技术领域
[0001] 本
发明涉及发动机领域，尤其涉及一种
汽车发动机，该发动机的压缩比是可变的。
背景技术
[0002] 随着排放法规的日益严格和顾客对发动机经济性的要求，改善发动机的排放性能和燃油经济性能已是传统
内燃机所面临的最大困难。主要手段集中在后处理和燃烧优化两个方面，前者是通过补救措施在发动机外进行
净化，后者是通过改变发动机内部结构的机内净化。目前在机外净化方面已经取得了非常喜人的成果，如SCR、DPF等，能实现欧5或欧6的标准。在机内净化方面，现在出现了很多种新的燃烧模型，比如HCCI、MK及NADI系统。
这些新的燃烧模型主要是追求低温燃烧和均质混合汽的形成，即要求低的充量
温度和均匀的混合汽，还有较低的压缩比，以降低NOx和PM排放。为了能使低温燃烧技术在全负荷工况范围内实现，可变压缩比技术的应用是非常有必要的。新型的低温燃烧系统，要求在不同的工况时采用不同的压缩比。在中、低负荷时，为了改善发动机的排放
水平，要求降低燃烧温度和爆发压
力，需要采用较小的压缩比；而在全负荷时，为了保证发动机的性能，需要采用大的压缩比来提高发动机的功率和
扭矩。同时，在
冷启动工况时，为了改善发动机的启动性能，需要增大发动机的压缩比。这种在不同工况条件下，对压缩比的要求差异，使得可变压缩比技术在发动机上的应用受到广泛地关注。被业界认为是发动机能满足未来排放法规的有效技术途径。
[0003] 目前对
可变压缩比发动机的研究在国外已经比较普遍，但是能实现可变压缩比功能的成果比较少，且结构复杂。尤其在发动机运动副方面做改进，国外的技术已经趋近成熟，且有几家公司已经推出并投产了可变压缩比发动机。在国内基本还没有相关的比较可靠地改变发动机压缩比的技术。但是，国内目前也在研究有关发动机的新型燃烧模式，以改善法规对排放的要求及顾客对性能和经济性的要求。要想实现全负荷工况范围内的低温燃烧，可变压缩比技术是必不可少的。因为此等燃烧的特性决定了不同工况点对
燃烧室边界条件的要求是不一样的，所以改变压缩比是必不可少条件。中国
专利申请号88101975.5公开了一种内燃机变
连杆长度可变压缩比装置，该装置能使内燃机的压缩比变化，但由于其变化是通过
弹簧受力形变而改变连杆长度进而使内燃机的压缩比变化，该变化反映在内燃机几个冲程之间，且不可控，不能为灵活
燃料发动机提供适应不同燃料的压缩比。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种可变压缩比的发动机，该发动机的压缩比可通过对其结构的变化进行控制而改变。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明的解决方案为：
[0006] 一种可变压缩比发动机，包括汽缸在内的缸体、
活塞、连杆和
曲轴，活塞在汽缸内，连杆联接曲轴和活塞，在缸体上还设置可变连杆有效长度的机构，所述的可变连杆有效长度的机构两端分别与连杆及曲轴联接。
[0007] 本发明提供的是一种可变压缩比发动机，由于本发明通过增加可以改变连杆有效长度的机构，连杆有效长度即活塞插销中心到曲轴中心的距离，通过改变连杆的有效长度从而改变燃烧室的容积，使发动机的压缩比发生变化，改变连杆有效长度的机构是可控的，根据发动机燃料或者发动机的工况进行控制，使发动机的压缩比最符合当前的情况。
[0008] 作为本发明的进一步改进，这里所述的可变连杆有效长度的机构铰接在所述缸体上，包括一可控
液压缸，液压活塞及与该液压活塞相联接的控制杆，在所述的控制杆上套有可在其上滑动的套筒，所述的控制杆另一端活动联接所述的连杆；所述的套筒与所述的曲轴活动联接。这里使用一个可控液压缸，利用它的活塞控制控制杆的伸出的长度，使连杆的有效长度发生改变从而改变发动机的压缩比。整个连杆的有效长度的变化带动发动机的压缩比的变化，该系统具有以下优点：可连续地实现压缩比的改变且该变化是可控的；结构简单；控制策略相对比较简单；可以有效地改善发动机的动力性和燃油经济性。
附图说明
[0009] 以下将结合附图，对本发明的各较佳
实施例进行较为详细的说明。
[0010] 图1本发明结构示意图。
[0011] 图2本发明实施例中当压缩比最大时示意图。
[0012] 图3本发明实施例中当压缩比最小时示意图。
[0013] 图中：1、缸体，2、活塞，3、连杆，4、曲轴，5、液压缸，6、液压活塞，7、连接套筒，8、控制杆，9、连轴，10、
