技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种能够实现可变压缩比的活塞及具备其的发动机，更详细而言，涉及一种通过使活塞的相对高度可变，从而能够实现可变压缩比的活塞及包括其的发动机。
背景技术
[0002] 通常，
内燃机的压缩比用在内燃机的压缩冲程中
燃烧室的压缩前的最大容积和燃烧室的压缩后的最小容积之比来表示。
[0003] 如果内燃机的压缩比增加，则内燃机的功率增大。但是，如果内燃机的压缩比过高，则发生所谓的
爆震(knocking)现象，从而不仅使内燃机的功率反而下降，而且造成内燃机
过热、内燃机的
阀门(valve)或活塞故障等。因此，内燃机的压缩比在发生爆震前的适当范围内设定为特定的值。
[0004] 但是，如果根据内燃机的负荷而使压缩比适当地可变，则能够提升内燃机的
燃料消耗率及功率，因此提出使内燃机的压缩比可变的各种方案。
[0005] 使内燃机的压缩比可变的多个方案中主要采用了在压缩冲程中使燃烧室的容积可变的方案。
[0006] 例如，提出如下方案：在压缩冲程中，使活塞的上死点的高度可变，或者使设置于
气缸盖(cylinder head)的副燃烧室的容积增减。实用新型内容
[0007] 实用新型所要解决的问题
[0008] 本实用新型提供一种能够实现可变压缩比的活塞及包括其的发动机，其能够按照运行区段实现有效压缩比。
[0009] 此外，本实用新型提供一种能够实现可变压缩比的活塞及包括其的发动机，其能够按照运行区段实现最佳压缩比，从而提高热效率，并改善燃料消耗率。
[0010] 用于解决问题的手段
[0011] 根据本实用新型的
实施例的能够实现可变压缩比的活塞可包括：活塞主体，所述活塞主体的上部形成有工作部，并且形成有进油孔及出油孔；
活塞头，以能够相对移动的方式设置于所述工作部，并与所述工作部一起形成油腔；凸缘部，随着从所述进油孔供应油而改变所述活塞头相对于所述活塞主体的相对
位置；以及开闭阀，对所述出油孔进行选择性开闭。
[0012] 根据本实用新型的实施例的能够实现可变压缩比的活塞还包括：多个导杆(guide rod)，对所述活塞头相对于所述活塞主体的相对移动进行导向。
[0013] 根据本实用新型的实施例的能够实现可变压缩比的活塞还包括：
弹簧，设置于所述活塞主体与所述活塞头之间，向所述活塞头提供恢复
力。
[0014] 所述凸缘部可包括：柱，与所述活塞头连接；支承杠杆，与所述活塞主体连接；以及凸缘杠杆，与所述柱及所述支承杠杆
铰链连接，并具备受到从所述进油孔供应的油压的板。
[0015] 所述工作部包括：上部面，安装有所述凸缘部；以及引导面，引导所述活塞头的移动。
[0016] 根据本实用新型的实施例的发动机可包括：活塞；喷油嘴；以及
控制器，所述活塞包括：活塞主体，所述活塞主体的上部形成有工作部，并且形成有进油孔及出油孔；活塞头，以能够相对移动的方式设置于所述工作部，并与所述工作部一起形成油腔；凸缘部，随着从所述进油孔供应油而改变所述活塞头相对于所述活塞主体的相对位置；以及开闭阀，对所述出油孔进行选择性开闭，所述喷油嘴设置为向所述进油孔喷射油，所述控制器根据发动机操作状态对所述喷油嘴及所述开闭阀的操作进行控制。
[0017] 根据本实用新型的实施例的发动机还包括：多个导杆，对所述活塞头相对于所述活塞主体的相对移动进行导向。
[0018] 根据本实用新型的实施例的发动机还包括：弹簧，设置于所述活塞主体与所述活塞头之间，向所述活塞头提供恢复力。
[0019] 所述凸缘部可包括：柱，与所述活塞头连接；支承杠杆，与所述活塞主体连接；以及凸缘杠杆，与所述柱及所述支承杠杆铰链连接，并具备受到从所述进油孔供应的油压的板。
[0020] 所述工作部包括：上部面，安装有所述凸缘部；以及引导面，引导所述活塞头的移动。
[0021] 实用新型效果
