[发明专利]一种可变压缩比活塞及可变压缩比发动机

说明书

本发明涉及一种可变压缩比活塞及可变压缩比发动机，可变压缩比活塞包括与连杆的小头端通过活塞销连接的内活塞、与所述内活塞螺纹配合的外活塞、用于驱动所述外活塞相对于所述内活塞上下移动的驱动机构。其能够改变燃烧室的容积，实现压缩比变化，能够使得燃油充分燃烧、避免爆震，提升发动机的热效率，降低油耗和排放；只需通过一个驱动电机即可实现对发动机中的所有燃烧室容积进行控制，且结构简单、紧凑，装配方便，连接可靠，不会增大发动机的体积。

技术领域

本发明涉及汽车发动机，具体涉及一种可变压缩比活塞及可变压缩比发动机。

背景技术

发动机压缩比是指活塞运动到下止点时的气缸容积与活塞运动到上止点时的气缸容积之比。目前市场上所有量产发动机的压缩比都是固定的，在低转速或部分负荷时进气充量少，实际压缩比低于设计的压缩比，不能使燃油充分雾化和燃烧；在高转速和全负荷时，缸内充气量大于缸内容积，实际压缩比高于设计的压缩比，这时容易产生爆震和提前燃烧，减小了动力输出，加大对发动机的损害。可变压缩比技术能通过改变燃烧室的体积进而改变进气充量，来实现压缩比的变化，使得燃油充分燃烧、避免爆震，同时能够提升发动机的热效率，降低油耗和排放。目前对可变压缩比技术的研究较多，如CN105673203A公开的“一种棘轮驱动式可变压缩比活塞连杆组件”，包括活塞、连杆、活塞销、锥齿轮、止回棘爪、弹簧等。活塞分为活塞上体与活塞下体，由拉伸弹簧将其两部分相连；活塞销中段有两侧为方向相反的棘轮形状结构，活塞销上固定连接主动锥齿轮；连杆内左右两侧分别开有油路与油腔，卡环安装在油腔上部的卡环孔中，推杆放置在油腔中部，在卡环与推杆间布置有回位弹簧；推杆中心的孔中安装有缓冲弹簧，缓冲弹簧上面连接止回棘爪，止回棘爪与活塞销中部的棘轮相配合；其利用发动机工作时连杆的往复运动通过止回棘爪与棘轮的配合使活塞销作单方向运动，再在锥齿轮的传动作用下使活塞上体与活塞下体相分离或合拢，来达到改变发动机压缩比的目的。又如CN106948966A公开的“一种电机驱动式可变压缩比活塞”，由活塞顶部、活塞裙部、第一限位孔、第一限位球、第一限位球弹簧、第一拆卸孔、第一滑动限位槽、第一限位螺栓、电机、第二限位螺栓、第二滑动限位槽、第二拆卸孔、第二限位弹簧、第二限位球、第二限位孔、花键套筒、花键槽组成；电机装在活塞裙部中心托盘上，有螺栓固定，电机的转子与花键套筒过盈配合，花键套筒插入花键槽内，活塞裙部和活塞顶部螺纹连接；电机转动带动活塞顶部转动，同时活塞顶部相对于活塞裙部上下移动，实现压缩比的增大和减小。其结构都较为复杂，制造成本高，难以量产，同时会增大发动机体积，因此需对现有的可变压缩比技术进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种可变压缩比活塞及可变压缩比发动机，其能够改变燃烧室的容积，实现压缩比变化，能够使得燃油充分燃烧、避免爆震，提升发动机的热效率，降低油耗和排放；只需通过一个驱动电机即可实现对发动机中的所有燃烧室容积进行控制，且结构简单、紧凑，装配方便，连接可靠，不会增大发动机的体积。

本发明所述的一种可变压缩比活塞，其特征是：包括与连杆的小头端通过活塞销连接的内活塞、与所述内活塞螺纹配合的外活塞、用于驱动所述外活塞相对于所述内活塞上下移动的驱动机构。

进一步，所述驱动机构包括固定在缸体端部的驱动电机、与所述驱动电机的输出端相连的驱动齿轮、与所述驱动齿轮啮合的从动构件，所述从动构件包括依次相连的多个单元，每个单元均包括位于所述缸体气缸正下方驱动盘、与所述驱动盘啮合的从动齿轮，第一单元的驱动盘与所述驱动齿轮啮合，上一单元的从动齿轮与下一单元的驱动盘啮合；所述驱动盘上设有多个与所述外活塞配合的驱动杆。

进一步，所述缸体上设有齿轮轴，所述齿轮轴上配合有轴承，所述从动齿轮与固定在所述齿轮轴上的轴承配合。

进一步，所述外活塞的底面沿其活塞壁设有多个圆柱孔，所述驱动杆与所述圆柱孔一一对应配合。