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用于可变压缩比发动机的方法和系统

阅读:1015发布:2020-05-22

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1.一种系统,其包括:
通过第一室和第二室中的液压流体旋转的曲轴偏心环,所述曲轴偏心环包括第一突起和第二突起。
2.如权利要求1所述的系统,其中所述第一液压室是低压缩室并且所述第二液压室是高压缩室。
3.如权利要求1所述的系统,其中所述偏心环夹在第一平衡重与第二平衡重之间,并且所述第一室布置在所述第一平衡重中且所述第二室布置在所述第二平衡重中。
4.如权利要求1所述的系统,其中所述第一突起仅接触所述第一室中的液压流体并且所述第二突起仅接触所述第二室中的液压流体。
5.如权利要求1所述的系统,其中去往和离开所述第一室和所述第二室的液压流体流是成比例的,其中流动到所述第一室中的液压流体的量等于流出所述第二室的液压流体的量,或反之亦然。
6.如权利要求1所述的系统,其中所述第一室和所述第二室在大小和形状上相同,并且其中所述第一室和所述第二室在相同位置中包括第一最末端部和第二最末端部,并且其中所述第一室邻近所述第一最末端部包括第一室开口,并且其中所述第二室邻近所述第二最末端部包括第二室开口。
7.如权利要求6所述的系统,其中所述第一突起和所述第二突起成矩形棱柱形,并且其中所述第一突起的最接近所述第一室开口的边缘带斜面,并且其中所述第二突起的最接近所述第二室开口的边缘带斜面。
8.如权利要求6所述的系统,其中除了所述第一开口和所述第二开口之外,所述第一室和所述第二室中不存在其他的入口或另外的出口。
9.如权利要求1所述的系统,其中所述第一室和所述第二室成弧形。
10.一种发动机缸体,其包括:
液压流体源,所述液压流体源流体联接到分别布置在第一主轴轴承和第二主轴颈轴承上的第一主轴颈轴承凹槽和第二主轴颈轴承凹槽,所述第一主轴颈轴承和第二主轴颈轴承布置在曲轴上;
第一内部通道和第二内部通道,所述第一内部通道将所述第一主轴颈轴承凹槽流体联接到布置在第一平衡重中的第一室,所述第二内部通道将所述第二主轴颈轴承凹槽流体联接到布置在第二平衡重中的第二室;以及
偏心环,所述偏心环布置在所述第一平衡重与所述第二平衡重之间,所述偏心环包括布置在所述第一室中的第一突起和布置在所述第二室中的第二突起。
11.如权利要求10所述的发动机缸体,其中所述第一室中的液压流体将所述偏心环定向成处于第一位置,并且其中所述第二室中的液压流体将所述偏心环定向成处于第二位置。
12.如权利要求11所述的发动机缸体,其中所述第一位置是最低压缩比位置,并且其中所述最低压缩比位置包括所述第一室充满液压流体并且所述第二室不含液压流体,并且其中所述第二位置是最高压缩比位置,并且其中所述最高压缩比位置包括所述第二室充满液压流体并且所述第一室不含液压流体,并且其中所述偏心环还包括介于所述最低压缩比位置与所述最高压缩比位置之间的多个压缩比位置,并且其中所述多个压缩比位置包括所述第一室和所述第二室中的每一者中有一定量的液压流体。
13.如权利要求10所述的发动机缸体,其中所述第一主轴颈轴承与所述第一平衡重共面接触,并且其中所述第二主轴颈轴承与所述第二平衡重共面接触,并且其中所述第一平衡重和所述第二平衡重夹在所述第一主轴颈轴承与所述第二主轴颈轴承之间。
14.如权利要求10所述的发动机缸体,其中所述偏心环、所述第一室和所述第二室、所述第一平衡重和所述第二平衡重、以及所述第一主轴颈轴承和所述第二主轴颈轴承是第一可变压缩致动组,并且其中所述曲轴包括多个可变压缩致动组,其中所述多个可变压缩致动组的数量等于布置在发动机中的气缸的数量。
15.如权利要求10所述的发动机缸体,其中所述偏心环能基于来自所述曲轴的输入和所述第一室和所述第二室中的液压流体旋转,并且其中所述偏心环响应于所述曲轴的旋转独立于所述偏心环响应于所述第一室和所述第二室中的所述液压流体的旋转。

说明书全文

用于可变压缩比发动机的方法和系统

技术领域

[0001] 本说明书整体涉及调整发动机的压缩比。

背景技术

[0002] 随着排放标准变得日益严苛,制造商们正寻求减少排放同时维持或增大车辆功率输出的方法。在汽油发动机中,这样的一种手段可包括可变压缩比发动机。在可变压缩比发动机中,可调整压缩比以提高燃料效率同时维持或增大扭矩
[0003] Moteki等人在US 6,505,582中示出了一种示例性方法。在所述示例性方法中,可变压缩比机构包括联接在活塞销的一个端部处的上连杆以及将上连杆的另一端部连接到曲柄销的下连杆。可变压缩比还包括被成形以调整下连杆的度的控制连杆。通过调整下连杆的角度,曲柄销取向得到相应调整并且压缩比得到调整。控制连杆经由固定至控制轴的偏心凸轮以振荡方式支撑,所述控制轴经由压缩比控制致动器旋转。
[0004] 然而,本文的发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例,能量损耗可响应于上连杆的不准确倾斜角度而产生。因此,Moteki的压缩比机构完全依赖于各种机械部件如基本上防止能量损耗所期望地精确地旋转。另外,如果未达到期望倾斜角度,那么(气缸和活塞之间的)活塞推面可增大并且活塞敲击噪声可增大。这些机械部件和传动装置布置在具有高温和高机械应力的环境中,这可导致劣化。也就是说,可变压缩比的复杂构成(依靠压缩比控制致动器来致动控制连杆、从而致动下连杆、进而致动曲柄销以最终调整上连杆角度来调整压缩比)包括许多不同的零件,这些零件可劣化并抑制此鲁布戈德堡式装置的多米诺效应。

发明内容

[0005] 在一个示例中,上述问题可通过一种系统解决,所述系统包括通过第一室和第二室中的一者或多者中的液压流体旋转的曲轴偏心环,所述曲轴偏心环包括第一突起和第二突起。以此方式,可相对于其他示例减少用于调整压缩比的部件的数量。
[0006] 作为一个示例,所述第一突起和所述第二突起可布置在所述偏心环的相反侧上。所述第一室和所述第二室可布置在位于所述偏心环侧面的第一平衡重和第二平衡重中,其中所述第一突起布置在所述第一室中并且第二突起布置在所述第二室中。液压流体可流动到所述第一室和所述第二室中,其中所述第一室和所述第二室可被成形成使得它们相对于彼此在相反方向上被液压流体填充。因此,所述第一室和所述第二室中的液压流体可在相反方向上推压所述第一突起和所述第二突起以调整发动机的压缩比。此外,可调整流动到所述第一室和所述第二室的液压流体的量,使得可实现最高压缩比、最低压缩比以及其间的压缩比。
[0007] 应当理解,提供以上发明内容是为了以简化的形式引入将在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着标识所要求保护的主题的关键或基本特征,所述主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外,所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中所指出的任何缺点的实现方式。附图说明
[0008] 图1示出混合动力车辆中所包括的发动机。
[0009] 图2示出具有用于调整压缩比的一个或多个部件的曲轴的透视图。
[0010] 图3示出将较高和较低压缩室流体联接到发动机缸体中的液压流体源的内部通道。
[0011] 图4示出曲轴的内部通道和润滑孔中的每一者。
[0012] 图5示出曲轴的较高压缩室的正向视图。
[0013] 图6A、图6B、图6C和图6D分别示出偏心环的透视图、顶视图、前视图和侧视图。
[0014] 图7A和图7B示出较高压缩状态期间的液压流体流动。
