头20密封封堵。
69.为了便于加工回油腔油路16，回油腔油路16的一端与回油腔15连通，另一端与外部环境连通，且该端通过回油腔堵头21密封封堵。
70.如图12-14所示，为了便于安装连杆上部1于连杆下部3上，使滑块22嵌入容纳槽31内，在本实施例中，连杆下部3的第二端设有第一弧形部件24，连杆下部3的第二端可拆卸连接有第二弧形部件14，第二弧形部件14与第一弧形部件24围设形成容纳腔32。
71.本实施例中，容纳腔32侧壁上设置两个容纳槽31，其中一个容纳槽31设置于第一弧形部件24上，另一个容纳槽31设置于第二弧形部件14上，在安装连杆上部1于连杆下部3上时，其中一个滑块22嵌入第一弧形部件24上的容纳槽31内，安装第二弧形部件14，另一个
滑块22会嵌入第二弧形部件14的容纳槽31内。
72.进一步地，在第二弧形部件14与第一弧形部件24连接后，通过紧帽2压紧以密封其中容纳腔32(紧帽2参见图3所示)。
73.示例性的，在使用本实施例提供的发动机压缩比调节装置时，向第一腔体内注入油，使阀芯5压缩第二腔体，阀芯5移动使第一进油槽40连通换向阀进油腔17和第一控制腔33的注油口，第二回油槽43连通第一换向阀回油路45的第一端和第二控制腔34的回油口，以使连杆上部1相对于连杆下部3逆时针转动，连杆上部1相对连杆下部3螺旋上升，直至滑块22与第二控制腔34的侧壁贴合，此时整体连杆最长，活塞表面与连杆下部3的大头端的间距最大，使发动机的压缩比达到了设定的最大值。
74.不再向第一腔体内注入油，复位件13复位推动阀芯5压缩第二腔体，阀芯5移动使第二进油槽41连通换向阀进油腔17和第二控制腔34的注油口，第一回油槽44连通第二换向阀回油路46的第一端与第一控制腔33的回油口，以使连杆上部1相对于连杆下部3顺时针转动，连杆上部1相对连杆下部3螺旋下降，直至滑块22与第一控制腔33的侧壁贴合，此时整体连杆最短，活塞表面与连杆下部3的大头端的间距最小，使发动机的压缩比达到了设定的最小值。
75.本实施例还提供了一种车辆，包括上述的车辆发动机压缩比调节装置。
76.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。