可變升程壓縮比活塞的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種汽車發動機活塞，更確切地說，本實用新型涉及一種可變升程壓縮比活塞。
【背景技術】
[0002]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。因為壓力升高可以讓氣體的密度變大，分子間的距離也就變小，這樣燃油分子和氧分子距離也就更近，燃燒速度就更快;溫度可以讓氣體分子運動速度加快，燃油分子和氧氣分子更容易互相作用，這就讓混合氣體更容易點燃。而且較小的燃燒空間可以較快的完成燃燒，燃燒過程加快也提高了性能。而過高的壓縮比會使得暴震的頻率增加，而且高的壓縮比對燃油的品質提出來更高的要求。為解決這一難題，目前國內外開始將研究重點轉向可變壓縮比發動機的研發當中，可變壓縮比發動機就是通過控制手段，實時的改變發動機的壓縮比，使得發動機在中低負荷情況下，采用高的壓縮比來提高發動機的熱效率和燃油經濟性;在高負荷的情況下采用低的壓縮比防止爆震的產生。
[0003]典型事例介紹:
[0004]在日內瓦車展上展出的薩博SVC(可變壓縮比)發動機，它是一臺直列5缸每缸4氣閥的發動機，排量為1598cc，但是其工作效率非常顯著，它的壓縮比能在8:1和14:1之間連續調節，它能產生225匹的最大功率和304牛米的最大扭力，動力與本田的3.2升V6發動機相似，而油耗卻非常低一一比普通相同功率發動機能減少超過30%的燃油消耗。這款SVC發動機升功率能達到150匹每升，這個指標是目前轎車發動機上最高的。同時廢氣排放能達到歐四標準。
[0005]采用可變壓縮比技術能夠:
[0006]1.提升發動機的熱效率，改善發動機燃油經濟性；
[0007]2.適用于多元燃料驅動；
[0008]3.有助于降低排放；
[0009]4.提高發動機運行穩定性；
[0010]5.在保證動力性的前提下，可使發動機排量進一步減小，結構更為緊湊，比質量更尚O
[0011]目前國內外發動機可變壓縮比的實現有很多的技術方案和相關專利，但大多都存在機械結構復雜、可變壓縮比數值控制困難、難以解決動平衡以及使發動機的體積和重量增大等問題，使得其開發難度和成本大大的增加。比如薩博公司的SVC發動機由于集成缸蓋可以發生偏轉，因此工程師必須為其設計一套獨立的冷卻系統。該系統的冷卻油道與缸體相連接，并用橡膠件進行密封，可如若橡膠件長久往復工作，就極易因為受力疲勞而發生開裂，進而導致整個冷卻油道出現泄漏。再者，因該機型加入了液壓推動裝置及以連續可變壓縮比作為開發目標，所以其無論軟件還是硬件方面都要比傳統內燃機復雜上很多。尤其是軟件方面，當時的薩博尚未掌握一套成熟可靠的控制邏輯，以確保在連續可變壓縮比時發動機能夠穩定運轉。故直至其破產，這款發動機也未被投入實際使用。而日產使用的技術是在原有的曲柄連桿機構上又額外增加了一套VCR連桿機構及一根控制軸。其中VCR連桿機構由轉動曲柄銷杠桿及其一端與控制軸的連接連桿構成。當控制軸轉動時，控制軸連桿會帶動曲柄銷回轉，并使杠桿發生擺動。由此便促使活塞的上止點位置出現上下移動，實現了壓縮比的可變。但增加的系統連桿數量頗多，由此便會引發發動機的整體摩擦損失增大，如果發動機過度磨損，顯然壽命上就無法被市場所接受;連桿數量的增多還會使發動機的振動變得更加難以控制，進而引發共振及異響現象的出現。因此日產的可變壓縮比發動機也沒有出現在市面上。
【發明內容】
[0012]本實用新型所要解決的技術問題是克服了現有技術存在機械結構復雜、零件繁多與密封性差的問題，提供了一種可變升程壓縮比活塞。
[0013]為解決上述技術問題，本實用新型是采用如下技術方案實現的:所述的可變升程壓縮比活塞包括活塞體上部、內套、電機、電機座、卡環、壓簧與活塞體下部。
[0014]所述的電機包括電機定子與電機轉子。
[0015]電機座安裝在活塞體下部頂端的內孔中，使電機座底面上的一至八個結構相同的圓臺形凸臺和活塞體下部上相對應的圓臺形凹坑對正配裝，電機定子安裝在電機座中心處的圓環體中為固定連接，電機定子的底端面與圓環體內的電機座接觸連接，電機轉子裝入電機定子的中心孔中，內套套裝在電機轉子與電機定子的周圍，并且內套上的花鍵孔與電機轉子頂端的花鍵軸配裝，內套中心孔處的內底面與電機轉子的軸肩頂端面接觸連接，電機轉子的軸肩的底面與電機定子的頂端面接觸連接，壓簧與卡環由下至上地安裝在活塞體下部頂端的環形凹槽中，活塞體上部安裝在活塞體下部的頂端，活塞體上部與內套之間為螺紋連接，活塞體上部與活塞體下部之間為滑動連接。
