[发明专利]发动机及其控制方法

说明书

本发明涉及动力装置技术领域，提供一种发动机及其控制方法，其中发动机包括缸体和活塞，缸体内形成燃烧室，活塞滑动连接在缸体内，缸体上设置有连通至燃烧室的进气道和排气道，发动机还包括：调节顶盖，调节顶盖滑动连接在缸体内，用于滑动调节压缩比；火花塞式缸压传感器，用于采集燃烧室内的压力信息以及用于点火；进气门，用于控制进气道与燃烧室通路的开闭；排气门，用于控制排气道与燃烧室通路的开闭；控制装置，用于根据压力信息控制调节顶盖的位置、进气门和排气门的运行以及火花塞式缸压传感器的点火。本发明的发动机及其控制方法能够使发动机的实际压缩比实时满足混合气高效燃烧的需求，具有结构简单、运行稳定的优点。

技术领域

本发明涉及动力装置技术领域，尤其涉及一种发动机及其控制方法。

背景技术

压缩比对发动机热效率与燃烧过程、性能、排放有重要影响。根据发动机原理，提高压缩比有利于增加其理论热效率，改善燃料的燃烧过程。在低负荷条件下，提高压缩比还可改善混合气着火时的热力学条件，从而促进着火稳定性的提高。但提高压缩比也会带来因燃烧开始时缸内温度、压力增加而引发的爆燃与爆震等异常燃烧问题。特别是在高负荷条件下，提高压缩比甚至会导致发动机因燃烧产生的机械负荷与热负荷急剧增加而出现机件损坏等问题。因此，对于在多变工况下运行的发动机而言，其压缩比应能够随负荷的变化而变化，从而使任意工况下的混合气都能在确保不出现爆燃、爆震等异常燃烧问题的前提下获得最佳的燃烧过程与发动机做功能力。

传统四冲程发动机受其自身结构所限，多是在出厂时确定某一压缩比，该数值在运行过程中不再发生变化。为使发动机压缩比能够在运行时得到调整，现有技术多采用通过多连杆系统控制活塞下止点位置的办法来控制活塞的位移变化，调整缸内总容积与余隙容积的比值，达到改变压缩比的目的。但采用该技术方案时，发动机的运行面临两个挑战：其一是采用多连杆与曲轴、活塞配合改变活塞下止点位置涉及了改变旋转运动件的运行规律，从而需要对其运动中所产生的惯性力需要适当平衡，从而进一步增加了机构复杂性；另一方面，该技术受限于多连杆机构的结构特点，往往难以实现连续可变压缩比，只能实现某几个压缩比的选择，这也不利于实现多工况下压缩比的连续调整。

发明内容

本发明提供一种发动机及其控制方法，用以解决现有技术中机构复杂且不利于实现多工况下压缩比的连续调整的问题。

本发明提供一种发动机，包括缸体和活塞，所述缸体内形成燃烧室，所述活塞滑动连接在所述缸体内，所述缸体上设置有连通至所述燃烧室的进气道和排气道，所述发动机还包括：

调节顶盖，所述调节顶盖滑动连接在所述缸体内，用于滑动调节压缩比；

火花塞式缸压传感器，用于采集所述燃烧室内的压力信息以及用于点火；

进气门，用于控制所述进气道与所述燃烧室之间通路的开闭；

排气门，用于控制所述排气道与所述燃烧室之间通路的开闭；

控制装置，用于根据所述压力信息控制所述调节顶盖的位置、所述进气门和所述排气门的运行以及所述火花塞式缸压传感器的点火。

根据本发明提供的一种发动机，所述控制装置包括电子控制单元、滑动控制阀、进气控制阀和排气控制阀，所述电子控制单元分别与所述火花塞式缸压传感器、滑动控制阀、进气控制阀和排气控制阀电连接，所述滑动控制阀与所述调节顶盖连接，所述进气控制阀与所述进气门连接，所述排气控制阀与所述排气门连接。

根据本发明提供的一种发动机，所述调节顶盖固定连接有燃烧室推杆，所述燃烧室推杆滑动连接于所述缸体，所述燃烧室推杆与所述滑动控制阀连接。

根据本发明提供的一种发动机，所述调节顶盖上设置有连通所述进气道与燃烧室的第一通气孔以及连通所述排气道与燃烧室的第二通气孔；

所述进气门包括进气门导杆和进气门端板，所述进气门导杆连接所述进气控制阀，所述进气门端板与所述进气门导杆的一端固定连接；