[0015] 图8A和图8B分别示出布置在曲轴上以实现低和高压缩状态的偏心轮的位置
[0016] 图2至图8B近似地按比例示出。
[0017] 图9示出用于基于发动机工况调整到较高和较低压缩室的液压流体流以实现期望压缩比的方法。

具体实施方式

[0018] 以下描述涉及用于可变压缩比发动机的系统和方法。发动机可包括在混合动力车辆(诸如图1的混合动力车辆)中。压缩比可经由曲轴的一个或多个部件来调整,如图2所示。其中所述部件可包括如被配置为从液压流体源接收液压流体的压缩室,如图3所示。所述室中的一个可对应于较高压缩比,并且另一个可对应于较低压缩比。多个内部通道可布置在曲轴内以用于流体流动,如图4所示。压缩室可配合到平衡重的主体中,如图5所示。图6A、图
6B、图6C和图6D示出偏心环的各种视图。图7A和图7B示出较高压缩状态期间来自室的液压流体的流动。图8A和图8B示出偏心环在较高和较低压缩状态期间的不同取向。图9示出用于调整到较高和较低室的液压流体流以实现期望压缩比的方法。
[0019] 图1至图8B示出具有各种部件的相对定位的示例性构型。至少在一个示例中,如果被示出为直接接触彼此或直接联接,那么此类元件可分别称为直接接触或直接联接。类似地,至少在一个示例中,被示出为彼此相连或邻近的元件可分别与彼此相连或邻近。作为一个示例,彼此共面接触放置的部件可称为处于共面接触。作为另一个示例,在至少一个示例中,被定位成与彼此分开且在其间仅有一定空间而无其他部件的元件可称作如此。作为又一个示例,被示出为在彼此的上方/下方、在彼此的相反侧、或在彼此的左侧/右侧的元件可相对于彼此称作如此。此外,如图所示,在至少一个示例中,最顶部元件或元件的最顶点可称为部件的“顶部”,并且最底部元件或元件的最底点可称为部件的“底部”。如本文所使用的,顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以是相对于附图的纵轴的,并且用于描述附图的元件相对于彼此的定位。因此,在一个示例中,被示出为在其他元件上方的元件在竖直方向上定位在其他元件上方。作为又一个示例,附图中描绘的元件的形状可称为具有那些形状(例如,诸如是圆形的、笔直的、平面的、弯曲的、修圆的、倒角的、成角度等)。另外,在至少一个示例中,被示出为彼此相交的元件可以称为相交元件或彼此相交。再者,在一个示例中,被示出为在另一个元件内或被示出为在另一个元件外的元件可称作如此。应当理解,被称为“基本上类似和/或相同”的一个或多个部件根据制造公差(例如,在1%-5%的偏差内)而彼此不同。
[0020] 注意,图5、图7A和图7B示出箭头,所述箭头指示有空间以供气体和/或流体流动的地方,并且装置壁的实线示出由于缺乏装置壁从一点跨越到另一点所产生的流体连通而阻断流动且无法进行连通的地方。除了壁中的允许所述流体连通的开口之外,壁在区域之间形成间隔。
[0021] 图1描绘用于车辆的发动机系统100。车辆可以是具有接触路面的驱动轮的道路车辆。发动机系统100包括具有多个气缸的发动机10。图1详细描述一个这样的气缸或燃烧室。发动机10的各个部件可由电子发动机控制器12控制。
[0022] 发动机10包括具有至少一个气缸孔20的气缸体14和具有进气152和排气门154的气缸盖16。在其他示例中,在发动机10被配置为二冲程发动机的示例中,气缸盖16可包括一个或多个进气道和/或排气道。气缸体14包括气缸壁32,活塞36定位在气缸壁32中并连接到曲轴40。因此,当联接在一起时,气缸盖16和气缸体14可形成一个或多个燃烧室。这样,基于活塞36的振荡来调整燃烧室30的容积。燃烧室30在本文中也可称为气缸30。燃烧室30被示出为与进气歧管144和排气歧管148经由相应的进气门152和排气门154进行连通。每个进气门和排气门可由进气凸轮51和排气凸轮53来操作。可替代地,进气门和排气门中的一者或多者可由机电控制的线圈和电枢组件来操作。进气凸轮51的位置可通过进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可通过排气凸轮传感器57确定。因此,当气门152和154关闭时,燃烧室30和气缸孔可流体密封,使得气体不可进入或离开燃烧室30。
[0023] 燃烧室30可由气缸体14的气缸壁32、活塞36和气缸盖16形成。气缸体14可包括气缸壁32、活塞36、曲轴40等。气缸盖16可包括一个或多个燃料喷射器(诸如燃料喷射器66)、一个或多个进气门152以及一个或多个排气门(诸如排气门154)。气缸盖16可经由固件(诸如螺栓和/或螺钉)联接到气缸体14。特别地,当联接时,气缸体14和气缸盖16可经由垫圈与彼此进行密封接触,并且因此气缸体14和气缸盖16可密封燃烧室30,使得气体仅可在进气门152打开时经由进气歧管144流入和/或流出燃烧室30,和/或仅可在排气门154打开时经由排气歧管148流入和/或流出燃烧室30。在一些示例中,针对每个燃烧室30,可包括仅一个进气门和一个排气门。然而,在其他示例中,发动机10的每个燃烧室30中可包括多于一个进气门和/或多于一个排气门。
[0024] 在一些示例中,发动机10的每个气缸都可包括用于引发燃烧的火花塞192。在选定操作模式下,点火系统190可响应于来自控制器12的火花提前信号SA而经由火花塞192向气缸14提供点火火花。然而,在一些实施例中,可省略火花塞192,诸如在发动机10可通过自动点火或通过喷射燃料(一些柴油发动机可能就是这种情况)来引发燃烧的情况下。
[0025] 燃料喷射器66可被定位成将燃料直接喷射到燃烧室30中,这是本领域技术人员已知的直接喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号脉冲宽度FPW成比例地输送液体燃料。燃料通过包括燃料箱、燃料和燃料轨的燃料系统(未示出)输送到燃料喷射器66。燃料喷射器66从驱动器68得到工作电流供应,驱动器68对控制器12作出响应。在一些示例中,发动机10可以是汽油发动机,并且燃料箱可包括汽油,汽油可由喷射器66喷射到燃烧室30中。然而,在其他示例中,发动机10可以是柴油发动机,并且燃料箱可包括柴油燃料,柴油燃料可由喷射器66喷射到燃烧室中。此外,在发动机10被配置为柴油发动机的这类示例中,发动机
10可包括电热塞以发起燃烧室30中的燃烧。
[0026] 进气歧管144被示出为与节气门62连通,节气门62调整节流板64的位置以控制到发动机气缸30的气流。这可包括控制来自进气增压室146的增压空气的气流。在一些实施例中,可省略节气门62,并且可经由联接到进气通道42并位于进气增压室146上游的单个进气系统节气门(AIS节气门)82来控制到发动机的气流。在又另外的示例中,可省略AIS节气门82,并且可利用节气门62控制到发动机的气流。
[0027] 在一些实施例中,发动机10被配置为提供排气再循环或EGR。当包括EGR时,EGR可被提供为高压EGR和/或低压EGR。在发动机10包括低压EGR的示例中,低压EGR可从排气系统中在涡轮164下游的位置经由EGR通道135和EGR阀138在位于进气系统(AIS)节气门82下游且位于压缩机162上游的位置处提供给发动机进气系统。当存在驱动流的压差时,EGR可从排气系统汲取到进气系统。通过部分地关闭AIS节气门82可产生压差。节流板84控制压缩机162的入口处的压力。AIS可以是电控的,并且其位置可基于可选的位置传感器88来调整。
