[发明专利]可变压缩比装置及包括该装置的内燃发动机

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年2月28日提交的韩国专利申请第10-2013-0022420号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种可变压缩比装置，更具体而言，涉及一种可变压缩比装置及包括该装置的内燃发动机，该可变压缩比装置能够通过改变联接到外部活塞以便在轴向上移动的内部活塞的突出高度而改变压缩比。

背景技术

通常而言，内燃发动机的压缩比通过在内燃发动机的压缩冲程期间的压缩之前的燃烧室最大体积与压缩之后的燃烧室最小体积的比进行表示。

当内燃发动机的压缩比增加时，内燃发动机的输出增加。然而，当内燃发动机的压缩比过高时，可能出现所谓的爆震而降低内燃发动机的输出。此外，内燃发动机可能过热，或者可能在内燃发动机中出现阀门或活塞故障。

因此，将内燃发动机的压缩比设定为出现爆震之前的适当范围内的特定值。当压缩比根据内燃发动机的负载正常变化时，可以改进内燃发动机的燃料效率和输出。因此，已经提出了用于改变内燃发动机的压缩比的各种方法。

用于改变内燃发动机的压缩比的方法可以包括用于在压缩冲程期间改变燃烧室体积的方法。

例如，可以在压缩冲程期间改变活塞的上止点的水平，或者可以增大或减小设置在气缸盖中的次级燃烧室的体积。

美国专利第7,284,512号已经公开了一种具有外部活塞和内部活塞的双活塞结构，并且该外部活塞在通过液压致动器竖直移动期间改变压缩比。

具有上述双活塞结构的可变压缩比装置需要对于响应和耐久性的结构改进。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种可变压缩比装置及包括该装置的内燃发动机，该装置能够通过简化的结构降低其重量和成本，并且改进响应性、操作可靠性以及耐久性。

在本发明的一个方面中，可变压缩比装置可以包括活塞装配件、升降器、引导单元以及锁定单元，所述活塞装配件具有其体积改变的双活塞；所述升降器使双活塞的一个活塞相对于双活塞的另一个活塞相对移动；所述引导单元与活塞装配件接合并且引导一个活塞相对于另一个活塞的移动；所述锁定单元将一个活塞选择性联接到另一个活塞。

双活塞可以包括外部活塞以及内部活塞，所述内部活塞滑动地联接到所述外部活塞以便从所述外部活塞突出到所述外部活塞的外部。

外部活塞可以包括开口以及外壳凹槽，所述开口形成在所述外部活塞的顶部；所述外壳凹槽形成在所述外部活塞中，其中所述内部活塞插入通过所述开口并且安装在所述外壳凹槽中。

引导单元可以包括小齿轮以及齿条，所述小齿轮可旋转地安装在所述内部活塞的外圆周上；所述齿条安装在所述外部活塞中以便与所述小齿轮接合。

升降器可以包括蜡或双层金属，其在接收电信号时向上推动所述内部活塞通过所述开口。

蜡或双层金属形成为板状，并且由所述蜡或所述双层金属支撑所述内部活塞。

锁定单元可以包括螺线管以及锁定凹槽，所述螺线管安装在所述外部活塞中并在接收电信号时朝向外壳凹槽选择性地突出；所述锁定凹槽形成在所述内部活塞中以使所述螺线管选择性联接到所述锁定凹槽，以便锁定所述内部活塞和所述外部活塞。

可变压缩比装置可以进一步包括发动机控制单元（ECU），所述发动机控制单元（ECU）检测发动机的操作状态并且施加电信号到所述升降器和所述锁定单元，以便根据所述发动机的操作状态改变活塞的体积。

ECU通过根据所述发动机的操作状态控制施加到所述升降器的电信号的大小来改变压缩比。

内燃发动机可以包括气缸体以及气缸盖，所述气缸体具有活塞装配件，容放所述活塞装配件以沿着所述气缸体往复运动；所述气缸盖联接到所述气缸体的顶部并且与所述气缸体形成燃烧室。

在根据本发明的实施方案的可变压缩比装置及包括该装置的内燃发动机中，由于柔性构件根据ECU的控制信号在连杆的轴向上延伸，因此内部活塞上升以增加压缩比。当柔性构件在连杆的轴向上收缩时，内部活塞降低以减小压缩比。

因此，该结构能够简化以降低车辆的重量和成本并且改进耐久性和操作可靠性。

另外，由于根据电信号来操作可变压缩比装置，因此能够改进其响应性。可变压缩比装置能够根据发动机的操作情况来控制压缩比，因而改进了发动机的输出和燃料效率。