CN203570426U - 一种发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机动车零部件技术领域，具体而言，涉及一种发动机。该发动机，包括气缸、气缸盖、ECU控制系统、活塞、进气门、排气门、液压油缸、电磁阀和柱塞，所述气缸内设有气缸室，所述活塞在所述气缸室内上下运动，所述进气门、所述排气门与所述柱塞均位于所述气缸盖内，并均与所述气缸室相通，所述ECU控制系统通过控制所述电磁阀上下进出油量来推动所述液压油缸上下活动从而带动所述柱塞上下运动。本实用新型提供的发动机，能根据发动机在不同的负荷下可任意调控最大和最小缸径值射油量来节省油耗、降低排量。

Description

一种发动机

技术领域

本实用新型涉及机动车零部件技术领域，具体而言，涉及一种发动机。

背景技术

发动机是汽车的心脏，为汽车的行走提供动力，关系着汽车的动力性、经济性、环保性。简单来说，发动机就是一个能量转换机构，即将汽油、柴油或天然气的热能，通过在密封气缸内燃烧气体膨胀，推动活塞做功，转变为机械能，这是发动机最基本的原理。

然而，传统的发动机在当空气进入气缸内之后，被活塞压缩到一定程度之后，通过油泵的作用，将燃料通过喷油嘴喷入气缸燃烧室内，让其与空气混合后燃烧做功，推动活塞运动，产生动能。传统的发动机活塞工作容积和燃烧室容积是固定的，被吸进的空气有限，从而导致压缩比不可变动。当发动机在小负荷时，发动机低速运行时，进气量相对较少，气体被压缩程度低，会导致燃料不能充分与空气混合，导致燃烧不充分，燃烧效率低，致使发动机动力不足，同时还会增大油耗和废气排放量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种发动机，以解决上述的问题。

在本实用新型的实施例中提供了一种发动机，包括气缸、气缸盖、ECU控制系统、活塞、进气门、排气门、液压油缸、电磁阀和柱塞，所述气缸内设有气缸室，所述活塞在所述气缸室内上下运动，所述进气门、所述排气门与所述柱塞均位于所述气缸盖内，并均与所述气缸室相通，所述ECU控制系统通过控制所述电磁阀上下进出油量来推动所述液压油缸上下活动从而带动所述柱塞上下运动。

本实用新型上述实施例的一种发动机，在气缸盖内加入了柱塞，并且所述ECU控制系统通过控制所述电磁阀上下进出油量来推动所述液压油缸上下活动从而带动所述柱塞上下运动。这样柱塞可以先通过改变气缸内的体积容积从而对气缸压缩比进行调控，然后柱塞在气缸内做行程调控，这样能根据发动机在不同的负荷下可任意调控最大和最小缸径值射油量来节省油耗、降低排量。

附图说明

图1示出了本实用新型实施例提供的一种发动机的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例提供的一种发动机中柱塞在上至点时结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例提供的一种发动机中柱塞在下至点时结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例提供的一种发动机中气缸盖的俯视图。

图中：1气缸室                2气缸盖

      3活塞                  4进气门

      5排气门                6液压油缸

      7柱塞                  8气环

      9油环                 10电磁阀

     11柱塞位置传感器       12温度压力传感器

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

如图1所示，本实用新型提供的一种发动机，包括气缸、气缸盖2、ECU控制系统、活塞3、进气门4、排气门5、液压油缸6、电磁阀10和柱塞7，气缸内设有气缸室1，活塞3在气缸室1内上下运动，进气门4、排气门5与柱塞7均位于气缸盖2内，并均与气缸室1相通，ECU控制系统通过控制电磁阀10上下进出油量来推动液压油缸6上下活动从而带动柱塞7上下运动。本实用新型实施例提供的一种发动机，在气缸盖2内加入了柱塞7，并且ECU控制系统通过控制电磁阀10上下进出油量来推动液压油缸6上下活动从而带动柱塞7上下运动。这样柱塞7可以先通过改变气缸内的体积容积从而对气缸压缩比进行调控，然后柱塞7在气缸内做行程调控，这样能根据发动机在不同的负荷下可任意调控最大和最小缸径值射油量来节省油耗、降低排量。

