CN101403342B - 一种可变压缩比发动机 - Google Patents
一种可变压缩比发动机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101403342B CN101403342B CN2008100672056A CN200810067205A CN101403342B CN 101403342 B CN101403342 B CN 101403342B CN 2008100672056 A CN2008100672056 A CN 2008100672056A CN 200810067205 A CN200810067205 A CN 200810067205A CN 101403342 B CN101403342 B CN 101403342B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- connecting rod
- compression ratio
- piston
- cylinder
- bent axle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000006835 compression Effects 0.000 title claims abstract description 50
- 238000007906 compression Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 20
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 11
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 6
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 14
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 4
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000012946 outsourcing Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000000246 remedial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
本发明所充分公开的是一种可变压缩比发动机，包括汽缸在内的缸体(1)、活塞(2)、连杆(3)和曲轴(4)，活塞(2)在汽缸内，连杆(3)联接曲轴(4)和活塞(2)，在缸体(1)上还设置可变连杆(3)有效长度的机构，所述的可变连杆(3)有效长度的机构两端分别与连杆(3)及曲轴(4)联接。所述的可变连杆的机构是可伸缩的液压杆机构，并由通过ECU控制的液压泵及三通阀门控制。具有以下优点：可连续地实现压缩比的改变且该变化是可控的；结构简单；控制策略相对比较简单；可以有效地改善发动机的动力性和燃油经济性。
Description
技术领域
本发明涉及发动机领域，尤其涉及一种汽车发动机，该发动机的压缩比是可变的。
背景技术
随着排放法规的日益严格和顾客对发动机经济性的要求，改善发动机的排放性能和燃油经济性能已是传统内燃机所面临的最大困难。主要手段集中在后处理和燃烧优化两个方面，前者是通过补救措施在发动机外进行净化，后者是通过改变发动机内部结构的机内净化。目前在机外净化方面已经取得了非常喜人的成果，如SCR、DPF等，能实现欧5或欧6的标准。在机内净化方面，现在出现了很多种新的燃烧模型，比如HCCI、MK及NADI系统。这些新的燃烧模型主要是追求低温燃烧和均质混合汽的形成，即要求低的充量温度和均匀的混合汽，还有较低的压缩比，以降低NOx和PM排放。为了能使低温燃烧技术在全负荷工况范围内实现，可变压缩比技术的应用是非常有必要的。新型的低温燃烧系统，要求在不同的工况时采用不同的压缩比。在中、低负荷时，为了改善发动机的排放水平，要求降低燃烧温度和爆发压力，需要采用较小的压缩比；而在全负荷时，为了保证发动机的性能，需要采用大的压缩比来提高发动机的功率和扭矩。同时，在冷启动工况时，为了改善发动机的启动性能，需要增大发动机的压缩比。这种在不同工况条件下，对压缩比的要求差异，使得可变压缩比技术在发动机上的应用受到广泛地关注。被业界认为是发动机能满足未来排放法规的有效技术途径。
目前对可变压缩比发动机的研究在国外已经比较普遍，但是能实现可变压缩比功能的成果比较少，且结构复杂。尤其在发动机运动副方面做改进，国外的技术已经趋近成熟，且有几家公司已经推出并投产了可变压缩比发动机。在国内基本还没有相关的比较可靠地改变发动机压缩比的技术。但是，国内目前也在研究有关发动机的新型燃烧模式，以改善法规对排放的要求及顾客对性能和经济性的要求。要想实现全负荷工况范围内的低温燃烧，可变压缩比技术是必不可少的。因为此等燃烧的特性决定了不同工况点对燃烧室边界条件的要求是不一样的，所以改变压缩比是必不可少条件。中国专利申请号88101975.5公开了一种内燃机变连杆长度可变压缩比装置，该装置能使内燃机的压缩比变化，但由于其变化是通过弹簧受力形变而改变连杆长度进而使内燃机的压缩比变化，该变化反映在内燃机几个冲程之间，且不可控，不能为灵活燃料发动机提供适应不同燃料的压缩比。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可变压缩比的发动机，该发动机的压缩比可通过对其结构的变化进行控制而改变。
