CN106224093B - 一种液力调节式可变压缩比发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液力调节式可变压缩比发动机,包括气缸体(11)、内部设有曲轴(1)的曲轴箱(2);曲轴(1)上设有将气缸体(11)中的燃气燃烧释放的热能转化为曲轴(1)旋转的机械能的曲柄B(28),气缸体(11)与曲轴箱(2)之间连接有中间体(3),中间体(3)内设有连接气缸体(11)与曲轴箱(2)的液力系统,液力系统连接有液力调节装置;曲轴(1)上还设有曲柄A(26),通过连杆A(24)驱动液压活塞A(20)作用于液力系统。该发动机能够根据转速和负荷的变化进行压缩比的调节。在低速小负荷工况,通过提高压缩比改善汽油机热效率;在高速大负荷工况,通过降低压缩比而降低缸内压力和温度,避免汽油机出现爆震现象。
Description
技术领域
本发明属于内燃机技术领域,具体涉及一种液力调节式可变压缩比发动机,能够通过液力系统的调节实现活塞在压缩上止点位置的改变,满足发动机在不同工况对压缩比的要求。
背景技术
发动机压缩比是指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,也是影响发动机效率最重要的因素之一,一般压缩比越高,性能越好。目前,压缩比汽油机一般为6~12,柴油机一般为12~22。传统汽油机的节气门进气节流和易爆震特点,使压缩比的提升受到限制,进而影响性能。在上止点位置不变情况下,进气节流导致实际压缩比减小,因而在低速小负荷工况,汽油机热效率较低。在高转速大负荷工况,缸内压力和温度过高时,汽油机又易出现爆震现象。如果压缩比随着转速和负荷的变化可变,就能充分挖掘汽油机的潜力,提高其综合性能。
可变压缩比(Variable Compression Ratio,VCR)发动机技术能在汽油机处于低负荷工作时提高压缩比,以降低燃油消耗,而在处于高负荷工作时降低压缩比,以防止产生严重爆震。在相同功率情况下,VCR发动机技术具备小排量大扭矩特性,使发动机的结构更加紧凑。法国Renault汽车公司指出,采用均质稀薄燃烧和热管理等技术可降低油耗约5%,采用小型化和可变配气定时等技术可降低油耗约10%,但采用VCR技术和高程度的小型化技术可降低油耗约26%~27%,接近于柴油机的热效率水平。因此,应将VCR技术与其他发动机技术结合使用,以更好挖掘发动机的潜能。目前,世界上很多汽车公司和研究机构在对发动机VCR技术进行研究,但是由于成本、结构适用性以及工艺性等因素尚无大量市场应用,研发结构更加紧凑,制造成本合理的新一代VCR发动机方案,是此技术发展的一个重要研究方向。
近年来,带有可变排量技术特征的机械增压和涡轮增压汽油机应用逐渐增多,而固定的压缩比已成为制约增压汽油机性能的一个重要因素。为防止增压发动机爆震,其压缩比设计低于自然吸气式发动机,在增压压力低时热效率降低,动力性差。为获得更好的动力性和燃油经济性,大多数汽油机的压缩比普遍在10以上,燃油品质要求较高,不仅增加了使用成本,而且降低了其使用环境的普适性,但压缩比较低又会降低发动机性能。VCR增压汽油机将缓解这一矛盾,被认为是改善汽油机热效率和燃油经济性的主要手段之一。根据Saab公司的经验,中国生产的某3L排量自然吸气汽油机高级轿车,如果采用增压和可变压缩比技术,可望将排量降低到1.6L,油耗降低三分之一,动力性却不下降。由于发动机压缩比的动态改变必然涉及机体结构的变动,从而增大了开发难度,这是尚未有成熟VCR技术批量应用市场的主要原因。
相关文献表明,VCR发动机的主要设计方案类型可归结为以下方案:
