CN105937442A - 一种内燃机压缩比调节系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种内燃机压缩比调节系统,其包括至少两个活塞，所述两个活塞的相对相位可调节。本发明具有如下有益效果：不改变原有内燃机的动力传动结构，通过额外设置一个或多个活塞，改变活塞之间的相位差即可改变点火燃烧时的燃烧室体积继而改变压缩比。

Description

一种内燃机压缩比调节系统
技术领域
本发明涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种内燃机压缩比调节系统。
背景技术
压缩比是气缸总容积与燃烧室容积的比值，其表示活塞由下止点运动到上止点时气缸内气体被压缩的程度，是衡量发动机性能的重要参数，是影响发动机效率最重要的因素之一。
可变压缩比技术主要是针对增压发动机的一种技术。固定的压缩比不能充分发挥发动机的性能。在小负荷、低速运转时，发动机的热效率低，相应地综合性能比较差，这时可以用较大的压缩比，而大负荷、高速运转时，若压缩比过高，则很容易发生爆震并产生很大的热负荷和机械负荷，这时可以用较小的压缩比。随着负荷的变化连续调节压缩比，可以最大限度地挖掘发动机的潜力，使其在整个工况区域内有效提高热效率，进而提高发动机的综合性能。
现有的可变压缩比的实现方案包括如下几种：
1、将气缸和气缸盖设为一个整体，他们相对于曲轴移动一定位置，使燃烧室容积变化，进而使压缩比改变；
2、改变气缸盖的形状结构；
3、改变活塞结构；
4、利用偏心的曲轴销改变活塞高度；
5、曲轴支撑在一个偏心器上，利用特定手段使偏心器旋转角度，改变曲轴在竖直方向的位置；
6、通过多连杆方式增加操纵杆实现压缩比可调。
然而上述的可变压缩比方案存在如下缺点：第一、改变了现有的发动机的动力连接结构，实现非常困难；第二、采用偏心的方式使得发动机在运转过程中动平衡变动较大。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提出了一种易实现、对发动机原有结构改变不大的内燃机压缩比调节系统。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种内燃机压缩比调节系统，其包括至少两个活塞，所述两个活塞的相对相位可调节。
进一步地，所述内燃机压缩比调节系统包括第一活塞、第二活塞、活塞缸体以及缸盖；所述缸盖位于活塞缸体上方，所述缸盖内开设有供第一活塞运动的空腔；所述第二活塞于活塞缸体内运动。
进一步地，所述缸盖上还开设有进气通道与排气通道；所述第二活塞直径大于第一活塞直径。
进一步地，所述内燃机压缩比调节系统包括第一活塞、第二活塞以及活塞缸体，所述第一活塞、第二活塞相对设置且直径相同，第一活塞、第二活塞均于活塞缸体内运动；所述活塞缸体上还设置有进气通道与排气通道；所述进气通道与排气通道在活塞缸体上的位置被设置为当第一活塞、第二活塞相对运行至相互最接近时，第一活塞与第二活塞不会将进气通道与排气通道堵塞。
进一步地，所述内燃机压缩比调节系统包括第一活塞、第二活塞以及活塞缸体，所述第一活塞、第二活塞相对设置且直径相同，第一活塞、第二活塞均于活塞缸体内运动；所述活塞缸体上还设置有进气通道与排气通道；所述进气通道与排气通道在活塞缸体上的位置被设置为当第一活塞、第二活塞相对运行至相互最远离时，第一活塞与第二活塞不会将进气通道与排气通道堵塞。
进一步地，所述内燃机压缩比调节系统包括并行设置的多个活塞缸体，多个活塞分别位于各自的活塞缸体内运动；还包括设置于多个活塞缸体上的缸盖，所述缸盖上开设有进气通道与排气通道。
进一步地，所述内燃机压缩比调节系统包括并行设置的多个活塞缸体，多个活塞分别位于各自的活塞缸体内运动；还包括设置于多个活塞缸体上的缸盖；两边侧的活塞缸体上分别设置有进气通道与排气通道。
进一步地，所述多个活塞之间通过传动装置连接。
进一步地，所述传动装置包括多个传动轮，相邻传动轮之间通过传动带连接，还包括张紧支架；所述张紧支架将传动带撑开张紧且所述张紧支架可沿撑开方向移动。
