CN116263127A - 一种可变压缩比的发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变压缩比的发动机，包括有燃烧室，所述燃烧室内连接有活塞，所述活塞内活动连接有主推块，所述活塞连接有连杆，所述连杆内设置有连杆油道，所述连杆油道一端连接主推块，另一端连通有主油道。本发明提供了一种可变压缩比的发动机，在不破坏传统连杆结构的基础上，通过油压的改变来控制压缩比，提高了燃烧效率，同时减少了自身结构的重量，无需过多的传动连接结构，既能使得整体的能量损耗降低，同时在制造过程中也不会产生高额的成本。

Description

一种可变压缩比的发动机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种可变压缩比的发动机。

背景技术

在发动机的结构设计上，通过往复活塞的运动来对燃烧室的内部气体进行压缩，其中最大行程容积与最小行程容积之间的比值为压缩比，压缩比的大小与发动机本身的热效率有着紧密的联系，一般发动机都采用的是固定压缩比的结构，但是在实际应用中，固定的压缩比无法根据负载的变化情况作出适应，因此出现了可变压缩比的结构，在不同的负载状态下，改变压缩比来提高燃烧效率，但是目前可变压缩比较为成熟的结构便是多连杆结构，这类结构相较于传统的连接杆结构更加复杂，且体积重量均得到了增加，虽然能够提高燃烧效率，但是本身的制造成本以及能量损耗也得到了增加，整体性能的提升效果不明显。

例如公开号“CN115142950A”，公开了“可变压缩比发动机的多连杆结构、可变压缩比发动机及汽车”，包括上连杆、摇臂总成、曲轴、下连杆、控制轴、驱动总成、液压腔和进出油控制总成；驱动总成与控制轴连接，并将液压腔分隔为上、下液压腔，且能在控制轴的带动下调节上、下液压腔的容积；进出油控制总成用于控制上、下液压腔的进出油状态。驱动总成受到来自活塞的动力而具有改变上液压腔和下液压腔的容积的趋势，驱动总成减小处于出油状态的腔体的容积，另一个腔体则进油，当处于出油状态的腔体的容积变为最小时，驱动总成不可再滑动，控制轴状态稳定，实现可靠压缩比切换。但是在实际应用中，这类结构会极大地增加了曲轴本身的重量以及结构复杂性，使得发动机的造价成本有一定的提升，同时由于复杂的大重量连杆结构也会在运动过程中损耗更多的动力能量，可变压缩比带来的经济效益不高。

发明内容

针对背景技术中提到的现有技术存在多连杆结构自身大重量以及复杂结构带来的成本的提高以及能量损耗的增加的问题，本发明提供了一种可变压缩比的发动机，在不破坏传统连杆结构的基础上，通过油压的改变来控制压缩比，提高了燃烧效率，同时减少了自身结构的重量，使得整体的能量损耗降低，也不会产生高额的制造成本。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种可变压缩比的发动机，包括有燃烧室，所述燃烧室内连接有活塞，所述活塞内活动连接有主推块，所述活塞连接有连杆，所述连杆内设置有连杆油道，所述连杆油道一端连接主推块，另一端连通有主油道。活塞在燃烧室内做往复运动，而连杆带动活塞进行运动，其中连杆内设置的连杆油道与主油道连接，使得主油道内部的机油能够流通到连杆油道内，而连杆油道的另一端连接有主推块，主推块滑动连接在活塞内部，通过主油道内油压、油量的改变，从而推动主推块运动，进而控制活塞运行到上止点与下止点位置时整个燃烧室内的容积，改变压缩比来适应不同的载荷功率，进而提高发动机的性能，同时由于在连杆内部设置连杆油道，使得连杆变成中空结构，与传统的发动机相比，降低了整体的重量，而与市面上的多连杆可变压缩比结构相比，整体结构更为精简，生产成本与制造工艺都得到了降低，其中主油道为润滑油道，在设计上需要控制机油泵的设计流量大于润滑系统内所需的流量，以保证有富余的机油供给连杆油道。