(1)缸盖和缸体移动方案
将气缸盖和缸体相对于曲轴移动一个位置,实现工作容积不变,而最小燃烧室容积可变。
(2)燃烧室形状改变方案
在气缸盖里增加了容积可调的额外腔室,通过副活塞往复运动改变燃烧室容积。为保证副活塞在高温高压下持久密封,必须对其进行冷却,且燃烧室的不合理布置会导致热效率降低。此设计在单缸两气门发动机上已实现,但由于目前燃烧室设计紧凑,在多气门发动机上此方案实施困难。
(3)活塞压缩高度改变方案
通过动态调节活塞销与活塞顶面或部分顶面的距离,实现工作容积不变,而最小燃烧室容积可变。此方案主要包括液压活塞和压力自适应活塞两种,液压活塞质量大,不易于高速旋转,而且响应滞后。压力自适应活塞是不需附加控制力的自适应控制可变压缩比方案,活塞顶面高度完全取决于缸内压力大小。
(4)曲轴位置改变方案
将曲轴安装在可摆转偏心盘上,通过实现曲轴旋转中心在气缸轴线方向的位置改变,达到工作容积不变而最小燃烧室容积可变目的。因曲轴中心移动会带来配气机构及动力输出的连接问题,所以必须加设复杂的补偿机构。
(5)连杆有效长度改变方案
通过改变有效连杆长度实现压缩比可变的方案,包括:1)利用曲柄销偏心度可调使连杆实际有效长度改变;2)全部采用分段式多连杆,与一个可移动连杆操纵机构配合工作来改变有效连杆长度,其配置方式较多;3)借助偏心轮旋转、齿轮齿条移动或可单向移动的操纵杆等,实现动态改变多连杆的有效长度,进而实现工作容积不变,而最小燃烧室容积可变。多连杆方式使发动机外形尺寸增加,运动学的改变使惯性力、振动和噪声都增加;同时,由于可活动部件增加而导致摩擦损失功相应增加,燃油经济性下降。
通过分析不同VCR发动机方案的工作原理和对比不同VCR发动机方案的性能,研发VCR发动机技术方案需尽可能符合以下条件:
(1)结构紧凑,质量轻;
(2)燃烧室布置形式和重要受力部件不能变动;
(3)控制容易,可靠性高,寿命长;
(4)对原型发动机(简称原型机)改动越少越好,便于升级换代;
(5)成本低,便于大批量生产。
发明内容
本发明的目的是解决发动机压缩比连续可变的问题,提供一种液力调节式可变压缩比发动机,使其能够根据转速和负荷的变化进行压缩比的调节,在低速小负荷工况,通过提高压缩比改善汽油机热效率;在高速大负荷工况,通过降低压缩比而降低缸内压力和温度,避免汽油机出现爆震现象。
本发明的技术方案是:一种液力调节式可变压缩比发动机,包括气缸体、曲轴箱,所述曲轴箱内设有曲轴,曲轴上设有将气缸体中的燃气燃烧释放的热能转化为曲轴旋转的机械能的曲柄B,所述气缸体与曲轴箱之间连接有中间体,所述中间体内设有连接气缸体与曲轴箱的液力系统,所述液力系统用来实现气缸体内的燃气力向曲柄B的传递,所述液力系统连接有液力调节装置;所述曲轴上还设有与液力系统相连接的作用于液力系统的曲柄A。
较佳地,所述液力系统包括由液压活塞B相隔开的上油腔和下油腔,所述液压活塞B与上、下油腔之间滑动密封连接,所述液压活塞B通过连接杆与气缸体中的活塞连接;所述下油腔内滑动密封设有液压活塞C,液压活塞C通过连杆B与曲轴箱的曲柄B连接;所述上油腔包括位于其右端的竖直设置的驱动油腔,所述驱动油腔内滑动密封设有液压活塞A,所述液压活塞A通过连杆A与曲柄A连接;所述曲柄A通过连杆A驱动液压活塞A作用于液力系统。
较佳地,所述液力调节装置包括横向设置的上柱塞腔和横向设置的下柱塞腔,所述上柱塞腔与上油腔左侧相连通,所述上柱塞腔内设有上油腔调节柱塞,所述上油腔调节柱塞的左端固定套接有上齿轮;所述下柱塞腔与下油腔左侧相连通,所述下柱塞腔内设有下油腔调节柱塞,下油腔调节柱塞的左端固定套接有下齿轮,所述下油腔调节柱塞和上油腔调节柱塞的旋向相反设置;所述上、下齿轮之间设有与上、下齿轮分别啮合的中间齿轮,所述中间齿轮与机械马达轴连接。