为解决上述技术问题，本发明的解决方案为：
一种可变压缩比发动机，包括汽缸在内的缸体、活塞、连杆和曲轴，活塞在汽缸内，连杆联接曲轴和活塞，在缸体上还设置可变连杆有效长度的机构，所述的可变连杆有效长度的机构两端分别与连杆及曲轴联接。
本发明提供的是一种可变压缩比发动机，由于本发明通过增加可以改变连杆有效长度的机构，连杆有效长度即活塞插销中心到曲轴中心的距离，通过改变连杆的有效长度从而改变燃烧室的容积，使发动机的压缩比发生变化，改变连杆有效长度的机构是可控的，根据发动机燃料或者发动机的工况进行控制，使发动机的压缩比最符合当前的情况。
作为本发明的进一步改进，这里所述的可变连杆有效长度的机构铰接在所述缸体上，包括一可控液压缸，液压活塞及与该液压活塞相联接的控制杆，在所述的控制杆上套有可在其上滑动的套筒，所述的控制杆另一端活动联接所述的连杆；所述的套筒与所述的曲轴活动联接。这里使用一个可控液压缸，利用它的活塞控制控制杆的伸出的长度，使连杆的有效长度发生改变从而改变发动机的压缩比。整个连杆的有效长度的变化带动发动机的压缩比的变化，该系统具有以下优点：可连续地实现压缩比的改变且该变化是可控的；结构简单；控制策略相对比较简单；可以有效地改善发动机的动力性和燃油经济性。
附图说明
以下将结合附图，对本发明的各较佳实施例进行较为详细的说明。
图1本发明结构示意图。
图2本发明实施例中当压缩比最大时示意图。
图3本发明实施例中当压缩比最小时示意图。
图中：1、缸体，2、活塞，3、连杆，4、曲轴，5、液压缸，6、液压活塞，7、连接套筒，8、控制杆，9、连轴，10、曲柄，11、燃烧室，12、活塞插销。
具体实施方式
如图1所示：一种可变压缩比发动机，包括汽缸在内的缸体1、活塞2、连杆3和曲轴4，活塞2在汽缸内，汽缸在整个缸体1的上部，活塞2可在汽缸内上下运动，连杆3联接曲轴4和活塞2，连杆3是通过活塞销12与活塞2活动联接的，在本实施例中，在缸体1上还设置可变连杆3有效长度的机构，所述的可变连杆3有效长度的机构两端分别与连杆3及曲轴4联接。由于连杆3就是联接曲轴4和活塞2的，将活塞的往复直线运动通过曲轴转化成旋转运动，其有效的长度就是曲轴中心到活塞销中心的距离。在本实施例中可变连杆有效长度的机构，包括一可控液压缸5，液压活塞6及与该液压活塞6相联接的控制杆8，整个可控液压缸5通过其座铰接在所述缸体1上。在所述的控制杆8上套有可在其上滑动的套筒7，所述的控制杆8另一端活动联接所述的连杆3；所述的套筒7与所述的曲轴4的曲柄12活动联接。最常见的曲轴与连杆的联接方式是，在连杆上有一大头和一大头盖，将大头盖外包曲轴就可以了，本实施例中由于连杆3是与可变连杆有效长度的机构联接，本连杆就不需要有大头和大头盖，类似大头和大头盖包围的一个环可以联接在套筒7上，也可以通过一段连轴9联接一个环再与套筒7联接。
如图1所示，本实施例的可变压缩比发动机主要是通过一个液压缸5来控制液压活塞6的伸出量，进而控制可变连杆有效长度的机构中的控制杆9部份的有效长度，也就改变了活塞中心到曲轴4中心的距离，以达到改变压缩比的目的。整个系统由气缸1、活塞2、连杆3、曲轴4、液压缸5、液压活塞6、连接套筒7组成。其中液压缸5通过一根芯轴固定在发动机气缸体上，但是液压缸5可以绕芯轴自由转动，也就是说液压活塞6可以以芯轴为中心做摆动，以至于整个系统能正常地转动起来。当液压缸5将液压活塞6往内拉回一段距离后，连杆3中的控制杆8在活塞2处于上止点位置时，连杆3与发动机主轴线(也就是活塞的中心线)的夹角就会增加，这样活塞2中心到曲轴4中心的距离也会减小，使燃烧室容积增大，发动机的压缩比降低。当液压缸5将控制杆8向外推出一段距离后，控制杆8部分与发动机主轴线的夹角减小或与之重合，这样活塞2中心到曲轴4的中心距离就增大，使燃烧室容积减小，发动机的压缩比增大。
本实施例改变压缩比的关键就是，改变控制杆8的有效长度，进而改变了活塞顶部到缸盖下平面的距离，使燃烧室容积发生变化，实现压缩比的改变。
在实际应用过程中，本实施例的发动机可用作汽车发动机，汽车上有各种传感器，将监测到的数据反馈给汽车的发动机控制单元(ECU)，ECU通过判断这些反馈数据，确定此刻发动机的工作状态。然后在ECU里的数据矩阵中寻找相匹配的参数，之后再将执行指令发到液压缸的控制器，通过液压缸5来推动液压活塞6和控制杆8移向相应的位置，调整到合适的压缩比，使燃烧能稳定地进行。实际应用中液压缸5的控制器可为通过ECU控制的液压泵及一三通阀，三通阀的其中一路使液压活塞6向外推带动控制杆8向上推，使与连杆3相铰接的活塞向上移。如图2所示，为了说明清楚，假设此时曲轴的曲柄向上，活塞处于上止点，且发动机处于静态工作状态，此时控制杆8在液压活塞6的推动下向上，带动上连杆3推动发动机的活塞2向上，使燃烧室的容积减小，当液压活塞6在外加控制机构的控制下，达到最大行程时，控制杆8与连杆3联接的夹角最小，活塞销中心到曲轴中心的距离即连杆的有效长度最大，此时，燃烧室的容积最小，发动机处于最大压缩比的工作状态。三通的另一路控使液压活塞6向下，带动控制杆8向下，缩短了连杆3的有效长度。如图3所示：这里为了能清楚说明，也假设此时曲轴的曲柄向上，此时活塞处于上止点，且发动机处于静态工作状态，当液压活塞6向下时，带动与其相连的控制杆8也向下，当液压活塞6向下运动到最小行程时，控制杆8与连杆3联接的夹角最大，活塞销中心到曲轴中心的距离即连杆的有效长度最小，此时，燃烧室的容积最大，发动机处于最小压缩比的工作状态。
