[发明专利]可变压缩比发动机

说明书

具有压缩冲程和膨胀冲程的可变压缩比(VCR)内燃机包括限定气缸的发动机组和安装到发动机组并限定燃烧室的至少一部分的气缸盖。VCR发动机还包括布置在气缸内并配置成压缩空气和燃料的混合物并接收燃烧力的往复式活塞，其中活塞的压缩冲程限定发动机的压缩比。VCR发动机附加地包括六连杆机构，该六连杆机构配置成将活塞可操作地连接到发动机组、铰接在七个不同的平行轴线上、将压缩冲程与膨胀冲程分离，并且连续地且选择性地改变活塞的压缩冲程和发动机的压缩比。

引言

技术领域

本公开涉及一种具有可变压缩比的内燃机。

背景技术

内燃机是一种热力发动机，在该热力发动机中燃料与作为发动机的组成部分的燃烧室中的氧化剂(通常为空气)一同进行燃烧。内燃机通常用于为车辆提供动力，既可以作为主动力源，也可以作为混合动力传动系统的一部分。在往复式内燃机中，由燃烧产生的在气缸顶部处的燃烧室空间中的高温和高压气体的膨胀对发动机的活塞施加直接的力。施加在活塞上的燃烧力随后通过发动机的连杆作用以转动发动机的曲轴。

压缩比是内燃机的基本设计规范之一。内燃机的压缩比是表示发动机的燃烧室的容积的最大容量与其最小容量之比的值。在往复式内燃机中，压缩比通常定义为当活塞处于其冲程的底部时气缸和燃烧室的容积与当活塞位于其冲程的顶部时燃烧室的容积之间的比率。内燃机的压缩比对目标发动机的扭矩输出及其燃料效率有很大影响。

发明内容

本公开的一个实施例针对配置为使用压缩和膨胀冲程来运行可变压缩比(VCR)内燃机。VCR发动机包括限定气缸的发动机组和安装到发动机组并限定燃烧室的至少一部分的气缸盖。VCR发动机还包括往复式活塞，其布置在气缸内部并配置成压缩空气和燃料的混合物并接收燃烧力，其中活塞的压缩冲程限定发动机的压缩比。VCR发动机还包括六连杆机构，该六连杆机构配置成将活塞可操作地连接到发动机组并且铰接在七个不同的平行轴线上。六连杆机构还配置成将压缩冲程与膨胀冲程分离，并且连续地且选择性地改变活塞的压缩冲程和发动机的压缩比。

六连杆机构可以包括主曲轴，该主曲轴配置成通过由活塞接收的燃烧力围绕第一轴线旋转。六连杆机构还可以包括在第二轴线处可枢转地连接到活塞的连杆。六连杆机构可以附加地包括多杆连杆，该多杆连杆在第三轴线处可旋转地连接到连杆并且在第四轴线处连接至主曲轴，并且控制连杆在第五轴线处可枢转地连接到多杆连杆。六连杆机构还可以包括布置在发动机组中的控制曲轴，该控制曲轴在第六轴线处连接到控制连杆并且配置成绕第七轴线旋转。控制曲轴可以进一步配置成使得控制曲轴的旋转调节活塞的冲程并由此连续地改变发动机的压缩比。

VCR发动机还可以包括调相装置，该调相装置配置成调节控制曲轴相对于发动机组和主曲轴中的每一个的位置并由此调节第五轴线相对于第七轴线的以及第三轴线相对于第一轴线的位置。

调相装置可以配置为步进马达。

发动机还可以包括扭矩传递机构，该扭矩传递机构配置成将控制曲轴可操作地连接至主曲轴，以在其间进行同步的运行。

扭矩传递机构可以为控制曲轴限定相对于主曲轴的2:1的速度比。

扭矩传递机构可以配置为齿轮系和链条中的一个。

扭矩传递机构可以配置为齿轮系并且导致主曲轴配置成沿相对于控制曲轴相反的方向旋转。

扭矩传递机构可以配置为链条。在这样的实施例中，主曲轴可以配置成沿与控制曲轴相同的方向旋转。

六连杆机构可以附加地配置为相对于压缩冲程延长膨胀冲程，使得膨胀冲程大于压缩冲程。

本公开的另一实施例涉及采用这种VCR内燃机的车辆。

当结合附图和所附权利要求，根据下面对用于执行所描述的公开内容的实施例和最佳模式的以下详细描述，本公开的以上特征和优点以及其它特征和优点将容易显而易见。