较佳地,所述中间齿轮与机械马达轴连接的连接轴上固定套接有用于支撑该连接轴的中间轴承。
较佳地,所述液压活塞B的横截面积S21和液压活塞C的横截面积S23相等,液压活塞A的横截面积S20等于液压活塞B的设计面积S21减去连接杆的横截面积S18,即S21=S23=S18+S20;所述上油腔调节柱塞的横截面积S10和下油腔调节柱塞的设计面积S4的面积之差为连接杆的横截面积S18,即S10-S4=S18。
较佳地,所述气缸体包括气缸套以及设于气缸套上端的气缸盖,所述气缸套内设有活塞,活塞与所述液力系统连接;所述气缸盖上设有进气门和排气门,所述进气门上连接有进气摇臂,所述排气门上连接有排气摇臂;所述气缸盖底部设有喷油器或火花塞;气缸盖底部的火力面、活塞的顶面及气缸套内侧壁共同包络构成气缸体的燃烧室。
较佳地,所述曲轴箱包括箱体,所述箱体的左、右两端分别设有左端曲轴轴承和右端曲轴轴承,曲轴的左右两端分别支撑于左端曲轴轴承和右端曲轴轴承中;所述曲轴的中部设置曲柄B和曲柄A,所述曲柄A与曲柄B的曲柄半径相等,且二者方向呈180°角,其中曲柄A位于曲柄B右边,所述曲轴上还设有用于储存旋转惯量的曲轴飞轮。
本发明的有益效果:本发明的液力调节式可变压缩比发动机,主要通过在传统四冲程发动机的基础上增加中间体,在传统曲轴的结构上增加了用于驱动液压系统曲柄A,取消了原有的连杆结构,通过中间体的液力系统实现燃气作用力的传递以及曲轴与活塞之间的协同运动。同时,通过调节中间体的上、下油腔的柱塞位移改变液压活塞A与液压活塞B之间的距离,实现发动机工作过程的压缩比可调。液压活塞A主要配合保证活塞与曲柄B之间的运动关系。
液力调节式可变压缩比发动机的结构特点如下:
(1)在气缸体与曲轴箱之间增设中间体实现液力传递,对原机的结构紧凑性影响较小;
(2)发动机的燃烧室布置形式,包括气缸体、气缸盖保持不变;
(3)发动机的气缸盖、气缸体、活塞和曲轴等主要受力部件不变,且有效避免了活塞与气缸套之间的侧压力;
(4)通过中间体的液力调节实现压缩比的变化,其控制过程容易、可靠性较高;
(5)对传统发动机的改造成本较低,便于大批量生产。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图;
图2是本发明的发动机压缩比较大时的活塞上止点位置示意图;
图3是本发明的发动机压缩比较小时的活塞上止点位置示意图;
图4是本发明的可变压缩比控制策略框图。
其中:1.曲轴;2.曲轴箱;3.中间体;4.下油腔调节柱塞;5.下齿轮;6.中间轴承;7.机械马达;8.中间齿轮;9.上齿轮;10.上油腔调节柱塞;11.气缸体;12.进气摇臂;13.进气门;14.排气门;15.排气摇臂;16.喷油器或火花塞;17.活塞;18.连接杆;19.上油腔;20.液压活塞A;21液压活塞B;22.下油腔;23.液压活塞C;24.连杆A;25.右端曲轴轴承;26.曲柄A;27.连杆B;28.曲柄B;29.曲轴飞轮;30.左端曲轴轴承;31.燃烧室;32.上柱塞腔;33.下柱塞腔。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的一个具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1所示,本发明公开了一种液力调节式可变压缩比发动机,包括气缸体11、曲轴箱2,所述曲轴箱2内设有曲轴1,曲轴1上设有将气缸体11中的燃气燃烧释放的热能转化为曲轴1旋转的机械能的曲柄B28,所述气缸体11与曲轴箱2之间连接有中间体3,所述中间体3内设有连接气缸体11与曲轴箱2的液力系统,所述液力系统用来实现气缸体11内的燃气力向曲柄B28的传递,所述液力系统连接有液力调节装置;所述曲轴1上还设有曲柄A26,通过连杆A24驱动液压活塞A20作用于液力系统。