CN114060148B - 长度可变的连杆及发动机和连杆长度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种长度可变的连杆及具有该连杆的发动机和连杆长度控制方法，本发明的连杆包括第一连杆体、第二连杆体及锁止机构，第一连杆体的一端与第二连杆体的一端滑动插接相连，并被约束于第二连杆体中，且随第一连杆体与第二连杆体之间的相对滑动，可构成连杆长度的伸缩变化，并因第二连杆体对第一连杆体的插接端的限位，第一连杆体具有相对于第二连杆体处于伸出状态的伸出位，以及相对于第二连杆体处于收缩状态的收缩位；锁止机构设于第二连杆体上，锁止机构具有锁止端，且响应于外部控制信号，锁止机构动作而可由锁止端锁定第一连杆体于伸出位或收缩位。本发明的连杆能够实现自身长度的可变，且其实现形式结构简单，而有着很好实用性。

Description

长度可变的连杆及发动机和连杆长度控制方法

技术领域

本发明涉及发动机压缩比调节技术领域，特别涉及一种长度可调的连杆。本发明同时也涉及一种具有上述连杆的发动机，以及一种连杆长度的控制方法。

背景技术

汽车发动机压缩比是影响发动机油耗、动力及热效率的主要参数，一般来说在同等调节下，发动机热效率越高，油耗越低，且动力性能也会越强，不过，高压缩比也会带来发动机爆震的弊端。同时，不同发动机转速下，对应的爆震临界压缩比值是不同的，且通常发动机转速越高，对应的临界值越低，而现有的发动机压缩比一般都是固定的，由此只能在发动机工作转速范围内取最低值，这无疑会大大影响发动机的性能。

为克服发动机压缩比固定不变的缺点，可变压缩比技术应运而生，且目前改变发动机压缩比的方式之一为改变发动机连杆的中心距，也即改变连杆的长度。但是现有的连杆长度改变方式多为通过液压装置调节连杆结构长度，或是增加操纵机构来调节连杆长度，这些长度调节形式均有着结构复杂、可靠性较低等不足。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种长度可变的连杆，以可实现连杆长度的调节，且可使长度调节结构得到简化。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种长度可变的连杆，包括：

第一连杆体和第二连杆体，所述第一连杆体的一端与所述第二连杆体的一端滑动插接相连，并被约束于所述第二连杆体中，且随所述第一连杆体与所述第二连杆体之间的相对滑动，可构成所述连杆长度的伸缩变化，并因所述第二连杆体对所述第一连杆体的插接端的限位，所述第一连杆体具有相对于所述第二连杆体处于伸出状态的伸出位，以及相对于所述第二连杆体处于收缩状态的收缩位；

锁止机构，设于所述第二连杆体上，所述锁止机构具有锁止端，且响应于外部控制信号，所述锁止机构动作而可由所述锁止端锁定所述第一连杆体于所述伸出位或所述收缩位。

进一步的，相对于插接相连的一端，于所述第一连杆体和所述第二连杆体的另一端分别设有铰接孔。

进一步的，于所述第二连杆体上设有插装腔，所述第一连杆体的插接端位于所述插装腔中，且所述插装腔的一端贯穿至所述第二连杆体的端部，以构成所述第一连杆体于所述第二连杆体内的滑动设置，并于所述插装腔的一侧设有贯通至所述第二连杆体外的开口，所述第一连杆体的插接端的一侧设有伸于所述开口中的凸台，且所述凸台随动所述第一连杆体，而可于所述开口中滑动。

进一步的，所述第二连杆体上设有沉槽，所述沉槽一端贯穿至所述第二连杆体的端部，所述沉槽一侧具有所述开口，并于所述第二连杆体上固连有以封盖所述沉槽的盖板，所述插装腔由被封盖的所述沉槽构成。

