[发明专利]可变压缩比往复活塞式发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种压缩比可变的发动机，尤其是一种可变压缩比的往复活塞式发动机。

技术背景

往复活塞式发动机的压缩比，是指当活塞位于下止点时活塞顶上部的汽缸的容积与活塞位于上止点时燃烧室容积的比值。压缩比是发动机的重要设计参数，其大小对发动机缸内燃烧状况和燃烧热效率具有重要影响，因而对发动机的性能具有重要影响。一般情况下，压缩比较低的发动机，工作柔和，但动力性不强，油耗也较高；压缩比较高的发动机，动力性增强，燃油消耗率较低。但压缩比过高容易引起爆震，不仅发出尖锐的敲缸声，而且引起功率下降和油耗上升，并降低发动机的寿命。因此，各种发动机都设计有合适的压缩比。

一般发动机的压缩比是不可变的。固定压缩比的发动机只在某转速范围内“最佳”，即在该转速范围内发动机的动力性、油耗率和工作柔和度等性能达到最佳。若能实现在发动机的转速范围内压缩比可变，就有可能实现发动机性能在各种转速时都达到最佳。

萨博(Saab)公司开发的SVC发动机，以改变压缩比来控制发动机的燃油消耗量。其技术的核心就是在缸体与缸盖之间安装楔型滑块，使得缸体与缸盖相对位置发生变化，改变了燃烧室的容积，从而改变了压缩比。其压缩比范围可从8.0至14.0之间变化。该发动机是1.6升5缸发动机，最大功率166kw，最大扭矩305N-m，综合油耗比常规发动机降低了约30％。

发明内容

为了确保在发动机不爆震的前提下实现其在整个转速范围内都能达到最佳性能，本发明提供一种可变压缩比往复活塞式发动机，本发明结构简单，安装在发动机上可改变发动机的压缩比。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种可变压缩比往复活塞式发动机，该发动机包括曲轴、连杆、活塞、气缸盖、气缸体等主要组件，以及配气机构、供给、点火、润滑、冷却、起动等系统组成。其中，安装在气缸体内的活塞通过连杆和曲轴相连，所述的连杆与曲轴上的连杆轴颈通过偏心上轴瓦和偏心下轴瓦连接；曲轴上的平衡重上加工一个滑槽和一个与其相通的阶梯孔，其中，滑槽内安装离心滑块，离心滑块和偏心下轴瓦通过拉杆连接；阶梯孔的小径部分安装调整螺栓，调整螺栓上安装锁紧螺母，阶梯孔的大径部分安装回位弹簧，回位弹簧的两端分别连接调整螺栓和离心滑块。

作为本发明的优选结构，所述的曲轴平衡重的滑槽处安装了挡板和盖板。

本发明的有益效果是：该发明通过安装在曲轴连杆轴颈上的偏心上轴瓦和偏心下轴瓦的转动实现活塞冲程的变化，进而使气缸燃烧室容积发生改变，使其压缩比发生变化。发动机转速越高，偏心上轴瓦和偏心下轴瓦转过的角度越大，活塞冲程越大，燃烧室容积越小，压缩比越大，提高了发动机动力性和燃油经济性。本发明的结构简单，体积小，重量轻。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

图1是可变压缩比往复活塞式发动机的主视图；

图2是可变压缩比往复活塞式发动机的侧视图；

图3是可变压缩比往复活塞式发动机的局部放大图；

图4是可变压缩比往复活塞式发动机的曲轴平衡重的局部剖视图；

图5是压缩比随转速变化的一种设计曲线。

具体实施方式

本发明涉及一种能够改变压缩比的往复活塞式发动机。该发动机在一般发动机的基础上稍作改动得到的，是将普通往复活塞式发动机的连杆轴瓦设计成内外圆不同心的偏心轴瓦，该偏心轴瓦可以绕曲轴的连杆轴颈转过有限角度，以此改变了曲轴曲柄的长度，即改变了活塞冲程，因而改变了压缩比。

发动机的活塞连杆组按正常方式安装在气缸体内，曲轴也仍然通过曲轴主轴颈安装在气缸底对应的曲轴主轴颈座内，发动机的配气机构(包括进气门、排气门、摇臂、挺杆、凸轮轴、凸轮正时齿轮等)、燃料供给系(包括油箱、油泵、滤清器、油管、空气滤清器等)，以及其他维持发动机正常运行的点火系、冷却系、润滑系、起动系等均保持不变。

如图1和图2所示，活塞1通过连杆2与曲轴的连杆轴颈3相连。连杆轴颈3上套有两片偏心上轴瓦9和偏心下轴瓦10。在传统的发动机中，两片轴瓦的内外圆是同心的，亦即连杆2的连接孔与曲轴的连杆轴颈3同心。而本发明提供的偏心上轴瓦9和偏心下轴瓦10组成的的外圆与内圆不同心，二者的圆心有一偏心距。偏心上轴瓦9和偏心下轴瓦10可绕连杆轴颈3作有限角度的转动，以此改变曲轴曲柄的有效长度。偏心上轴瓦9的中部沿圆周方向开有长槽，以供润滑油通过。