CN220151440U - 一种混和动力发动机连续可变压缩比装置 - Google Patents
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Abstract
该实用新型提供了一种混和动力发动机连续可变压缩比装置，包括定位孔(60)，步进电机(61)，螺栓孔(62)，可变压缩机构载体(63)，辅助燃烧活塞连杆(64)，连杆齿条固定螺栓(65)，齿条(66)和齿轮(67)；其中，连续可变压缩比装置(6)安装在混和动力发动机(1)缸盖上，可变压缩机构载体(63)通过定位孔(60)和螺栓孔(62)安装在混和动力发动机(1)上；步进电机(61)安装在可变压缩机构载体(63)，并且步进电机(61)的轴与齿轮(67)连接，齿条(66)安装在连续可变压缩比装置(6)的固定卡槽内；该方案能够实现混和动力发动机燃烧室容积的变化，最终调控混和动力发动机1的几何压缩比。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发动机压缩比控制装置，尤其涉及一种混和动力发动机连续可变压缩比装置。
背景技术
压缩比对发动机的热效率有着决定性的影响，压缩比在合适的范围变化时，压缩比提高，热效率显著提高；当压缩比增加到一定程度时，压缩比增加对热效率影响减少。然而，对于混和动力发动机，发动机不断强化，且采用点燃式，导致爆震发生概率增加。因此，对于点燃式发动机而言，由于爆震的影响，点燃式发动机的压缩比比于压缩式发动机的压缩比小很多，导致点燃式发动机的热效率远小于压燃式发动机的热效率。为了进一步提高点燃式发动机热效率和经济性，高辛烷值汽油以及废气再循环等控制策略应用于点燃式发动机上，点燃式发动机的压缩开始提高，从而在小负荷运行工况区域，点燃式发动机热效率显著增加，然而在大负荷时，爆震倾向增加。因此，高压缩比的点燃式发动机在大负荷运行时，需采用燃油加浓喷射，这导致点燃式发动机的燃油经济性大大减少。为了解决点燃式发动机采用固定式压缩比在大负荷和小负荷热效率和经济性难兼顾问题，不少工程师和发动机制造商提出了两段式可变压缩比，即大负荷采用小压缩比，小负荷采用大压缩比，从而兼顾大负荷和小负荷热效率和经济性。然而，两段式可变压缩比依然难以兼顾全转速和全负荷热效率和经济性，难以有效解决中等负荷热效率以及经济性问题。因此，为了兼顾点燃式发动机在全转速和全负荷热效率，本实用新型提出了一种混和动力发动机连续可变压缩比装置，根据不同负荷，采用合适的压缩比，从而实现小负荷高压缩比、中等负荷中压缩比、大负荷小压缩比，提高发动机在中低负荷热效率和燃油经济性，降低污染排放物生成。
实用新型内容
本实用新型目的是提供了一种混和动力发动机连续可变压缩比装置；
本实用新型提供了一种混和动力发动机连续可变压缩比装置，包括定位孔，步进电机，螺栓孔，可变压缩机构载体，辅助燃烧活塞连杆，连杆齿条固定螺栓，齿条和齿轮；
其中，连续可变压缩比装置安装在混和动力发动机缸盖上，可变压缩机构载体通过定位孔和螺栓孔安装在混和动力发动机上；
步进电机安装在可变压缩机构载体，并且步进电机的轴与齿轮连接，控制齿轮的正转和反转；
辅助燃烧活塞连杆与辅助燃烧室活塞连接，辅助燃烧活塞连杆通过连杆齿条固定螺栓和齿条连接；
齿条安装在连续可变压缩比装置的固定卡槽内。
进一步地，辅助燃烧活塞连杆和辅助燃烧室活塞在辅助燃烧室上下运动。
实用新型的有益效果在于：
该方案实现辅助燃烧活塞连杆64和辅助燃烧室活塞11的上下运动，实现混和动力发动机1燃烧室容积的变化，最终调控混和动力发动机1的几何压缩比。
附图说明
图1是本实用新型实施例的连续可变压缩比调节装置结构示意图；
图2是本实用新型实施例的发动机整体结构示意图；