进一步的，所述锁止机构包括对应所述开口固设于所述第二连杆体上的推拉电磁阀，所述锁止端由所述推拉电磁阀的可伸缩的阀杆构成，且因伸出的所述阀杆对所述第一连杆体的插接端的卡置，而锁定所述第一连杆体。

进一步的，所述推拉电磁阀为间距布置的两个，并包括分别对应所述第一连杆体的伸出位及收缩位设置的伸出位推拉电磁阀和收缩位推拉电磁阀，所述伸出位推拉电磁阀的阀杆长于所述收缩位推拉电磁阀，且因所述伸出位推拉电磁阀的阀杆于所述插接端端部的卡置，而锁定所述第一连杆体于所述伸出位，因所述收缩位推拉电磁阀的阀杆于所述凸台一侧的卡置，而锁定所述第一连杆体于所述收缩位。

进一步的，所述第一连杆体的插接端的端部构造有外凸的延长段，所述伸出位推拉电磁阀的阀杆卡置于所述延长段的端部，而锁定所述第一连杆体于所述伸出位。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明的连杆通过锁止机构对第一连杆体于伸出位和收缩位的分别锁定，可实现插接相连第一连杆体相对于第二连杆体的伸缩，进而能够实现连杆整体的长度变化，而且由于仅通过两个连杆体插接相连，以及使得第一连杆体的插接端被约束在第二连杆体内，并利用锁止机构对第一连杆体进行锁定，其也使得该连杆长度调节结构相较于现有的液压调节或增设操纵机构等方式，在结构上更为简单，从而能够使得长度调节结构得到简化，且也可因此提高调节结构的可靠性。

本发明同时也提出了一种发动机，于所述发动机的活塞和曲轴之间设有如上所述的长度可变的连杆，且所述外部控制信号来自于所述发动机的控制器。

此外，本发明还提出了一种连杆长度的控制方法，其用于控制以上所述的连杆的长度，且所述控制方法包括：

所述控制器检测到发动机爆震信号时，锁定所述第一连杆体于所述收缩位，所述控制器检测到无发动机爆震信号时，锁定所述第一连杆体于所述伸出位。

进一步的，所述控制器检测到发动机爆震信号时，首先于所述发动机的进气行程解除对所述第一连杆体于伸出位的锁定，并于所述发动机的压缩、做功或排气行程，锁定所述第一连杆体于所述收缩位；

所述控制器检测到无发动机爆震信号时，首先于所述发动机的压缩、做功或排气行程解除对所述第一连杆体于收缩位的锁定，并于所述发动机的进气行程，锁定所述第一连杆体于所述伸出位

本发明的连杆长度控制方法可在发动机发生爆震时，使连杆长度缩短，而有助于消除爆震，且在无爆震时则可使连杆长度伸长，以有利于提升发动机运转性能。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一所述的连杆的结构示意图；

图2为本发明实施例一所述的连杆结构的***图；

图3为本发明实施例一所述的第一连杆体的结构示意图；

图4为本发明实施例一所述的第二连杆体的结构示意图(无盖板时)；

图5为本发明实施例一所述的伸出位推拉电磁阀的结构示意图；

图6为本发明实施例一所述的收缩位推拉电磁阀的结构示意图；

图7为本发明实施例一所述的第一连杆体被锁定于伸出位时的示意图；

图8为本发明实施例一所述的第一连杆体被锁定于收缩位时的示意图；

附图标记说明：

1-第一连杆体，2-第二连杆体，3-伸出位推拉电磁阀，4-收缩位推拉电磁阀，5-盖板；

101-第一连杆头部，102-第一连杆杆部，103-第一连杆铰接孔，104-延长段，105-凸台，106-端部抵接面，107-凸台抵接面；

201-第二连杆头部，202-第二连杆杆部，203-第二连杆铰接孔，204-挡块，205-沉槽，2051-贯穿口，2052-开口，206-端部限位面，207-凸台限位面，208-固定孔；

