CN110594017A - 一种汽车发动机可变压缩比机构 - Google Patents

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刘克铭
朱凌
赵庆鹏
王宝来
沈达
蔡琳滢
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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
    • 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

Abstract

本发明提供了一种汽车发动机可变压缩比机构，包括在气缸中移动的活塞，所述活塞通过传动齿条与传动齿轮连接，所述传动齿轮的另一端通过控制齿条与控制装置连接；所述传动齿轮的中部铰接有曲柄连杆机构，通过所述控制装置控制所述控制齿条在上下方向的位移，经由所述传动齿轮和曲柄连杆机构带动所述活塞运动，改变压缩比。本发明的汽车发动机可变压缩比机构能够根据发动机的不同工况，通过控制机构支撑点的位置来改变活塞行程使压缩比连续改变的功能，降低了气缸与活塞的摩擦损失，减小了噪声；且在满足结构功能与稳定工作的前提下，相关结构的尺寸和质量接近传统发动机。

Description

一种汽车发动机可变压缩比机构
技术领域
本发明涉及汽车发动机的技术领域，尤其涉及一种汽车发动机可变压缩比机构。
背景技术
压缩比是发动机的重要技术参数之一，其直接决定发动机的热效率、排放，并对发动机功率和扭矩的输出有着重要的影响。较高的压缩比能够使压缩时内压力和温度得到提高，混合气体燃烧的更加充分，同时燃烧瞬间释放大量能量作为发动机的动力输出。通过对压缩比的适当调整，能够使发动机从低负荷到高负荷变化过程中热效率的有效提高，同时也有助于降低有害尾气的排放。变压缩比方案的实施将大幅度提高发动机工作效率，更加符合当今时代的节能减排高效的标准。
变压缩比技术具有良好的燃料适应性，不仅提高了发动机的热效率，大大提高了发动机的经济性，而且能够有效的改善污染废气排放。通过对国内外研究现状的分析，发现现有的设计存在以下问题：①增大了连杆机构的惯性力，无法实现原有平衡，比如加装偏心机构以及设置曲轴安装偏心孔等；②改变了燃烧室的形状，使得混合气体的燃烧特性受到影响，如将曲轴箱与汽缸体进行独立设置等；③使零件结构变得更加复杂，加工制造难度和成本大幅提高，如汽缸盖上添加控燃活塞等。而有些专利中提出的结构在目前的技术条件下没有办法实现，如特殊板簧的制造，同时液压机构在液压油泄露的情况下，液压油无法及时补偿也会造成压力的不稳定。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种结构简单的汽车发动机可变压缩比机构，能够根据发动机的不同工况，通过控制机构支撑点的位置来改变活塞行程使压缩比连续改变的功能，降低了气缸与活塞的摩擦损失，减小了噪声。
为实现上述目的，本发明提供了一种汽车发动机可变压缩比机构，包括在气缸中移动的活塞，所述活塞通过传动齿条与传动齿轮连接，所述传动齿轮的另一端通过控制齿条与控制装置连接；
所述传动齿轮的中部铰接有曲柄连杆机构，通过所述控制装置控制所述控制齿条在上下方向的位移，经由所述传动齿轮和曲柄连杆机构带动所述活塞运动，改变压缩比。
优选的，所述传动齿轮的两端分别具有第一齿轮和第二齿轮；
所述传动齿条朝向所述第一齿轮的一端具有与所述第一齿轮啮合连接的第一齿条；所述控制齿条朝向所述第二齿轮的一端具有与所述第二齿轮啮合连接的第二齿条。
优选的，所述传动齿条上还连接有第一导轮，所述控制齿条上连接有第二导轮；
所述第一导轮和第二导轮构成同步导轮。
进一步的，所述曲柄连杆机构包括通过连杆销与所述传动齿轮铰接的连杆、与所述连杆连接的曲柄。
优选的，所述控制装置包括阀体、位于所述阀体内的液压活塞、与所述液压活塞连接的液压杆。