其中，1-混和动力发动机；10-火花塞；11-辅助燃烧室活塞；12-辅助燃烧室；13-爆震传感器；14-转速传感器；2-排气系统；20-排气温度传感器；21-排气压力传感器；3-废气再循环；30-废气再循环电磁阀；4-进气系统；40-进气压力传感器；41-进气温度传感器；42-电子节气门；43-喷油器；5-电子控制单元；6-连续可变压缩比装置，60-定位孔；61-步进电机；62螺栓孔；63-可变压缩机构载体；64-辅助燃烧活塞连杆；65-连杆齿条固定螺栓；66-齿条；67-齿轮。
具体实施方式
以下结合附图1-2对本实用新型的技术方案进行详细说明。
如图1所示，本实用新型提供了一种混和动力发动机连续可变压缩比装置，包括定位孔60，步进电机61，螺栓孔62，可变压缩机构载体63，辅助燃烧活塞连杆64，连杆齿条固定螺栓65，齿条66和齿轮67；
其中，连续可变压缩比装置6安装在混和动力发动机1缸盖上，可变压缩机构载体63通过定位孔60和螺栓孔62安装在混和动力发动机1上；
步进电机61安装在可变压缩机构载体63，并且步进电机61的轴与齿轮67连接，控制齿轮67的正转和反转；
辅助燃烧活塞连杆64与辅助燃烧室活塞11连接，然后通过连杆齿条固定螺栓65和齿条66连接；
齿条66安装在连续可变压缩比装置6的固定卡槽内，步进电机61带动齿轮67转动；
而齿轮67带动齿条66上下运动，从而实现辅助燃烧活塞连杆64和辅助燃烧室活塞11的上下运动，实现混和动力发动机1燃烧室容积的变化，最终调控混和动力发动机1的几何压缩比。
如附2所示：混和动力发动机1包括基本的曲柄连杆机构、活塞、进排气系统，能够正常实现发动机进气、压缩、做功和排气行程，实现发动机热功转化过程。火花塞10安装在混和动力发动机1的缸盖上，用于控制发动机点火时刻。辅助燃烧室12位于混和动力发动机1的缸盖上，辅助燃烧室12和混和动力发动机1相通，在压缩过程中，可燃混合气也可以进入辅助燃烧室中；辅助燃烧室12容积的改变可以通过辅助燃烧室活塞11的上下移动实现。
爆震传感器13安装在混和动力发动机1的缸体上，用于实时检测爆震信号，从而闭环控制火花塞10的点火时刻，保持在最优的点火提前角。转速传感器14安装在混和动力发动机1的飞轮端，用于实时监测发动机的转速信号，并实时反馈给电子控制单元5，获得发动机的转速信号。
排气系统2安装在混和动力发动机1上，实现混和动力发动机1上燃烧后的尾气排放；排气温度传感器20和排气压力传感器21安装在排气系统2上，用于实时检测排气压力和温度，并实时反馈给电子控制单元5；
废气再循环3安装在混和动力发动机1的进气系统4和排气系统2之间，实现混和动力发动机1部分尾气循环应用；废气再循环电磁阀30安装在废气再循环上，用于控制废气再循环3的通断，并实时反馈给电子控制单元5。
进气系统4安装在混和动力发动机1上，实现混和动力发动机1的燃油与新鲜空气进气。进气系统4由进气压力传感器40，进气温度传感器41，电子节气门42和喷油器43组成；进气压力传感器40和进气温度传感器41安装在进气系统4上，用于实时检测进气压力和温度，并实时反馈给电子控制单元5；
电子节气门42安装在进气系统4上，实时监测混和动力发动机1的节气门开度信号，并实时反馈给电子控制单元5，获得发动机的负荷信号；喷油器43安装在进气系统4的进气道上，将燃油喷射进入气道内，并与新鲜空气混和进入混和动力发动机1缸内，喷油器43的信号实时反馈给电子控制单元5。
低负荷工况大压缩比控制方式：