301-伸出阀阀杆，302-伸出阀固定螺栓；

401-收缩阀阀杆，402-收缩阀固定螺栓；

501-固定螺钉。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

本实施例涉及一种长度可变的连杆，该连杆一般用于汽车发动机中，并用于发动机内活塞和曲轴之间的传动连接，且本实施例的连杆通过设置其长度为可调的，能够根据发动机的运转工况，特别是发动机爆震工况，改变自身长度，由此可在发生爆震时使连杆长度缩短，以有助于消除爆震，并在无爆震时使连杆长度伸长，而有利于提升发动机运转性能。

整体结构设计上，本实施例的连杆包括第一连杆体、第二连杆体以及锁止机构。其中，第一连杆体的一端与第二连杆体的一端滑动插接相连，并被约束于第二连杆体中，且随第一连杆体与第二连杆体之间的相对滑动，而可构成连杆长度的伸缩变化。

与此同时，基于第一连杆体在第二连杆体中的可滑动，以及第一连杆体的插接端被约束于第二连杆体内，也因第二连杆体对第一连杆体的插接端的限位，而使得第一连杆体具有相对于第二连杆体处于伸出状态的伸出位，以及相对于第二连杆体处于收缩状态的收缩位。

此外，上述锁止机构具体设置于第二连杆体上，且该锁止机构具有锁止端，并响应于外部控制信号，该锁止机构动作而能够由锁止端将第一连杆体锁定于所述伸出位或收缩位。

本实施例根据以上的整体设置，利用第一连杆体可相对于第二连杆体分别处于伸出位及收缩位，最终利用锁止机构对第一连杆体于伸出位和收缩位的分别锁定，便可实现插接相连第一连杆体相对于第二连杆体的伸缩，从而能够实现连杆整体的长度变化。

此时，基于上述设计思想，本实施例的长度可调的连杆的一种示例性结构即如图1及图2中所示，且其中，第一连杆体1的插接端，也即图2中第一连杆体1的标号A所指一端插接于第二连杆体2中。

另外，如图3所示为本实施例的第一连杆体1的结构示意图，其主体结构由第一连杆头部101，以及与该第一连杆头部101固连的第一连杆杆部102构成。在第一连杆头部101处开设有第一连杆铰接孔103，该第一连杆铰接孔103一般即用于和发动机内的活塞铰接相连，以实现连杆和活塞之间的连接。

本实施例，在第一连杆体1的插接端部位具体设置有位于一侧的凸台105，该凸台105向第一连杆体1一侧外凸，且在连杆装配后，该凸台105即位于下述的第二连杆体2内的开口2052中。除了凸台105，在第一连杆体1的插接端的端部也进一步构造有外凸的延长段104，且此时该延长段104的端部也便形成了第一连杆体1的插接端的端部。

如图4所示为本实施例的第二连杆体2的具体结构，与第一连杆体1类似的，在主体结构上，第二连杆体2也由第二连杆头部201，以及与第二连杆头部201固连的第二连杆杆部202构成，且在第二连杆头部201处也开设有第二连杆铰接孔203，以用于整体连杆和发动机内曲轴之间的铰接相连。

本实施例中，为实现第一连杆体1的插接端在第二连杆体2内的插接设置，具体为在第二连杆体2上设置有插装腔，且第一连杆体1的插接端便位于该插装腔中。此时，作为以上插装腔的一种成型方式，本实施例为在第二连杆体2上设置有沉槽205，该沉槽205的一端贯穿至第二连杆体2的端部，以构成供第一连杆体1于第二连杆体2内滑动设置的贯穿口2051，并且沉槽205的一侧也具有贯通至第二连杆体2外的所述开口2052，而该开口2052则具体由一体成型在第二连杆杆部202上挡块204，以及该第二连杆杆部202本体共同夹设形成。

