CN106089424A - 一种可变排量的发动机 - Google Patents

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variable
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吴建中
刘春�
朱琛琦
李红霆
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Jiangsu Sanneng Powertrain Co Ltd
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Jiangsu Sanneng Powertrain Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/04—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
    • F02B75/047—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of variable crankshaft position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D15/00—Varying compression ratio
    • F02D15/02—Varying compression ratio by alteration or displacement of piston stroke

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种可变排量的发动机，包括燃烧室、曲轴和活塞，所述发动机还包括偏心轮、连杆传动机构和驱动机构，所述活塞与曲轴均通过连杆传动机构与偏心轮连接，所述偏心轮通过驱动机构驱动带动连杆传动机构传动使活塞调节燃烧室的容积。本发明巧妙的运用了多连杆传动机构之间的关系，通过偏心轮与多连杆传动机构相结合，以伺服电机旋转偏心轮，从而改变固定在偏心轮上连杆的固定点，再通过连杆之间的传动运动，改变活塞行程从而改变发动机的排量。

Description

一种可变排量的发动机
技术领域
本发明属于汽车发动机技术领域，具体涉及一种可变排量的发动机。
背景技术
随着这些年我国汽车产业的迅速发展，我国的汽车产销量已连续七年居全球第一。据统计：2015年我国汽车销售量达到2459.76万量，其中乘用车占2114.63万辆。随着汽车保有量的急剧增加，且我国新能源车占比很少，汽车尾气排放量及能源消耗量也急速上升。
为应对目前日益严峻的能源及环境危机，国家出台了相关政策法规用来指导我国汽车企业发展，例如：GB 19578-2014《乘用车燃料消耗量限值》(四阶段油耗限值)、《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020)》、《中国制造2025》等，2020年企业平均油耗要达到5.0L/100KM。
为响应国家节能减排号召及应对油耗法规，相关汽车厂家采用了大量节能技术，比如：可变排量、增压直喷、VVT、VVL等等。
而目前市场上可变排量发动机大多采用气缸休眠技术(俗称断缸技术)，以汽油机进行说明，要让气缸正常进行工作，必须给气缸供应燃油和空气。反过来，要让气缸休眠(不工作)，也可以从这两种物质下手：断燃油和断空气，这也是目前众多厂商主流的方式。断燃油技术对于现在的电喷发动机来说，相对简单。因为燃油喷嘴其实是电磁阀，电磁阀通电则喷油，不通电就不喷油。所以只要发动机控制单元不发出喷油信号，就可实现断燃油。采用气缸休眠技术的发动机可变排量值基本受限制，只能减少单缸排量或者单缸排量倍数，这样发动机不能根据实际道路工况通过最佳排量输出所需的功率扭矩。例如：按照此前的发动机工作原理来看，假设这是一台1.6L四缸发动机，那么它的每一个汽缸大小应该都是400cc，如果要使汽缸能够按需工作的话，那么根据汽缸工作的个数，只有400cc、800cc、1200cc以及1600cc这四种情况。且没有参与工作的汽缸依旧在压缩，由此产生的能量损失大幅抵消了变缸带来的节能效果。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种可变排量的发动机，目的是使活塞行程可变，进而改变发动机排量。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种可变排量的发动机，包括燃烧室、曲轴和活塞，所述发动机还包括偏心轮、连杆传动机构和驱动机构，所述活塞与曲轴均通过连杆传动机构与偏心轮连接，所述偏心轮通过驱动机构驱动带动连杆传动机构传动使活塞调节燃烧室的容积。
所述连杆传动机构包括第一连杆、第二连杆和与曲轴连接的第三连杆，所述第一连杆的一端与活塞转动连接，所述第二连杆的一端与偏心轮转动连接，第一连杆另一端、第二连杆另一端和第三连杆远离曲轴的一端通过第一转动销转动连接。
所述第一连杆的另一端设有用于容纳第三连杆远离曲轴一端的第一容纳槽，所述第二连杆的另一端设有用于容纳第一容纳槽的第二容纳槽，通过所述第一转动销穿过第二容纳槽、第一容纳槽和第三连杆远离曲轴的一端进行转动连接。