电子控制单元5实时采集火花塞10，爆震传感器13，转速传感器14，排气温度传感器20，排气压力传感器21，废气再循环电磁阀30，进气压力传感器40，进气温度传感器41，电子节气门42，喷油器43的信号；当电子控制单元5根据转速传感器14和电子节气门42的信号，检测混和动力发动机1运行在低负荷时，当电子控制单元5判断混和动力发动机1需要大压缩比，此时，电子控制单元5关闭废气再循环电磁阀30，且控制步进电机61正转，带动齿轮67转动，齿轮67带动齿条66上下运动，从而实现辅助燃烧活塞连杆64和辅助燃烧室活塞11的向下运动到最低位置，实现辅助燃烧室12的容积最小，此时，混和动力发动机1燃烧室的容积最小，最终控制混和动力发动机1的几何压缩比最大。在低负荷工况时，混和动力发动机1大几何压缩比有利于提高压缩行程温度和压力，有利于火花塞10点火，形成稳定的初始火核和后期火焰传播，加快燃烧过程和提高燃烧效率，从而提高混和动力发动机1的热效率。
中等负荷工况中压缩比控制方式：电子控制单元5实时采集火花塞10，爆震传感器13，转速传感器14，排气温度传感器20，排气压力传感器21，废气再循环电磁阀30，进气压力传感器40，进气温度传感器41，电子节气门42，喷油器43的信号；当电子控制单元5根据转速传感器14和电子节气门42的信号，检测混和动力发动机1运行在中等负荷时，当电子控制单元5判断混和动力发动机1需要中等压缩比，此时，电子控制单元5打开废气再循环电磁阀30，将部分尾气重新引入到进气系统中；且控制步进电机61正转，带动齿轮67转动，齿轮67带动齿条66上下运动，从而实现辅助燃烧活塞连杆64和辅助燃烧室活塞11的向下运动到中间位置，实现辅助燃烧室12的容积适中，此时，混和动力发动机1燃烧室的容积适中，最终控制混和动力发动机1的几何压缩比适中。在中等负荷工况时，混和动力发动机1中几何压缩比有利于适当提高压缩行程温度和压力，爆震倾向增加，由于废气再循环电磁阀30打开，部分废气进入缸内燃烧，将有利于适当控制燃烧速率和火焰传播，从而控制在爆震的边界，有利于适当提高混和动力发动机1的热效率。
大负荷工况小压缩比控制方式：电子控制单元5实时采集火花塞10，爆震传感器13，转速传感器14，排气温度传感器20，排气压力传感器21，废气再循环电磁阀30，进气压力传感器40，进气温度传感器41，电子节气门42，喷油器43的信号；当电子控制单元5根据转速传感器14和电子节气门42的信号，检测混和动力发动机1运行在高负荷时，当电子控制单元5判断混和动力发动机1需要小压缩比，此时，电子控制单元5关闭废气再循环电磁阀30，且控制步进电机61正转，带动齿轮67转动，齿轮67带动齿条66上下运动，从而实现辅助燃烧活塞连杆64和辅助燃烧室活塞11的向下运动到最高位置，实现辅助燃烧室12的容积最大，此时，混和动力发动机1燃烧室的容积最大，最终控制混和动力发动机1的几何压缩比最小。在大负荷工况时，混和动力发动机1小几何压缩比有利于控制压缩行程温度和压力，减少缸内爆震发生的倾向，从而可以消除燃油加浓喷射控制策略，减少缸内燃油喷射，从而提高混和动力发动机1的燃油经济性。
Claims (2)
1.一种混和动力发动机连续可变压缩比装置，包括定位孔(60)，步进电机(61)，螺栓孔(62)，可变压缩机构载体(63)，辅助燃烧活塞连杆(64)，连杆齿条固定螺栓(65)，齿条(66)和齿轮(67)；其特征在于：
其中，连续可变压缩比装置(6)安装在混和动力发动机(1)缸盖上，可变压缩机构载体(63)通过定位孔(60)和螺栓孔(62)安装在混和动力发动机(1)上；
步进电机(61)安装在可变压缩机构载体(63)，并且步进电机(61)的轴与齿轮(67)连接，控制齿轮(67)的正转和反转；
辅助燃烧活塞连杆(64)与辅助燃烧室活塞(11)连接，辅助燃烧活塞连杆(64)通过连杆齿条固定螺栓(65)和齿条(66)连接；
齿条(66)安装在连续可变压缩比装置(6)的固定卡槽内。
2.根据权利要求1所述的混和动力发动机连续可变压缩比装置，其特征在于：辅助燃烧活塞连杆(64)和辅助燃烧室活塞(11)在辅助燃烧室(12)上下运动。
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