作为优选，所述活塞内设置有泄压阀，所述泄压阀设置在主推块与连杆油道之间。在连杆油道与主推块之间设置的泄压阀能够对主推块进行自适应的调整，来保持燃烧室内压强的稳定，并且在泄压阀内设置有监测感应传感器，其中检测感应传感器与ECU模块进行反馈连接，在当前压缩比与目标压缩比之间的差值偏离设定值时，监测感应传感器通过ECU来控制机油泵泵油压力和流量来控制可变压缩比，从而达到改变当前压缩比，使当前压缩比达到目标压缩比，当功率达到所需功率之后开始进行泄压，其中压缩比可以通过在上止点改变主推块的行程来改变压缩比的分母系数，进而改变压缩比数值，同时也可以在下止点改变主推块的行程来改变压缩比的分子系数，进而改变压缩比数值。

作为优选，所述连杆靠近主推块一端设置有出油口，所述出油口连接泄压阀，所述泄压阀远离出油口一端抵接主推块。出油口与泄压阀连接，连杆油道内部的机油从出油口排出挤压泄压阀，当泄压阀被挤压到一定程度后，开始推动另一端抵接的主推块运动，从而改变燃烧室内的行程容积。

作为优选，所述泄压阀远离主推块一端连接有挡片，所述出油口包括有上台阶孔和下台阶孔，所述上台阶孔口径大于下台阶孔口径，所述上台阶孔套接挡片，所述挡片上设置有油孔。出油口的上台阶孔上设置的挡片在油压较低时能够支撑泄压阀，避免泄压阀脱落，同时在挡片上设置的油孔能够使机油能够流通进行对可以挤压泄压阀，进而改变主推块的行程变化。

作为优选，所述主推块内设置有滑道，所述泄压阀包括有伸缩件，所述伸缩件设置在滑道内，所述伸缩件抵接挡片，所述油孔连通连杆油道与滑道。在主推块内设置滑道，其中滑道套接有伸缩件，并通过伸缩件的弹性伸缩性能对燃烧室内的气压进行稳压，避免运行至上止点时，燃烧室内的体积过小，导致的压力过大引起爆缸。

作为优选，所述伸缩件包括有滑销，所述滑销与滑道滑动连接，所述滑销内套接有弹性件，所述滑销底部设置有顶升底板。通过滑销与滑道的滑动连接保证了泄压阀运动的平稳，并在滑销内套接弹性件，当油压上升时，机油穿过油孔挤压顶升底板，滑销上升并挤压弹性件，弹性件压缩一定量后推动主推块往上推动，并在功率达到所需要功率，开始泄压。

作为优选，所述连杆端部设置有通油腔，所述通油腔连通有若干出油口。在连杆的端部设置的通油腔连通有多个出油口，在每个出油口上都连接有泄压阀，多个出油口均匀布置，由于全部连接在通油腔上，因此各个泄压阀所受压力均匀一致，使得主推块各处受到的推力相同，保证了主推块运动的顺畅。

作为优选，还包括有机油泵，所述机油泵连通主油道。机油泵中的油通过主油道传输给发动机的各部位进行润滑，并且所有润滑机油最后返回油底壳，再由机油泵泵入各个需要润滑的部分，其中润滑系统需油量约等于各轴颈机油流量，在机油泵的选取上，需要使得机油泵的油量高于润滑系统需油量，从而实现可变压缩比系统的调节，并且通过泄压阀内监测感应传感器的反馈来控制机油泵的压力以及流量以改变泵入连杆油道内部的油量，进而实现压缩比的改变效果。

本发明的有益效果如下：

（1）通过将主油道连通连杆油道，使得主油道内的油液能够分流到连杆油道内部并且挤压主推块来改变压缩比，提高了发动机的性能，同时由于自身结构更加轻量化，降低了耗油量，并且生产成本较低；

（2）通过泄压阀来实现压力的保持与泄露，并在改变压缩比的基础之上，保持燃烧室内部的压力稳定，避免压力过高、压缩比过大导致爆缸，并通过内置的监测感应传感器进行实时的反馈，以控制实际压缩比达到目标压缩比。

