一种滑动缸盖式两冲程可变压缩比发动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明为一种滑动缸盖式两冲程可变压缩比发动机，其特征是汽缸上部有一个可移动的缸盖，通过一个凸轮轴或滑块来控制缸盖的上下移动，来改变发动机的压缩比，为发动机各种工况提供最合适的压缩比，可以提高发动机效率、节油、降低有害物质排放。
【背景技术】
[0002]汽车发动机至今仍然没有突破的技术就是可变压缩比技术，现今全球所有量产的发动机全部为固定压缩比，固定压缩比发动机性能稳定可靠，经过几十年的技术革新性能已堪称完美，但其缺陷也非常明显，就是固定压缩比不能适应所有工况要求，致使能效、排放等指标不能进一步提高，虽然各大主机厂都力求在可变压缩比方面有所突破，也曾提出了多种可变压缩比的解决方案，但都遇到了无法突破的技术瓶颈，要么结构复杂控制困难成本太高，要么稳定性差而无法量产。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是实现发动机的压缩比连续可调，实现发动机可变压缩比的部分由凸轮轴(I)、小连杆(2)、缸盖(3)、缸体(4)、上盖(5)组成，其特征是缸盖(3)为圆柱形插入到缸体(4)的汽缸中可上下移动，缸盖(3)上装配有活塞环和密封圈将汽缸上部密封，缸盖(3)通过连杆销与小连杆(2)相连(见图1)，小连杆(2)套在凸轮轴(I)可以转动，当凸轮轴(I)转动时，通过小连杆(2)驱动缸盖(3)沿着汽缸轴线方向上下移动，缸盖(3)的上下移动改变了汽缸内的容积从而实现了发动机压缩比的改变，凸轮轴(I)装配在上盖(5)上并与执行器(20)连接受其驱动可以正向及反向转动，喷油嘴(11)和火花塞(12)装配在缸体(4)上，执行器(20)可以是油压缸、电机驱动的丝杠等等，受发动机的ECU控制，在不同工况下驱动凸轮轴(I)转动到最合适的角度，为发动机提供最合适的压缩比，对于多缸发动机而言，可由一个执行器控制一个凸轮轴，一个凸轮轴控制多个小连杆
(2)和缸盖(3)，每一个汽缸配一个独立的缸盖(3)(见图5)。
[0004]本发明的滑动缸盖式两冲程可变压缩比发动机的工作原理是:进气道(9)和排气道(10)布置在缸体(4)上，需要外置的压气机给汽缸换气，排气道(10)的位置高于进气道，做功冲程末端，活塞(8)首先打开排气道(10)，做功后的废气从排气道(10)排出，然后，活塞打开进气道(9)，缸外的新鲜空气冲进汽缸完成扫气，然后，活塞(6)上移先后将进气道(9)和排气道(10)封闭，活塞(6)继续上移，压缩汽缸内的气体，当活塞到达上止点附近时喷油嘴(11)喷油，火花塞(12)点火，缸内的混合气被点燃，推动活塞(6)及曲轴(8)周而复始往复运动，此设计也适用于柴油机，在缸体(4)上只保留喷油嘴(11)，去掉火花塞
(12)，其他结构不变，此时就是一款柴油发动机。
[0005]本发明的滑动缸盖式两冲程可变压缩比发动机的进、排气道结构(见图2)，进气道(9)、排气道(10)在汽缸的中部，排气道(10)的位置高于进气道(9)，进气道(9)距离活塞下止点的距离为d，d > 0，好处是，在活塞(6)下行越过进排气(9)道后，还继续向下移动一个距离d，直至下止点为止，活塞下移使汽缸的容积变大，会吸入更多的新鲜空气，在压缩、做功、排气、扫气之后，增加了一个吸气，大大提高了两冲程发动机的换气能力。
[0006]本发明滑动缸盖式两冲程可变压缩比发动机的变压缩比的第二种结构(见图3):由凸轮轴(I)、滑块(16)、缸盖(3)和执行器(20)组成，凸轮轴⑴装配在上盖(5)上受执行器(20)驱动可以转动，滑块(16)下部为与缸盖(3)为面接触，可以相互滑动，滑块(16)中间有一个中空的大园孔套在凸轮轴(I)上，当凸轮轴(I)转动时，驱动滑块(16)移动，滑块(16)再驱动缸盖(3)沿汽缸轴线方向上下移动从而改变发动机的压缩比，滑块(16)与缸盖(3)由一个相互咬合的V形槽结构组成滑动连接结构(见图4)。
[0007]本发明滑动缸盖式两冲程可变压缩比发动机的变压缩比的第三种结构(见图6):由滑板(13)、顶杆(14)、缸盖(3)和执行器(20)组成，滑板(13)装配在上盖(5)上受执行器(20)驱动可前后滑动，顶杆(14)上端与滑板(13)销连接可以转动，下端与缸盖(3)销连接可以转动，当滑板(13)向前移动时，滑板(13)通过顶杆(14)驱动缸盖(3)沿汽缸轴线方向向下移动，反之，滑板(13)向后移动时，滑板(13)通过顶杆(14)驱动缸盖(3)沿汽缸轴线方向向上移动，缸盖(3)上下移动从而改变发动机的压缩比，对于多缸发动机(见图7)，同一个滑板(13)驱动多个顶杆(14)和多个缸盖(3)。