[0028] 环境空气经由进气通道42被汲取到燃烧室30中,进气通道42包括空气滤清器156。因此,空气首先通过空气滤清器156进入进气通道42。然后,压缩机162从进气通道42汲取空气,以经由压缩机出口管(图1中未示出)向增压室146供应压缩空气。在一些示例中,进气通道42可包括具有过滤器的气箱(未示出)。在一个示例中,压缩机162可是涡轮增压器,其中压缩机162的动力通过涡轮164从排气流汲取。具体地,排气可使涡轮164转动,涡轮164经由轴161联接到压缩机162。废气门72允许排气绕过涡轮164,使得可在变化的工况下控制增压压力。废气门72可响应于增大的增压需求而关闭(或者可减小废气门的开度),诸如在驾驶员踩下加速踏板期间。通过关闭废气门,可增加涡轮上游的排气压力,从而提高涡轮转速和峰值功率输出。这允许升高增压压力。另外,当压缩机再循环阀部分地打开时,废气门可朝向关闭位置移动以保持期望增压压力。在另一个示例中,废气门72可响应于减小的增压需求而打开(或者可增大废气门的开度),诸如在驾驶员松开加速踏板期间。通过打开废气门,可降低排气压力,从而降低涡轮转速和涡轮功率。这允许降低增压压力。
[0029] 然而,在替代实施例中,压缩机162可以是机械增压器,其中到压缩机162的动力从曲轴40汲取。因此,压缩机162可经由诸如带的机械联动装置联接到曲轴40。因此,曲轴40输出的旋转能量的一部分可传递到压缩机162,以便为压缩机162提供动力。
[0030] 压缩机再循环阀158(CRV)可设置在压缩机162周围的压缩机再循环路径159中,使得空气可从压缩机出口移动到压缩机入口,以便减小可能在压缩机162上产生的压力。增压空气冷却器157可定位在压缩机162下游的增压室146中,用于冷却输送到发动机进气口的增压空气充气。然而,在如图1所示的其他示例中,增压空气冷却器157可在进气歧管144中定位在电子节气门62下游。在一些示例中,增压空气冷却器157可以是空气到空气增压空气冷却器。然而,在其他示例中,增压空气冷却器157可以是液体到空气冷却器。
[0031] 在所描绘的示例中,压缩机再循环路径159被配置为将冷却的压缩空气从增压空气冷却器157的上游再循环到压缩机入口。在替代示例中,压缩机再循环路径159可被配置为将压缩空气从压缩机的下游和增压空气冷却器157的下游再循环到压缩机入口。CRV 158可经由来自控制器12的电信号打开和关闭。CRV 158可被配置为具有默认半开位置的三态阀,CRV 158可从默认半开位置移动到完全打开位置或完全关闭位置。
[0032] 通用排气(UEGO)传感器126被示出为在排放控制装置70上游联接到排气歧管148。可替代地,双态排气氧传感器可代替UEGO传感器126。在一个示例中,排放控制装置70可包括多个催化剂砖。在另一个示例中,可使用多个排放控制装置,每个排放控制装置具有多个砖。虽然所描绘的示例示出了UEGO传感器126在涡轮164上游,但是应当理解,在替代实施例中,UEGO传感器可在排气歧管中定位在涡轮164下游且在排放控制装置70上游。另外地或替代地,排放控制装置70可包括柴油氧化催化器(DOC)和/或柴油冷起动催化器、微粒过滤器、三元催化器、NOx捕集器、选择性催化还原装置及其组合。在一些示例中,传感器可布置在排放控制装置70的上游或下游,其中传感器可被配置为诊断排放控制装置70的状况。
[0033] 图1中将控制器12示出为微型计算机,其包括:微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106、随机存取存储器108、保活存储器110和常规数据总线。控制器12被示出为除了接收先前讨论的那些信号之外,还接收来自联接到发动机10的传感器的各种信号,包括:来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);联接到输入装置130以用于感测由车辆操作员132调整的输入装置踏板位置(PP)的位置传感器134;
用于确定末端气体点火的爆震传感器(未示出);来自联接到进气歧管144的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量值;来自联接到增压室146的压力传感器122的增压压力的测量值;来自感测曲轴40的位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器;来自传感器
120(例如,热线空气流量计)的进入发动机的空气质量的测量值;以及来自传感器58的节气门位置的测量值。还可感测大气压力(传感器未示出)以供控制器12处理。在本说明书的优选方面,霍尔效应传感器118在曲轴的每周转中产生预定数量的等间隔脉冲,据此可确定发动机转速(RPM)。输入装置130可包括加速踏板和/或制动踏板。因此,来自位置传感器134的输出可用于确定输入装置130的加速踏板和/或制动踏板的位置,并且因此确定期望发动机扭矩。因此,可基于输入装置130的踏板位置估计车辆操作员132所请求的期望发动机扭矩。
[0034] 在一些示例中,车辆5可以是具有可用于一个或多个车轮59的多个扭矩源的混合动力车辆。在其他示例中,车辆5是仅具有发动机的常规车辆,或仅具有一个或多个电机电动车辆。在所示示例中,车辆5包括发动机10和电机52。电机52可以是达或马达/发电机。当一个或多个离合器56接合时,发动机10的曲轴40和电机52经由变速器54连接到车轮59。在所描绘的示例中,第一离合器56设置在曲轴40与电机52之间,而第二离合器56设置在电机52与变速器54之间。控制器12可向每个离合器56的致动器发送信号以接合或脱离离合器,以便将曲轴40与电机52和与其连接的部件连接或断开,和/或将电机52与变速器54和与其连接的部件连接或断开。变速器54可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。
动力传动系统可以各种方式配置,包括如并联、串联或串并联混合动力车辆。
[0035] 电机52从牵引电池58接收电力以向车轮59提供扭矩。电机52还可作为发电机操作,以例如在制动操作期间提供电力从而对电池58充电。
[0036] 控制器12接收来自图1的各种传感器的信号,并且采用图1的各种致动器,以基于所接收信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。例如,电机52的调整操作可基于来自ECT传感器112的反馈发生。
[0037] 控制器12接收来自图1的各种传感器的信号,并且采用图1的各种致动器,以基于所接收信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。例如,调整发动机10的可变压缩比可包括:调整布置在发动机缸体中的一个或多个阀的致动器以调整到曲轴的液压流体流,如下文将更详细描述的。
[0038] 现在转到图2,它示出包括一个或多个室的曲轴40的实施例200,所述一个或多个室被成形为从发动机缸体中的液压流体源接收液压流体。通过调整到曲轴40的液压流体流,可调整发动机(例如,图1的发动机10)的压缩比以提高发动机在各种发动机负载期间的效率。调整压缩比可包括:调整活塞(例如,图1的活塞36)的高度和/或取向,使得燃烧室(例如,燃烧室30)的容积减小。更具体地,较低压缩比可对应于其中燃烧室的容积减小的较高发动机负载,并且较高压缩比可对应于其中燃烧室的容积增大的较低发动机负载。较低压缩比与较高压缩比相比还可包括在竖直方向上更低的上死点(TDC)和在竖直方向上更高的下死点(BDC)。
[0039] 示出了包括三条轴线的轴系290,三条轴线即平行于平方向的x轴、平行于竖直方向的y轴、以及垂直于x轴和y轴中的每一者的z轴。示出了平行于x轴延伸通过曲轴40的中心的旋转轴线292,曲轴40的物理地联接到连接杆的部分可围绕旋转轴线292偏心地旋转。