上面为了清楚说明本实施例是如何控制发动机的压缩比，假设状态是在静止时，其实本实施例中变化压缩比并不只在静止时，在发动机工作时也可以实时地变换压缩比，而这正是本实施例正常应用时的工作状态。
当液压活塞6的伸出长度调整到位后，三通阀自动跳到中间档，通过ECU控制的液压泵不对液压缸5供油，使之压力保持不变。也就固定了连杆组合的位置，使之不会在混合汽燃烧过程中发生上下窜动，起到限位的作用。
Claims (2)
1.一种可变压缩比发动机，包括汽缸在内的缸体(1)、活塞(2)、连杆(3)和曲轴(4)，活塞(2)在汽缸内，连杆(3)联接曲轴(4)和活塞(2)，在缸体(1)上还设置可变连杆(3)有效长度的机构，所述的可变连杆(3)有效长度的机构两端分别与连杆(3)及曲轴(4)联接；其特征在于：所述的可变连杆(3)有效长度的机构铰接在所述缸体(1)上，包括一可控液压缸(5)，液压活塞(6)及与该液压活塞(6)相联接的控制杆(8)，在所述的控制杆(8)上套有可在其上滑动的套筒(7)，所述的控制杆(8)另一端活动联接所述的连杆(3)；所述的套筒(7)与所述的曲轴(4)活动联接；所述的套筒(7)与所述的曲轴(4)是通过一段连轴(9)连接，所述的连轴(9)一端与所述套筒(7)铰接，另一端与所述曲轴(4)的曲柄(10)活动联接；还具有一控制机构与所述液压缸(5)相联。
2.根据权利要求1所述的可变压缩比发动机，其特征在于：所述控制机构是通过ECU控制的液压泵及三通阀门与所述液压缸(5)相联。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100672056A CN101403342B (zh) | 2008-05-13 | 2008-05-13 | 一种可变压缩比发动机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100672056A CN101403342B (zh) | 2008-05-13 | 2008-05-13 | 一种可变压缩比发动机 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101403342A CN101403342A (zh) | 2009-04-08 |
| CN101403342B true CN101403342B (zh) | 2012-06-27 |
Family
ID=40537466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008100672056A Expired - Fee Related CN101403342B (zh) | 2008-05-13 | 2008-05-13 | 一种可变压缩比发动机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101403342B (zh) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101865025A (zh) * | 2009-06-04 | 2010-10-20 | 高伟 | 连续可变容积压缩比发动机 |
| CN102297029B (zh) * | 2011-08-31 | 2014-04-16 | 浙江吉利汽车研究院有限公司 | 内燃机中活塞可变压缩比装置 |
| CN102733945B (zh) * | 2012-06-27 | 2014-08-13 | 苏成胜 | 一种四冲程往复活塞式内燃机 |
| CN103174507A (zh) * | 2013-04-03 | 2013-06-26 | 浙江大学 | 一种可增加膨胀行程的内燃机 |
| CN103195566B (zh) * | 2013-04-03 | 2015-01-21 | 浙江大学 | 一种连续可变排量的内燃机 |
| JP6070683B2 (ja) * | 2014-12-22 | 2017-02-01 | トヨタ自動車株式会社 | 可変長コンロッド及び可変圧縮比内燃機関 |
| CN104500242B (zh) * | 2015-01-09 | 2023-08-22 | 范伟俊 | 一种可变压缩比发动机 |
| CN104500241B (zh) * | 2015-01-09 | 2023-08-22 | 范伟俊 | 一种可变压缩比发动机 |
| CN105114178A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-12-02 | 吕建伟 | 双曲轴高效发动机 |
| CN105240119B (zh) * | 2015-11-11 | 2018-09-18 | 陆友玲 | 一种压缩比及排量可变的发动机 |
| DE102017121432A1 (de) * | 2017-01-18 | 2018-07-19 | ECO Holding 1 GmbH | Hydraulikmodul zum Steuern eines Hydraulikflüssigkeitsstroms eines Pleuels für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung sowie Pleuel |
| CN108590849B (zh) | 2018-01-09 | 2023-07-14 | 西华大学 | 一种可实现米勒循环的曲柄连杆机构及控制方法 |