[0016]技術方案中所述的電機座為圓盤類結構件，電機座的底面上均勾地分布有一至八個結構相同的圓臺形凸臺，圓臺形凸臺和活塞體下部上相對應的結構相同的圓臺形凹坑相對正，電機座的頂端面的中心處設置有用于安裝電機定子的圓環體，圓環體、一至八個結構相同的圓臺形凸臺所分布的圓周與電機座的回轉軸線共線。
[0017]技術方案中所述的內套為圓筒形結構件，內套頂部的中心處設置有花鍵孔，花鍵孔的結構尺寸與電機轉子上的花鍵軸的結構尺寸相同，內套外壁上設置有與活塞體上部上的內螺紋相配合的外螺紋，外螺紋的形狀為三角形或梯形，內套底部的外圓柱面上設置有橫截面為矩形的圓環體式凸起，圓環體式凸起與內套的回轉軸線共線。
[0018]技術方案中所述的活塞體上部的內孔壁上設置有內螺紋，內螺紋的形狀為三角形或梯形;活塞體上部底面上沿軸向均勻地分布有二至六個結構相同的橫截面為扇形的導向孔，活塞體上部通過結構相同的橫截面為扇形的導向孔對應地套裝在活塞體下部上二至六個結構相同的橫截面為扇形的導向板上，兩者之間為滑動連接。
[0019]技術方案中所述的活塞體下部的頂端環形面上沿軸向均勻地分布有二至六個結構相同的橫截面為扇形的導向板，即各導向板的高度相同，寬度相同，厚度相同，導向板所分布的圓周的回轉中心線與活塞體下部的回轉中心線共線，活塞體下部頂端的內孔壁上設置有用于安裝卡環與壓簧的環形凹槽，環形凹槽下方的圓環形的底面上均勻地設置有一至八個結構相同的圓臺形的用來固定電機座的凹坑。
[0020]技術方案中所述的電機轉子的一端設置為花鍵軸，花鍵軸的結構是由六個扇形外齒所構成，電機轉子的另一端設置為光軸，花鍵軸與光軸之間設置有軸肩，花鍵軸、軸肩與光軸的回轉軸線共線;花鍵軸的結構尺寸與內套頂部中心處的花鍵孔的結構尺寸相同，光軸的結構尺寸與電機定子中心孔的結構尺寸相同。
[0021]與現有技術相比本實用新型的有益效果是:
[0022]1.本實用新型所述的可變升程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，安裝方便，工藝性好。
[0023]2.本實用新型所述的可變升程壓縮比活塞因為采用了螺旋機構嚙合，使得可變壓縮比無級，能夠精確的控制壓縮比，滿足發動機在不同工況下的需要。
[0024]3.本實用新型所述的可變升程壓縮比活塞的可變技術是通過改變活塞頂部與連桿的相對位置來實現的，而活塞頂有氣環與油環的刮油和擋油作用，活塞的密封性相對較好。
[0025]4.本實用新型所述的可變升程壓縮比活塞由于只對活塞內部進行相應的局部改動，并未涉及汽缸蓋和燃燒室，因此該發明能極大的減少工藝成本，經濟性能高。
【附圖說明】
[0026]下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明:
[0027]圖1是本實用新型所述的可變升程壓縮比活塞結構組成主視圖上的全剖視圖；
[0028]圖2是本實用新型所述的可變升程壓縮比活塞內部結構的軸測投影視圖；
[0029]圖3是本實用新型所述的可變升程壓縮比活塞所采用的內套零件結構組成的主視圖；
[0030]圖4是本實用新型所述的可變升程壓縮比活塞所采用的內套零件結構組成的仰視圖
[0031]圖5是本實用新型所述的可變升程壓縮比活塞所采用的電機轉子結構組成的主視圖；
[0032]圖6是本實用新型所述的可變升程壓縮比活塞所采用的電機轉子結構組成的左視圖
[0033]圖7-a是本實用新型所述的可變升程壓縮比活塞所采用的壓簧零件結構組成的主視圖；
[0034]圖7-b是圖7-a中I處的局部放大視圖；
[0035]圖8是本實用新型所述的可變升程壓縮比活塞所采用的壓簧零件結構組成的俯視圖
[0036]圖9是本實用新型所述的可變升程壓縮比活塞所采用的卡簧零件結構組成的主視圖
[0037]圖中:1.活塞體上部，2.內套，3.電機定子，4.電機座;5.電機轉子，6.卡環，7壓簧，
8.活塞體下部，9.導向板。
【具體實施方式】
[0038]下面結合附圖對本實用新型作詳細的描述:
[0039]參閱圖1，本實用新型所述的可變升程壓縮比活塞包括活塞體上部1、內套2、電機(電機定子3、電機轉子5)、電機座4、卡環6、壓簧7與活塞體下部8。
[0040]參閱圖1與圖2，將整體活塞分割成活塞體上部I與活塞體下部8兩個部分，活塞體下部8的頂端環形面上沿軸向均勻地分布(鑄)有二至六個結構相同的橫截面為扇形的導向板9，即各導向板的高度相同，寬度相同，厚度相同，導向板9所分布的