[实用新型]控制发动机内的可变压缩比的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于控制发动机内的可变压缩比的系统。

背景技术

在运转期间，内燃发动机可在点火之前依照发动机的压缩比压缩充气、空气或空气和燃料的混合物。发动机内的低充气及因此部分发动机负荷可导致比由压缩比所预测的更低效率的压缩。此外，更低的效率压缩比可导致发动机效率的损失并且因此燃料经济性较低。

美国专利4,241,705公开了位于另一个活塞内的活塞，通过从曲轴箱泵送的机油液压控制，用于改变内燃发动机内的可变压缩比的。可从室内排出机油以抑制压缩压力达到损坏水平，并且可执行逐渐泵送以将压缩比改变至预定值。可替代的，可修改汽缸体以包括用于控制发动机汽缸容积的额外的系统和装置。

本实用新型的发明人已经认识到这些方法相关的多种问题。通过另一个活塞内的液压控制的活塞难以获得所需有效压缩比。逐渐泵送可抑制响应快速改变的发动机负荷而改变可变压缩比，导致该系统不响应。此外，修改汽缸体可能会需要不切实际的和复杂的发动机配置。更进一步的，液压系统和修改的汽缸体会具有有限的抗爆震特性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于控制可变压缩比的系统。作为一种方式，本实用新型提供了一种用于在包括燃烧室的气缸内控制可变压缩比的系统。该系统包含设置在所述汽缸内的外活塞、设置在所述外活塞内的内活塞、位于内活塞和外活塞之间的辅助空气室、用于将加压空气充填入辅助空气室的加压气道、以及包括用于能够以来自加压气道的加压空气充填辅助空气室的进气管的连接杆。这种系统可不需要昂贵的和复杂的发动机汽缸体修改或用于可变压缩比控制的额外的系统。通过调整辅助空气室内的气压，可容易地将压缩比控制为所需有效压缩比。此外，辅助空气室可作用为气垫以减小或防止导致燃烧室内爆震的压力增加。

应理解上面的概述提供用于以简化的形式引入将在详细描述中进一步描述的选择的概念。不意味着确认所保护的本发明主题的关键的或实质的特征，本实用新型的范围将由本申请的权利要求唯一地界定。此外，所保护的主题不限于克服上文或本公开的任何部分中所述的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1为可包括用于控制可变压缩比的系统的示例发动机。

图2为带有活塞套活塞(piston-in-piston)的用于控制可变压缩比的系统的部分切割图。

图3-8示出了包括用于在四冲程发动机循环部分期间控制可变压缩比的汽缸。

图9示出了用于在爆震之前控制压缩冲程的可变压缩比的系统。

图10示出了用于响应爆震在做功冲程中控制可变压缩比的系统。

图11显示了描绘在辅助空气室中的初始压力、辅助空气室压缩容积和燃烧室压缩容积(有效压缩比)之间的关系的图表。

图12显示了描绘辅助空气室是如何取决于发动机负荷以获得所需有效压缩比的图表。

图13显示了用于执行控制可变的压缩比的方法的示例程序。

图14显示了用于执行防止燃烧室内损坏压力增加(例如爆震)的方法的示例子程序。

图15显示了用于控制内燃发动机内的有效压缩比的示例方法。

图16显示了用于改变内燃发动机内的有效压缩比的示例方法。

具体实施方式

下文描述一种用于控制可变压缩比的系统和相关方法。该用于控制可变压缩比的系统可集成进内燃发动机。如一个示例，在本文中可参考四冲程火花点火汽油发动机。应该注意的是下面所描述和示出的用于控制可变压缩比的系统也可集成进可替代的发动机内。一些这样的发动机包括两冲程发动机、替代的火花点火发动机、柴油发动机和其他压缩点火发动机，例如均质充气压缩点火(HCCI)发动机。

图1为显示多缸发动机10的一个汽缸的示意图，其可包括于机动车辆的推进系统内。发动机10可至少部分由包括控制器12的控制系统和由车辆操作者132经过输入装置130的输入控制。在这个例子中，输入装置130包括加速踏板和用于成比例地产生踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室或汽缸30可包括带有定位于其内的活塞36的燃烧室壁32。汽缸30可具有最大的容积，其可为汽缸排量或汽缸排量容积。活塞36可例如经由连杆连接至曲轴40以便将活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。活塞36可包括，或包括于用于控制汽缸内(例如汽缸30)可变压缩比的加压的空气系统。此外，活塞36可为将在下面详细描述的活塞套活塞的外活塞。