[发明专利]可变压缩比发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机结构，尤其是一种可变压缩比发动机。

背景技术

发动机的压缩比是指活塞运动到下止点时的气缸容积与活塞运动到上止点时的气缸容积之比。一般而言，常见车用汽油发动机的压缩比为9～11不等。而必须指出的是，涡轮增压发动机和自然进气发动机的压缩比一般设置不同，自然进气发动机为了提高进气效率，压缩比一般都较涡轮增压发动机高一些。高压缩比会带来更好的动力性，但是也容易发生爆燃，因此，通过提高压缩比来提升动力性，除了不断提高燃油质量和改进发动机制造工艺之外，一种压缩比随发动机工况改变而变化的可变压缩比发动机也就呼之欲出了。当前，已投产的发动机，受结构上的限制，其压缩比一般不可变。而在一些概念性可变压缩比发动机中，一般多采用了调整气缸盖位置、使用高度可调式活塞或者在已有的曲柄连杆机构中再增设一套连杆机构等方案。总体而言，这些方案结构均较复杂，而且对已有的发动机改动较大，因而加工难度高，不便于大量投产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以通过曲轴轴心偏置的方式来实现发动机压缩比可变，并且能够避免现有技术中结构复杂的缺陷，仅需对原有发动机较小改动即可完成加工的可变压缩比发动机。

为解决上述问题，本发明的一种可变压缩比发动机，包括至少一个气缸以及在该气缸内往复运动的活塞，所述活塞通过连杆与曲轴相连，其特征在于：所述可变压缩比发动机还包括固定在发动机机壳上的至少一组直线滑轨；所述曲轴的至少一个轴颈通过滑块安装在对应的直线滑轨上，并且该滑块与控制杆相连，控制杆与驱动装置相连，从而使曲轴的轴颈能够在驱动装置的作用下在直线滑轨上移动；所述曲轴的左右两侧分别设置有与轴颈相连的等速万向节。

所述直线滑轨与活塞运动方向相垂直面的夹角约为10～30°。

所述驱动装置的动力输出方向与直线滑轨相平行。

所述滑块与直线滑轨直接接触并受其导向。

所述多个直线滑轨相互平行。

所述控制杆为叉形控制杆。

所述驱动装置为至少一个液压缸以及与所述液压缸相连用于驱动液压缸运动的液压系统。

采用本发明结构的可变压缩比发动机，通过驱动装置带动控制杆发生位移，由于控制杆与滑块相连，曲轴的轴颈安装在滑块上，从而带动曲轴进行径向位移。同时，曲轴的径向位移将受到直线滑轨的约束，使曲轴整体在控制杆和直线滑轨的共同作用下实现可控位移量的定向移动，从而改变活塞运动的上下止点，实现压缩比无级可调的目的。而在曲轴的两端，则使用一对等速万向节分别连接正时链轮和离合器输入端，以保证动力的定轴输出。本发明的可变压缩比发动机，相对于现有可变压缩比技术而言，具有结构简单、调整方便、控制精确的特点，在加工过程中只需对原有发动机进行较小改动即可完成，避免了现有技术中的可变压缩比发动机原理和结构均较为复杂的缺陷。

附图说明

图1为本发明可变压缩比发动机的结构示意图。

图2为本发明可变压缩比发动机的侧视结构示意图。

图3为本发明可变压缩比发动机中直线滑轨及叉形控制杆的装配结构示意图。

图4为本发明可变压缩比发动机中曲轴轴颈的结构示意图。

图5为本发明可变压缩比发动机中叉形控制杆的结构示意图。

图6为本发明可变压缩比发动机中曲轴位移量与压缩比变化曲线图。

图7为本发明可变压缩比发动机的控制系统的结构框图。

图8为本发明可变压缩比发动机中曲轴偏心状态的示意图。

图中：气缸1；活塞2；连杆3；曲轴4；轴颈401；曲拐402；直线滑轨5；滑块6；叉形控制杆7；液压缸8；等速万向节9；缓冲橡胶垫10；曲轴轴心线11；大压缩比时的活塞上止点位置a；大压缩比时的活塞下止点位置b；大压缩比时的曲轴回转圆示意c；大压缩比时的曲轴圆心位置d；小压缩比时的活塞上止点位置e；小压缩比时的活塞下止点位置f；小压缩比时的曲轴回转圆示意g；小压缩比时的曲轴圆心位置h；曲轴位移轨迹i。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明技术方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

在发动机气缸工作时，压力和温度都很高，因此绝大部分的弹性元件都会在这种状态下失效或者寿命不足。另外，活塞是高速运转的部件，对于活塞进行运动状态下的无级调控，一方面会增大活塞质量，另一方面也会给控制系统造成很大困难。因此，本发明从曲轴入手，通过调整曲轴的位置来实现压缩比的变化。