专利名称：压缩比可变的发动机及汽车的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车发动机结构技术，尤其涉及一种压缩比可变的发动机及汽车。
背景技术：
发动机是汽车上非常重要的部件，如图I和图2所不，图I和图2为现有技术发动机的局部结构示意图，图I所示为现有发动机的活塞位于上止点的状态；图2所示为该发动机的活塞位于下止点时的状态，现有发动机的缸盖I通过螺栓6固定在缸体2上，活塞3在缸体2内往复运动，以带动传动系统工作，活塞3、缸体2和缸盖I等部件围成燃烧室4。活塞3在缸体2内运动的极限位置分别为上止点5和下止点7，当活塞3位于上止点5时，燃烧室4的体积为最小；当活塞3位于下止点7时，燃烧室4的体积为最大，上述最大体积与最小体积的比值即为发动机的压缩比。发动机压缩比的提高可以有效改善循环热效率，从而提高发动机的经济性。尽管提高压缩比可以提高发动机的经济性，但是针对汽油机而言，提高了压缩比，在汽车负荷较大时，会存在爆震问题，所以现有发动机压缩比的上限受到了限制。但对于部分负荷时，产生爆震的可能性较小，如果仍然采用上述较小的压缩比，则发动机的经济性不高。现有的发动机压缩比均为固定不变的，为了改善部分负荷时发动机的经济性，发动机设计工程师一直在寻找一种简单、有效、实用的压缩比可变的方案。
发明内容
本发明提供了一种压缩比可变的发动机及汽车，以解决现有固定压缩比的发动机无法根据负荷变化进行压缩比调整的缺陷，提高发动机的经济性。本发明提供了一种压缩比可变的发动机，包括缸盖、缸体和活塞，其中，还包括缸套，所述缸套的内孔为圆筒状，在所述缸体上沿所述缸套的轴线方向滑动套接并安装在所述缸体的内孔中；所述缸套与所述缸盖固定连接；所述活塞容置在所述缸套内。如上所述的压缩比可变的发动机，其中，优选的是所述缸套的外壁下端设置有定位块，所述定位块与所述缸体内壁下端开设的定位槽配合以对所述缸套进行定位。如上所述的压缩比可变的发动机，其中，优选的是所述定位块的数量为两个，相对缸套纵向中心轴线对称设置在所述缸套的外壁上；所述定位槽的数量为两个，相对缸体纵向中心轴线对称设置在所述缸体的内壁上。如上所述的压缩比可变的发动机，其中，优选的是所述定位槽沿所述缸体内壁的纵向长度为3-6mm,从而使所述缸套沿缸体移动的距离为3_6mm。。如上所述的压缩比可变的发动机，其中，还包括缸套位置调整机构，与所述定位块相连，用于驱动所述定位块沿所述定位槽上下滑动，从而调整缸套在缸体的安装孔内上下移动。本发明还提供了一种汽车，其中，包括本发明提供的压缩比可变的发动机。
本发明提供的压缩比可变的发动机及汽车通过固定有缸盖的缸套可相对缸体滑动来改变燃烧室的体积，从而改变发动机的压缩比，在不同工况下选择合适的压缩比，提高了发动机的经济性。相对传统发动机而言，未改变燃烧室结构，不会对燃烧的高压气体密封产生额外要求，密封件可以与现有技术设计相同，漏气量也不会额外增加。同时本发明未引入额外的运行摩擦副，没有额外的运行摩擦阻力导致发动机功率降低，由于发动机结构变化不大，重量增加不多，不会因增加过多重量而抵消经济性改善水平。
图I为现有技术发动机的活塞位于上止点时的局部结构示意图。图2为现有技术发动机的活塞位于下止点时的局部结构示意图。图3为本发明实施例提供的压缩比可变的发动机缸套处于滑入状态时的活塞位 于上止点的局部结构示意图。图4为本发明实施例提供的压缩比可变的发动机缸套处于滑入状态时的活塞位于下止点的局部结构示意图。图5为本发明实施例提供的压缩比可变的发动机缸套处于滑出状态时的活塞位于上止点的局部结构示意图。图6为本发明实施例提供的压缩比可变的发动机缸套处于滑出状态时的活塞位于下止点的局部结构示意图。附图标记I-缸盖；2-缸体；3-活塞；4-燃烧室；5-上止点；6-螺栓；7-下止点；8-缸套；9-定位块；10-缸套位置调整机构。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图3-图6为本发明实施例提供的压缩比可变的发动机的局部结构示意图，图3所示为发动机的缸套处于滑入状态且活塞位于上止点，图4所示为该发动机的缸套处于滑入状态且活塞位于下止点，图5所示为该发动机的缸套处于滑出状态且活塞位于上止点，图6所示为该发动机的缸套处于滑出状态且活塞位于下止点。本发明实施例提供了一种压缩比可变的发动机，如图3所示，该发动机包括缸盖I、缸体2和活塞3，其中还包括缸套8，该缸套8的内孔为圆筒状，在缸体2上沿缸套8的轴线方向滑动套接并安装在缸体2的内孔中；缸套8与所述缸盖I固定连接，具体可以是通过螺栓连接；活塞3容置在缸套8内。