CN104454227A - 内部带有容积腔的活塞系统 - Google Patents

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    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
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Abstract

一种属于内燃机技术领域的内部带有容积腔的活塞系统，包括气缸、缸盖、活塞、活塞环、连杆、容积腔、弹簧、移动体、贯穿孔，容积腔布置在活塞的内部，第一移动体、第二移动体、第三移动体、第四移动体均布置在容积腔内，第三移动体的下端面、第一移动体的上端面、第四移动体的下端面、第二移动体的上端面均为斜坡结构。在高速工况，当燃烧室内压力最高燃烧压力较高时，第一移动体向右移动，第二移动体向左移动，燃烧室容积变大；在低速工况，当燃烧室内压力最高燃烧压力较小时，第一移动体向左移动，第二移动体向右移动，燃烧室容积变小。本发明结构合理，设计简单，适用于发动机活塞的优化设计。

Description

内部带有容积腔的活塞系统
技术领域
本发明属于内燃机技术领域的压缩比设计装置，具体地说，是一种内部带有容积腔的活塞系统。
背景技术
压缩比指发动机混合气体被压缩的程度，用压缩前的气缸总容积与压缩后的气缸容积(即燃烧室容积)之比。目前，绝大部分汽车采用所谓的'往复式发动机'，简单地讲，就是在发动机气缸中，有一只活塞周而复始地做着直线往复运动，且一直循环不已，所以在这周而复始又持续不断的工作行程之中有其一定的运动行程范围。就发动机某个气缸而言，当活塞的行程到达最低点，此时的位置点便称为下止点，整个气缸包括燃烧室所形成的容积便是最大行程容积，当活塞反向运动，到达最高点位置时，这个位置点便称为上止点，所形成的容积为整个活塞运动行程容积最小的状况，需计算的压缩比就是这最大行程容积与最小容积的比值。可变压缩比的目的在于提高增压发动机的燃油经济性。在增压发动机中，为了防止爆震，其压缩比低于自然吸气式发动机。在增压压力低时热效率降低.使燃油经济性下降。特别在涡轮增压发动机中由于增压度上升缓慢在低压缩比条件下扭矩上升也很缓慢.形成所谓的增压滞后现象。也就是说，发动机在低速时，增压作用滞后，要等到发动机加速至一定转速后增压系统才起到作用。为了解决这个问题，可变压缩比是重要方法。就是说.在增压压力低的低负荷工况使压缩比提高到与自然吸气式发动机压缩比相同或超过:另一方面.在高增压的高负荷工况下适当降低压缩比。换言之，随着负荷的变化连续调节压缩比.以便能够从低负荷到高的整个工况范围内有提高热效率。但是现有发动机的压缩比是不可变动的，因为燃烧室容积及气缸工作容积都是固定的参数，在设计中已经定好。
经过现有文献检索，发现专利申请号为20092014360.5，名称为一种可改变发动机压缩比的机构的专利技术，提出一种可变压缩比的机构，使燃烧效率较高，但是它的压缩比变化需要人为的去控制，不能实现自我调节。
发明内容
本发明针对上述不足，提供一种内部带有容积腔的活塞系统，发动机的压缩比可以自我调节。
本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括气缸、缸盖、活塞、第一活塞环、第二活塞环、连杆、容积腔、第一贯穿孔、第二贯穿管、第一移动体、第二移动体、第三移动体、第四移动体、弹簧，缸盖布置在气缸的上端，活塞布置在气缸内，气缸、缸盖、活塞在一起组成燃烧室，第一活塞环、第二活塞环均布置在活塞的顶部，连杆与活塞连接在一起，容积腔布置在活塞的内部，第一移动体、第二移动体、第三移动体、第四移动体均布置在容积腔内，容积腔的左端通过第一贯穿管与活塞的顶部相连通，容积腔的右端通过第二贯穿管与活塞的顶部相连通，第三移动体布置在第一移动体的上方，第四移动体布置在第二移动体的上方，第三移动体的下端面、第一移动体的上端面、第四移动体的下端面、第二移动体的上端面均为斜坡结构，第三移动体的下端面、第一移动体的上端面密封接触，第四移动体的下端面、第二移动体的上端面密封接触，第一移动体的右端面通过弹簧与第二移动体的左端面连接在一起。
进一步地，在本发明中第一移动体、第二移动体、第三移动体、第四移动体的横截面均为长方形。
本发明的有益效果是：本发明设计合理，结构简单，在不同的发动机转速下发动机的压缩比是可变的，各个工况发动机的燃烧效率都较高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A-A剖面的结构示意图；
图3为图1中B-B剖面的结构示意图；
附图中的标号分别为：1、气缸，2、缸盖，3、活塞，4、第一活塞环，5、第二活塞环，6、连杆，7、容积腔，8、第一贯穿孔，9、第二贯穿管，10、第一移动体，11、第二移动体，12、第三移动体，13、第四移动体，14、弹簧。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
本发明的实施例如图1至图3所示，本发明包括气缸1、缸盖2、活塞3、第一活塞环4、第二活塞环5、连杆6、容积腔7、第一贯穿孔8、第二贯穿管9、第一移动体10、第二移动体11、第三移动体12、第四移动体13、弹簧14，缸盖2布置在气缸1的上端，活塞3布置在气缸1内，气缸1、缸盖2、活塞3在一起组成燃烧室，第一活塞环4、第二活塞环5均布置在活塞3的顶部，连杆6与活塞3连接在一起，容积腔7布置在活塞3的内部，第一移动体10、第二移动体11、第三移动体12、第四移动体13均布置在容积腔7内，容积腔7的左端通过第一贯穿管8与活塞3的顶部相连通，容积腔7的右端通过第二贯穿管9与活塞3的顶部相连通，第三移动体12布置在第一移动体10的上方，第四移动体13布置在第二移动体11的上方，第三移动体12的下端面、第一移动体10的上端面、第四移动体13的下端面、第二移动体11的上端面均为斜坡结构，第三移动体12的下端面、第一移动体10的上端面密封接触，第四移动体13的下端面、第二移动体11的上端面密封接触，第一移动体10的右端面通过弹簧14与第二移动体11的左端面连接在一起，第一移动体10、第二移动体11、第三移动体12、第四移动体13的横截面均为长方形。
在本发明的实施过程中，第三移动体12、第四移动体13在容积腔7内均可以上下移动，第一移动体10、第二移动体11在容积腔7内均可以左右移动。当发动机的转速较高，燃烧室最高燃烧压力较大时，第一移动体10、第二移动体11相向移动并压缩弹簧14，第三移动体12、第四移动体13均向下移动，则发动机燃烧室变大、压缩比变小，发动机的爆震趋势变小；当发动机的转速较低，燃烧室最高燃烧压力较小时，在弹簧14的弹性作用下，第一移动体10、第二移动体11背向移动，第三移动体12、第四移动体13均向上移动，则发动机燃烧室变小、压缩比变大，发动机的燃烧效率较高。