[0040] 曲轴40包括可布置在曲轴40的最末端部处的飞轮凸缘202。飞轮凸缘202可包括用于使其与曲轴40的带凸缘端部对准以提供径向支撑的浅凹陷。飞轮凸缘202可以本领域普通技术人员已知的方式抑制曲轴的速度波动并存储能量以在空载或其他负载期间消耗。
[0041] 曲轴40还包括多个主轴承轴颈204。在一些示例中,多个主轴承轴颈204可包括至少两个主轴承轴颈204,主轴承轴颈204中的每一个邻近曲轴40的最末端部布置。另外地或可替代地,如在图2所示的示例中,主轴承轴颈204的数量可等于或大于曲柄销的数量,曲柄销的数量等于活塞和/或气缸的数量。
[0042] 主轴承轴颈204可布置在曲轴40上,使得在曲轴40的所有位置的情况下旋转轴线292都可经过主轴承轴颈204的中心。以此方式,主轴承轴颈204可围绕旋转轴线292旋转,而不是偏心地旋转。
[0043] 多个平衡重206可布置在曲轴40上以平衡作用在曲轴40上的力,从而减轻曲轴40的劣化(例如,弯曲)。平衡重206的数量可等于或大于曲柄销的数量。在一个示例(诸如图2的示例)中,平衡重206的数量可以是曲柄销的数量的两倍。
[0044] 平衡重206中的每个平衡重可包括在平衡重上布置成面向杆轴承轴颈208的流体室210。更具体地,杆轴承轴颈208可由包括第一平衡重206A和第二平衡重206B的一对平衡重206夹着。第一平衡重206A可包括第一室212并且第二平衡重206B可包括第二室214,所述第二室214在图2的视图中被遮挡而不可见。第一室212和第二室214可被成形为从发动机缸体的液压流体源接收液压流体,其中使液压流体流动到第一室和第二室可调整布置在杆轴承轴颈208上的偏心环的取向。偏心环相对于图6A至图8B有更详细描述。
[0045] 现在转到图3,它示出实施例300,其示出布置在主轴承轴颈204中的凹槽304与第一室212和第二室214之间的关系。更具体地,第一内部通道312可将第一室212流体联接到主轴承轴颈204中的第一主轴承轴颈204A的第一凹槽304A。第二内部通道314可将第二室214流体联接到第二主轴承204B的第二凹槽304B。
[0046] 第一室212和第二室214在大小和形状上可基本上相同。另外地或可替代地,第一室212和第二室214可围绕平行于旋转轴线(例如,旋转轴线292)的x轴布置在彼此的正对面。
[0047] 第一内部通道312包括第一开口322和第二开口326。第一内部通道312的第一开口322可流体联接到第一凹槽304A,其中第一开口可被成形为使液压流体流动到第一凹槽
304A或流动远离第一凹槽304A。第一内部通道312的第二开口326可流体联接到第一室212,其中第二开口可被成形为使液压流体流动到第一室212或流动远离第一室212。
[0048] 类似地,第二内部通道314包括第一开口324和第二开口328。第二内部通道314的第一开口324可流体联接到第二凹槽304B,其中第二开口可被成形为使液压流体流动到第二凹槽304B或流动远离第二凹槽304B。第二内部通道314的第二开口328可流体联接到第二室214,其中第二开口可被成形为使液压流体流动到第二室214或流动远离第二室214。
[0049] 虽然第一开口322、324可定向在类似径向方向上以使得第一开口322、324沿着平行于x轴的单条轴线对准,但是第二开口326、328可相对于x轴不对准。更具体地,第二开口326、328可径向不对准以使得与不对准相关联的角度对应于第一室212和第二室214的弧长。换句话说,第二开口326、328分别流体联接到第一室和第二室的相对的最末端部。以此方式,液压流体在相反方向上填充第一室212和第二室214。这相对于图8A和图8B进一步示出并描述。
[0050] 以此方式,第一室212和第二室214可分别布置在第一平衡重206A和第二平衡重206B上。第一平衡重206A和第二平衡重206B可夹着单个杆轴承轴颈,第一室212和第二室
214朝向所述单个杆轴承轴颈定向。主轴承轴颈的最接近第一平衡重206A的凹槽可流体联接到第一室212。主轴承轴颈的最接近第二平衡重206B的凹槽可流体联接到第二室214。因此,面向同一杆轴承轴颈208的第一室212和第二室214可不流体联接到布置在共用主轴承轴颈上的凹槽。也就是说,通向面向同一杆轴承轴颈208的第一室212和第二室214的内部通道从不同主轴承轴颈的不同凹槽延伸。
[0051] 第一内部通道312和第二内部通道314可从液压源382接收液压流体,液压源382布置在发动机(例如,图1的发动机10)的发动机缸体380。液压源382可以是储油器、曲轴箱油槽、和/或某种其他液压流体源。更具体地,当第一阀386A至少部分地打开时,第一内部通道312可经由第一液压源通道384A从液压源接收液压流体。当第二阀386B至少部分地打开时,第二内部通道314可经由第二液压源通道384B从液压源382接收液压流体。在一些示例中,第一阀386A和第二阀386B可组合成单个阀,其中在一个示例中,所述单个阀是滑阀式阀。在任何速率下,对于包括多个第一室和多个第二室的曲轴,基于第一阀386A和第二阀386B的位置,第一液压源通道384A可使液压流体流动到第一室中的每一个,并且第二液压源通道
384B可使液压流体流动到第二室中的每一个。图9示出用于使液压流体流动到第一室和第二室的方法。
[0052] 在一些实施例中,曲轴包括第一组,所述第一组包括布置在第一平衡重与第二平衡重之间的偏心环,第一平衡重和第二平衡重分别包括第一流体室和第二流体室。第一流体室和第二流体室被配置为分别从第一主轴颈轴承和第二主轴颈轴承接收液压流体。第一主轴颈轴承邻近第一平衡重布置并且第二主轴颈轴承邻近第二平衡重布置,使得主轴颈轴承夹着第一平衡重和第二平衡重。第一主轴颈轴承凹槽被成形为从将其连接到液压流体源的第一通道接收液压流体,第一主轴颈轴承凹槽将液压流体引导到第一室或引导远离第一室。第二主轴颈轴承凹槽被成形为从将其连接到液压流体源的第二通道接收液压流体,第二主轴颈轴承凹槽将液压流体引导到第二室或引导远离第二室。图4示出包括与所描述第一组类似的多个组的曲轴的示例。
[0053] 现在转到图4,它示出曲轴40的实施例400以及布置在其中的多个通道。在图4的示例中,曲轴40被成形为从四个活塞将往复能量转换成旋转能量。应当理解,实施例400仅仅是曲轴40的一个示例,并且本文所述的曲轴40及其部件可被调整以配合包括不同数量的气缸的其他发动机。
[0054] 多个主轴承轴颈204包括五个主轴承轴颈,这五个主轴承轴颈包括第一主轴承轴颈204A、第二主轴承轴颈204B、第三主轴承轴颈204C、第四主轴承轴颈204D和第五主轴承轴颈204E。第二主轴承轴颈204B、第三主轴承轴颈204C和第四主轴承轴颈204D在形状上可基本上相同。最靠近飞轮凸缘202的第一主轴承轴颈204A与其他主轴承轴颈的不同之处可在于:它包括凹槽304中的单个凹槽。同样,最靠近曲轴40的带轮端部402的第五主轴承轴颈204E与远离曲轴40的最末端部的其他主轴承轴颈的不同之处可在于:它也包括凹槽304中的仅单个凹槽。以此方式,第一主轴承轴颈204A和第五主轴承轴颈204E可流体联接到第一室212和第二室214中的仅一者,而第二主轴承轴颈204B、第三主轴承轴颈204C和第四主轴承轴颈204D可流体联接到第一室212和第二室214中的每一者。以此方式,主轴承轴颈的数量可等于曲柄销和/或活塞的数量加一。
[0055] 第一主轴承轴颈204A包括仅第一凹槽304A,所述第一凹槽304A经由第一内部通道312流体联接到第一平衡重206A的第一室212。第一主轴承轴颈204A还包括被成形为从发动机缸体中的油源接收油的多个油口420中的油口420A。在一些示例中,液压流体可以是油,使得液压流体源和油源是同一个。然而,油口中的流体可不与第一凹槽304A中的流体混合。