进一步地，所述张紧支架两端还设置有张紧轮。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、不改变原有内燃机的动力传动结构，通过额外设置一个或多个活塞，改变活塞之间的相位差即可改变点火燃烧时的燃烧室体积继而改变压缩比。
2、本发明内燃机压缩比调节系统不仅可适用于四冲程内燃机，还可适用于二冲程内燃机。
3、整体结构简单、实现容易。
附图说明
图1为本发明第一较佳实施例的结构示意图；
图2为本发明第二较佳实施例的结构示意图；
图3为本发明第三较佳实施例的结构示意图；
图4为本发明第四较佳实施例的结构示意图；
图5为本发明第五较佳实施例的结构示意图；
图6为本发明传动装置的结构示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
第一较佳实施例
请参照图1，图1为本申请第一较佳实施例的结构示意图。图1中，本申请内燃机压缩比调节系统包括第一活塞10、第二活塞20、缸盖30以及活塞缸体40。
缸盖30内开设有空腔31，第一活塞10可于空腔31内往复运动。第二活塞20可于活塞缸体40内往复运动。
缸盖30上还开设有进气通道32、排气通道33。控制进气通道32、排气通道33通断的进气阀门、排气阀门、进气凸轮轴、排气凸轮轴的工作方式与现有技术相同，在此不再赘述。
在本实施例中，第二活塞20的直径大于第一活塞10直径，为缸盖上设置的进气通道32和排气通道33的间隙留出空间。
当第一活塞10、第二活塞20相对运行至最靠近状态时，二者之间的空间体积即为燃烧室体积，点火爆炸后将第二活塞20向下推动以做功。
当第一活塞10、第二活塞20之间的相对相位调节时，也即点火爆炸时，二者之间的空间体积发生变化，从而调整压缩比。
第一活塞10、第二活塞20之间相对相位调节的方式可以采用多种方式，图6示出了其中一种方式。
第二活塞20的运行方式与常规的内燃机活塞的运行方式一样，即由曲轴带动连杆进而带动活塞在活塞缸体内往复运动。
第二活塞20与第一活塞10之间通过一套传动装置连接，以将带动第二活塞20运行的动力传递至第一活塞10。图6中，该传动装置包括第一传动轮100、第二传动轮200以及可左右移动的张紧支架300。第一传动轮100与带动第一活塞10运行的曲轴连接，第二传动轮200与带动第二活塞20运行的曲轴连接。第一传动轮100与第二传动轮200之间通过传动带400连接。
张紧支架300将传动带400左右撑开以张紧，防止传动带400从第一传动轮和第二传动轮上脱落。当张紧支架300左右移动时，第一传动轮、第二传动轮的相对相位即发生变化从而使得第一活塞和第二活塞的相对相位发生变化进而改变压缩比。
本实施例中，在张紧支架300两侧还连接有张紧轮310。
本申请的传动装置也可采用其他形式，例如齿轮传动、连杆传动等方式。
第二较佳实施例
请参照图2，图2为本申请第二较佳实施例的结构示意图。图2中，内燃机压缩比调节系统包括第一活塞10、第二活塞20以及活塞缸体40。第一活塞10、第二活塞20相对设置且直径相同，第一活塞10、第二活塞20均于活塞缸体40内往复运动。
在本实施例中，活塞缸体中部设置有进气通道与排气通道，进气通道与排气通道在活塞缸体上的位置被设置为当第一活塞、第二活塞相对运行至相互最接近时，第一活塞与第二活塞不会将进气通道与排气通道堵塞。
也即，当第二活塞运行至上止点，第一活塞运行至下止点时，此时二者相对的空间为燃烧室空间，点火爆炸后将第二活塞向下推动做功。
第一活塞与第二活塞之间的传动关系仍可采用第一较佳实施例中描述的传动关系，只要第一活塞与第二活塞之间的相对相位可调即可。
第三较佳实施例
请参照图3，图3为本申请第三较佳实施例的结构示意图。图3中，内燃机压缩比调节系统包括第一活塞10、第二活塞20以及活塞缸体40。第一活塞10、第二活塞20相对设置且直径相同，第一活塞10、第二活塞20均于活塞缸体40内往复运动。
在本实施例中，活塞缸体上部和下部分别设置有进气通道和排气通道，进气通道与排气通道在活塞缸体上的位置被设置为当第一活塞、第二活塞相对运行至相互最远离时，第一活塞与第二活塞不会将进气通道与排气通道堵塞。