[0022] 根据本实用新型的实施例的能够实现可变压缩比的活塞及包括其的发动机，利用按照不同运行区段可变的油压，改变活塞上部的位置，从而能够实现按照运行区段的有效压缩比。
[0023] 根据本实用新型的实施例的能够实现可变压缩比的活塞及包括其的发动机，通过实现按照运行区段的最佳压缩比，从而能够提高热效率，并改善燃料消耗率。
附图说明
[0024] 图1是根据本实用新型的实施例的活塞的立体图。
[0025] 图2是沿着图1的Ⅱ-Ⅱ线的剖面立体图。
[0026] 图3及图4是沿着图1的Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。
[0027] 附图标记说明
[0028] 10：活塞 20：活塞头
[0029] 30：活塞主体 31：工作部
[0030] 32：进油孔 34：出油孔
[0031] 35：导杆 36：油腔
[0032] 37：上部面 38：引导面
[0033] 40：弹簧 50：凸缘部
[0034] 52：柱 54：支承杠杆
[0035] 56：凸缘杠杆 58：板
[0036] 70：开闭阀 80：控制器。
具体实施方式
[0037] 以下，参照附图，对本实用新型的实施例进行详细说明，以便使得本实用新型所属技术领域的技术人员能够容易实施。
[0038] 但是本实用新型能够以各种不同的方式实现，并且不限定于在此进行说明的实施例。
[0039] 在整个
说明书中，以相同的附图标记所表示的部分意味着相同的构成要素。
[0040] 当层、膜、区域、板等部分位于另一部分“上方”时，其不仅包括位于另一部分的正上方的情况，而且还包括又一部分位于其中间的情况。
[0041] 相反，当某部分位于另一部分的“正上方”时，意味着中间没有其他部分。
[0042] 在整体说明书中，当某部分“包括”某构成要素时，此时只要没有特别相反的记载，则意味着不排除其他构成要素，而是还可包括其他构成要素。
[0043] 以下，依照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细说明，则如下所示。
[0044] 图1是根据本实用新型的实施例的活塞的立体图，图2是沿着图1的Ⅱ-Ⅱ线的剖面立体图，图3及图4是沿着图1的Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。
[0045] 参照图1至图4，根据本实用新型的实施例的能够实现可变压缩比的活塞10包括：活塞主体30，其上部形成有工作部31，并且形成有进油孔(hole)32及出油孔(hole)34；活塞头(piston head)20，其能够相对移动地设置于所述工作部31，并与所述工作部31一起形成油腔(oil chamber)36；凸缘部50，其随着从所述进油孔32供应油而改变所述活塞头20相对于所述活塞主体30的相对位置；以及开闭阀70，其对所述出油孔34进行选择性开闭。
[0046] 所述工作部31包括：上部面37，其安装有所述凸缘部50；以及引导面38，其引导所述活塞头20的移动。
[0047] 所述活塞10还包括：多个导杆(guide rod)35，其对所述活塞头20相对于所述活塞主体30的相对移动进行导向；弹簧40，其设置于所述活塞主体30与所述活塞头20之间，向所述活塞头20提供恢复力。
[0048] 例如，所述导杆35沿着所述活塞10的上下方向能够滑动地结合于所述活塞头20与所述活塞主体30之间，并且所述弹簧40与所述导杆35结合，从而能够向所述活塞头20提供恢复力。
[0049] 所述凸缘部50包括：柱(column)52，其与所述活塞头20连接；支承杠杆(lever)54，其与所述活塞主体30连接；以及凸缘杠杆(lever)56，其与所述柱52及所述支承杠杆54铰链连接，并具备受到从所述进油孔32供应的油压的板(plate)58，随着油的供应而推动所述柱52。
[0050] 根据本实用新型的实施例的发动机1是使用所述活塞10而能够通过燃烧将所述活塞10的往复运动转换为旋转运动的发动机，例如都包括
