[发明专利]压缩比可变式活塞连杆装置

说明书

一种内燃机技术领域的压缩比可变式活塞连杆装置，包括活塞、连杆、连杆盖、底板、大弹性元件、弧形垫板、小弹性元件、挡板、挡圈，底板、大弹性元件、弧形垫板、小弹性元件、挡板均布置在活塞裙部的内侧腔体里，底板在最里面靠近活塞顶，小弹性元件与大弹性元件同心布置且位于底板与弧形垫板之间，弧形垫板与连杆的上端接触在一起。在本发明中，当气缸内爆发压力较大时，活塞在大小弹性元件的作用下可以适当下行；当气缸内爆发压力较小时，活塞在大小弹性元件的作用下可以适当上行，从而实现压缩比可变。本发明设计合理，结构简单，可以实现发动机的灵活控制，通过变压缩比来实现缸内爆发压力的主动控制。

技术领域

本发明涉及的是一种内燃机技术领域的活塞连杆装置，特别是一种可以实现发动机灵活控制的压缩比可变式活塞连杆装置。

背景技术

内燃机是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机，也包括旋转叶轮式的喷气式发动机，但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍，活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其汽缸内燃烧，释放出的热能使汽缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞做功，再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作。常见的有柴油机和汽油机，通过将内能转化为机械能。

随着环保和节能的要求越来越高，可变压缩比技术是内燃机发展的一种趋势。压缩比是发动机设计的主要参数之一，其同时影响到发动机效率与最高爆发压力，高爆压的军用柴油机必须对其进行优化设计。从现有研究来看，发动机不同工况对压缩比的需求不同，低工况时，可以采用提高压缩比从而改善发动机效率，而在高工况时，由于爆压承受能力有限，因而适当降低压缩比保证发动机可靠工作。签于此，可变压缩比技术成为目前发动机研究的热点，国外采用不同的方案实现了变压缩比控制技术，但是由于控制机构复杂、可靠性差、价格昂贵等原因，目前还难以在实际产品中应用。

发明内容

本发明针对军用高功率密度柴油机的特点，提出一种可变压缩比方案，通过变压缩比来实现缸内爆发压力的主动控制。在发动机低负荷时，提高压缩比，从而改善低工况的效率；在发动机高负荷时，当缸内压缩压力超过一定值，通过推动活塞改变实际行程，起到减小压缩比的功能，从而实现柴油机在高工况的定压燃烧，减少了爆压过高造成的可靠性问题。本项目的研究将提出一种可变压缩比的新技术，为实现发动机的灵活控制，解决不同工况需求提供解决方案。

本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括活塞、连杆、连杆盖、底板、大弹性元件、弧形垫板、小弹性元件、挡板、挡圈和凹槽，在活塞上端的外表面分别布置气环槽和油环槽，连杆的下端与连杆盖通过螺栓连接在一起，活塞裙部的内侧腔体为台阶结构，上台阶部门横截面较小，下台阶部分横截面较大；底板的横截面为圆形结构，大弹性元件、小弹性元件的横截面均为圆环结构；底板、大弹性元件、弧形垫板、小弹性元件、挡板均布置在活塞裙部的内侧腔体里，底板在最里面靠近活塞顶，小弹性元件与大弹性元件同心布置且位于底板与弧形垫板之间，弧形垫板与连杆的上端接触在一起，连杆的上端外边缘与弧形垫板的外边缘通过挡板相固定，凹槽布置在活塞裙部内侧腔体的下台阶壁面上，挡圈安装在凹槽内并固定挡板；与弧形垫板相连接的连杆上端采用球面设计。

进一步地，在本发明中，活塞上端的外表面的气环槽为两个，油环槽为一个。

更进一步地，在本发明中，底板、大弹性元件、小弹性元件布置在活塞裙部内侧腔体的上台阶内，弧形垫板、挡板、挡圈置在活塞裙部内侧腔体的下台阶内。

更进一步地，在本发明中，活塞和弧形垫板的顶部均带有对称结构的凹坑。

更进一步地，在本发明中，活塞顶部的凹坑为一个，弧形垫板的顶部的凹坑为三个。

更进一步地，在本发明中，连杆和弧形垫板的内部均带有机油冷却通道。

更进一步地，在本发明中，大弹性元件、小弹性元件均为碟簧。