本发明在传统发动机的气缸体和曲轴箱之间增加中间体,同时取消了原有的连杆结构;在中间体内部设计液力系统和液力调节装置;在传统曲轴的结构上增加了曲柄A26,通过连杆A24驱动液压活塞A20作用于液力系统。;通过中间体的液力系统实现燃气作用力的传递和压缩比的调节以及曲轴与活塞之间的协同运动。通过中间体的液力系统实现燃气作用力的传递以及曲轴与活塞之间的协同运动;发动机的气缸体和气缸盖的结构保持不变;本发明的技术方案可用于汽油机或柴油机。
进一步地,所述液力系统包括由液压活塞B21相隔开的上油腔19和下油腔22,所述液压活塞B21与上、下油腔19、22之间滑动密封连接,所述液压活塞B21通过连接杆18与气缸体11中的活塞17连接;所述下油腔22内滑动密封设有液压活塞C23,液压活塞C23通过连杆B27与曲轴箱2的曲柄B28连接;所述上油腔19包括位于其右端的竖直设置的驱动油腔,所述驱动油腔内滑动密封设有液压活塞A20,所述液压活塞A20通过连杆A24与曲柄A26连接;所述曲柄A26通过连杆A24驱动液压活塞A20作用于液力系统。通过调节中间体的上、下油腔的柱塞位移改变液压活塞A与液压活塞B之间的距离,实现发动机工作过程的压缩比可调。液压活塞A主要配合保证活塞与曲柄B之间的运动关系。在进气过程,液压活塞A上行通过上油腔的液力传递作用在液压活塞B,同时液压活塞C下行,保证活塞下行完成进气。在排气和压缩过程,液压活塞C上行通过下油腔的液力传递作用在液压活塞B,同时液压活塞A下行,保证活塞上行完成排气和压缩。在膨胀过程,活塞在缸内燃气的作用下向下运动,并通过接杆推动液压活塞B向下运动,同时通过下油腔的液力传递推动液压活塞C向下移动。液压活塞C在燃气作用力的传递或间接作用下,通过连杆B驱动曲柄B旋转运动将燃气燃烧释放的热能转化为曲轴旋转的机械能。
进一步地,所述液力调节装置包括横向设置的上柱塞腔32和横向设置的下柱塞腔33,所述上柱塞腔32与上油腔19左侧相连通,所述上柱塞腔32内设有上油腔调节柱塞10,所述上油腔调节柱塞10的左端固定套接有上齿轮9;所述下柱塞腔33与下油腔22左侧相连通,所述下柱塞腔33内设有下油腔调节柱塞4,下油腔调节柱塞4的左端固定套接有下齿轮5,所述下油腔调节柱塞4和上油腔调节柱塞10的旋向相反设置;所述上、下齿轮9、5之间设有与上、下齿轮9、5分别啮合的中间齿轮8,所述中间齿轮8与机械马达7轴连接。上、下油腔容积的调节主要通过机械马达带动分别与上齿轮和下齿轮相啮合的中间齿轮,调节下油腔调节柱塞和上油腔调节柱塞的位移量。下油腔调节柱塞和上油腔调节柱塞的设计旋向相反,在调节过程中上、下柱塞腔容积的变化相反。当下油腔调节柱塞4向左移动下柱塞腔33的容积增加,此时上油腔调节柱塞10向右移动上柱塞腔32的容积减小,为保证液力平衡液压活塞B21和液压活塞C23之间的距离减小,发动机工作过程的压缩比减小;相反,发动机工作过程的压缩比增加。
进一步地,所述中间齿轮8与机械马达7轴连接的连接轴上固定套接有用于支撑该连接轴的中间轴承6。
进一步地,所述液压活塞B21的横截面积S21和液压活塞C23的横截面积S23相等,液压活塞A20的横截面积S20等于液压活塞B21的设计面积S21减去连接杆18的横截面积S18,即S21=S23=S18+S20;所述上油腔调节柱塞10的横截面积S10和下油腔调节柱塞4的设计面积S4的面积之差为连接杆18的横截面积S18,即S10-S4=S18。