曲柄，11、燃烧室，12、活塞插销。
具体实施方式
[0014] 如图1所示：一种可变压缩比发动机，包括汽缸在内的缸体1、活塞2、连杆3和曲轴4，活塞2在汽缸内，汽缸在整个缸体1的上部，活塞2可在汽缸内上下运动，连杆3联接曲轴4和活塞2，连杆3是通过
活塞销12与活塞2活动联接的，在本实施例中，在缸体1上还设置可变连杆3有效长度的机构，所述的可变连杆3有效长度的机构两端分别与连杆3及曲轴4联接。由于连杆3就是联接曲轴4和活塞2的，将活塞的往复直线运动通过曲轴转
化成旋转运动，其有效的长度就是曲轴中心到活塞销中心的距离。在本实施例中可变连杆有效长度的机构，包括一可控液压缸5，液压活塞6及与该液压活塞6相联接的控制杆8，整个可控液压缸5通过其座铰接在所述缸体1上。在所述的控制杆8上套有可在其上滑动的套筒7，所述的控制杆8另一端活动联接所述的连杆3；所述的套筒7与所述的曲轴4的曲柄12活动联接。最常见的曲轴与连杆的联接方式是，在连杆上有一大头和一大头盖，将大头盖外包曲轴就可以了，本实施例中由于连杆3是与可变连杆有效长度的机构联接，本连杆就不需要有大头和大头盖，类似大头和大头盖包围的一个环可以联接在套筒7上，也可以通过一段连轴9联接一个环再与套筒7联接。
[0015] 如图1所示，本实施例的可变压缩比发动机主要是通过一个液压缸5来控制液压活塞6的伸出量，进而控制可变连杆有效长度的机构中的控制杆9部份的有效长度，也就改变了活塞中心到曲轴4中心的距离，以达到改变压缩比的目的。整个系统由
气缸1、活塞2、连杆3、曲轴4、液压缸5、液压活塞6、连接套筒7组成。其中液压缸5通过一根芯轴固定在发动机
气缸体上，但是液压缸5可以绕芯轴自由转动，也就是说液压活塞6可以以芯轴为中心做摆动，以至于整个系统能正常地转动起来。当液压缸5将液压活塞6往内拉回一段距离后，连杆3中的控制杆8在活塞2处于
上止点位置时，连杆3与发动机
主轴线(也就是活塞的中心线)的夹
角就会增加，这样活塞2中心到曲轴4中心的距离也会减小，使燃烧室容积增大，发动机的压缩比降低。当液压缸5将控制杆8向外推出一段距离后，控制杆8部分与发动机主轴线的夹角减小或与之重合，这样活塞2中心到曲轴4的中心距离就增大，使燃烧室容积减小，发动机的压缩比增大。
[0016] 本实施例改变压缩比的关键就是，改变控制杆8的有效长度，进而改变了活塞顶部到缸盖下平面的距离，使燃烧室容积发生变化，实现压缩比的改变。
[0017] 在实际应用过程中，本实施例的发动机可用作汽车发动机，汽车上有各种
传感器，将监测到的数据反馈给汽车的
发动机控制单元(ECU)，ECU通过判断这些反馈数据，确定此刻发动机的工作状态。然后在ECU里的数据矩阵中寻找相匹配的参数，之后再将执行指令发到液压缸的
控制器，通过液压缸5来推动液压活塞6和控制杆8移向相应的位置，调整到合适的压缩比，使燃烧能稳定地进行。实际应用中液压缸5的控制器可为通过ECU控制的
液压泵及一三通
阀，三通阀的其中一路使液压活塞6向外推带动控制杆8向上推，使与连杆3相铰接的活塞向上移。如图2所示，为了说明清楚，假设此时曲轴的曲柄向上，活塞处于上止点，且发动机处于静态工作状态，此时控制杆8在液压活塞6的推动下向上，带动上连杆3推动发动机的活塞2向上，使燃烧室的容积减小，当液压活塞6在外加控制机构的控制下，达到最大行程时，控制杆8与连杆3联接的夹角最小，活塞销中心到曲轴中心的距离即连杆的有效长度最大，此时，燃烧室的容积最小，发动机处于最大压缩比的工作状态。三通的另一路控使液压活塞6向下，带动控制杆8向下，缩短了连杆3的有效长度。如图3所示：这里为了能清楚说明，也假设此时曲轴的曲柄向上，此时活塞处于上止点，且发动机处于静态工作状态，当液压活塞6向下时，带动与其相连的控制杆8也向下，当液压活塞6向下运动到最小行程时，控制杆8与连杆3联接的夹角最大，活塞销中心到曲轴中心的距离即连杆的有效长度最小，此时，燃烧室的容积最大，发动机处于最小压缩比的工作状态。
[0018] 上面为了清楚说明本实施例是如何控制发动机的压缩比，假设状态是在静止时，其实本实施例中变化压缩比并不只在静止时，在发动机工作时也可以实时地变换压缩比，而这正是本实施例正常应用时的工作状态。
[0019] 当液压活塞6的伸出长度调整到位后，三通阀自动跳到中间档，通过ECU控制的
液压泵不对液压缸5供油，使之压力保持不变。也就固定了连杆组合的位置，使之不会在混合汽燃烧过程中发生上下窜动，起到限位的作用。
