[發明專利]磁驅動可變長度連桿裝置及其控制方法

在審

• 申請號: 201910942023.7
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN112240241A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 斯科特·阿格紐
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: F02B75/04
• 分類號: F02B75/04;F02D15/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 崔龍鉉;李新娜

本發明涉及一種設備，該設備可以包括：活塞頭，被配置成設置在發動機的氣缸內部；連桿裝置，聯接到活塞頭并從該活塞頭延伸；以及活塞聯接機構，至少部分地設置在活塞頭內部以將連桿裝置聯接到活塞頭，該連桿裝置包括：可變長度連桿，包括具有中空主體的陰型部件和至少部分地設置在陰型部件內部的陽型部件，陰型部件被配置成聯接到發動機的曲軸；一個或多個輥子，可轉動地設置在陽型部件中或陽型部件上；以及連桿磁鐵，鄰近一個或多個輥子的位置可運動地聯接到陽型部件。連桿裝置可以被配置成在鎖定狀態和解鎖狀態之間轉換。

技術領域

本公開總體涉及連桿裝置，并且更特別地，涉及磁驅動可變長度連桿裝置及其控制方法。

背景技術

連桿通常被稱為提供發動機特別是諸如內燃發動機的往復式發動機的活塞和曲柄或曲軸之間的機械聯動(linkage)的剛性構件。連桿起杠桿臂的作用以將活塞推入氣缸中并從氣缸拉出活塞并且將活塞的線性往復運動轉換成曲軸的轉動。然后，該運動被傳遞到能夠向配備有發動機的機器例如車輛提供動力的一系列裝置。

取決于連桿的發動機功率的常用量度是壓縮比，該壓縮比被定義為活塞處于下止點(BDC)時氣缸的排量與活塞處于上止點(TDC)時氣缸的排量之間的比率。更簡單地說，壓縮比可以指氣缸中最大容積與最小容積的比率。當連桿具有固定長度時，因為氣缸中的最大容積和最小容積恒定，所以發動機將具有固定排量和壓縮比。

問題在于，固定壓縮比可能導致無法進行性能優化。例如，在諸如空轉的低發動機負荷下，較高的壓縮比可以提高燃料經濟性。同時，在諸如來自駕駛員的大動力請求的高發動機負荷下，較低的壓縮比與增加的增壓相結合可以提高動力。

發明內容

本公開提供一種能夠動態地改變發動機排量和壓縮比以通過將壓縮比與適當的發動機負荷條件相匹配來提高整體車輛效率的可變長度連桿裝置。如本文所述的可變長度連桿裝置可以在發動機運行期間改變連桿的長度，以響應于高發動機負荷或低發動機負荷而增加或減小發動機的壓縮比，從而優化發動機性能。此外，如本文所述的可變長度連桿裝置可以使用磁力調整連桿的長度，從而排除諸如電機的不必要的輔助部件，簡化連桿設計，并且減小整體包裝尺寸。

根據本公開的實施例，一種設備可以包括：活塞頭，被配置成設置在發動機的氣缸內部；連桿裝置，聯接到活塞頭并從該活塞頭延伸；以及活塞聯接機構，至少部分地設置在活塞頭內部以將連桿裝置聯接到活塞頭，該連桿裝置包括：可變長度連桿，包括具有中空主體的陰型部件和至少部分地設置在陰型部件內部的陽型部件，陰型部件被配置成聯接到發動機的曲軸；一個或多個輥子，可轉動地設置在陽型部件中或陽型部件上，每個輥子的外表面被配置成與陰型部件的內表面接觸；以及連桿磁鐵，鄰近一個或多個輥子的位置可運動地聯接到陽型部件，其中連桿裝置被配置成在鎖定狀態和解鎖狀態之間轉換，在鎖定狀態下，陰型部件與陽型部件保持一致，在解鎖狀態下，連桿磁鐵響應于鄰近氣缸的磁場而運動，使得一個或多個輥子能夠轉動，從而允許陰型部件沿著連桿的軸線獨立于陽型部件運動。

此外，根據本公開的實施例，一種設備可以包括：活塞頭，被配置成設置在發動機的氣缸內部；連桿裝置，聯接到活塞頭并從該活塞頭延伸，連桿裝置包括可變長度連桿，該可變長度連桿包括具有中空主體的陰型部件和至少部分地設置在陰型部件內部的陽型部件，陰型部件被配置成聯接到發動機的曲軸；以及活塞聯接機構，至少部分地設置在活塞頭內部以將連桿裝置聯接到活塞頭，該活塞聯接機構包括：第一活塞-氣缸聯接襯塊和第二活塞-氣缸聯接襯塊，分別可運動地設置在活塞聯接機構的相對軸端；以及活塞聯接機構磁鐵，至少部分地可運動地設置在第一活塞-氣缸聯接襯塊和第二活塞-氣缸聯接襯塊之間，其中活塞聯接機構被配置成在縮回狀態和延伸狀態之間轉換，在縮回狀態下，第一活塞-氣缸聯接襯塊和第二活塞-氣缸聯接襯塊定位在活塞頭的外壁內部，在延伸狀態下，活塞聯接機構磁鐵響應于鄰近氣缸的磁場而運動，使得第一活塞-氣缸聯接襯塊和第二活塞-氣缸聯接襯塊沿著活塞聯接機構的軸線運動到活塞頭的外壁外部，從而第一活塞-氣缸聯接襯塊和第二活塞-氣缸聯接襯塊抵接氣缸的內表面以將活塞頭保持在氣缸內部的適當位置。