因此,油口420A中的流体并不流动到第一室212或第二室214中。
[0056] 油口420A可将油馈送到油通道422A,所述油通道422A可被成形为使油流动到偏心环油通道412A。偏心环油通道412A中的油可用油涂覆多个偏心环410中的第一偏心环410A。来自油通道422A的油可起作用以润滑第一偏心环410A,并且可不用于通过流动到第一室
212和第二室214中的一者或多者来调整发动机的压缩比。
[0057] 第一偏心环410A可夹在第一平衡重206A与第二平衡重206B之间。第一偏心环410A可包括可与第一平衡重206A和第二平衡重206B各自的第一室212和第二室214中的液压流体连通以调整活塞的位置的一个或多个特征。多个偏心环410的特征在下文有更详细描述。
[0058] 第二主轴承轴颈204B包括第二凹槽304B和第一凹槽304A。第二主轴承轴颈204B的第二凹槽304B可流体联接到布置在对应于第一偏心环410A的第二平衡重206B中的第二室214。第二主轴承轴颈204B的第一凹槽304A可流体联接到布置在对应于第二偏心环410B的第三平衡重206C中的第一室214。因此,夹在第二平衡重206B与第三平衡重206C之间的第二主轴承轴颈204B可被成形为使流体流动到对应于第一偏心环410A的第二室214和对应于第二偏心环410B的第一室212。这样,来自第二主轴承轴颈204B的液压流体流可调整两个不同气缸的压缩比。此外,来自第一主轴承轴颈204A和第二主轴承轴颈204B的液压流的组合可在最高比、最低比以及其间的比之中调整对应于第一偏心环410A的第一气缸的压缩比。
[0059] 第二主轴承轴颈204B还包括油口420B,所述油口420B可将油引导到流体联接到第二偏心环油通道412B的油通道422B中。第二偏心环油通道412B可不将油与第一室212和第二室214中的液压流体混合。
[0060] 第三主轴承轴颈204C包括第二凹槽304B和第一凹槽304A。第三主轴承轴颈204C的第二凹槽304B可流体联接到布置在对应于第二偏心环410B的第四平衡重206D中的第二室214。第三主轴承轴颈204C的第一凹槽304A可流体联接到布置在对应于第三偏心环410C的第五平衡重206E中的第一室。因此,夹在第四平衡重206D与第五平衡重206E之间的第三主轴承轴颈204C可被成形为使流体流动到对应于第二偏心环410B的第二室214和对应于第三偏心环410C的第一室212。这样,来自第三主轴承轴颈204C的液压流体流可调整两个不同气缸的压缩比。此外,来自第二主轴承轴颈204B和第三主轴承轴颈204C的液压流的组合可在最高比、最低比以及其间的比之间调整对应于第二偏心环410B的第二气缸的压缩比。
[0061] 第三主轴承轴颈204C还包括油口420C,所述油口420C可将油引导到流体联接到第三偏心环油通道412C的油通道422C中。第三偏心环油通道412C可不将油与第一室212和第二室214中的液压流体混合。
[0062] 第四主轴承轴颈204D包括第二凹槽304B和第一凹槽304A。第四主轴承轴颈204D的第二凹槽304B可流体联接到布置在对应于第三偏心环410C的第六平衡重206F中的第二室214。第四主轴承轴颈204D的第一凹槽304A可流体联接到布置在对应于第四偏心环410D的第七平衡重206G中的第一室。因此,夹在第六平衡重206F与第七平衡重206G之间的第四主轴承轴颈204D可被成形为使流体流动到对应于第三偏心环410C的第二室214和对应于第四偏心环410D的第一室212。这样,来自第四主轴承轴颈204D的液压流体流可调整两个不同气缸的压缩比。此外,来自第三主轴承轴颈204C和第四主轴承轴颈204D的液压流的组合可在最高比、最低比以及其间的比之间调整对应于第三偏心环410C的第三气缸的压缩比。
[0063] 第四主轴承轴颈204D还包括油口420D,所述油口420D可将油引导到流体联接到第四偏心环油通道412D的油通道422D中。第四偏心环油通道412D可不将油与第一室212和第二室214中的液压流体混合。
[0064] 第五主轴承轴颈204E包括仅第二凹槽304B并且可不包括第一凹槽304A。因此,第一主轴承轴颈204E可被成形为使液压流体仅流动到布置在第八平衡重206H中的第二室214。这样,来自第四主轴承轴颈204D和第五主轴承轴颈204E的液压流体流的组合可在最高比、最低比以及其间的比之间调整对应于第四偏心环410D的第四气缸的压缩比。
[0065] 以此方式,曲轴40可包括数量等于发动机的气缸数量的偏心环410。偏心环410中的每个偏心环可由包括第一室和第二室的一对平衡重夹着。最接近这一对平衡重且在这一对平衡重侧面和/或夹着这一对平衡重的主轴承轴颈可流体联接到第一室和第二室,其中主轴承轴颈可选地将液压流体引导到第一室和第二室和引导远离第一室和第二室,以将压缩比调整到最高压缩比、最低压缩比或其间的压缩比。对于最高与最低压缩比之间的压缩比,第一室和第二室可同时包括一定量的液压流体以调整偏心环的取向。因此,在一个示例中,第一室可以是较高压缩室并且第二室可以是较低压缩室,其中第一室中的液压流体将偏心环定向到导致较高压缩比的取向,并且第二室中的液压流体将偏心环定向到导致较低压缩比的取向。这样,第一室和第二室在一些发动机负载期间可协力地工作以达到最高与最低压缩比之间的压缩比。应当理解,在一些示例中,第一室可以是较低压缩室并且第二室可以是较高压缩室而不脱离本公开范围。
[0066] 在一些实施例中,曲轴包括第一组,所述第一组包括布置在第一平衡重与第二平衡重之间的偏心环,第一平衡重和第二平衡重分别包括第一流体室和第二流体室。第一流体室和第二流体室被配置为分别从第一主轴颈轴承和第二主轴颈轴承接收液压流体。第一主轴颈轴承邻近第一平衡重布置并且第二主轴颈轴承邻近第二平衡重布置,使得主轴颈轴承夹着第一平衡重和第二平衡重。第一主轴颈轴承凹槽被成形为从将其连接到液压流体源的第一通道接收液压流体,第一主轴颈轴承凹槽将液压流体引导到第一室或引导远离第一室。第二主轴颈轴承凹槽被成形为从将其连接到液压流体源的第二通道接收液压流体,第二主轴颈轴承凹槽将液压流体引导到第二室或引导远离第二室。
[0067] 现在转到图5,它示出曲轴40的室510的详细视图500。室510可与第一室212或第二室214类似地使用。在一个示例中,如果室510与第一室212完全相同,那么室510的镜像与第二室214完全相同。
[0068] 也就是说,室510被示出为具有布置在其弧的最末端部处的单个开口512,其中开口512可使液压流体流动到内部通道(诸如图3和图4的第一内部通道312或第二内部通道314)和从内部通道接收液压流体。如上所述,内部通道可流体联接到主轴颈轴承的凹槽。
[0069] 箭头514指示室510至少部分地填充有液压流体时的液压流体流动方向。箭头516指示室510至少部分地清空时的液压流体流动方向。因此,图4的偏心环410中的一个偏心环的特征在室510被填充时可在具有箭头514的顺时针方向上旋转。如下文将描述的,偏心环可包括另一特征,所述另一特征可与可使偏心环在逆时针方向上旋转的不同的互补液压室连通。在一个示例中,如果室510是第一室,那么当液压流体流出第一室时,液压流体可进入被成形为使偏心环在不同的相反方向上旋转的第二互补室。
[0070] 现在转到图6A、图6B、图6C和图6D,它们分别示出偏心环610的透视图600、顶视图625、前视图650和侧向视图675。偏心环610可与图4的偏心环410中的任一个类似地使用。