附图说明

图1是本发明的轴测图。

图2是本发明的局部剖视图。

图3是图2中A处的结构示意图。

图中：1活塞，2主推块，21滑道，3连杆，31连杆油道，32出油口，33上台阶孔，34下台阶孔，35通油腔，4主油道，5泄压阀，51挡片，511油孔，52伸缩件，53滑销，54弹性件，55顶升底板，6机油泵，7油底壳，8滤清器，9曲轴，10凸轮轴油道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例1：

如图1、2所示，一种可变压缩比的发动机，包括有燃烧室，燃烧室内连接有活塞1，活塞1内滑动连接有主推块2，活塞1连接有连杆3，连杆3内设置有连杆油道31，连杆油道31一端连接主推块2，另一端连通有主油道4，活塞1内设置有泄压阀5，泄压阀5设置在主推块2与连杆油道31之间。

活塞1在燃烧室内做往复运动，而连杆3带动活塞1进行运动，其中连杆3内设置的连杆油道31与主油道4连接，使得主油道4内部的机油能够流通到连杆油道31内，而连杆油道31的另一端连接有主推块2，主推块2滑动连接在活塞1内部，通过主油道4内油压、油量的改变，从而推动主推块2运动，进而控制活塞1运行到上止点与下止点位置时整个燃烧室内的容积，改变压缩比来适应不同的载荷功率，进而提高发动机的性能，同时由于在连杆3内部设置连杆油道31，使得连杆3变成中空结构，与传统的发动机相比，降低了整体的重量，而与市面上的多连杆3可变压缩比结构相比，整体结构更为精简，生产成本与制造工艺都得到了降低，其中主油道4为润滑油道，在设计上需要控制机油泵6的设计流量大于润滑系统内所需的流量，以保证有富余的机油供给连杆油道31；在连杆油道31与主推块2之间设置的泄压阀5能够对主推块2进行自适应的调整，来保持燃烧室内压强的稳定，并且在泄压阀5内设置有监测感应传感器，其中检测感应传感器与ECU模块进行反馈连接，在当前压缩比与目标压缩比之间的差值偏离设定值时，监测感应传感器通过ECU来控制机油泵6泵油压力和流量来控制可变压缩比，从而达到改变当前压缩比，使当前压缩比达到目标压缩比，当功率达到所需功率之后开始进行泄压，其中压缩比可以通过在上止点改变主推块2的行程来改变压缩比的分母系数，进而改变压缩比数值，同时也可以在下止点改变主推块2的行程来改变压缩比的分子系数，进而改变压缩比数值。

如图2、3所示，连杆3端部设置有通油腔35，通油腔35连通有若干出油口32，出油口32连接泄压阀5，泄压阀5远离出油口32一端抵接主推块2；泄压阀5远离主推块2一端连接有挡片51，出油口32包括有上台阶孔33和下台阶孔34，上台阶孔33口径大于下台阶孔34口径，上台阶孔33套接挡片51，挡片51上设置有油孔511。

出油口32与泄压阀5连接，连杆油道31内部的机油从出油口32排出挤压泄压阀5，当泄压阀5被挤压到一定程度后，开始推动另一端抵接的主推块2运动，从而改变燃烧室内的行程容积，出油口32的上台阶孔33上设置的挡片51在油压较低时能够支撑泄压阀5，避免泄压阀5脱落，同时在挡片51上设置的油孔511能够使机油能够流通进行对可以挤压泄压阀5，进而改变主推块2的行程变化，并在连杆3的端部设置的通油腔35连通有三个出油口32，在每个出油口32上都连接有泄压阀5，各个出油口32均匀布置，由于全部连接在通油腔35上，因此各个泄压阀5所受压力均匀一致，使得主推块2各处受到的推力相同，保证了主推块2运动的顺畅。

如图3所示，主推块2内设置有滑道21，泄压阀5包括有伸缩件52，伸缩件52包括有滑销53，滑销53与滑道21滑动连接，滑销53内套接有弹性件54，滑销53底部设置有顶升底板55。

