[发明专利]一种发动机及其活塞装置

说明书

本发明公开了一种发动机及其活塞装置，包括活塞上部及活塞下部，沿活塞运动方向滑动配合，活塞上部朝向缸盖方向，活塞下部用于与连杆曲柄组件连接；活塞上部与活塞下部之间设置有位移输出组件，用于调节活塞上部与活塞下部之间的相对距离。这种活塞装置其本身为分体式的结构，其主体的两部分可以沿活塞运动的方向相对滑移，并通过位移输出组件对滑移进行控制，调节活塞上部与活塞下部之间的距离，从而改变活塞在其行程方向的长度，这样在曲柄连杆机构及缸体结构都不变的情况下，相当于改变了活塞实际从下止点运动到上止点之间实际的运行距离，从而达到了变压缩比的目的，利用活塞自身行程特性，避免了对缸体及曲柄连杆结构过度复杂化。

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，更具体地说，涉及一种发动机活塞装置，还涉及一种发动机。

背景技术

一般发动机从设计制造好之后，很多参数都是固定不变的，压缩比就是其中之一，而这些参数只是综合各种工况下最好状态后的折中，这使得发动机不能完全发挥其性能，如果将固定不变的参数变成可随相应工况和需要灵活可变的，则能在很大程度上改善发动机的综合性能，因此可变技术随之诞生。

压缩比是衡量发动机性能的重要参数之一，其指的是气缸的总容积与燃烧室容积的比值，表示活塞由下止点运动到上止点气缸内气体的压缩程度。通常发动机的性能随着压缩比的增大而变强，但是当发动机处于大负荷、高转速的工况下，太高的压缩比会导致发动机产生爆震，降低发动机寿命。

因此，采用可变压缩比技术，根据发动机所处工况实时采用合理的压缩比，充分发挥发动机的性能，当发动机处于低负荷、低转速时，采用高压缩比，提高发动机的热效率和燃油经济性；当发动机处于大负荷、高转速的工况时，采用低圧缩比，避免发动机产生爆震，在短时间内带来很大的热负荷和机械负荷，提高发动机寿命。

目前的变压缩比发动机设计，主要是通过燃烧室上方气缸盖运动产生位移，或者通过改变燃烧室所处缸体的结构，以及通过改变曲轴连杆机构来实现。然而这些设计都存在一些问题，主要表现在：要对发动机进行大幅度改变，加工困难；改造使得发动机外形尺寸变大，质量增加；可活动部分质量增加，能量损失增加；控制部分体积大，质量大，不能及时响应发动机调整压缩比，作用降低。以上种种问题制约了变压缩比这种优势技术在量产发动机产品中的应用。

综上所述，如何有效地解决目前的变压缩比发动机设计结构复杂、成本高、难以适应发动机正常技术要求，导致产品难以投入广泛使用等的技术问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种发动机活塞装置，该发动机活塞装置的结构设计可以有效地解决目前的变压缩比发动机设计结构复杂、成本高、难以适应发动机正常技术要求，导致产品难以投入广泛使用的技术问题，本发明的第二个目的是提供一种包括上述发动机活塞装置的发动机。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种发动机活塞装置，包括活塞上部及活塞下部，二者沿活塞运动方向相互滑动配合、并均与缸体内壁之间形成密封配合，所述活塞上部朝向缸盖方向，所述活塞下部用于与连杆曲柄组件连接；所述活塞上部与活塞下部之间设置有位移输出组件，用于调节所述活塞上部与活塞下部之间的相对距离。

优选的，上述发动机活塞装置中，所述位移输出组件包括设置于所述活塞上部及活塞下部之间的油腔，以及与所述油腔连通的油路及输出控制机构，用于控制液压油进出所述油腔，以驱动所述活塞上部及活塞下部的靠近或远离。

优选的，上述发动机活塞装置中，所述活塞下部包括螺纹连接的活塞底腔体及活塞下盖体，所述输出控制机构设置于所述活塞底腔体及活塞下盖体之间的空腔内。

优选的，上述发动机活塞装置中，所述油腔分别连通有进油路及出油路，所述进油路及出油路均贯穿所述活塞底腔体及活塞下盖体、并与所述活塞底腔体内的控制油路连通。