如图1所示，本实用新型的实施例所说的液压油缸6上设有用于感应柱塞7位置和行程的柱塞位置传感器11。柱塞位置传感器11可以用于感应柱塞7位置和行程，然后将得到的柱塞7位置和行程数据传给ECU控制系统。在本实用新型实施例提供的发动机可以通过电磁阀10、ECU控制系统与该柱塞位置传感器11来准确的控制柱塞7的位置和行程。

如图1和图4所示，本实用新型的实施例所说的发动机还包括温度压力传感器12，温度压力传感器12伸入气缸内用于感应气缸内的温度和压力。这样可以在发动机工作时，准确的通过温度压力传感器12得到气缸室1内的温度与压力数值。

如图4所示，本实用新型的实施例所说的发动机包括两个柱塞7，两个柱塞7均位于进气门4与排气门5之间。本实用新型的实施例所说的发动机通过两个柱塞7来调控气缸内的体积容积来达到改变压缩比和气缸缸径值，从而能根据发动机不同的负荷下可任意调控最大和最小缸径值喷射油量来节省油耗、降低排量。

如图1所示，本实用新型的实施例所说的发动机在柱塞7的外壁上设有气环8和油环9。通过该气环8和油环9可以对柱塞7起到密封、降底磨损的作用，提高柱塞7的使用寿命。

如图1至3所示，本实用新型的实施例所说的发动机中柱塞7与活塞3上下运动的速度相同。这样能够保证柱塞7与活塞3共同运动做功，从而改变气缸内的体积容积。

本实用新型的实施例中，柱塞7的底面与活塞3相对应位置的顶面具有相吻合的结构，这种相吻合的结构能够保证柱塞7与活塞3一起运动时无空气间隙，从而使得发动机在做功燃烧时不会给柱塞7向上的力。

在本实用新型的实施例中，上面所提到的柱塞7的底面与活塞3相对应位置的顶面具有相吻合的结构，包括以下几种情况：

如图1至3所示，柱塞7的底面为凹陷的圆弧形结构，活塞3相对应位置的顶面为凸起的圆弧形结构；

柱塞7的底面为平面结构，活塞3相对应位置的顶面为平面结构；

柱塞7的底面为凸起的圆弧形结构，活塞3相对应位置的顶面为凹陷的圆弧形结构。

当然柱塞7的底面与活塞3相对应位置的顶面具有相吻合的结构，可以为本领域内，任何可以实现上述目的相吻合的结构，均适用于本实施例。

在本实用新型中包括传感系统、控制系统和执行系统等组成。其中发动机的各个传感器及气缸温度压力传感器和柱塞位置传感器11构成传感系统；控制系统即ECU控制系统；液压油泵、电磁阀10、柱塞7等构成执行系统。

如图1、图2和图3所示，在本实用新型中，柱塞7的行程长度与活塞3的行程长度保持一致，并有上至点和下至点，并且分为四个冲程，分别为：进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。下面就分别介绍进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程：

进气冲程：当活塞3在进气时，柱塞7在上至点不发生变化，这样能够保证气缸内的最大容积量。

压缩冲程：当活塞压缩时，柱塞7会根据ECU控制系统发出的指令做出相应的行程调控来达到指定的压缩比；

当发动机小负荷时，此时ECU控制系统会根据各个传感器信号得知，然后发出指令给电磁阀10命令柱塞7下行到一定位置使气缸内体积容积变小从而达到指定的高压缩比；

当发动机大负荷时，此时ECU控制系统会根据各个传感器信号得知，这时柱塞7在上至点不发生变化以保证气缸内的体积容积量从而达到指定的低压缩比。

做功冲程：发动机在控制活塞3向下运动做功时，柱塞7会以同样的速度及行程来跟着活塞3一起做功，当活塞3下行时，柱塞7也下行，从而改变气缸内的体积容积来达到改变气缸缸径的目的，来提高气缸内压力值和燃烧效率从而提升动力、节约油耗、降低排放。

排气冲程：当气缸排气时，柱塞7会随着活塞3排气而上行，通过改变气缸内的容积来提高气缸内气体的压力值，从而增大废气排气压力，使得涡轮增压器的转速提升，继而带来进气量的增大，提高了燃烧效率，提升发动机的动力。