即，当第一活塞运行至上止点，第二活塞运行至下止点时，进气通道位于第一活塞下方，排气通道位于第二活塞上方。
本实施例中，内燃机以二冲程的方式运行。
第一活塞与第二活塞之间的传动关系仍可采用第一较佳实施例中描述的传动关系，只要第一活塞与第二活塞之间的相对相位可调即可。
第四较佳实施例
请参照图4，图4为本申请第四较佳实施例的结构示意图。图4中，内燃机压缩比调节系统包括并行设置的多个活塞缸体40，多个活塞20分别位于各自的活塞缸体内往复运动。本实施例中，活塞缸体和活塞的数量均为两个。
多个活塞缸体上设置有缸盖30，缸盖上设置有进气通道和排气通道。当做功活塞运行至上止点时，点火爆炸，此时燃烧室体积即为做功活塞上表面以及其他活塞上表面与缸盖之间的空间。
当做功活塞与其他活塞的相对相位一致时，做功活塞与其他活塞共同到达上止点位置。当做功活塞与其他活塞相对相位不一致时，做功活塞与其他活塞不能共同到达上止点位置，点火爆炸时，做功活塞上表面以及其他活塞上表面与缸盖之间的空间即可变化，从而改变压缩比。
多个活塞之间的传动关系仍可采用第一较佳实施例中描述的传动关系，只要多个活塞之间的相对相位可调即可。
第五较佳实施例
请参照图5，图5为本申请第五较佳实施例的结构示意图。本较佳实施例与第四较佳实施例的不同之处在于，第四较佳实施例中，排气通道和进气通道设置于缸盖上，本实施例中，排气通道与进气通道分别设置于两边侧的活塞缸体上。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种内燃机压缩比调节系统，其特征在于：包括至少两个活塞，所述至少两个活塞的相对相位可调节。
2.根据权利要求1所述的内燃机压缩比调节系统，其特征在于：所述内燃机压缩比调节系统包括第一活塞、第二活塞、活塞缸体以及缸盖；所述缸盖位于活塞缸体上方，所述缸盖内开设有供第一活塞运动的空腔；所述第二活塞于活塞缸体内运动。
3.根据权利要求2所述的内燃机压缩比调节系统，其特征在于：所述缸盖上还开设有进气通道与排气通道；所述第二活塞直径大于第一活塞直径。
4.根据权利要求1所述的内燃机压缩比调节系统，其特征在于：所述内燃机压缩比调节系统包括第一活塞、第二活塞以及活塞缸体，所述第一活塞、第二活塞相对设置且直径相同，第一活塞、第二活塞均于活塞缸体内运动；所述活塞缸体上还设置有进气通道与排气通道；所述进气通道与排气通道在活塞缸体上的位置被设置为当第一活塞、第二活塞相对运行至相互最接近时，第一活塞与第二活塞不会将进气通道与排气通道堵塞。
5.根据权利要求1所述的内燃机压缩比调节系统，其特征在于：所述内燃机压缩比调节系统包括第一活塞、第二活塞以及活塞缸体，所述第一活塞、第二活塞相对设置且直径相同，第一活塞、第二活塞均于活塞缸体内运动；所述活塞缸体上还设置有进气通道与排气通道；所述进气通道与排气通道在活塞缸体上的位置被设置为当第一活塞、第二活塞相对运行至相互最远离时，第一活塞与第二活塞不会将进气通道与排气通道堵塞。
6.根据权利要求1所述的内燃机压缩比调节系统，其特征在于：所述内燃机压缩比调节系统包括并行设置的多个活塞缸体，多个活塞分别位于各自的活塞缸体内运动；还包括设置于多个活塞缸体上的缸盖，所述缸盖上开设有进气通道与排气通道。
7.根据权利要求1所述的内燃机压缩比调节系统，其特征在于：所述内燃机压缩比调节系统包括并行设置的多个活塞缸体，多个活塞分别位于各自的活塞缸体内运动；还包括设置于多个活塞缸体上的缸盖；两边侧的活塞缸体上分别设置有进气通道与排气通道。
8.根据权利要求1至7任一项所述的内燃机压缩比调节系统，其特征在于：所述多个活塞之间通过传动装置连接。
9.根据权利要求8所述的内燃机压缩比调节系统，其特征在于：所述传动装置包括多个传动轮，相邻传动轮之间通过传动带连接，还包括张紧支架；所述张紧支架将传动带撑开张紧且所述张紧支架可沿撑开方向移动。
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