[发明专利]一种连续可变压缩比发动机

说明书

【技术领域】

本发明涉及汽车发动机技术领域，用于活塞式内燃发动机的压缩比连续可调。

【背景技术】

近几十年来，为了提高汽车发动机动力性、经济性和降低污染物的排放，许多发动机厂商、科研机构投入了大量的人力、物力进行新技术的研究与开发，发动机的可变压缩比技术是其中一种重要的新技术。

发动机气缸的压缩比对内燃发动机的性能有较大影响。通常，在确保发动机气缸内不发生爆震的前提下，尽量的提高压缩比，有利于发动机性能的提高。

发动机在不同运转工况下可承受的压缩比不同，但一般的发动机的压缩比是不可变的，任何工况都只能工作在预先设计的压缩比。可变压缩比技术是指在发动机工作过程中，能够通过配备的控制及执行系统对发动机的压缩比进行调节，使发动机在低负荷时具有较高的压缩比，以提高燃油经济性和排放性能，而在高负荷时和增压系统启动时具有较低的压缩比，防止发动机缸内压力过大而导致发动机的爆震。发动机采用可变压缩比技术可以有效的降低燃油消耗，降低污染物的排放，发动机的扭矩和功率可以得到大幅提高，获得良好的发动机性能。

目前可变压缩比技术的相关专利很多，技术途径也有很多种，如燃烧室填充法、可变活塞、多连杆法、齿轮式连杆、活塞销上设置偏心支撑套、曲轴的连杆轴颈上加偏心支撑、曲轴的主轴颈上偏心支撑、可移动气缸盖法和摆动气缸套法等。但真正应用在发动机上的还很少，国内还没有可变压缩比的发动机出现。

【发明内容】

本发明的目的是提出一种结构简单，可靠性高、制造成本低、可以直接应用在现有的发动机上，而无需对发动机机体结构进行太大改动就可实现的可变压缩比技术。

本发明是基于曲轴主轴颈上加偏心支撑的技术途径提出的，主要包括曲轴、曲轴偏心轴套、正时端偏移轴传动器、飞轮端偏移轴传动器、控制轴。

曲轴偏心轴套装在曲轴的主轴颈上，控制轴通过齿轮、拉杆或者链条机构对曲轴偏心轴套的偏转角度进行调整和控制，使曲轴轴线位置发生移动。曲轴轴线位置的移动使活塞的上止点位置发生变化，进而可以实现发动机压缩比的变化。

由于曲轴的结构特点，整体式的曲轴偏心轴套无法从曲轴的一端套入，所以本发明中，采用了剖分式曲轴偏心轴套，把曲轴偏心轴套分为两块，利用曲轴轴承盖把剖分式曲轴偏心轴套约束成为一体，并可在曲轴轴承盖约束的空间内自由偏转。

曲轴主轴颈加偏心支撑的可变压缩比技术中，一个难点就是怎样把曲轴的动力输出从变化的轴线位置转变为固定轴线位置，并同时保证发动机正时系统不受任何影响。

本发明中，在发动机曲轴的两端分别设置了飞轮端偏移轴传动器和正时端偏移轴传动器。飞轮端偏移轴传动器和正时端偏移轴传动器的结构原理可以相同，也可以不同，二者的作用都是把曲轴的动力输出从变化的轴线位置转变为固定轴线位置。正时端偏移轴传动器传递的扭矩较小，但要求传动相位和曲轴完全同步，用于保证正时系统的正常工作。飞轮端偏移轴传动器传递的扭矩大，但不需要传动相位和曲轴完全同步。

飞轮端偏移轴传动器的动力输出轴固定轴线安装，飞轮和离合器等一切相关机件的结构和安装方式都和传统发动机完全相同。正时端偏移轴传动器的动力输出轴固定轴线安装，传动相位和曲轴完全同步。相位的完全同步使发动机的正时系统也完全和传统发动机无异，发动机压缩比的变化对发动机气门正时系统不产生任何影响。

本发明的工作原理是：

当发动机接收到压缩比调节指令时，控制轴旋转预定的角度，通过齿轮、链条或拉杆机构，迫使曲轴偏心轴套转过一定角度，曲轴的轴线位置发生改变，活塞上止点的位置随之改变，发动机的压缩比得到调节。发动机曲轴轴线位置的变化范围在飞轮端偏移轴传动器和正时端偏移轴传动器的允许范围内，飞轮端偏移轴传动器和正时端偏移轴传动器把变化轴线的曲轴旋转转换为固定轴线，保证发动机动力的输出和正时系统的正常工作。

本发明的有益效果是：

1.相对于目前其它的发动机可变压缩比机构，本发明的结构简单，成本低，可靠性高，用极少的零部件实现发动机的压缩比连续可调。

2.可以应用于现有的固定压缩比发动机上，使发动机具有可变压缩比的功能，而不需要对发动机机体结构进行较大改变。

【附图说明】

图1本发明第一类可变压缩比发动机主要组件分解立体示意图

图2本发明中曲轴偏心轴套结构立体示意图

图3本发明中曲轴偏心轴套两个极端偏转位置的润滑油路图

图4本发明中曲轴偏心轴套的偏心轴线位置示意图