[发明专利]一种可变压缩比内燃机

说明书

本发明提供了一种可变压缩比内燃机，其通过改变燃烧室容积来改变内燃机压缩比，具有进气门、排气门、辅助活塞、辅助连杆、辅助气缸、辅助曲轴、辅助曲轴运行与调节机构以及内燃机其它零部件；其辅助曲轴运行与调节机构具有控制电机、链轮、内齿圈、偏心轴承、行星轮和辅助曲轴齿轮；所述内燃机的曲轴与辅助曲轴以2：1或1：1的速比旋转。当辅助曲轴运行与调节机构不产生调节运动时，内燃机压缩比保持原压缩比不变。当活塞膨胀做功的同时，辅助活塞也膨胀做功，因此，所述内燃机也可以改变膨胀比。

技术领域

本发明涉及到一种内燃机技术，尤其涉及一种可变压缩比和可变膨胀比内燃机。

背景技术

可变压缩比内燃机专利较多，目前实际商用的可变压缩比内燃机只有多连杆机构(multi-link)一种。

一个美国专利(专利号4,516,537)公开了通过在燃烧室中增加一个可移动的辅助活塞来改变燃烧室容积，进一步改变内燃机压缩比的装置。

其它美国专利4987863，5195469，6427643，6708655，8418663，7387103和7856952等均有类似想法。

这种机构的优点很多，比如成本低、结构紧凑等，但其缺点是：无论辅助活塞采用机械或液压驱动其在辅助气缸中移动，在压缩比无需改变时其辅助活塞在辅助气缸中都是固定不动的，这样当辅助活塞和辅助气缸周边产生积碳时，该积碳是无法清除的，积碳严重时，辅助活塞也会被卡死，同时，也不能对辅助活塞进行有效地冷却和润滑，从而失去压缩比可变的功能。这些缺点导致这种结构不能实现商业化。

发明内容

本发明针对上述问题制定的，本发明的目的就是克服现有技术的缺陷，通过可变压缩比内燃机的曲轴和辅助曲轴以2：1或1：1速比旋转，使得活塞与辅助活塞始终进行往复运动，并通过辅助曲轴相对于曲轴的相位改变，来改变在内燃机压缩上止点时的燃烧室容积，从而改变了压缩上止点时的压缩比。

本发明的技术方案是提供了一种可变压缩比内燃机，包括至少一个进气门、至少一个排气门、至少一个活塞、缸盖、曲轴，其特征在于：还包括每个气缸至少一个辅助活塞、辅助气缸、辅助曲轴、辅助曲轴运动与调节机构，所述曲轴与所述辅助曲轴始终以2：1或1：1的速比旋转，所述活塞与所述辅助活塞始终在所述气缸和辅助气缸中进行往复运动；

所述辅助曲轴运动与调节机构用于驱动所述辅助曲轴或被所述辅助曲轴驱动，所述辅助曲轴运动与调节机构能够改变所述辅助曲轴相对于所述曲轴的旋转相位α，相位α决定了当所述活塞达到压缩上止点时，其对应的所述辅助活塞在所述辅助气缸中所停留的位置，所述辅助活塞的停留位置决定了所述内燃机在压缩上止点时的燃烧室总容积，从而决定了对应时刻的所述内燃机压缩比。

进一步地，所述辅助曲轴相对于曲轴的旋转相位α可连续变化，因此所述内燃机的压缩比也能够连续变化。

进一步地，当所述辅助曲轴运动与调节机构不产生调节运动时，所述内燃机压缩比保持原压缩比不变。

进一步地，在内燃机的膨胀冲程，在所述活塞膨胀做功的同时，所述辅助活塞也在膨胀做功，故所述可变压缩比内燃机能够改变内燃机的膨胀比。

进一步地，所述内燃机为4冲程内燃机或2冲程内燃机。

进一步地，辅助曲轴运动与调节机构包括一个控制电机和一个2K-H行星齿轮传动机构，辅助曲轴运行与调节机构安装在辅助曲轴的一端，驱动辅助曲轴旋转或被辅助曲轴驱动，当控制电机以某一速度旋转时可以调节辅助曲轴相对于曲轴的相位α；辅助曲轴安装在缸盖上，辅助曲轴旋转并带动辅助活塞7产生往复运动，辅助活塞7的往复运动行程为S。

进一步地，所述辅助曲轴相对于曲轴相位α的调节范围：0°≤α<αmax，其中：αmax<180°。