| CN110273766A (zh) * | 2018-03-14 | 2019-09-24 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 发动机和车辆 |
| CN111622836B (zh) * | 2020-06-05 | 2021-11-19 | 张家陶 | 一种半径可调的发动机曲轴 |
| CN112709634A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-27 | 东风汽车集团有限公司 | 压缩比可变的发动机传动装置及发动机 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6009845A (en) * | 1996-05-13 | 2000-01-04 | Broadsuper Limited | Internal combustion engines |
| US6202623B1 (en) * | 1997-09-12 | 2001-03-20 | Preservation Holdings Limited | Internal combustion engines |
| CN1685137A (zh) * | 2002-08-23 | 2005-10-19 | 保藏控股有限公司 | 内燃机 |
-
2008
- 2008-05-13 CN CN2008100672056A patent/CN101403342B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6009845A (en) * | 1996-05-13 | 2000-01-04 | Broadsuper Limited | Internal combustion engines |
| US6202623B1 (en) * | 1997-09-12 | 2001-03-20 | Preservation Holdings Limited | Internal combustion engines |
| CN1685137A (zh) * | 2002-08-23 | 2005-10-19 | 保藏控股有限公司 | 内燃机 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JP昭62-41970A 1987.02.23 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101403342A (zh) | 2009-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101403342B (zh) | 一种可变压缩比发动机 | |
| CN101368875B (zh) | 一种可变压缩比的发动机试验台架及其试验方法 | |
| CN101517211B (zh) | 火花点火式内燃发动机 | |
| KR20140024390A (ko) | 분할주기 가변위상 왕복피스톤 불꽃점화엔진 | |
| CN109252953A (zh) | 可变压缩比发动机长度可变连杆机构 | |
| CN104121054B (zh) | 一种活塞式发动机气门正时及可变升程驱动系统 | |
| CN101865025A (zh) | 连续可变容积压缩比发动机 | |
| CN103256126B (zh) | 用于内燃机的机械辅助压缩控制均质混合气燃烧的系统 | |
| CN102108898A (zh) | 大扭矩高效节能发动机 | |
| WO2014139316A1 (zh) | 可变压缩比发动机 | |
| CN101936229A (zh) | 可变容积压缩比发动机 | |
| CN201588694U (zh) | 连续可变容积压缩比发动机 | |
| CN106089455A (zh) | 发动机压缩比连续可变的调节方法及装置 | |
| CN109653975A (zh) | 一种往复发动机杠杆式变量柱塞泵动力输出机构 | |
| CN205400837U (zh) | 凸轮驱动式发动机液压气门控制装置 | |
| CN101761385B (zh) | 一种高效恒力矩输出的单缸发动机 | |
| CN208803955U (zh) | 一种往复发动机杠杆式变量柱塞泵动力输出机构 | |
| CN203130252U (zh) | 一种节能型机动车发动机的连杆机构 | |
| CN101660447B (zh) | 定止点自由活塞发动机 | |
| CN102022189B (zh) | 活塞式高效大扭矩输出发动机 | |
| CN203285550U (zh) | 可变压缩比的发动机 | |
| US8783224B2 (en) | Crankshaftless internal combustion engine | |
| CN104727939A (zh) | 对置式可变压缩比曲轴-活塞驱动方法及组件 | |
| CN101655034B (zh) | 定止点自由活塞发动机 | |
| CN103174507A (zh) | 一种可增加膨胀行程的内燃机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120627 Termination date: 20210513 |