[發(fā)明專利]可變壓縮比發(fā)動機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010043374.7
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111520237B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·M·海因巴克;R·E·倍克;J·E·克特雷爾
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
• 主分類號: F02D15/02
• 分類號: F02D15/02;F02B75/04
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 鄭勇

一種內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，包括限定氣缸孔的發(fā)動機(jī)缸體和可滑動地支撐在氣缸孔內(nèi)的活塞。活塞在整個(gè)發(fā)動機(jī)循環(huán)中在氣缸孔內(nèi)往復(fù)滑動。曲軸由發(fā)動機(jī)缸體可旋轉(zhuǎn)地支撐并且可繞曲軸軸線旋轉(zhuǎn)。控制軸由發(fā)動機(jī)缸體可旋轉(zhuǎn)地支撐并且可繞平行于并遠(yuǎn)離曲軸軸線的控制軸線旋轉(zhuǎn)。連桿可旋轉(zhuǎn)地連接到曲軸，并且可相對于曲軸繞平行于并遠(yuǎn)離曲軸軸線的軸線旋轉(zhuǎn)。下連接桿具有可旋轉(zhuǎn)地連接到連桿的第一端，以及可旋轉(zhuǎn)地連接到控制軸的第二端，上連接桿具有可旋轉(zhuǎn)地連接到連桿的第一端和可旋轉(zhuǎn)地連接到活塞的第二端。定相裝置由發(fā)動機(jī)缸體支撐在曲軸和控制軸之間并將曲軸和控制軸互連，且適于選擇性地改變控制軸相對于曲軸的轉(zhuǎn)速并改變余隙容積。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及一種內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其具有利用阿特金森循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)運(yùn)行的能力，并且還具有改變發(fā)動機(jī)的壓縮比的能力。

背景技術(shù)

以阿特金森循環(huán)運(yùn)行的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)是眾所周知的。在高負(fù)載和高發(fā)動機(jī)速度以及低負(fù)載和低發(fā)動機(jī)速度條件期間，以阿特金森循環(huán)運(yùn)行的發(fā)動機(jī)的壓縮沖程長度小于膨脹沖程長度。這點(diǎn)可帶來燃油經(jīng)濟(jì)性的益處。

除了以阿特金森循環(huán)運(yùn)行之外，另外的益處是其能夠改變內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的壓縮比。盡管具有這種能力，但相應(yīng)的技術(shù)會增加車輛的成本和重量，并增加對發(fā)動機(jī)的包裝要求。

因此，雖然當(dāng)前技術(shù)達(dá)到了其預(yù)期目的，但仍需要一種具有以阿特金森循環(huán)運(yùn)行的益處，并且可以選擇性地改變發(fā)動機(jī)的壓縮比的新型且改進(jìn)的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本公開的若干方面，一種內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，包括：發(fā)動機(jī)缸體，限定汽缸孔；活塞，可滑動地支撐在汽缸孔內(nèi)；曲軸，由發(fā)動機(jī)缸體可旋轉(zhuǎn)地支撐并且可繞曲軸軸線旋轉(zhuǎn)；控制軸，由發(fā)動機(jī)缸體可旋轉(zhuǎn)地支撐并且可繞控制軸線旋轉(zhuǎn)，其中控制軸線平行于并遠(yuǎn)離曲軸軸線；連桿，可旋轉(zhuǎn)地連接到曲軸并且可相對于曲軸繞平行于并遠(yuǎn)離曲軸軸線的軸線旋轉(zhuǎn)；下連接桿，具有可旋轉(zhuǎn)地連接到連桿的第一端以及可旋轉(zhuǎn)地連接到控制軸并且可相對控制軸圍繞平行于并遠(yuǎn)離控制軸線的軸線旋轉(zhuǎn)的第二端；上連接桿，具有可旋轉(zhuǎn)地連接到連桿的第一端以及可旋轉(zhuǎn)地連接到活塞的第二端；以及定相裝置(phasing device)，由發(fā)動機(jī)缸體支撐在曲軸和控制軸之間并將曲軸和控制軸互連，并且相對于曲軸轉(zhuǎn)速以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)控制軸，并且能選擇性地改變控制軸轉(zhuǎn)速與曲軸轉(zhuǎn)速之比。

根據(jù)本公開的若干方面，一種內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，包括限定汽缸孔的發(fā)動機(jī)缸體、可滑動地支撐在汽缸孔內(nèi)的活塞，其中，在整個(gè)發(fā)動機(jī)循環(huán)中，活塞在汽缸孔內(nèi)往復(fù)滑動，發(fā)動機(jī)循環(huán)包括具有壓縮沖程長度的活塞壓縮沖程和具有膨脹沖程長度的活塞膨脹沖程。曲軸由發(fā)動機(jī)缸體可旋轉(zhuǎn)地支撐并且可繞曲軸軸線旋轉(zhuǎn)，并且控制軸由發(fā)動機(jī)缸體可旋轉(zhuǎn)地支撐并且可繞控制軸線旋轉(zhuǎn)。控制軸線平行并且遠(yuǎn)離曲軸軸線。連桿可旋轉(zhuǎn)地連接到曲軸，并且可相對于曲軸繞平行于并遠(yuǎn)離曲軸軸線的軸線旋轉(zhuǎn)。下連接桿具有可旋轉(zhuǎn)地連接到連桿的第一端和可旋轉(zhuǎn)地連接到控制軸的第二端。下連接桿可相對于控制軸繞平行于并遠(yuǎn)離控制軸線的軸線旋轉(zhuǎn)。上連接桿具有可旋轉(zhuǎn)地連接到連桿的第一端和可旋轉(zhuǎn)地連接到活塞的第二端。定相裝置由發(fā)動機(jī)缸體支撐在曲軸和控制軸之間并將曲軸和控制軸互連，并且可選擇性地改變控制軸相對于曲軸的轉(zhuǎn)速，從而改變活塞壓縮沖程的壓縮沖程長度。

本公開的另一方面，內(nèi)燃發(fā)動機(jī)還包括同軸地安裝在曲軸上的驅(qū)動齒輪和同軸地安裝在控制軸上的從動齒輪，并且定相裝置包括可繞相位軸線旋轉(zhuǎn)的惰輪軸、同軸地安裝在惰輪軸上的變速箱、支撐在變速箱上且與惰輪軸同軸的曲軸齒輪，以及同軸地安裝在惰輪軸上且遠(yuǎn)離曲軸齒輪的控制軸齒輪，其中驅(qū)動齒輪與曲軸齒輪嚙合并將曲軸的旋轉(zhuǎn)傳遞至惰輪軸，從動齒輪與控制軸齒輪嚙合并將惰輪軸的旋轉(zhuǎn)傳遞至控制軸。

本公開的另一方面，定相裝置包括電動機(jī)，該電動機(jī)連接至惰輪軸并適于旋轉(zhuǎn)惰輪軸。

本公開的另一方面，變速箱適于當(dāng)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)惰輪軸時(shí)，允許惰輪軸的轉(zhuǎn)速相對于曲軸齒輪的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變。

本發(fā)明的另一方面，電動機(jī)適于引起惰輪軸沿第一方向旋轉(zhuǎn)，其中惰輪軸的轉(zhuǎn)速相對于曲軸齒輪的轉(zhuǎn)速增加，或沿第二方向旋轉(zhuǎn)，其中惰輪軸的轉(zhuǎn)速相對于曲軸齒輪的轉(zhuǎn)速減小。