[实用新型]发动机用的活塞装置以及发动机

说明书

本实用新型公开了一种发动机用的活塞装置以及发动机，所述活塞装置包括：活塞、连杆、伸缩杆，活塞的一端敞开且具有自端部向内延伸的容纳腔室；连杆伸入所述容纳腔室内，且连杆沿所述活塞的轴向可滑动地与活塞相适配；伸缩杆设于容纳腔室内，且伸缩杆连接连杆与活塞。伸缩杆为气动杆或液压杆，伸缩杆被构造成可沿活塞的轴向伸长或缩短，伸缩杆伸长以带动连杆远离活塞运动，伸缩杆缩短以带动所述连杆靠近所述活塞运动。采用液压杆或者气动杆的调节，可以准确的控制销轴的位置，使销轴在上、下极限连续可调，进而影响活塞和连杆的相对位置，发动机的压缩比选择范围更大。除此之外，伸缩机构的结构更为简单、稳定，制造安装方便。

技术领域

本实用新型涉及车辆领域，尤其是涉及一种发动机用的活塞装置以及发动机。

背景技术

随着社会的发展，能源储量减少，环境受到人类活动的影响越来越严重，日益严格的法规对发动机的油耗水平提出了更高的要求，其中压缩比是影响发动机经济性的一个重要因素。随着发动机热效率水平越来越高，压缩比普遍也越来越高，由原先的9.5到现在的13、14或者更高的15、16甚至更高。压缩比提高后，发动机经济性确实得到了一定的提升，但由于压缩比提高发动机爆震倾向加强，发动机的动力性下降，外特性扭矩，功率下降。强烈的爆震还可能对发动机硬件造成不可逆的损伤，也限制了压缩比的进一步提升。

因为压缩比的单一，不可变，所以发动机在提升经济性后不可避免的牺牲了一定的动力性，两者无法兼顾。为了最大程度的提高发动机的动力性以及经济性，确保两者的兼顾，可变压缩比技术运营而生。但是，由于可变压缩比的技术难度较大，现有的可变压缩装置设计大都与连杆相关，装置体积庞大，可变结构复杂。

本发明的可变压缩比活塞装置不同于现有技术，目前常见的主要分为两种，一种是连杆可变机构，一种是活塞可变机构。连杆可变结构因为结构比较复杂，机构比较庞大，且所需的组件也比较多，重量成本都不占优势。现有专利中活塞可变机构很多是通过电机带动外活塞或内活塞旋转，然后通过内外活塞之间的螺纹结构来对外活塞位置进行调整，即改变活塞顶面高度的方式来改变压缩比。

中国专利申请号为CN201810456373.8的文件公开了一种可变压缩比活塞及可变压缩比发动机，可变压缩比活塞包括与连杆的小头端通过活塞销连接的内活塞、与所述内活塞螺纹配合的外活塞、用于驱动所述外活塞相对于所述内活塞上下移动的驱动机构，以改变燃烧室的容积，实现压缩比变化，能够使得燃油充分燃烧、避免爆震，提升发动机的热效率，降低油耗和排放。

但是上述结构存在明显的缺陷，该装置结构比较复杂、机构庞大，实现一个气缸的压缩比可变需要至少三个齿轮才能实现该功能，对于常见四缸机而言，则是12个齿轮，且齿轮布置位置也比较困难，将增加整机的体积和重量。此外，通过外活塞旋转来改变活塞高度实现压缩比可变，容易出现活塞顶面与气门干涉现象，造成发动机损坏，此外，部分活塞顶面结构设计有利于气流引导，当活塞旋转后，气流导向失效、缸内气流紊乱、燃烧恶化。

中国专利申请号“CN201720571750.3”的文件公开了一种电机驱动式可变压缩比活塞，这种电机驱动式可变压缩比活塞由活塞顶部、活塞裙部、第一限位孔、第一限位球、第一限位球弹簧、第一拆卸孔、第一滑动限位槽、第一限位螺栓、电机、第二限位螺栓、第二滑动限位槽、第二拆卸孔、第二限位弹簧、第二限位球、第二限位孔、花键套筒、花键槽组成；电机装在活塞裙部中心托盘上，通过螺栓与之固定，活塞裙部和活塞顶部通过螺纹连接。电机转动带动活塞顶部转动的同时，活塞顶部相对于活塞裙部上下移动，实现压缩比的增大和减小。

但是，在快速运转的发动机中，外活塞不断的旋转，使活塞的位置控制精度很难保证，且活塞顶面一般都会设计有气门的避让坑，以及具有一定导流设计的活塞顶面，如果发生旋转，则这些设计很可能失效，严重的会出现气门干涉，气门损坏甚至发动机报废的可能。