[發明專利]一種內燃機、該內燃機調節方法及具有該內燃機的汽車

在審

• 申請號: 201811184900.0
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109372635A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 劉波瀾;余錫洋;張超;王曉剛;胡敬超;張付軍
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: F02B75/04
• 分類號: F02B75/04;F02D15/02
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳超

本發明公開了一種內燃機，該內燃機包括：可變壓縮比機構和控制模塊，其中可變壓縮比機構分別與內燃機的活塞和曲柄連接，用于調節內燃機活塞位置，從而改變內燃機的壓縮比和膨脹比；控制模塊用于采集內燃機的運行狀態，分析得出調節策略，并調節所述可變壓縮比機構。該內燃機可以使內燃機的壓縮比與當前內燃機的轉速、負荷以及增壓后空氣的壓力相匹配，從而達到優化內燃機工作狀況，改善內燃機動力性能的效果；進而使更多的熱能通過活塞轉化為機械能向外輸出，內燃機的循環熱效率明顯提升，經濟性得到顯著提高。

技術領域

本發明涉及汽車內燃機領域，尤其涉及一種內燃機、該內燃機調節方法及具有該內燃機的汽車。

背景技術

米勒循環使通過使四沖程內燃機的壓縮比小于膨脹比，即活塞的做功行程大于壓縮行程。從而使更多的燃燒能量轉化為活塞的動能，進而作為力矩向外輸出，提高了內燃機的經濟性和動力性。附圖1的實線是帶有增壓器的內燃機的P-V。表示以奧托循環為基礎，通過在循環中改變膨脹比實現的米勒循環。該循環由壓縮沖程M1、燃燒膨脹沖程M2、排氣沖程M3和進氣沖程M4組成。在進氣沖程末期，即活塞移動到下至點附近，汽缸狀態為圖1點P時，進氣門提前關閉。此后進氣先隨線M1繼續膨脹，然后沿線M1進行壓縮。其結果是如圖1所示，在壓縮比的計算中使用的燃燒室容積的活塞行程為A1，在膨脹比的計算中使用的燃燒室容積的活塞行程為A2，膨脹比大于壓縮比。

在此，內燃機設計的增壓比是活塞行程A1，相比于不采用米勒循環的一般內燃機，米勒循環內燃機做功輸出的部分為圖1面積S1。以奧托循環為基礎，通過進氣門提前關閉提高循環來實現米勒循環以提高循環效率的方法是有效的?？墒牵瑸榱耸古蛎洷却笥趬嚎s比，進氣門提前關閉，實際進入汽缸的空氣量為點P處的空氣量，相比于進氣門正常關閉，其實際進氣量有所減小。對提高內燃機功率密度未有改善。

另外，僅僅使膨脹比增加的話，燃燒發熱的總能量未有增加，活塞移動的距離也同樣增加。其結果是，內燃機的起動性能和瞬態工況性能變差，進而導致內燃機的環境適應性變差。

發明內容

本發明的目的是提供一種米勒循環內燃機解決內燃機的起動性能和瞬態工況性能差的問題。

為解決上述問題，本發明的第一方面提供了一種內燃機，包括：可變壓縮比機構，分別與內燃機的活塞和曲柄連接，用于調節內燃機活塞位置，從而改變內燃機的壓縮比和膨脹比；控制模塊，采集內燃機的運行狀態，分析得出調節策略，并調節所述可變壓縮比機構。

進一步地，其中所述可變壓縮比機構包括：第一連接桿、第二連接桿和第三連接桿，其中，所述第一連接桿和第三連接桿連接處有第一連接點，所述第一連接點通過搖桿與內燃機活塞連接；所述第二連接桿和所述第三連接桿連接處有第二連接點，所述第二連接點通過偏心桿與控制模塊連接；所述第一連接桿和第二連接桿連接處有第三連接點，所述第三連接點連有曲柄，所述曲柄以端點為中心作圓周運動。

進一步地，其中，所述第一連接點與所述第三連接點的水平距離為60毫米，垂直距離為80毫米；所述第一連接點與所述第二連接點的水平距離為110毫米，垂直距離為75毫米；所述第三連接點與所述第二連接點的水平距離為170毫米，垂直距離為5毫米。

進一步地，其中所述控制模塊包括信號采集模塊、數據處理模塊和驅動模塊；所述信號采集模塊，分別與內燃機汽缸和所述可變壓縮比機構連接，用于采集所述內燃機的運行狀態所述信號采集模塊分別與內燃機汽缸和所述可變壓縮比機構連接，用于采集所述內燃機的運行狀態；所述數據處理模塊用于分析所述信號采集模塊采集的信息得出應對策略；所述驅動模塊根據所述應對策略進行調節所述可變壓縮比機構。

進一步地，其中所述數據處理模塊至少包括一種調節控制映射；所述調節控制映射中預先設有內燃機的輸出功率、油門信號、爆震信號其中至少一種信號與對所述可變壓縮比機構調節控制的關系。

本發明的另一方面提供了一種汽車，設置有上述任一方案所述的內燃機。