可以理解为，与现有技术相比，将现有技术中的缸体2设计成可相对上下移动的两部分，即缸套8可沿缸套8轴线在缸体2的内孔上下滑动，滑动到适当的位置后将缸套8固定在缸体2的内壁上。由于活塞3长度所决定的上止点与下止点位置相对缸体2均固定不变，改变固定有缸盖I的缸套8相对缸体2的位置就可以改变燃烧室的体积，从而实现压缩比的变化。活塞3上止点和下止点的燃烧室容积分别为Vl和V2，压缩比为r = V2/V1，请参照图3和图4，对于发动机负荷较小的工况，将缸套8沿缸体2朝向活塞3方向滑入至设定位置，固定缸套8，燃烧室的容积会相应的减少dV，此时的压缩比为r = (V2-dV)/(Vl-dV)，这时，这时的压缩比较大，适用于负荷小的工况，提高了发动机的经济性。请参照图5和图6，对于发动机负荷较大的工况，将缸套8沿缸体2远离活塞3方向滑出至设定位置，固定缸套8，燃烧室的容积会相应的增加dV，此时的压缩比为r =(V2+dV)/(Vl+dV)，这时的压缩比较小，适用于负荷大的工况，可以防止爆震。由于缸套滑动可固定在其可调升程的任意位置，可以实现发动机压缩比的多级连续可变。优选的是，在缸套8的外壁下端设置有定位块9，与缸体2内壁下端开设的定位槽配合固定。该定位槽可以设计成“工”字形，当改变缸套8位置时，可通过定位块9沿定位槽的中间段滑动来实现，固定缸套8位置时，可以将定位块9卡接在定位槽的两端。进一步地，定位块9的数量为两个，相对缸套8纵向中心轴线对称设置在缸套8的外壁上；定位槽的数量也为两个，相对缸体2纵向中心轴线对称设置在缸体2的内壁上。对称设置的定位块9与定位槽可以使缸套8在滑行过程中更平稳。定位槽沿缸体2内壁的纵向长度优选设定为3_6mm，在实际应用中，固定有缸盖I的缸套8相对缸体2滑动位移在3-6_之间时，可以实现压缩比的值在8-14之间的范围变化，适用于通常情况下的多种工况。在上述实施例中，还可以设置有缸套位置调整机构10，与定位块9相连，用于驱动定位块9沿定位槽上下移动。示例的调整机构10可以是液压驱动且带限位的机构。本发明实施例提供的压缩比可变的发动机通过与缸盖固定的缸套可以相对于缸体上下滑动而改变燃烧室的体积，进而改变压缩比，可以在不同工况下选择合适的压缩比，从而提高了发动机的经济性。同时设计简便，相对现有发动机结构改变较小，实用价值高。本发明实施例还提供了一种汽车，其中包括本发明任意实施例提供的压缩比可变的发动机。本发明实施例提供的汽车，通过在不同工况下调整发动机的压缩比，选择与发动机负荷适配的压缩比，提高了发动机的经济性。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种压缩比可变的发动机，包括缸盖(I)、缸体(2)和活塞(3)，其特征在于，还包括 缸套(8)，所述缸套(8)的内孔为圆筒状，在所述缸体(2)上沿所述缸套(8)的轴线方向滑动套接并安装在所述缸体(2)的内孔中；所述缸套(8)与所述缸盖(I)固定连接；所述活塞(3)容置在所述缸套(8)内。
2.根据权利要求I所述的压缩比可变的发动机，其特征在于所述缸套(8)的外壁下端设置有定位块(9)，所述定位块(9)与所述缸体(2)内壁下端开设的定位槽配合以对所述缸套(8)进行定位。
3.根据权利要求2所述的压缩比可变的发动机，其特征在于所述定位块(9)的数量为两个，相对缸套(8)纵向中心轴线对称设置在所述缸套(8)的外壁上；所述定位槽的数量为两个，相对缸体(2)纵向中心轴线对称设置在所述缸体(2)的内壁上。
4.根据权利要求2或3所述的压缩比可变的发动机，其特征在于所述定位槽沿所述缸体(2)内壁的纵向长度为3-6_，从而使所述缸套(8)沿缸体(2)移动的距离为3-6_。
5.根据权利要求2或3所述的压缩比可变的发动机，其特征在于，还包括 缸套位置调整机构(10)，与所述定位块(9)相连，用于驱动所述定位块(9)沿所述定位槽上下移动，从而调整所述缸套(8)在所述缸体(2)的安装孔内上下移动。
6.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-5任一所述的压缩比可变的发动机。
全文摘要
本发明提供了一种压缩比可变的发动机及汽车，包括缸盖、缸体和活塞，其中还包括内孔为圆筒状的缸套，在缸体上沿缸套的轴线方向滑动套接并安装在缸体的内孔中；缸套与缸盖固定连接；活塞容置在缸套内。本发明提供的压缩比可变的发动机及汽车通过与缸盖固定的缸套可相对缸体滑动来改变燃烧室的体积，从而改变发动机的压缩比，在不同工况下选择合适的压缩比，提高了发动机的经济性。
文档编号F02D15/04GK102979633SQ20111026269
公开日2013年3月20日 申请日期2011年9月6日 优先权日2011年9月6日
发明者苏方旭 申请人:北汽福田汽车股份有限公司