[實用新型]可變升程壓縮比活塞

有效

• 申請號: 201521001475.9
• 申請日: 2015-12-07
• 公開（公告）號: CN205172740U
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 朱振華;蘇巖;洪偉;解方喜;李小平;姜北平;許允;郭淑芳;王耀東
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F02D15/04
• 分類號: F02D15/04;F02B75/04;F02F3/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 齊安全;胡景陽

技術領域

本實用新型涉及一種汽車發動機活塞，更確切地說，本實用新型涉及一種 可變升程壓縮比活塞。

背景技術

發動機的壓縮比是指活塞運動到下止點時的汽缸容積與活塞運動到上止點 時的氣缸容積之比，壓縮比增加能有效的提高發動機的性能和效率。因為壓力 升高可以讓氣體的密度變大，分子間的距離也就變小，這樣燃油分子和氧分子 距離也就更近，燃燒速度就更快；溫度可以讓氣體分子運動速度加快，燃油分 子和氧氣分子更容易互相作用，這就讓混合氣體更容易點燃。而且較小的燃燒 空間可以較快的完成燃燒，燃燒過程加快也提高了性能。而過高的壓縮比會使 得暴震的頻率增加，而且高的壓縮比對燃油的品質提出來更高的要求。為解決 這一難題，目前國內外開始將研究重點轉向可變壓縮比發動機的研發當中，可 變壓縮比發動機就是通過控制手段，實時的改變發動機的壓縮比，使得發動機 在中低負荷情況下，采用高的壓縮比來提高發動機的熱效率和燃油經濟性；在 高負荷的情況下采用低的壓縮比防止爆震的產生。

典型事例介紹：

在日內瓦車展上展出的薩博SVC(可變壓縮比)發動機，它是一臺直列5缸每 缸4氣閥的發動機，排量為1598cc，但是其工作效率非常顯著，它的壓縮比能 在8：1和14：1之間連續調節，它能產生225匹的最大功率和304牛米的最大 扭力，動力與本田的3.2升V6發動機相似，而油耗卻非常低——比普通相同功 率發動機能減少超過30％的燃油消耗。這款SVC發動機升功率能達到150匹每升， 這個指標是目前轎車發動機上最高的。同時廢氣排放能達到歐四標準。

采用可變壓縮比技術能夠：

1.提升發動機的熱效率，改善發動機燃油經濟性；

2.適用于多元燃料驅動；

3.有助于降低排放；

4.提高發動機運行穩定性；

5.在保證動力性的前提下，可使發動機排量進一步減小，結構更為緊湊， 比質量更高。

目前國內外發動機可變壓縮比的實現有很多的技術方案和相關專利，但大 多都存在機械結構復雜、可變壓縮比數值控制困難、難以解決動平衡以及使發 動機的體積和重量增大等問題，使得其開發難度和成本大大的增加。比如薩博 公司的SVC發動機由于集成缸蓋可以發生偏轉，因此工程師必須為其設計一套 獨立的冷卻系統。該系統的冷卻油道與缸體相連接，并用橡膠件進行密封，可 如若橡膠件長久往復工作，就極易因為受力疲勞而發生開裂，進而導致整個冷 卻油道出現泄漏。再者，因該機型加入了液壓推動裝置及以連續可變壓縮比作 為開發目標，所以其無論軟件還是硬件方面都要比傳統內燃機復雜上很多。尤 其是軟件方面，當時的薩博尚未掌握一套成熟可靠的控制邏輯，以確保在連續 可變壓縮比時發動機能夠穩定運轉。故直至其破產，這款發動機也未被投入實 際使用。而日產使用的技術是在原有的曲柄連桿機構上又額外增加了一套VCR 連桿機構及一根控制軸。其中VCR連桿機構由轉動曲柄銷杠桿及其一端與控制 軸的連接連桿構成。當控制軸轉動時，控制軸連桿會帶動曲柄銷回轉，并使杠 桿發生擺動。由此便促使活塞的上止點位置出現上下移動，實現了壓縮比的可 變。但增加的系統連桿數量頗多，由此便會引發發動機的整體摩擦損失增大， 如果發動機過度磨損，顯然壽命上就無法被市場所接受；連桿數量的增多還會 使發動機的振動變得更加難以控制，進而引發共振及異響現象的出現。因此日 產的可變壓縮比發動機也沒有出現在市面上。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是克服了現有技術存在機械結構復雜、零 件繁多與密封性差的問題，提供了一種可變升程壓縮比活塞。

為解決上述技術問題，本實用新型是采用如下技術方案實現的：所述的可 變升程壓縮比活塞包括活塞體上部、內套、電機、電機座、卡環、壓簧與活塞 體下部。

所述的電機包括電機定子與電機轉子。