[實用新型]一種可變壓縮比活塞

有效

• 申請號: 201620051057.9
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN205315119U
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 朱振華;蘇巖;解方喜;洪偉;許允;李小平;姜北平;郭淑芳;王耀東;代志堯
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F02B75/04
• 分類號: F02B75/04;F02F3/00;F02D15/02
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 郭耀輝

技術領域

本發明屬于一種汽車發動機活塞，更具體的說是一種可變壓縮比的活塞。

背景技術

壓縮比即為氣缸在下止點時的最大體積與氣缸在上止點時最小體積之比，壓縮比大的話，壓縮終了時混合氣壓力和溫度越高，燃燒速率增快，因而發動機的燃燒效率會變好，但是發動機的壓縮比不能太高，因為對于汽油機來說，壓縮比高的話會產生爆震，為降低爆震給發動機帶來的影響，這種問題在增壓發動機的設計上顯得尤為突出。固定的壓縮比成為制約機械增壓和渦輪增壓發動機的一個很重要的因素。我們知道，當渦輪增壓介入以后，燃燒室的溫度和壓力會大幅度升高，如果這個值過高，爆震就不可避免。這會對發動機造出巨大傷害，同時也會影響動力輸出。所以，固定壓縮比的渦輪增壓和機械增壓發動機只能把壓縮比設計得比普通自然吸氣發動機低很多。但是這種過低的壓縮比設計，又會導致發動機在特別是渦輪增壓沒有完全介入時，燃燒效率非常低，能產生的動力要比普通自然吸氣發動機所產生的動力要少的多。這個矛盾是促使設計師開發可變壓縮比發動機的重要原因。

可變壓縮比的目的在于提高增壓發動機的燃油經濟性。在增壓發動機中，為了防止爆震.其壓縮比低于自然吸氣式發動機。在增壓壓力低時熱效率降低.使燃油經濟性下降。特別在渦輪增壓發動機中由于增壓度上升緩慢在低壓縮比條件下扭矩上升也很緩慢.形成所謂的增壓滯后現象。也就是說，發動機在低速時，增壓作用滯后.要等到發動機加速至一定轉速后增壓系統才起到作用。為了解決這個問題，可變壓縮比是重要方法。就是說.在增壓壓力低的低負荷工況使壓縮比提高到與自然吸氣式發動機壓縮比相同或超過:另一方面.在高增壓的高負荷工況下適當降低壓縮比。換言之，隨著負荷的變化連續調節壓縮比.以便能夠從低負荷到高的整個工況范圍內有提高熱效率。

一般發動機的壓縮比是不可變動的，因為燃燒室容積及氣缸工作容積都是固定的參數，在設計中已經定好。不過，為了使得現代發動機能在各種變化的工況中發揮更好的效率，設計者們通過加裝一些機械組件使得發動機在運行過程中通過ECU的控制改變發動機的壓縮比。

但目前可變壓縮比發動機技術存在幾個問題。其主要有對氣缸蓋進行了大量的復雜的改動，使得制造成本大大的增加，加裝了大量復雜的機械組件使得可靠性降低，成本增加，另外可變壓縮比技術的實現必須要有兩個構件彼此的相對移動，所以密封性問題是導致可變壓縮能否實現的關鍵性問題，以上的種種問題導致了可變壓縮比技術的限制。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述的問題，提供了一種可變壓縮比活塞，其通過改變活塞頂部與連桿間的相對位置改變發動機壓縮比使發動機在不同負荷工況下都具有好的動力性、燃油經濟性。

為解決上述技術問題，本發明是采用如下技術方案實現的：

一種可變壓縮比活塞，包括活塞上體、活塞下體、鎖止銷、彈簧、簧片和電機驅動裝置，其特征在于：

所述電機定子固定在內套中心的電機座上，內套通過卡環固定在活塞下體上，彈簧安裝在鎖止銷的凹槽與內套的銷孔之間內套與活塞下體相連接電機轉子上端有固定的圓輪結構，圓輪結構周圍有連接裝置用來連接簧片尾端，簧片的首端牽引鎖止銷的銷尾，內套與活塞下體相連接并在卡環的約束下固定，活塞上體與活塞下體通過導向板連接。

所述內套的外圍是另一圈圓柱形的銷座，銷座上部有四個均勻分布的銷孔，鎖止銷的銷頭是橫截面為梯形的圓弧結構并與活塞上體內壁的鎖止槽相配合，鎖止銷的銷尾是桿狀形結構與簧片的首端通過連接孔連接，內套的座底有四個均勻分布的凸臺。

所述的活塞上體分斷面處有四個均勻分布的導向孔，活塞上體的內壁處有上下兩圈橫截面為梯形的鎖止槽。

所述的活塞下體分斷面鑄有四個均勻分布的導向板插在活塞上體相對應的四個均勻分布的導向孔中，活塞下體底面上有四個圓臺形凹孔。

所述的簧片為首尾有連接裝置的彈性金屬結構。

與現有技術相比本發明的有益效果是：

1.采用電機驅動的方式使得機械運動更加可靠。

2.利用了活塞的慣性力與氣缸中工質的壓力來推動活塞間的相互分離與結合，極大的減低了電機的驅動功率，使得在活塞內部加裝電機裝置的控制策略成為可能。

3.由于只在活塞體內進行改變，并沒有涉及對氣缸蓋甚至發動機整體的改變，使得該發明的工藝性好。

4.由于加裝的機械零件數量少，而且部分零件屬于標準件和市場上成熟的配套零件，所以該發明的成本低。