在主推块2内设置滑道21，其中滑道21套接有伸缩件52，并通过伸缩件52的弹性伸缩性能对燃烧室内的气压进行稳压，避免运行至上止点时，燃烧室内的体积过小，导致的压力过大引起爆缸；通过滑销53与滑道21的滑动连接保证了泄压阀5运动的平稳，并在滑销53内套接弹性件54，当油压上升时，机油穿过油孔511挤压顶升底板55，滑销53上升并挤压弹性件54，弹性件54压缩一定量后推动主推块2往上推动，并在功率达到所需要功率，开始泄压。

如图1所示，该装置还包括有机油泵6，机油泵6连通主油道4。机油泵6中的油通过主油道4传输给发动机的各部位进行润滑，并且所有润滑机油最后返回油底壳7，再由机油泵6泵入各个需要润滑的部分，其中润滑系统需油量约等于各轴颈机油流量，在机油泵6的选取上，需要使得机油泵6的油量高于润滑系统需油量，从而实现可变压缩比系统的调节，并且通过泄压阀5内监测感应传感器的反馈来控制机油泵6的压力以及流量以改变泵入连杆油道31内部的油量，进而实现压缩比的改变效果。

本实施例中一种可变压缩比的发动机的工作过程如下：在本实施例中，机油首先通过油底壳7进入机油泵6，机油泵6的机油进入到滤清器8中，随后机油通过滤清器8进入主油道4，机油通过主油道4进入曲轴9同时进入凸轮轴油道10；机油通过曲轴9到达连杆油道31并输送到通油腔35内部，机油在通油腔35内穿过出油口32上挡片51上的油孔511，挤压顶升底板55，带动滑销53在滑道21内运动，滑销53逐渐挤压弹性件54，当弹性件54被挤压到一定行程之后，弹性件54推动主推块2上升，主推块2移动来实现可变压缩比，并且在活塞1的持续运动过程中，当前压缩比与目标压缩比之间的差值偏离设定值时，泄压阀5内的监测感应传感器通过反馈ECU来控制机油泵6泵油压力和流量来控制压缩比，使当前压缩比达到目标压缩比。

除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本发明没有详细描述的实施例也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可变压缩比的发动机，包括有燃烧室，所述燃烧室内连接有活塞，其特征在于，所述活塞内活动连接有主推块，所述活塞连接有连杆，所述连杆内设置有连杆油道，所述连杆油道一端连接主推块，另一端连通有主油道。

2.根据权利要求1中所述的一种可变压缩比的发动机，其特征在于，所述活塞内设置有泄压阀，所述泄压阀设置在主推块与连杆油道之间。

3.根据权利要求2中所述的一种可变压缩比的发动机，其特征在于，所述连杆靠近主推块一端设置有出油口，所述出油口连接泄压阀，所述泄压阀远离出油口一端抵接主推块。

4.根据权利要求3中所述的一种可变压缩比的发动机，其特征在于，所述泄压阀远离主推块一端连接有挡片，所述出油口包括有上台阶孔和下台阶孔，所述上台阶孔口径大于下台阶孔口径，所述上台阶孔套接挡片，所述挡片上设置有油孔。

5.根据权利要求4中所述的一种可变压缩比的发动机，其特征在于，所述主推块内设置有滑道，所述泄压阀包括有伸缩件，所述伸缩件设置在滑道内，所述伸缩件抵接挡片，所述油孔连通连杆油道与滑道。

6.根据权利要求5中所述的一种可变压缩比的发动机，其特征在于，所述伸缩件包括有滑销，所述滑销与滑道滑动连接，所述滑销内套接有弹性件，所述滑销底部设置有顶升底板。

7.根据权利要求3-6中任意一项所述的一种可变压缩比的发动机，其特征在于，所述连杆端部设置有通油腔，所述通油腔连通有若干出油口。

8.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种可变压缩比的发动机，其特征在于，还包括有机油泵，所述机油泵连通主油道。

Images