[发明专利]一种参数可调智能高性能发动机主构架

说明书

技术领域

本发明涉及一种高性能发动机，更具体地说，涉及一种较传统发动机曲轴箱体积和发动机高度均较小，活塞所受侧向力小、热效率较高，且发动机排量、压缩比、热力循环均可调的高性能发动机。

背景技术

传统往复活塞式发动机受曲柄连杆机构与曲轴箱尺寸的限制，发动机排量、压缩比、热力循环难以调节，无法适应负载与路况的变化，因此限制了其性能的提高。

为了实现发动机排量可调，如专利申请号为200710056795.8、200910228632.2中所公开的压缩比可调式发动机，通过调节偏心块达到调节发动机压缩比的目的。这些机构虽然从原理上是可行的，但在实际应用中存在很多问题，如压缩比与排量的调节范围较小，发动机曲柄长度大、刚性差，发动机机体尺寸和重量明显增大、成本较高，连杆摆动幅度大、活塞所受侧向力较大、热效率低，并且实现发动机排量实时调节的控制难度较大，这些因素大大限制了其实际应用。

发明内容

为了解决传统往复活塞式发动机排量难以调节的问题以及压缩比可调式发动机设计中的不足，本发明提供了一种发动机排量、压缩比、热力循环均可调的高性能发动机，该发动机结构简单、小巧，强度大、刚性好，发动机体积和重量较小，成本低廉；实际应用时，活塞所受侧向力小、阻力小、热效率高，活塞敲缸可能性小、发动机噪声小；根据负载、路况的变化，电控系统根据内置控制算法，调节发动机排量、压缩比、热力循环，以实现在各种负载、路况下都有良好的工作条件。

本发明解决其技术问题，所采用的技术方案是：

一种高性能发动机主构架，由曲柄摇杆机构、摇杆滑块机构、排量调整机构组成；曲柄摇杆机构包括曲柄11、下连杆12、摆杆6，将曲轴的圆周旋转运动转化为摆杆6的上下往复摆动；摇杆滑块机构包括摆杆6、中连杆14、副活塞5、上连杆4、主活塞3，将摆杆6的往复摆动转化为副活塞5的上下往复直线运动；副活塞5通过上连杆4带动主活塞3运动；排量调整机构包括摆杆6、小型步进电机9、小齿轮10、大齿轮8、丝杆7、螺母13，通过小型步进电机9经齿轮调速机构10、8调速后驱动丝杆7旋转，带动螺母13进给，螺母13离小型步进电机9机座的距离L₃₀改变；所述曲轴曲拐长度L₁、下连杆12长度L₂、摆杆6长度L₃、排量调整机构中螺母离小型步进电机机座的距离L₃₀、中连杆14长度L₄、上连杆4长度L₅和气缸半径r、活塞行程H、曲轴主轴承座离小型步进电机机座距离L₀及其水平分量e之间满足尺寸要求：(1)L₁≤r；(2)L₅≤0.5H；(3)L₁≤L₃₀≤L₂≤L₀≤L₃≤L₄≤H；(4)L₁≤e≤L₀；(5)L₀+L₁—L₂≤L₃₀≤L₀—L₁+L₂。

发动机气缸数为z时的排量为：