由上，本发明的汽车发动机可变压缩比机构能够根据发动机的不同工况，通过控制机构支撑点的位置来改变活塞行程使压缩比连续改变的功能，降低了气缸与活塞的摩擦损失，减小了噪声；且在满足结构功能与稳定工作的前提下，相关结构的尺寸和质量接近传统发动机。
附图说明
图1为本发明优选实施例的汽车发动机可变压缩比机构的结构示意图；
图2为本发明的汽车发动机可变压缩比机构的传动齿轮的示意图；
图3为本发明的汽车发动机可变压缩比机构的活塞的示意图；
图4为本发明的汽车发动机可变压缩比机构的控制齿条的示意图；
图5为本发明的汽车发动机可变压缩比机构的传动齿条的示意图。
其中，1—传动齿轮；2—传动齿条；3、7—同步导轮；4—活塞；5—连杆销；6—控制装置；8—控制齿条；9—连杆；10—连杆盖；11—曲柄。
具体实施方式
本发明提供一种汽车发动机可变压缩比机构，用于连续采煤机的截割试验，下面参见图1～图5对本发明所述汽车发动机可变压缩比机构进行详细说明。
如图1-5所示，为本发明所提供的一种汽车发动机可变压缩比机构的结构示意图，本发明的汽车发动机可变压缩比机构包括在气缸中移动的活塞4，活塞4固定到传动齿条2，传动齿条2一方面通过小型齿条与滚动导轨装置-同步第一导轮3协同操作，另一方面通过另一侧的第一齿条(大型齿条)与传动齿轮1的第一齿轮协同操作，传动齿轮1的中部通过连杆销5与连杆9连接，传动齿轮1另一端的第二齿轮与控制齿条8的第二齿条连接，控制齿条8的另一侧与滚动导轨装置-同步第二导轮7协同操作，从而能够在活塞4与连杆9之间传递运动。垂直于箱体的控制齿条8的位置由控制装置6控制，由液压控制，通过液压油推动液压活塞的上下移动来改变控制齿条8的位移，改变压缩比。控制装置6包括阀体、位于所述阀体内的液压活塞、与所述液压活塞连接的液压杆。
另外，连杆9与曲柄11连接，连杆9上还设有连杆盖10。
在冷启动过程中缸内最高爆发压力低，采用高的压缩比以保证顺利启动，此时液压油通过油道进入控制液压缸，推动液压活塞向下运动，改变控制齿条8的垂直位置，从而增大活塞4的行程使压缩比变大。大负荷时由机械强度所限，需要减小压缩比，此时液压油通过减压阀进行卸荷，从而减小压缩比。
本发明的汽车发动机可变压缩比机构能够根据发动机的不同工况，通过控制机构支撑点的位置来改变活塞行程使压缩比连续改变的功能，降低了气缸与活塞的摩擦损失，减小了噪声；且在满足结构功能与稳定工作的前提下，相关结构的尺寸和质量接近传统发动机。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种汽车发动机可变压缩比机构，包括在气缸中移动的活塞，其特征在于；所述活塞通过传动齿条与传动齿轮连接，所述传动齿轮的另一端通过控制齿条与控制装置连接；
所述传动齿轮的中部铰接有曲柄连杆机构，通过所述控制装置控制所述控制齿条在上下方向的位移，经由所述传动齿轮和曲柄连杆机构带动所述活塞运动，改变压缩比。
2.根据权利要求1所述的汽车发动机可变压缩比机构，其特征在于，所述传动齿轮的两端分别具有第一齿轮和第二齿轮；
所述传动齿条朝向所述第一齿轮的一端具有与所述第一齿轮啮合连接的第一齿条；所述控制齿条朝向所述第二齿轮的一端具有与所述第二齿轮啮合连接的第二齿条。
3.根据权利要求1或2所述的汽车发动机可变压缩比机构，其特征在于，所述传动齿条上还连接有第一导轮，所述控制齿条上连接有第二导轮；
所述第一导轮和第二导轮构成同步导轮。
4.根据权利要求1所述的汽车发动机可变压缩比机构，其特征在于，所述曲柄连杆机构包括通过连杆销与所述传动齿轮铰接的连杆、与所述连杆连接的曲柄。
5.根据权利要求1所述的汽车发动机可变压缩比机构，其特征在于，所述控制装置包括阀体、位于所述阀体内的液压活塞、与所述液压活塞连接的液压杆。
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