除了上述沉槽205，本实施例进一步的在第二连杆体2上还固连有用以封盖所述沉槽205的盖板5，盖板5一般可通过多个固定螺钉501固定至第二连杆体2上的各固定孔208中。如此，通过该盖板5的封盖，也即可由该被封盖的沉槽205构成所述插装腔。

本实施例通过第二连杆体2上的贯穿口2051，也便实现了被约束的第一连杆体1相对于第二连杆体2的滑动设置，且利用第一连杆体1上的凸台105位于开口2052中，则也能够实现凸台105随动第一连杆体1，而于所述开口2052中滑动。此时，随着第二连杆体1的滑动，当第一连杆体1的插接端端部的端部抵接面106与第二连杆体2内的端部限位面206接触时，即能够实现对第一连杆体1的限位，而使第一连杆体1位于缩回于第二连杆体2中的收缩位。而当第一连杆体1的凸台105上的凸台抵接面107与第二连杆体2内的凸台限位面207接触时，则也能够实现对第一连杆体1的限位，并使第一连杆体1位于由第二连杆体2中伸出的伸出位。

本实施例利用以上的沉槽205及相应的用于封盖的盖板5，共同实现第二连杆体2中插装腔的成型，其有着结构较为简单，且利于装配的特点。不过，需要说明的是，当然除了由沉槽205与盖板5等构成所述插装腔，本实施例亦可采用其它结构形式，以同样实现第一连杆体1的插接端于第二连杆体2内的约束设置，且也实现第一连杆体1和第二连杆体2之间的滑动布置。

此时，对于插装腔的其它成型形式，例如可使得第二连杆杆部202整体上呈两半式，并在每一半体结构上分别设置沉槽205，而后在将第一连杆体1的插接端置于其中一半体结构上的沉槽205内后，再扣合并固定另一半体结构即可。需要注意的是，因两个半体结构上均设置有沉槽205，所以各半体结构上的沉槽205就需设置的槽深要小一些，且为保证第二连杆杆部202和第二连杆头部201的连接强度，在两个半体结构扣合后，除了进行两个半体结构之间的固连，也可将为活动状的那一半体结构和第二连杆头部201之间进行固连。

本实施例中，作为一种优选的实施形式，上述锁止机构具体包括对应开口2052固设于第二连杆体2上的推拉电磁阀。此时，所述锁止端也即由该推拉电磁阀的可伸缩的阀杆构成，并且因伸出的阀杆对第一连杆体1的插接端的卡置，进而即能够锁定第一连杆体1。

在采用推拉电磁阀时，进一步的作为一种示例性布置形式，仍如图1或图2所示，本实施例的推拉电磁阀可设为间距布置的两个，且其具体为包括分别对应第一连杆体1的伸出位及收缩位设置的伸出位推拉电磁阀3和收缩位推拉电磁阀4。

其中，本实施例的推拉电磁阀采用现有部件便可，且伸出位推拉电磁阀3的结构可如图5中所示，其上的阀杆具体为伸出阀阀杆301，且该伸出位推拉电磁阀3也可通过多个伸出阀固定螺栓302固定于第二连杆体2上。收缩位推拉电磁阀4的结构则如图6所示，其在结构上与伸出位推拉电磁阀3基本一致，并也具有收缩阀阀杆401，以及通过多个收缩阀固定螺栓402进行固定，且该收缩位推拉电磁阀4和伸出位推拉电磁阀3的不同之处仅在于伸出位推拉电磁阀3的阀杆要长于收缩位推拉电磁阀4。

本实施例中，参考于图7所示的，由以上伸出位推拉电磁阀3的设置，当第一连杆体1因滑动而位于伸出位时，伸出位推拉电磁阀3上的伸出阀阀杆301卡置于第一连杆体1端部的端部抵接面106处，也便能够将第一连杆体1锁定于所述的伸出位。而再参考图8所示的，在第一连杆体1因滑动而位于收缩位时，收缩位推拉电磁阀4上的收缩阀阀杆401卡置于凸台105一侧的凸台抵接面107处，即能够将第一连杆体1锁定于所述的收缩位。