[0008]本发明的滑动缸盖式两冲程可变压缩比发动机，其特征是通过缸盖的移动改变汽缸容积从而使发动机的压缩比变化，经验证明发动机压缩比的改变可以明显提高发动机效率，降低有害物质排放，本发明的移动缸盖式可变压缩比发动机零件数量少、控制简单、效率高，压缩比可以从8到25甚至更大范围自由变化，采用缸内直喷两冲程设计，不仅可以改掉两冲程发动机污染高的问题，还提高发动机的燃油效率，降低有害物质排放，尤其适合HCCI技术在本发动机上应用。
【附图说明】
[0009]图1为滑动缸盖式两冲程可变压缩比发动机的原理图，其中包含凸轮轴(I)、小连杆⑵和可移动的缸盖⑶组成。
[0010]图2为滑动缸盖式两冲程可变压缩比发动机的进、排气道的结构，进气道(9)、排气道(10)在汽缸的中部。
[0011]图3为滑动缸盖式两冲程可变压缩比发动机的第二种结构，由凸轮轴(I)、滑块(16)和缸盖(3)组成。
[0012]图4为图3的侧向视图，展示凸轮轴(I)和滑块(16)的结构。
[0013]图5为多缸发动机结构，同一个凸轮轴⑴驱动多个小连杆⑵和缸盖⑶。
[0014]图6为滑动缸盖式两冲程可变压缩比发动机的第三种结构，由由滑板(13)、顶杆
[14]和缸盖(3)组成。
[0015]图7为多缸发动机结构，同一个滑板(13)驱动多个顶杆(14)和缸盖(3)。
【具体实施方式】
[0016]发动机ECU控制执行器驱动凸轮轴或滑板移动，来改变发动机的压缩比，当发动机爆震传感器探测到爆震后，ECU发出指令给执行器控制减小压缩比消除爆震，在各种工况ECU会控制执行器使用发动机有最合适的压缩比，在不产生爆震的情况下尽量让发动机在所能承受的最大压缩比的工况下运转，从而提高燃油效率，减少排放污染。
【主权项】
1.一种滑动缸盖式两冲程可变压缩比发动机，其特征是实现发动机可变压缩比的部分由凸轮轴(I)、小连杆(2)、缸盖(3)、缸体(4)、上盖(5)组成，缸盖(3)为圆柱形插入到缸体(4)的汽缸中可上下移动，缸盖(3)上装配有活塞环和密封圈将汽缸上部密封，缸盖(3)通过连杆销与小连杆(2)相连，小连杆(2)再与凸轮轴(I)相连，当凸轮轴(I)转动时，通过小连杆(2)驱动缸盖(3)沿汽缸轴线方向上下移动，缸盖(3)的上下移动改变了汽缸内的容积从而实现了发动机压缩比的改变，凸轮轴(I)装配在上盖(5)上并与执行器(20)连接受其驱动可以正向及反向转动，对于多缸发动机而言，可由一个执行器控制一个凸轮轴，一个凸轮轴控制多个小连杆(2)和缸盖(3)，每一个汽缸配一个独立的缸盖(3)。
2.如权利要求1所述的滑动缸盖式两冲程可变压缩比发动机，其特征是滑动缸盖式两冲程可变压缩比发动机的进、排气道结构，进气道(9)、排气道(10)在汽缸的中部，排气道(10)的位置高于进气道(9)，进气道(9)距离活塞下止点的距离为d，d > O。
3.如权利要求1所述的滑动缸盖式两冲程可变压缩比发动机，其特征是变压缩比的第二种结构:由凸轮轴(I)、滑块(16)、缸盖(3)和执行器(20)组成，凸轮轴装配在上盖(5)上受执行器(20)驱动可以转动，滑块(16)下部为与缸盖(3)为面接触，可以相互滑动，滑块(16)中间有一个中空的大圆孔套在凸轮轴⑴上，当凸轮轴⑴转动时，驱动滑块(16)移动，滑块(16)再驱动缸盖(3)沿汽缸轴线方向上下移动从而改变发动机的压缩比，滑块(16)与缸盖(3)由一个相互咬合的V形槽结构组成滑动连接结构。
4.如权利要求1所述的滑动缸盖式两冲程可变压缩比发动机，其特征是变压缩比的第三种结构:由滑板(13)、顶杆(14)、缸盖(3)和执行器(20)组成，滑板(13)装配在上盖(5)上受执行器(20)驱动可前后滑动，顶杆(14)上端与滑板(13)销连接可以转动，下端与缸盖⑶销连接可以转动，当滑板(13)向前移动时，滑板(13)通过顶杆(14)驱动缸盖(3)沿汽缸轴线方向向下移动，反之，滑板(13)向后移动时，滑板(13)通过顶杆(14)驱动缸盖(3)沿汽缸轴线方向向上移动，缸盖(3)上下移动从而改变发动机的压缩比，对于多缸发动机，同一个滑板(13)驱动多个顶杆(14)和缸盖(3)。
【专利摘要】本发明为一种滑动缸盖式两冲程可变压缩比发动机，其特征是汽缸上部有一个可移动的缸盖，通过一个凸轮轴或滑块来控制缸盖的上下移动，来改变发动机的压缩比，为发动机各种工况提供最合适的压缩比，可以提高发动机效率、节油、降低有害物质排放。
【IPC分类】F02D15-04, F02F1-24
【公开号】CN104564368
【申请号】CN201310506560
【发明人】梁天宇
【申请人】梁天宇
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月16日