进一步地,所述气缸体11包括气缸套以及设于气缸套上端的气缸盖,所述气缸套内设有活塞17,活塞17与所述液力系统连接;所述气缸盖上设有进气门13和排气门14,所述进气门13上连接有进气摇臂12,所述排气门14上连接有排气摇臂15;所述气缸盖底部设有喷油器或火花塞16,喷油器或火花塞分别针对柴油机或汽油机。气缸盖底部的火力面、活塞17的顶面及气缸套内侧壁共同包络构成气缸体11的燃烧室31。
进一步地,所述曲轴箱位于中间体的下方,主要完成动力输出和配合中间体的液力系统实现液力传递,保证发动机工作过程的进行和压缩比的调节。所述曲轴箱2包括箱体,所述箱体的左、右两端分别设有左端曲轴轴承30和右端曲轴轴承25,曲轴1的左右两端分别支撑于左端曲轴轴承30和右端曲轴轴承25中;所述曲轴1的中部设置曲柄B28和曲柄A26,所述曲柄A26与曲柄B28的曲柄半径相等,且二者方向呈180°角,其中曲柄A26位于曲柄B28右边,所述曲轴1上还设有用于储存旋转惯量的曲轴飞轮29,保证进排气过程和压缩过程的进行。
本发明的具体工作原理:以四冲程单缸发动机为例,如图1所示,在传统四冲程发动机的基础上增加中间体3,中间体3设计有上油腔19和下油腔22。上油腔19由上油腔调节柱塞10、液压活塞A20、液压活塞B21以及中间体壁面包络形成,通过上油腔调节柱塞10进行容积调节;下油腔22由下油腔调节柱塞4、液压活塞B21、液压活塞C23以及中间体壁面包络形成,通过下油腔调节柱塞4进行容积调节。上下油腔容积的调节主要通过机械马达7带动中间齿轮8分别与上齿轮9和下齿轮5进行啮合,调节下油腔调节柱塞4和上油腔调节柱塞10的位移量;中间齿轮8两端设计有中间轴承6,安装在中间体3上,并由机械马达7进行驱动。下油腔调节柱塞4和上油腔调节柱塞10的设计旋向相反,因此在中间齿轮8驱动上齿轮9和下齿轮5的过程中,下油腔调节柱塞4和上油腔调节柱塞10的运动反向相反,即上下柱塞腔容积的变化相反。
四冲程液力调节式可变压缩比发动机曲轴1增加设计用于液压驱动的曲柄A26,并与曲柄B28成180°布置,且二者的曲柄半径相等。曲轴1安装在曲轴箱2中,两端分别支撑在右端曲轴轴承25和左端曲轴轴承30。由图示位置开始,在曲轴飞轮29旋转惯量的作用下曲轴1旋转,曲柄B28驱动连杆B27并推动液压活塞C23向上移动,曲柄A26驱动连杆A24并推动液压活塞A20向下移动。液压活塞B21的设计面积S21和液压活塞C23的设计面积S23相同,液压活塞A20的设计面积S20等于液压活塞B21的设计面积S21减去连接杆18的横截面积S18,即S21=S23=S18+S20。因此,在液压活塞A20向下移动和液压活塞C23向上移动的过程中,液压活塞B21与液压活塞C23同步运动,同时通过连接杆18推动活塞17向上止点运动,完成缸内压缩过程。在上止点过后的膨胀过程,活塞17在缸内燃气的作用下向下运动,并通过接杆18推动液压活塞B21向下运动,同时由下油腔22的液力作用的传递推动液压活塞C23向下移动。液压活塞C23在燃气作用力的传递或间接作用下,通过连杆B27驱动曲柄B28旋转运动将燃气燃烧释放的热能转化为曲轴1旋转的机械能。在液压活塞B21向下运动的过程中,液压活塞A20向上运动,所以上油腔的容积不变。同时,由于液压活塞B21和液压活塞C23的直径相等且上油腔的容积不变,所以下油腔22的容积不变,液压活塞B21和液压活塞C23运动同步。活塞上行的排气过程与压缩过程的三个液压活塞的运动关系相同,活塞下行的进气过程与膨胀过程的三个液压活塞的运动关系相同,在此均不再赘述。