由此，利用伸出位推拉电磁阀3和收缩位推拉电磁阀4中的阀杆的分别卡置，便能够分别实现对第一连杆体1于伸出位及收缩位的锁定，从而将第一连杆体1定位于相对于第二连杆体2的伸出状态或缩回状态，以因此最终实现两个连杆体组成的连杆整体长度的变化。

不过，除了设置两个推拉电磁阀，以通过该两个推拉电磁阀中阀杆的分别工作，以实现对第一连杆体1于伸出位及收缩位的锁定。当然，本实施例将推拉电磁阀设置为仅固定至第二连杆体2上的一个也是可行的，但此时第一连杆体1的插接端部位需要进行适应的结构调整。其比如可在第一连杆体1的插接端的一侧设置分别对应伸出位及收缩位的卡槽，且利用仅为一个的推拉电磁阀的阀杆于不同卡槽内的卡置，也实现对第一连杆体1的锁定。

本实施例的连杆通过锁止机构对第一连杆体1于伸出位和收缩位的分别锁定，可实现插接相连第一连杆体1相对于第二连杆体2的伸缩，由此能够实现连杆整体的长度变化。而且由于仅通过两个连杆体的插接相连，以及使得第一连杆体1的插接端被约束在第二连杆体2内，并利用锁止机构对第一连杆体1进行锁定，其也使得该连杆长度调节结构相较于现有的液压调节或增设操纵机构等方式，在结构上更为简单，进而能够使得长度调节结构得到简化，并亦可提高调节结构的可靠性。

实施例二

本实施例涉及一种发动机，在该发动机的活塞和曲轴之间即设有实施例一中的长度可变的连杆，且实施例一中所述的外部控制信号一般也即来自于发动机的控制器(即发动机ECU)。

本实施例通过采用长度可变的连杆，能够在发动机发生爆震时，使连杆长度缩短，从而有助于消除爆震，并且在无爆震时，其则可使连杆长度伸长，进而也有利于提升发动机运转性能。

此时，本实施例对连杆长度的控制，以实现上述效果的具体控制包括有如下的方法：

a.控制器检测到发动机爆震信号时，锁定第一连杆体1于收缩位；

b.控制器检测到无发动机爆震信号时，锁定第一连杆体1于伸出位。

其中，对于上述控制器检测到发动机爆震信号时，本实施例具体也为在控制器的控制下，首先于发动机的进气行程，利用连杆未受压力时，解除对第一连杆体1于伸出位的锁定，也即使得伸出阀阀杆301缩回。然后，再于发动机的压缩、做功或排气行程，利用连杆受压，收缩阀阀杆401不受力，而使得收缩阀阀杆401伸出，以将第一连杆体1锁定于收缩位。

而对于控制器检测到无发动机爆震信号时，与上述有爆震信号时类似的，控制器也为首先于发动机的压缩、做功或排气行程时，利用连杆受压力，收缩阀阀杆401不受力，而使收缩阀阀杆401缩回，以解除对第一连杆体1于收缩位的锁定。然后，再于发动机的进气行程，利用连杆受拉力，伸出阀阀杆301不受力，而使伸出阀阀杆301伸出，从而将第一连杆体1锁定于所述伸出位。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种长度可变的连杆，其特征在于，包括：

第一连杆体(1)和第二连杆体(2)，所述第一连杆体(1)的一端与所述第二连杆体(2)的一端滑动插接相连，并被约束于所述第二连杆体(2)中，且随所述第一连杆体(1)与所述第二连杆体(2)之间的相对滑动，可构成所述连杆长度的伸缩变化，并因所述第二连杆体(2)对所述第一连杆体(1)的插接端的限位，所述第一连杆体(1)具有相对于所述第二连杆体(2)处于伸出状态的伸出位，以及相对于所述第二连杆体(2)处于收缩状态的收缩位；

