[发明专利]磁驱动可变长度连杆装置及其控制方法

说明书

本发明涉及一种设备，该设备可以包括：活塞头，被配置成设置在发动机的气缸内部；连杆装置，联接到活塞头并从该活塞头延伸；以及活塞联接机构，至少部分地设置在活塞头内部以将连杆装置联接到活塞头，该连杆装置包括：可变长度连杆，包括具有中空主体的阴型部件和至少部分地可运动地设置在阴型部件内部的阳型部件，阳型部件被配置成联接到发动机的曲轴；以及连杆磁铁，可运动地联接到阴型部件。连杆装置可以被配置成在联接状态和分离状态之间转换。

技术领域

本公开总体涉及连杆装置，并且更特别地，涉及磁驱动可变长度连杆装置及其控制方法。

背景技术

连杆通常被称为提供发动机特别是诸如内燃发动机的往复式发动机的活塞和曲柄或曲轴之间的机械联动(linkage)的刚性构件。连杆起杠杆臂的作用以将活塞推入气缸中并从气缸拉出活塞并且将活塞的线性往复运动转换成曲轴的转动。然后，该运动被传递到能够向配备有发动机的机器例如车辆提供动力的一系列装置。

取决于连杆的发动机功率的常用量度是压缩比，该压缩比被定义为活塞处于下止点(BDC)时气缸的排量与活塞处于上止点(TDC)时气缸的排量之间的比率。更简单地说，压缩比可以指气缸中最大容积与最小容积的比率。当连杆具有固定长度时，因为气缸中的最大容积和最小容积恒定，所以发动机将具有固定排量和压缩比。

问题在于，固定压缩比可能导致无法进行性能优化。例如，在诸如空转的低发动机负荷下，较高的压缩比可以提高燃料经济性。同时，在诸如来自驾驶员的大动力请求的高发动机负荷下，较低的压缩比与增加的增压相结合可以提高动力。

发明内容

本公开提供一种能够动态地改变发动机排量和压缩比以通过将压缩比与适当的发动机负荷条件相匹配来提高整体车辆效率的可变长度连杆装置。如本文所述的可变长度连杆装置可以在发动机运行期间改变连杆的长度，以响应于高发动机负荷或低发动机负荷而增加或减小发动机的压缩比，从而优化发动机性能。此外，如本文所述的可变长度连杆装置可以使用磁力调整连杆的长度，从而排除诸如电机的不必要的辅助部件，简化连杆设计，并且减小整体包装尺寸。

根据本公开的实施例，一种设备可以包括：活塞头，被配置成设置在发动机的气缸内部；连杆装置，联接到活塞头并从该活塞头延伸；以及活塞联接机构，至少部分地设置在活塞头内部以将连杆装置联接到活塞头，该连杆装置包括：可变长度连杆，包括具有中空主体的阴型部件和至少部分地可运动地设置在阴型部件内部的阳型部件，阳型部件被配置成联接到发动机的曲轴；以及连杆磁铁，可运动地联接到阴型部件，其中连杆装置被配置成在联接状态和分离状态之间转换，在联接状态下，阳型部件与阴型部件保持一致，在分离状态下，连杆磁铁响应于邻近气缸的磁场而运动，使得阳型部件释放，从而允许阳型部件沿着连杆的轴线独立于阴型部件运动。

此外，根据本公开的实施例，一种设备可以包括：活塞头，被配置成设置在发动机的气缸内部；连杆装置，联接到活塞头并从该活塞头延伸，连杆装置包括可变长度连杆，该可变长度连杆包括具有中空主体的阴型部件和至少部分地可运动地设置在阴型部件内部的阳型部件，阳型部件被配置成联接到发动机的曲轴；以及活塞联接机构，至少部分地设置在活塞头内部以将连杆装置联接到活塞头，该活塞联接机构包括：第一活塞-气缸联接衬块和第二活塞-气缸联接衬块，分别可运动地设置在活塞联接机构的相对轴端；以及活塞联接机构磁铁，至少部分地可运动地设置在第一活塞-气缸联接衬块和第二活塞-气缸联接衬块之间，其中活塞联接机构被配置成在缩回状态和延伸状态之间转换，在缩回状态下，第一活塞-气缸联接衬块和第二活塞-气缸联接衬块定位在活塞头的外壁内部，在延伸状态下，活塞联接机构磁铁响应于邻近气缸的磁场而运动，使得第一活塞-气缸联接衬块和第二活塞-气缸联接衬块沿着活塞联接机构的轴线运动到活塞头的外壁外部，从而第一活塞-气缸联接衬块和第二活塞-气缸联接衬块抵接气缸的内表面以将活塞头保持在气缸内部的适当位置。