所述第一容纳槽和第二容纳槽均为U型槽。
所述第一连杆的一端与活塞转动连接的方式为铰接，所述第二连杆的一端与偏心轮通过第二转动销连接。
所述第二转动销处于偏心轮的直径分割线且靠近偏心轮边缘的位置。
所述驱动机构为伺服电机，所述伺服电机的输出轴与偏心轮连接。
所述活塞的顶部为平顶结构。
本发明的有益效果：本发明巧妙的运用了多连杆传动机构之间的关系，通过偏心轮与多连杆传动机构相结合，以伺服电机旋转偏心轮，从而改变固定在偏心轮上连杆的固定点，再通过连杆之间的运动，改变活塞行程从而改变发动机的排量。其最大的特点是活塞的可变行程可变，使得每一个汽缸能够有着不同的工作表现。
附图说明
本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的侧视图。
图中标记为：
1、燃烧室，2、曲轴，3、活塞，4、偏心轮，5、第一连杆，6、第二连杆，7、第三连杆，8、伺服电机。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1至图2所示，本发明具体涉及一种可变排量的发动机，包括燃烧室1、曲轴2和活塞3，该发动机还包括偏心轮4、连杆传动机构和驱动机构，活塞3与曲轴2均通过连杆传动机构与偏心轮4连接，偏心轮4通过驱动机构驱动带动连杆传动机构传动使活塞3调节燃烧室1的容积。驱动机构优选为伺服电机8，伺服电机8的输出轴与偏心轮4连接。活塞的顶部可以为平顶结构，平顶结构的活塞需要满足强度、刚度的要求，具有较好的耐磨性和热强度，膨胀系数小。
其中，连杆传动机构包括第一连杆5、第二连杆6和与曲轴2连接的第三连杆7，第一连杆5的一端与活塞3转动连接，第二连杆6的一端与偏心轮4转动连接，第一连杆另一端、第二连杆另一端和第三连杆7远离曲轴2的一端通过第一转动销转动连接。第一转动销可以为圆柱形销。优选的，第一连杆5的一端与活塞3转动连接的方式为铰接，具体可以通过铰接销进行连接；第二连杆6的一端与偏心轮4通过第二转动销连接。更优选的是，第二转动销处于偏心轮4的直径分割线且靠近偏心轮4边缘的位置，便于偏心轮转动通过第二连杆进行传动调节，优化结构的设置；第二转动销可以为圆柱形销。为了实现连杆传动机构中各连杆之间能较方便的连接传动，第一连杆5的另一端设有用于容纳第三连杆7远离曲轴一端的第一容纳槽，第二连杆6的另一端设有用于容纳第一容纳槽的第二容纳槽，通过第一转动销穿过第二容纳槽、第一容纳槽和第三连杆远离曲轴的一端进行转动连接。第一容纳槽和第二容纳槽均优选为U型槽。其传动工作原理为：活塞3上下往复运动带动第一连杆5上下移动，且第一连杆5与活塞连接的一端以铰接销为端点在一定角度范围内摆动，通过第一连杆5的运动带动第二连杆6和第三连杆7移动；由于不需要调节发动机排量时，偏心轮4固定不动，第二连杆6以设置在偏心轮上的第二转动销为旋转轴在一定角度内摇摆运动；第三连杆7通过第一连杆5带动使得与第三连杆7连接的曲轴2围绕曲轴2的轴心旋转运动。
本发明的发动机可变排量的工作过程：通过ECU采集分析车辆在实际道路的行驶状况，确定发动机所需的排量。当需要发动机在低排量时，伺服电机8正转带动偏心轮4顺时针旋转一定角度，第二连杆6与偏心轮4的连接点就会向上位移，从而通过第一连杆5的传动作用，活塞3也向上移动，从而燃烧室的容积变小则发动机排量降低；当需要发动机在高排量时，伺服电机8反转带动偏心轮4逆时针旋转一定角度，第二连杆6与偏心轮4的连接点就会向下移动，从而通过第一连杆的传动作用，活塞3也向下移动，从而燃烧室的容积变大则发动机排量增大。
由于发动机的压缩比随着排量的改变而改变，因此本发明可应用到发动机的可变压缩比。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可变排量的发动机，包括燃烧室、曲轴和活塞，其特征在于：所述发动机还包括偏心轮、连杆传动机构和驱动机构，所述活塞与曲轴均通过连杆传动机构与偏心轮连接，所述偏心轮通过驱动机构驱动带动连杆传动机构传动使活塞调节燃烧室的容积。
2.根据权利要求1所述可变排量的发动机，其特征在于：所述连杆传动机构包括第一连杆、第二连杆和与曲轴连接的第三连杆，所述第一连杆的一端与活塞转动连接，所述第二连杆的一端与偏心轮转动连接，第一连杆另一端、第二连杆另一端和第三连杆远离曲轴的一端通过第一转动销转动连接。
3.根据权利要求2所述可变排量的发动机，其特征在于：所述第一连杆的另一端设有用于容纳第三连杆远离曲轴一端的第一容纳槽，所述第二连杆的另一端设有用于容纳第一容纳槽的第二容纳槽，通过所述第一转动销穿过第二容纳槽、第一容纳槽和第三连杆远离曲轴的一端进行转动连接。
4.根据权利要求3所述可变排量的发动机，其特征在于：所述第一容纳槽和第二容纳槽均为U型槽。
5.根据权利要求2所述可变排量的发动机，其特征在于：所述第一连杆的一端与活塞转动连接的方式为铰接，所述第二连杆的一端与偏心轮通过第二转动销连接。
6.根据权利要求5所述可变排量的发动机，其特征在于：所述第二转动销处于偏心轮的直径分割线且靠近偏心轮边缘的位置。
7.根据权利要求1所述可变排量的发动机，其特征在于：所述驱动机构为伺服电机，所述伺服电机的输出轴与偏心轮连接。
8.根据权利要求1所述可变排量的发动机，其特征在于：所述活塞的顶部为平顶结构。
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