当排气冲程结束时，活塞3又回到了上至点。也就完成了一个工作循环。随后，发动机中的曲轴依靠发动机中的飞轮转动的惯性作用下仍继续旋转，这样开始下一个循环。如此周而复始，发动机就不断地运转起来。

利用本实用新型的发动机气缸这种运行过程，可以使气缸内固定压缩比从8:1至14:1间变化，发动机在小负荷时采用高压缩比，在大负荷时采用低压缩比来实现节约油耗、提升动力、降低排放，这种针对气缸的行程调控可称之为可变压缩比行程调控技术。可变压缩比行程调控技术以实现完美空燃比理论及完善压缩比概念。其中，压缩比的定义为：气缸总容积与燃烧室容积的比值。因此改变气缸的压缩比可以通过改变气缸的工作容积和燃烧室的容积来实现。

在本实用新型中，可变压缩比行程调控技术是在原有的发动机气缸盖2上增加了两个可以上下行程调控的柱塞7，柱塞7可以在气缸内任意上下活动从而来改变气缸的体积容积来改变压缩比，其压缩比范围可从8:1至14:1之间变化。在发动机小负荷时采用高压缩比以节约燃油；在发动机大负荷时采用低压缩比，并辅以增压器来实现大功率和高扭矩输出。

在本实用新型中，可变压缩比行程调控技术实用于柴油发动机、汽油发动机甚至是天然气发动机。它们之间最大的区别是燃烧方式的不同，油的特性不同以及燃烧的温度及条件不一样。比如柴油发动机是压燃式，其压缩比范围在18至22之间；而汽油发动机及天然气发动机是点燃式，其压缩比范围在8至14之间。汽油的燃烧特性导致了汽油发动机的混合气压力不能太高。若气缸的压力超过了临界值，就会发生爆震，这样影响动力输出。尤其是增压发动机，若降低压缩比又会导致发动机在增压器没有完全介入时，燃烧效率非常低，能产生的动力要比普通自然吸气的发动机所产生的动力要少的多。

可变压缩比行程调控技术具有下列优势：提高了发动机的热效率，很大程度上改善了发动机的燃油经济性，有利于降低排放；具有很好的燃料适应性；相同输出功率的情况下，可以达到小排量大功率大扭矩；兼顾部分负荷时的燃油经济性和大负荷时的动力性，改善发动机低速动力性能的同时还避免燃烧过程中的爆震风险。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机，其特征在于，包括气缸、气缸盖、ECU控制系统、活塞、进气门、排气门、液压油缸、电磁阀和柱塞，所述气缸内设有气缸室，所述活塞在所述气缸室内上下运动，所述进气门、所述排气门与所述柱塞均位于所述气缸盖内，并均与所述气缸室相通，所述ECU控制系统通过控制所述电磁阀上下进出油量来推动所述液压油缸上下活动从而带动所述柱塞上下运动。

2.根据权利要求1所述的一种发动机，其特征在于，在所述液压油缸上设有用于感应所述柱塞位置和行程的柱塞位置传感器。

3.根据权利要求2所述的一种发动机，其特征在于，还包括温度压力传感器，所述温度压力传感器伸入所述气缸内用于感应所述气缸内的温度和压力。

4.根据权利要求3所述的一种发动机，其特征在于，包括两个所述柱塞，两个所述柱塞均位于所述进气门与所述排气门之间。

5.根据权利要求4所述的发动机，其特征在于，在所述柱塞的外壁上设有气环和油环。

6.根据权利要求5所述的发动机，其特征在于，所述柱塞与所述活塞上下运动的速度相同。

7.根据权利要求6所述的一种发动机，其特征在于，所述柱塞的底面与所述活塞相对应位置的顶面具有相吻合的结构。

8.根据权利要求7所述的一种发动机，其特征在于，所述柱塞的底面为凸起的圆弧形结构，所述活塞相对应位置的顶面为凹陷的圆弧形结构。

9.根据权利要求7所述的一种发动机，其特征在于，所述柱塞的底面为平面结构，所述活塞相对应位置的顶面为平面结构。

10.根据权利要求7所述的一种发动机，其特征在于，所述柱塞的底面为凹陷的圆弧形结构，所述活塞相对应位置的顶面为凸起的圆弧形结构。

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