[发明专利]一种汽车发动机可变压缩比装置

说明书

技术领域

本发明涉及汽车发动机技术领域，特别是涉及一种汽车发动机可变压缩比装置。

背景技术

瑞典SAAB(绅宝)公司将可变压缩比技术最早用于汽车发动机，此技术可以显著提高发动机的动力性能，降低油耗和排放，提高了升功率有利于发动机小型化，尤其在节能减排方面优势显著，是下一代汽车发动机的核心技术之一。目前可变压缩比技术方案有很多，虽然这种技术节能减排效果非常明显，但有些大多数可变压缩比方案使发动机的机械结构进一步复杂化，成本大幅增加，可靠性降低，有些还存在着控制难题，动平衡变动等问题，很大程度上削弱了技术竞争力和综合效益，使得量产化进展缓慢。动平衡方面的问题往往会成为某些方案最大的难题，例如：德国FEV的多连杆可边压缩比机构，改变压缩比时机构会发生很大位移，动平衡也随之改变，最终由于无法解决震动过大问题而不得不放弃开发，本田、日产也是多连杆机构，都在动平衡方面遭遇极大困难，本田甚至使用可变动平衡机构也没有彻底解决问题。并且一些发动机上采用的可变压缩比机构在控制上存在着复杂的技术难题。如：法国MCE-5可变压缩比发动机的可变压缩比装置需采用全新的活塞、连杆、曲轴、液压控制器和机体等，新结构过多，大大增加了开发难度和成本，目前已投入研发资金达十几亿欧元，主要用于新型零部件研制和大量生产技术工艺的开发上。再如SAAB SVC可变压缩比发动机，其缸头能摇动，缸头与机体铰接，巨大的汽缸压力使铰接处和压缩比控制部件要承受数吨的交变应力，机体强度必须大大加强，增加了重量体积，驱动摇头的电机功率还要很大，此外汽缸盖上的凸轮轴还要进行补偿，还需采用柔性进、排气管，引来一大堆麻烦。

发明内容

本发明的目的是解决可变压缩比发动机对发动机改动大、机械结构复杂、成本高、可靠性低的缺点，提供一种在不改变目前成熟发动机的汽缸盖、汽缸、活塞、主连杆、曲轴及曲轴支撑结构的前提下，能与目前成熟发动机很好地结合的可变压缩比装置，该装置体积小，安装在曲轴箱的空余空间内，开发成本低，并能调节发动机压缩比在7到16之间或更大的范围连续变化，适用于单缸、直列多缸和V型发动机。

为达到上述目的，本发明技术方案为：一种汽车发动机可变压缩比装置，包括曲轴、主连杆、活塞、偏心衬套、铰链杆件传动机构和调节轴，主连杆小头与活塞通过活塞销连接，主连杆大头与曲轴连接，偏心衬套设置在主连杆小头与活塞销之间或者设置在连杆颈与主连杆大头之间或者设置在曲轴的主轴颈与曲轴箱的主轴承座孔之间，调节轴与偏心衬套之间使用铰链杆件传动机构进行传动。

所述调节轴上设置有驱动臂，偏心衬套上连接有两个耳臂，两个耳臂分别与第一连杆和第二连杆铰接，第一连杆和第二连杆分别与换向架铰接，从而构成第一平行四边形铰链四杆机构；换向架分别与第三连杆和第四连杆铰接，第三连杆与调节轴铰接，第四连杆与驱动臂铰接，从而构成第二平行四边形铰链四杆机构；

所述驱动臂的转动受调节轴的控制，调节轴由电机或液压装置驱动，各铰接处有轴承。

所述换向架为三角架，第一连杆和第二连杆的长度方向为活塞的运动方向。

本发明的有益效果：铰链杆件传动机构控制偏心衬套转动，可改变活塞上止点位置即改变发动机压缩比，并且该铰链杆件传动机构为两个平行四边形铰链四杆机构，其结构简单、容易制造、便于控制、使用可靠、经久耐用、成本低廉。本发明以一种近乎独立的方式改变发动机的压缩比，发动机的传统结构没有改变，活塞的往复运动仍然是正弦曲线，对进气过程的影响较小，不改变发动机排量，而仅仅改变发动机的压缩比。动平衡方面，由于本发明与发动机曲轴连杆机构的动平衡不相关，不影响发动机曲轴连杆机构的动平衡，而本发明重量轻，运动惯性小，在改变压缩比的过程中重心位移改变很小，惯性力方向稳定。