[0071] 现在转到图6A,透视图600示出夹着椭圆形凸角614的外壁612。外壁612在形状和大小上可基本上相同。在一个示例中,外壁612是圆形的,并且曲轴的旋转轴线(例如,图2的旋转轴线292)可经过外壁612的中心。另外地或可替代地,在不脱离本公开范围的情况下,外壁612可以是其他形状。外壁612和凸角614各自包括用于允许曲轴的管道延伸穿过的开口。
[0072] 椭圆形凸角614可与旋转轴线偏离,使得其中心和旋转轴线并不对准。另外,凸角614的取向可被调整以调整气缸的压缩比。取向可经由推压偏心环的突起616的液压流体来调整。如图所示,突起616布置在外壁的外表面上,使得突起616延伸远离椭圆形凸角614。
[0073] 现在转到图6B,顶视图625示出包括第一突起616A和第二突起616B的偏心环610。第一突起616A和第二突起616B对称地布置在外壁612上。第一突起616A和第二突起616B可固定到其相应外壁,使得突起相对于偏心环的中心并不改变。然而,第一室和第二室中的一者或多者中的液压流体可推压突起,这可导致偏心环旋转一定量。在一个示例中,偏心环响应于第一室和第二室中的液压流体而旋转小于360o。在一些示例中,偏心环响应于第一室和第二室中的液压流体而旋转小于180o。在一些示例中,偏心环响应于第一室和第二室中的液压流体而旋转小于90o。应当理解,偏心环610可基于曲轴周转旋转一周,并且液压流体使偏心环旋转独立于曲轴周转发生。
[0074] 第一突起616A和第二突起616B在大小和形状上可基本上相同。在一个示例中,第一突起616A和第二突起616B可以是弯曲以匹配外壁612的曲线的矩形棱柱。第一突起616A和第二突起616B沿旋转轴线截取的截面可以是基本上矩形的。
[0075] 现在转到图6C,它示出偏心环610的前视图650。如前视图所示,突起616可包括带斜面拐角618,其在图6D中更详细示出。
[0076] 现在转到图6D,它示出偏心环610的侧向视图675。第一突起616A包括第一拐角处的第一斜面618A,并且第二突起616B包括第二拐角处的第二斜面618B,其中第一拐角和第二拐角是不同的。在一个示例中,斜面的位置可对应于第一室和第二室的开口。也就是说,第一突起616A的第一斜面618A可面向第一室212的开口以防止否则在第一拐角不带斜面的情况下将会发生的密封。类似地,第二突起618B的第二斜面618B可面向第二室214的开口以防止否则在第二拐角不带斜面的情况下将会发生的密封。通过使否则将会封闭室的开口的拐角带斜面,液压流体可在期望时快速进入室,由此提供对压缩比的及时调整。
[0077] 在一些示例中,另外地或可替代地,第一室212和第二室214可布置在单个平衡重上。因此,第一突起616A和第二突起616B可布置在偏心环610的单个外壁上。然而,突起可径向地不匹配以匹配第一室212和第二室214。
[0078] 现在转到图7A和图7B,它们分别示出室填充有液压流体和清空液压流体的实施例700和750。实施例700和750进一步示出偏心环610的突起中的第一突起616A的位置。在这里,图7A示例中所示的室与第一室212相同,并且图7B示例中所示的室与第二室214相同。第一室212包括将室流体联接到第一内部通道312的开口512。如上所述,第一内部通道312可联接到最接近的主轴颈轴承的第一凹槽。
[0079] 箭头790指示相对于第一室212的液压流体流动方向。如图所示,液压流体流动穿过第一内部通道312,在第一室的第一最末端部702处经由开口512进入第一室212,并且朝向第一室212的第二最末端部704流动,从而以液压流体推动突起616A。在一个示例中,突起616A在第一室中的位置对应于最低压缩状态。
[0080] 箭头792指示相对于第二室214的液压流体流动方向。如图所示,液压流体由第二突起616B远离第二最末端部704而朝向布置开口512处的第一最末端部702地推出第二室214。液压流体流动穿过开口512并进入第二内部通道314,在第二内部通道314中,液压流体可被引导朝向最接近的主轴颈轴承的第二凹槽。
[0081] 如图所示,第一室212和第二室214中的每一者在大小和形状上可以是类似的。在一个示例中,第一室212和第二室214成弧形,具有在垂直于室的旋转方向的方向上截取的正方形或矩形截面。另外地或可替代地,第一室212和第二室214可以是半圆或其他类似形状。如图所示,第一室212和第二室214布置在第一平衡重606A和第二平衡重606B的相应的第一轨道712和第二轨道714上。因此,当第一室212的主体在顺时针方向上旋转时,第一突起616A可在图7A示例中所示的逆时针方向上旋转。
[0082] 现在转到图8A和图8B,它们示出低压缩状态800与高压缩状态850之间的比较。在一个示例中,低压缩状态800是最低压缩状态,并且高压缩状态850是最高压缩状态。在一个示例中,最低压缩状态是8:1,并且最高压缩状态14:1。然而,在不脱离本公开范围的情况下,其他压缩状态比可用作最低和最高压缩状态。例如,较高压缩状态可以是23:1或更大。
[0083] 低压缩状态800与高压缩状态850之间的差异可包括空间802所示的偏心环610的取向以及因液压流体流造成的突起616A和616B的位置。空间802可对应于低和高压缩状态的TDC和BDC之间的差。在一个示例中,BDC在高压缩状态下与在低压缩状态下相比更低,并且TDC在高压缩状态下与在低压缩状态下相比更高。
[0084] 现在转到图9,它示出用于调整到第一室和第二室的液压流体流以调整发动机的压缩比的方法900。用于执行方法900的指令可由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如上文参考图1描述的传感器)接收的信号来执行。根据下文描述的方法,控制器可采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。
[0085] 方法900在902处开始,其中方法902可包括:确定、估计和/或测量当前发动机操作参数。当前发动机操作参数可包括但不限于以下中的一者或多者:节气门位置、发动机温度、发动机转速、歧管压力、车速、排气再循环流速、压缩比和空燃比
[0086] 方法900可前进到904,904可包括:确定当前压缩比是否等于期望压缩比。在某一示例中,压缩比可基于发动机负载增大或减小。在一个示例中,压缩比随着发动机负载的增大而减小。这可提高燃料经济性。如果当前压缩比等于期望压缩比,那么方法900可前进到906,906可包括:维持当前发动机操作参数并且不调整第一阀和第二阀(例如,图3的第一阀
386A和第二阀386B)的位置。因此,可不调整到第一室和第二室的液压流体流。
[0087] 如果当前压缩比不等于期望压缩比,那么方法900可前进到908,908可包括:确定是否期望较低压缩比。如果期望较低压缩比,那么方法900可前进到910,910可包括:将第一阀移动到更加打开的位置并且将第二阀移动到更加关闭的位置。
[0088] 方法900可前进到912,912可包括:使液压流体流动到第一室中并流出第二室。通过这样做,来自液压流体源(例如,图3的液压流体源382)的更多液压流体可流动到第一液压源通道(例如,图3的第一液压源通道384A)中、穿过至少部分地打开的第一阀、到达第一主轴颈轴承的第一凹槽、进入第一内部通道(例如,图3的第一内部通道312)、再进入第一室。此外,由于第二阀移动到更加关闭的位置,来自液压流体源的更少液压流体可流动到第二液压源通道(例如,图3的第二液压源通道384B)中、到达第二主轴颈轴承的第二凹槽、并进入第二内部通道(例如,图3的第二内部通道314)、再进入第二室。以此方式,第一室可使偏心环的第一突起(例如,图6A至图6D的偏心环610的第一突起616A)在第一方向上移动。由于偏心环的突起是固定的,所以第二突起(例如,图6A至图6D的第二突起616B)也在第一方向上移动,并由此迫使液压流体离开第二室。