四冲程液力调节式可变压缩比发动机主要通过机械马达7驱动下油腔调节柱塞4和上油腔调节柱塞10实现发动机工作过程的压缩比可调。机械马达7通过中间齿轮8分别驱动下齿轮5和上齿轮9同向旋转,由于下油腔调节柱塞4和上油腔调节柱塞10设计旋向相反,所以上油腔19和下油腔22的容积变化相反。下油腔调节柱塞4的设计面积S4和上油腔调节柱塞10的设计面积S10面积之差为连接杆18的横截面积S18,即S4=S10-S18。在机械马达7驱动调节的过程中,上下油腔容积变化的绝对值相等。当下油腔调节柱塞4向左移动下柱塞腔的容积减小,此时上油腔调节柱塞10向右移动上柱塞腔的容积增加,为保证液力平衡液压活塞B21和液压活塞C23之间的距离增加,发动机工作过程的压缩比增大,如图2所示;相反,发动机工作过程的压缩比减小,如图3所示。
如图2所示,通过调节液压活塞B21和液压活塞C23之间较大的距离,实现活塞在压缩上止点时的燃烧室31容积较小,满足发动机较大的压缩比。
如图3所示,通过调节液压活塞B21和液压活塞C23之间较小的距离,实现活塞在压缩上止点时的燃烧室31容积较大,满足发动机较小的压缩比。
如图4所示,机械马达7在驱动中间齿轮8实现压缩比可变的控制策略主要是根据转速和负荷的变化进行压缩比的调节。在汽油机处于低负荷工作时提高压缩比,以降低燃油消耗,而在处于高负荷工作时降低压缩比,以防止产生严重爆震。在低速小负荷工况,通过提高压缩比改善汽油机热效率;在高速大负荷工况,通过降低压缩比而降低缸内压力和温度,避免汽油机出现爆震现象。通过一维工作工程仿真或整机试验标定进行参数匹配,完成压缩与转速和负荷的匹配和控制策略设计。压缩比的改变在影响燃烧过程组织的同时,配气正时和缸内流动及混合气分布相应发生变化,进而影响缸内燃烧过程组织。上述影响可通过CFD仿真进行分析,完善压缩与转速和负荷的控制策略。通过整机试验进行控制策略的验证,并以整机动力性、经济性和排放性作为分析目标。上述控制策略主要通过机械马达对中间齿轮的驱动来实现,是主要的执行机构。
综上所述,本发明提供的液力调节式可变压缩比发动机,主要通过在传统四冲程发动机的基础上增加中间体,在传统曲轴的结构上增加了用于驱动液压系统曲柄A,取消了原有的连杆结构,通过中间体的液力系统实现燃气作用力的传递以及曲轴与活塞之间的协同运动。同时,通过调节中间体的上、下油腔的柱塞位移改变液压活塞A与液压活塞B之间的距离,实现发动机工作过程的压缩比可调。液压活塞A主要配合保证活塞与曲柄B之间的运动关系。
液力调节式可变压缩比发动机的结构特点如下:
(1)在气缸体与曲轴箱之间增设中间体实现液力传递,对原机的结构紧凑性影响较小;
(2)发动机的燃烧室布置形式,包括气缸体、气缸盖保持不变;
(3)发动机的气缸盖、气缸体、活塞和曲轴等主要受力部件不变,且有效避免了活塞与气缸套之间的侧压力;
(4)通过中间体的液力调节实现压缩比的变化,其控制过程容易、可靠性较高;
(5)对传统发动机的改造成本较低,便于大批量生产。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例,但是,本发明实施例并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种液力调节式可变压缩比发动机,包括气缸体(11)、曲轴箱(2),所述曲轴箱(2)内设有曲轴(1),曲轴(1)上设有将气缸体(11)中的燃气燃烧释放的热能转化为曲轴(1)旋转的机械能的曲柄B(28),其特征在于,所述气缸体(11)与曲轴箱(2)之间连接有中间体(3),所述中间体(3)内设有连接气缸体(11)与曲轴箱(2)的液力系统,所述液力系统用来实现气缸体(11)内的燃气力向曲柄B(28)的传递,所述液力系统连接有液力调节装置;所述曲轴(1)上还设有与液力系统相连接的作用于液力系统的曲柄A(26);