锁止机构，设于所述第二连杆体(2)上，所述锁止机构具有锁止端，且响应于外部控制信号，所述锁止机构动作而可由所述锁止端锁定所述第一连杆体(1)于所述伸出位或所述收缩位；

于所述第二连杆体(2)上设有插装腔，所述第一连杆体(1)的插接端位于所述插装腔中，且所述插装腔的一端贯穿至所述第二连杆体(2)的端部，以构成所述第一连杆体(1)于所述第二连杆体(2)内的滑动设置，并于所述插装腔的一侧设有贯通至所述第二连杆体(2)外的开口(2052)，所述第一连杆体(1)的插接端的一侧设有伸于所述开口(2052)中的凸台(105)，且所述凸台(105)随动所述第一连杆体(1)，而可于所述开口(2052)中滑动；

所述第二连杆体(2)上设有沉槽(205)，所述沉槽(205)一端贯穿至所述第二连杆体(2)的端部，所述沉槽(205)一侧具有所述开口(2052)，并于所述第二连杆体(2)上固连有以封盖所述沉槽(205)的盖板(5)，所述插装腔由被封盖的所述沉槽(205)构成；

所述锁止机构包括对应所述开口(2052)固设于所述第二连杆体(2)上的推拉电磁阀，所述锁止端由所述推拉电磁阀的可伸缩的阀杆构成，且因伸出的所述阀杆对所述第一连杆体(1)的插接端的卡置，而锁定所述第一连杆体(1)。

2.根据权利要求1所述的长度可变的连杆，其特征在于：相对于插接相连的一端，于所述第一连杆体(1)和所述第二连杆体(2)的另一端分别设有铰接孔。

3.根据权利要求1所述的长度可变的连杆，其特征在于：所述推拉电磁阀为间距布置的两个，并包括分别对应所述第一连杆体(1)的伸出位及收缩位设置的伸出位推拉电磁阀(3)和收缩位推拉电磁阀(4)，所述伸出位推拉电磁阀(3)的阀杆长于所述收缩位推拉电磁阀(4)，且因所述伸出位推拉电磁阀(3)的阀杆于所述插接端端部的卡置，而锁定所述第一连杆体(1)于所述伸出位，因所述收缩位推拉电磁阀(4)的阀杆于所述凸台(105)一侧的卡置，而锁定所述第一连杆体(1)于所述收缩位。

4.根据权利要求3所述的长度可变的连杆，其特征在于：所述第一连杆体(1)的插接端的端部构造有外凸的延长段(104)，所述伸出位推拉电磁阀(3)的阀杆卡置于所述延长段(104)的端部，而锁定所述第一连杆体(1)于所述伸出位。

5.一种发动机，其特征在于：于所述发动机的活塞和曲轴之间设有如权利要求1至4中任一项所述的长度可变的连杆，且所述外部控制信号来自于所述发动机的控制器。

6.一种连杆长度的控制方法，用于控制权利要求5中的所述连杆的长度，其特征在于：所述控制方法包括：

所述控制器检测到发动机爆震信号时，锁定所述第一连杆体(1)于所述收缩位，所述控制器检测到无发动机爆震信号时，锁定所述第一连杆体(1)于所述伸出位。

7.根据权利要求6所述的连杆长度的控制方法，其特征在于：

所述控制器检测到发动机爆震信号时，首先于所述发动机的进气行程解除对所述第一连杆体(1)于所述伸出位的锁定，并于所述发动机的压缩、做功或排气行程，锁定所述第一连杆体(1)于所述收缩位；

所述控制器检测到无发动机爆震信号时，首先于所述发动机的压缩、做功或排气行程解除对所述第一连杆体(1)于所述收缩位的锁定，并于所述发动机的进气行程，锁定所述第一连杆体(1)于所述伸出位。

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