[0089] 在一些示例中,另外地或可替代地,期望的较低压缩比可以是最低压缩比。因此,可将第一阀移动到完全打开位置,并且可将第二阀移动到完全关闭位置。以此方式,第一室可完全填充有液压流体,并且第二室可完全清空液压流体。
[0090] 在一些实施例中,另外地或可替代地,一旦达到期望压缩比,就可阻止去往和离开第一室和第二室的液压流体流并维持每个室中的液压流体的体积。因此,一旦达到期望压缩比,就可将第一阀和第二阀移动到完全关闭位置,并且可不将其移出完全关闭位置直到期望不同的压缩比为止。在这种实施例中,可响应于期望不同的压缩比而将第一阀和第二阀中的每一者移动到更加打开的位置,然而,可将第一阀或第二阀中的一者比另一者更大地打开以调整压缩比。
[0091] 返回到908,如果不期望较低压缩比,那么方法900可前进到914,914可包括:期望较高压缩比。因此,发动机负载可已经减小。
[0092] 方法900可前进到916,916可包括:将第二阀移动到更加打开的位置并且将第一阀移动到更加关闭的位置。在918处,方法900可包括:使更多液压流体流动到第二室中并流出第一室。因此,进入第二室的液压流体可在第二方向上推动第二突起。类似地,由于第一室中缺乏在第一方向上推动第一突起的液压流体,第一突起可相应地在第二方向上移动。
[0093] 在一些示例中,另外地或可替代地,期望的较高压缩比可以是最高压缩比。因此,可将第二阀移动到完全打开位置,并且可将第一阀移动到完全关闭位置。以此方式,第二室可完全填充有液压流体,并且第一室可完全清空液压流体。
[0094] 以此方式,可将易于制造的曲轴布置在发动机中,其中曲轴包括围绕偏心环的互补室。室可基于期望压缩比接收一定量的液压流体以调整偏心环的取向。利用液压室来调整压缩比的技术效果在于降低制造成本(因为液压流体(例如,油)在发动机缸体中是现成的)并提高耐久性。到室的液压流体流可由单个阀或多个阀进行调整,其中所述阀可以是机械致动的或电子致动的。因此,如果发生劣化,维修和/或更换阀与上文所述的先前示例相比是相对简单且便宜的。
[0095] 一种系统的实施例包括通过第一室和第二室中的液压流体旋转的曲轴偏心环,所述曲轴偏心环包括第一突起和第二突起。所述系统的第一示例还包括,其中所述第一液压室是低压缩室并且所述第二液压室是高压缩室。所述系统的可选地包括所述第一示例的第二示例还包括,其中所述偏心环夹在第一平衡重与第二平衡重之间,并且所述第一室布置在所述第一平衡重中且所述第二室布置在所述第二平衡重中。所述系统的可选地包括所述第一示例和/或所述第二示例的第三示例还包括,其中所述第一突起仅接触所述第一室中的液压流体并且所述第二突起仅接触所述第二室中的液压流体。所述系统的可选地包括所述第一示例至所述第三示例中的一者或多者的第四示例还包括,其中去往和离开所述第一室和所述第二室的液压流体流是成比例的,其中流动到所述第一室中的液压流体的量等于流出所述第二室的液压流体的量,或反之亦然。所述系统的可选地包括所述第一示例至所述第四示例中的一者或多者的第五示例还包括,其中所述第一室和所述第二室在大小和形状上相同,并且其中所述第一室和所述第二室在相同位置中包括第一最末端部和第二最末端部,并且其中所述第一室邻近所述第一最末端部包括第一室开口,并且其中所述第二室邻近所述第二最末端部包括第二室开口。所述系统的可选地包括所述第一示例至所述第五示例中的一者或多者的第六示例还包括,其中所述第一突起和所述第二突起成矩形棱柱形,并且其中所述第一突起的最接近所述第一室开口的边缘带斜面,并且其中所述第二突起的最接近所述第二室开口的边缘带斜面。所述系统的可选地包括所述第一示例至所述第六示例中的一者或多者的第七示例还包括,其中除所述第一开口和所述第二开口之外,所述第一室和所述第二室中不存在其他的入口或另外的出口。所述系统的可选地包括所述第一示例至所述第七示例中的一者或多者的第八示例还包括,其中所述第一室和所述第二室成弧形。
[0096] 一种发动机缸体的实施例包括:液压流体源,所述液压流体源流体联接到分别布置在第一主轴颈轴承和第二主轴颈轴承上的第一主轴颈轴承凹槽和第二主轴颈轴承凹槽,所述第一主轴颈轴承和第二主轴颈轴承布置在曲轴上;第一内部通道和第二内部通道,所述第一内部通道将所述第一主轴颈轴承凹槽流体联接到布置在第一平衡重中的第一室,所述第二内部通道将所述第二主轴颈轴承凹槽流体联接到布置在第二平衡重中的第二室;以及偏心环,所述偏心环布置在所述第一平衡重与所述第二平衡重之间,所述偏心环包括布置在所述第一室中的第一突起和布置在所述第二室中的第二突起。所述发动机缸体的第一示例还包括,其中所述第一室中的液压流体将所述偏心环定向成处于第一位置,并且其中所述第二室中的液压流体将所述偏心环定向成处于第二位置。所述发动机缸体的可选地包括所述第一示例的第二示例还包括,其中所述第一位置是最低压缩比位置,并且其中所述最低压缩比位置包括所述第一室充满液压流体并且所述第二室不含液压流体,并且其中所述第二位置是最高压缩比位置,并且其中所述最高压缩比位置包括所述第二室充满液压流体并且所述第一室不含液压流体,并且其中所述偏心环还包括介于所述最低压缩比位置与所述最高压缩比位置之间的多个压缩比位置,并且其中所述多个压缩比位置包括所述第一室和所述第二室中的每一者中有一定量的液压流体。所述发动机缸体的可选地包括所述第一示例和/或所述第二示例的第三示例还包括,其中所述第一主轴颈轴承与所述第一平衡重共面接触,并且其中所述第二主轴颈轴承与所述第二平衡重共面接触,并且其中所述第一平衡重和所述第二平衡重夹在所述第一主轴颈轴承与所述第二主轴颈轴承之间。所述发动机缸体的可选地包括所述第一示例至所述第三示例中的一者或多者的第四示例还包括,其中所述偏心环、所述第一室和所述第二室、所述第一平衡重和所述第二平衡重、以及所述第一主轴颈轴承和所述第二主轴颈轴承是第一可变压缩致动组,并且其中所述曲轴包括多个可变压缩致动组,其中所述多个可变压缩致动组的数量等于布置在发动机中的气缸的数量。所述发动机缸体的可选地包括所述第一示例至所述第四示例中的一者或多者的第五示例还包括,其中所述偏心环能基于来自所述曲轴的输入和所述第一室和所述第二室中的液压流体旋转,并且其中所述偏心环响应于所述曲轴的旋转独立于所述偏心环响应于所述第一室和所述第二室中的所述液压流体的旋转。
[0097] 一种方法的实施例包括:经由调整去往和离开第一室和第二室的液压流体流来调整发动机的压缩比,所述第一室和所述第二室被成形为调整布置在其间的偏心环的取向,所述偏心环包括分别突出到所述第一室和所述第二室中的第一突起和第二突起。所述方法的第一示例还包括,其中响应于期望最低压缩比而使最大量的液压流体流动到所述第一室并清空所述第二室,并且其中将所述偏心环定向成处于最低压缩比取向还包括:使所述偏心环在第一方向上旋转。所述方法的可选地包括所述第一示例的第二示例还包括,其中响应于期望最高压缩比而使所述最大量的液压流体流动到所述第二室并清空所述第一室,并且其中将所述偏心环定向成处于最高压缩比取向还包括:使所述偏心环在与所述第一方向相反的第二方向上旋转。所述方法的可选地包括所述第一示例和/或所述第二示例的第三示例还包括,其中经由调整所述第一室和所述第二室中的每一者中的液压流体的量来将所述偏心环定向成处于对应于介于所述最高压缩比与所述最低压缩比之间的压缩比的取向,并且其中对于所述偏心环的对应于较低压缩比的取向,所述第一室与所述第二室相比包括更多液压流体,并且其中对于所述偏心环的对应于较高压缩比的取向,所述第二室与所述第一室相比包括更多液压流体,其中所述较高压缩比与所述较低压缩比相比更类似于所述最高压缩比。所述方法的可选地包括所述第一示例至所述第三示例中的一者或多者的第四示例还包括,其中调整去往和离开所述第一室和所述第二室的所述液压流体流包括:致动阀,其中所述阀是滑阀。
