[发明专利]一种新型发动机可变压缩比机构验证方法

说明书

本发明公开了一种新型发动机可变压缩比机构验证方法，涉及可变压缩比技术领域。本发明包括如下步骤：采用Solidworks软件建模，进行三维图设计与绘制；三维图设计与绘制活塞1、U连杆2、L连杆3、C连杆4、曲轴连杆5、曲轴6、蜗轮7、蜗杆8、偏心轴9，其中，所述活塞1与所述U连杆2相连，所述U连杆2与所述L连杆3相连，所述L连杆3一端连接所述C连杆4和所述偏心轴9，所述曲轴连杆5与所述曲轴6相连。本发明通过可变压缩比机构采用多连杆式，多连杆式的好处在于能与传感器、控制器、执行器相结合，通过采用三维软件Solidworks进行装配以及动态仿真并逐步修改尺寸。

技术领域

本发明属于可变压缩比技术领域，特别是涉及一种新型发动机可变压缩比机构验证方法。

背景技术

对于传统发动机来说，设计好的压缩比是固定不变的，因为其燃烧室容积以及气缸工作容积都是固定参数，固定的压缩比并不能充分发挥发动机经济性与动力性的综合性能，因此众多车企所研发的家用发动机压缩比一般标定定为综合性能较好的区间，这也存在了发动机不能实时处于最佳性能状态，在发动机小负荷、低转速时，热效率低，综合性能较差，这时可采用较大的压缩比，而在发动机高转速、大负荷运转时，如果压缩比过高，容易发生爆震且产生很高的机械负荷和热负荷，因此此时应采用较小的压缩比，随着负荷的变化来调节压缩比，便可最大限度地爆发出发动机的潜力，使其在整个工况内有效地提高热效率，进而提升发动机的综合性能，可变压缩比技术为活塞在下止点的最大容积与活塞上止点的最小容积之比，即为压缩比，从改变的途径上分为工作容积变化和燃烧室容积变化两部分，从改变位置可分为缸内结构变化和缸外结构变化，从活塞行程看可分为改变活塞行程和不改变活塞行程。

现阶段的可变压缩比设计方案暂初定为有气缸盖上下移动式、可调节活塞高度式、燃烧室可变容积式、可变连杆式以及曲轴偏心式，可变连杆机构这一设计方案对燃烧室几何形状有较小的影响，但又由于对连杆进行了多段处理，需要附加外力来驱动机构调节压缩比，且过多的机构会产生很大的惯性力，但其操作空间大，具有良好的可控性以及相对较高的经济性，而英菲尼迪QX50的发动机就是采用了多连杆机构达到了设计目的并在其中不断试验达到量产，因此这是一个可以延续的方向，综合上述方案，由于多连杆机构方案以达到量产水平，站在研究以及理论推理角度，可实现成本最低化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型发动机可变压缩比机构验证方法，解决了现有的可变连杆机构这一设计方案对燃烧室几何形状有较小的影响，但又由于对连杆进行了多段处理，需要附加外力来驱动机构调节压缩比，且过多的机构会产生很大的惯性力，但其操作空间大，具有良好的可控性以及相对较高的经济性，而英菲尼迪QX50的发动机就是采用了多连杆机构达到了设计目的并在其中不断试验达到量产，因此这是一个可以延续的方向，综合上述方案，由于多连杆机构方案以达到量产水平，站在研究以及理论推理角度，可实现成本最低化的技术问题。

为达上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种新型发动机可变压缩比机构验证方法，包括如下步骤：

采用Solidworks软件建模，进行三维图设计与绘制，内容涉及基础理论以及Solidworks中的草图设计、零件设计、曲面设计、装配设计；

三维图设计与绘制活塞、U连杆、L连杆、C连杆、曲轴连杆、曲轴、蜗轮、蜗杆、偏心轴，其中，所述活塞与所述U连杆相连，所述U连杆与所述L连杆相连，所述L连杆一端连接所述C连杆和所述偏心轴，所述曲轴连杆与所述曲轴相连，所述偏心轴与所述蜗轮相连，所述蜗杆与所述蜗轮啮合，自由度计算公式为F＝3n-(2pl+ph)＝3*7-(2*10+1)＝1，其中，F为自由度数，n为零件数，pl为低副数，ph为高副数，由于自由度数为1，符合机构运行原理因此设计运行合理；

利用装配体来分析零件之间是否存在干涉，最终实现仿真模型的搭建；

将所设计装配好的三维模型导入到Ansys中，通过力学分析验证机构运动特性。