Claims (2)

1.一种内部带有容积腔的活塞系统，包括气缸(1)、缸盖(2)、活塞(3)、第一活塞环(4)、第二活塞环(5)和连杆(6)，缸盖(2)布置在气缸(1)的上端，活塞(3)布置在气缸(1)内，气缸(1)、缸盖(2)、活塞(3)在一起组成燃烧室，第一活塞环(4)、第二活塞环(5)均布置在活塞(3)的顶部，连杆(6)与活塞(3)连接在一起，其特征在于，还包括容积腔(7)、第一贯穿孔(8)、第二贯穿管(9)、第一移动体(10)、第二移动体(11)、第三移动体(12)、第四移动体(13)、弹簧(14)，容积腔(7)布置在活塞(3)的内部，第一移动体(10)、第二移动体(11)、第三移动体(12)、第四移动体(13)均布置在容积腔(7)内，容积腔(7)的左端通过第一贯穿管(8)与活塞(3)的顶部相连通，容积腔(7)的右端通过第二贯穿管(9)与活塞(3)的顶部相连通，第三移动体(12)布置在第一移动体(10)的上方，第四移动体(13)布置在第二移动体(11)的上方，第三移动体(12)的下端面、第一移动体(10)的上端面、第四移动体(13)的下端面、第二移动体(11)的上端面均为斜坡结构，第三移动体(12)的下端面、第一移动体(10)的上端面密封接触，第四移动体(13)的下端面、第二移动体(11)的上端面密封接触，第一移动体(10)的右端面通过弹簧(14)与第二移动体(11)的左端面连接在一起。
2.根据权利要求1所述的内部带有容积腔的活塞系统，其特征在于，第一移动体(10)、第二移动体(11)、第三移动体(12)、第四移动体(13)的横截面均为长方形。
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