[0098] 应当注意,本文所包括的示例性控制和估计程序可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可作为可执行指令存储在非暂时性存储器中,并且可由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体程序可表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的处理策略等)中的一种或多种。因此,所示的各种动作、操作或功能可以所示的顺序执行、并行执行,或者在一些情况下可省略。同样,处理顺序不一定是实现本文所述的示例性实施例的特征和优点所需要的,而是为了便于说明和描述而提供的。所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个可取决于所使用的特定策略而重复地执行。此外,所述的动作、操作和/或功能可图形地表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码,其中所述的动作通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行所述指令来实施。
[0099] 应当理解,本文公开的配置和程序本质上是示例性的,并且这些具体实施例不应当被视为具有限制性意义,因为许多变型是可能的。例如,以上技术可应用于V型6缸、直列4缸、直列6缸、V型12缸、对置4缸及其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
[0100] 以下权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以是指“一个”要素或“第一”要素或其等效物。此类权利要求应当被理解为包括一个或多个这样的要素的并入,从而既不要求也不排除两个或更多个这样的要素。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改本发明权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新权利要求而被要求保护。无论与原始权利要求相比在范围上是更宽、更窄、相同还是不同,此类权利要求也都被认为是包括在本公开的主题内。
[0101] 根据本发明,提供一种系统,其具有:通过第一室和第二室中的一者或多者中的液压流体旋转的曲轴偏心环,所述曲轴偏心环包括第一突起和第二突起。
[0102] 根据一个实施例,所述第一液压室是低压缩室并且所述第二液压室是高压缩室。
[0103] 根据一个实施例,所述偏心环夹在第一平衡重与第二平衡重之间,并且所述第一室布置在所述第一平衡重中且所述第二室布置在所述第二平衡重中。
[0104] 根据一个实施例,所述第一突起仅接触所述第一室中的液压流体并且所述第二突起仅接触所述第二室中的液压流体。
[0105] 根据一个实施例,去往和离开所述第一室和所述第二室的液压流体流是成比例的,其中流动到所述第一室中的液压流体的量等于流出所述第二室的液压流体的量,或反之亦然。
[0106] 根据一个实施例,所述第一室和所述第二室在大小和形状上相同,并且其中所述第一室邻近所述第一最末端部包括第一室开口,并且其中所述第二室邻近所述第二最末端部包括第二室开口。
[0107] 根据一个实施例,所述第一突起和所述第二突起成矩形棱柱形,并且其中所述第一突起的最接近所述第一室开口的边缘带斜面,并且其中所述第二突起的最接近所述第二室开口的边缘带斜面。
[0108] 根据一个实施例,除了所述第一开口和所述第二开口之外,所述第一室和所述第二室中不存在其他的入口或另外的出口。
[0109] 根据一个实施例,所述第一室和所述第二室成弧形。
[0110] 根据本发明,提供一种发动机缸体,其具有:液压流体源,所述液压流体源流体联接到分别布置在第一主轴颈轴承和第二主轴颈轴承上的第一主轴颈轴承凹槽和第二主轴颈轴承凹槽,所述第一主轴颈轴承和第二主轴颈轴承布置在曲轴上;第一内部通道和第二内部通道,所述第一内部通道将所述第一主轴颈轴承凹槽流体联接到布置在第一平衡重中的第一室,所述第二内部通道将所述第二主轴颈轴承凹槽流体联接到布置在第二平衡重中的第二室;以及偏心环,所述偏心环布置在所述第一平衡重与所述第二平衡重之间,所述偏心环包括布置在所述第一室中的第一突起和布置在所述第二室中的第二突起。
[0111] 根据一个实施例,所述第一室中的液压流体将所述偏心环定向到第一位置,并且其中所述第二室中的液压流体将所述偏心环定向到第二位置。
[0112] 根据一个实施例,所述第一位置是最低压缩比位置,并且其中所述最低压缩比位置包括所述第一室充满液压流体并且所述第二室不含液压流体,并且其中所述第二位置是最高压缩比位置,并且其中所述最高压缩比位置包括所述第二室充满液压流体并且所述第一室不含液压流体,并且其中所述偏心环还包括介于所述最低压缩比位置与所述最高压缩比位置之间的多个压缩比位置,并且其中所述多个压缩比位置包括所述第一室和所述第二室中的每一者中有一定量的液压流体。
[0113] 根据一个实施例,所述第一主轴颈轴承与所述第一平衡重共面接触,并且其中所述第二主轴颈轴承与所述第二平衡重共面接触,并且其中所述第一平衡重和所述第二平衡重夹在所述第一主轴颈轴承与所述第二主轴颈轴承之间。
[0114] 根据一个实施例,所述偏心环、所述第一室和所述第二室、所述第一平衡重和所述第二平衡重、以及所述第一主轴颈轴承和所述第二主轴颈轴承是第一可变压缩致动组,并且其中所述曲轴包括多个可变压缩致动组,其中所述多个可变压缩致动组的数量等于布置在发动机中的气缸的数量。
[0115] 根据一个实施例,所述偏心环能基于来自所述曲轴的输入和所述第一室和所述第二室中的液压流体旋转,并且其中所述偏心环响应于所述曲轴的旋转独立于所述偏心环响应于所述第一室和所述第二室中的所述液压流体的旋转。
[0116] 根据本发明,一种方法包括:经由调整去往和离开第一室和第二室的液压流体流来调整发动机的压缩比,所述第一室和所述第二室被成形为调整布置在其间的偏心环的取向,所述偏心环包括分别突出到所述第一室和所述第二室中的第一突起和第二突起。
[0117] 根据一个实施例,本发明的进一步特征在于,响应于期望最低压缩比而使最大量的液压流体流动到所述第一室并清空所述第二室,并且其中将所述偏心环定向成处于最低压缩比取向还包括:使所述偏心环在第一方向上旋转。
[0118] 根据一个实施例,本发明的进一步特征在于,响应于期望最高压缩比而使所述最大量的液压流体流动到所述第二室并清空所述第一室,并且其中将所述偏心环定向成处于最高压缩比取向还包括:使所述偏心环在与所述第一方向相反的第二方向上旋转。
[0119] 根据一个实施例,本发明的进一步特征在于,经由调整所述第一室和所述第二室中的每一者中的液压流体的量来将所述偏心环定向成处于对应于介于所述最高压缩比与所述最低压缩比之间的压缩比的取向,并且其中对于所述偏心环的对应于较低压缩比的取向,所述第一室与所述第二室相比包括更多液压流体,并且其中对于所述偏心环的对应于较高压缩比的取向,所述第二室与所述第一室相比包括更多液压流体,其中所述较高压缩比与所述较低压缩比相比更类似于所述最高压缩比。
[0120] 根据一个实施例,调整去往和离开所述第一室和所述第二室的所述液压流体流包括:致动阀,其中所述阀是滑阀。
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