火花点火发动机(spark ignition engine)、
压缩点火发动机(compression ignition engine)等各种方式的发动机。
[0051] 根据本实用新型的实施例的发动机1包括：喷油嘴(Oil Jet)60，其设置为向所述进油孔32喷射油；以及控制器80，其根据发动机工作状态对所述喷油嘴60及所述开闭阀70的工作进行控制。
[0052] 所述开闭阀70是通过所述控制器80的控制而选择性地开闭所述出油孔34的阀，例如，可以是
电磁阀(solenoid valve)、瓣阀(flap valve)、旋转阀(rotary valve)、促动器(actuator)等。所述开闭阀70通过气缸壁或未图示的
曲轴等与所述控制器80电连接，从而能够接收工作
电流及工作
信号的传递。
[0053] 测量发动机工作状态的
传感器，例如包括：
水温传感器，其对
冷却水的
温度进行测量，从而输出相应的信号；吸气温度传感器，其对向所述发动机1流入的吸气空气的温度进行测量，从而输出相应的信号；
加速踏板传感器，其对加速踏板的工作
角度进行测量，从而输出相应的信号；以及发动机转数传感器，其对发动机的旋转速度进行测量，从而输出相应的信号，并且发动机的工作状态及对其进行测量的传感器等的结构对该技术领域的普通技术人员而言是显而易见的事项，因此省略其具体说明。
[0054] 所述控制器80例如可以是
发动机控制单元(ECU，Engine Control Unit)。
[0055] 通常，在低速下，发动机为了提升热效率而要求高压缩比，在高速/高负荷下，为了改善排气(EM)而要求低压缩比。
[0056] 压缩比(CR)可以定义为
[0057] CR＝1+{Vs/(Vc+Vd)}
[0058] 其中，Vs是冲程体积，Vc是燃烧室体积，Vd是死区容积(dead volume)，压缩比与死区容积(Vd)成反比。
[0059] 在本实用新型的实施例中，使死区容积(dead volume)按照不同运行区段进行变更，从而能够通过压缩比可变来提升系统性能。
[0060] 参照图3，如果所述控制器80通过从对发动机工作状态进行测量的多个传感器输出的信号来判断为发动机工作状态与预先设定的低速区间相应，则所述控制器80对所述开闭阀70的工作进行控制，从而关闭所述出油孔34。
[0061] 那么，从所述喷油嘴60喷射的油填充到所述油腔36，从而所述活塞头20以图3所示的状态被固定。
[0062] 参照图4，如果所述控制器80通过从对发动机工作状态进行测量的多个传感器输出的信号来判断为发动机工作状态与预先设定的高速区间相应，则所述控制器80对所述开闭阀70的工作进行控制，从而打开所述出油孔34。
[0063] 如果所述出油孔34被打开，则所述油腔36内的油通过出油孔34排出，并且从所述喷油嘴60喷射的油推动所述板58，与所述柱52及所述支承杠杆54铰链连接的所述凸缘杠杆56向下拉所述柱52，从而使所述活塞头20向下移动。
[0064] 即，所述活塞头20按照图4所示的H进行相对移动，从而实现低压缩比。
[0065] 根据本实用新型的实施例的能够实现可变压缩比的活塞及包括其的发动机，在高速区间降低压缩比，从而能够增大小型化发动机(downsizing engine)的比功率。
[0066] 此外，根据本实用新型的实施例的能够实现可变压缩比的活塞及包括其的发动机，在发动机的高负荷下通过低压缩比能够改善EM。
[0067] 另外，根据本实用新型的实施例的能够实现可变压缩比的活塞及包括其的发动机，通过在高速区间所排出的油而能够额外润滑
连杆(Conrod)小端部。
[0068] 以上，虽然对本实用新型所涉及的优选实施例进行了说明，但本实用新型并不限定于所述实施例，并且包括该实用新型所属技术领域的技术人员根据本实用新型的实施例能够容易地进行变更从而被认为均等的范围的全部变更。