所述液力系统包括由液压活塞B(21)相隔开的上油腔(19)和下油腔(22),所述液压活塞B(21)与上、下油腔(19、22)之间滑动密封连接,所述液压活塞B(21)通过连接杆(18)与气缸体(11)中的活塞(17)连接;所述下油腔(22)内滑动密封设有液压活塞C(23),液压活塞C(23)通过连杆B(27)与曲轴箱(2)的曲柄B(28)连接;
所述上油腔(19)包括位于其右端的竖直设置的驱动油腔,所述驱动油腔内滑动密封设有液压活塞A(20),所述液压活塞A(20)通过连杆A(24)与曲柄A(26)连接;所述曲柄A(26)通过连杆A(24)驱动液压活塞A(20)作用于液力系统;
所述液力调节装置包括横向设置的上柱塞腔(32)和横向设置的下柱塞腔(33),所述上柱塞腔(32)与上油腔(19)左侧相连通,所述上柱塞腔(32)内设有上油腔调节柱塞(10),所述上油腔调节柱塞(10)的左端固定套接有上齿轮(9);所述下柱塞腔(33)与下油腔(22)左侧相连通,所述下柱塞腔(33)内设有下油腔调节柱塞(4),下油腔调节柱塞(4)的左端固定套接有下齿轮(5),所述下油腔调节柱塞(4)和上油腔调节柱塞(10)的旋向相反设置;所述上、下齿轮(9、5)之间设有与上、下齿轮(9、5)分别啮合的中间齿轮(8),所述中间齿轮(8)与机械马达(7)轴连接。
2.如权利要求1所述的一种液力调节式可变压缩比发动机,其特征在于,所述中间齿轮(8)与机械马达(7)轴连接的连接轴上固定套接有用于支撑该连接轴的中间轴承(6)。
3.如权利要求1所述的一种液力调节式可变压缩比发动机,其特征在于,所述液压活塞B(21)的横截面积S21和液压活塞C(23)的横截面积S23相等,液压活塞A(20)的横截面积S20等于液压活塞B(21)的设计面积S21减去连接杆(18)的横截面积S18,即S21=S23=S18+S20;所述上油腔调节柱塞(10)的横截面积S10和下油腔调节柱塞(4)的设计面积S4的面积之差为连接杆(18)的横截面积S18,即S10-S4=S18。
4.如权利要求1所述的一种液力调节式可变压缩比发动机,其特征在于,所述气缸体(11)包括气缸套以及设于气缸套上端的气缸盖,所述气缸套内设有活塞(17),活塞(17)与所述液力系统连接;所述气缸盖上设有进气门(13)和排气门(14),所述进气门(13)上连接有进气摇臂(12),所述排气门(14)上连接有排气摇臂(15);所述气缸盖底部设有喷油器或火花塞(16);气缸盖底部的火力面、活塞(17)的顶面及气缸套内侧壁共同包络构成气缸体(11)的燃烧室(31)。
5.如权利要求1所述的一种液力调节式可变压缩比发动机,其特征在于,所述曲轴箱(2)包括箱体,所述箱体的左、右两端分别设有左端曲轴轴承(30)和右端曲轴轴承(25),曲轴(1)的左右两端分别支撑于左端曲轴轴承(30)和右端曲轴轴承(25)中;所述曲轴(1)的中部设置曲柄B(28)和曲柄A(26),所述曲柄A(26)与曲柄B(28)的曲柄半径相等,且二者方向呈180°角,其中曲柄A(26)位于曲柄B(28)右边,所述曲轴(1)上还设有用于储存旋转惯量的曲轴飞轮(29)。
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