[发明专利]内燃机变连杆长度可变压缩比装置

说明书

本发明属内燃机技术领域。是一项在每个循环中自动改变连杆长度使压缩比变化的技术。

在内燃机技术领域，压缩比是一项相当重要的参数。它直接影响着发动机的效率和排放。多年来人们通过采用改变燃烧室形状，增加预燃室和分层充气，改进点火或喷油等先进的各种技术措施，提高压缩比，实现稀燃技术，以求节约燃料和降低排放。但是人们发现压缩比的提高是有限度的。压缩比提高过多，将会产生许多不利因素，反而达不到预期的目的。所以，压缩比在近年来又有下降的趋势。另外发动机运行工况复杂，混合气空/燃比的变化范围很大，为了适应这一情况，为了克服压缩比提高后的不利因素，出现了可变压缩比技术。

如：“Fo2B    75/04    US4515114    8705655”〔专利文献通报87年No    3.67页〕〔Fo2B    75/04    JP60-65231    8703166〕〔专利文献通报87年No    2.67页〕等等。在上述专利中，前者是改变活塞，使其在压缩冲程中处于压缩状态，排气冲程时处于膨胀状态。后者是通过活塞销的位置，改变压缩比。而“Fo2B    75/04    JP60-65234    8703169”〔专利文献通报，87年No    2.67页〕专利，使用油压来改变压缩比。

上述的各项变压缩比技术，有较大的缺陷，因而使其实际应用受到了限制。

1.变压缩比选择的部位不适当。活塞是内燃机的关键部件，它的生产工艺，本来就很复杂。如果采用可变压缩比技术，使活塞或活塞销可以变化。那么将给生产制造、维修带来很大的困难。

2.强度问题。活塞是应力较大，而复杂的部件。并且，受气缸筒空间的制约。如果采用了可变活塞或可变活塞销，很难保证足够的强度。这样就带来了可靠性，使用寿命的问题。

3.经济效益不大。上述改变压缩比的技术，并未改变内燃机的燃烧过程。采用它所得到的代价/效益比值，比采用别的种类的先进技术所得到的代价/效益比值，要大得多。

现代技术通过采用预燃室，分层充气，组织进，挤气流，燃料喷射等技术措施，可以把压缩比和空燃比大幅度提高。但是，同时也使最高爆发压力和最高燃烧温度有了大幅度的提高。这样就给内燃机工作的柔和性，NO_X排放，以及机械强度等因素，带来了不利的影响。

本发明的目的，在于提供一种：在每个内燃机工作循环中，通过自动改变连杆长度，而使压缩比变化，改善内燃机的燃烧过程，在高压缩比下，有较低的最高爆发压力，较低的最高燃烧温度，并且把在改变连杆长度和压缩比时所耗的能量，在作功的中期，重新释放出来的技术。

附图1是本发明实施的一种方案的正视图。适用于四冲程内燃机

附图2是它的一个剖面图。Ⅰ-Ⅰ

附图3是它的两个剖面图。Ⅱ-Ⅱ    Ⅲ-Ⅲ

参见附图，1是可变连杆的上部，2是可变连杆的下部，3是紧固螺钉，4是紧固螺母，5是上半部的紧固盖，6是强力钢板弹簧，7是垫片，8是上半部润滑油道，9是下半部润滑油道。

本实例的工作原理如下：在进气冲程开始后，由于汽缸内的压力低于弹簧6的弹力，使系统处于高压缩比的状态。压缩冲程开始后，由于气缸内的压力仍不能克服6的弹力，系统仍处在高压缩比的状态下。压燃或点燃后，气缸内难沽臀露燃本缭黾印５逼啄诘难沽Υ笥?的弹力时，由于曲轴仍在推动连杆上行，弹簧被压缩，连杆开始变短，压缩比下降。最高爆发压力和温度，以及压力升高率^dP_dψ都被降了下来。越过上止点后，进入作功冲程，气缸压力开始降低。当气缸内的压力，低于弹簧的弹力时，弹簧6贮存的弹力能开始释放。这一瞬间，气缸内压力降低的速度变慢，但作用于曲轴上的压力并未减少，曲轴下行转动的速率并未受到影响，压力作用的时间延长了。这就使得内燃机的效率增加了许多。

传统的内燃机循环，可以用二维P-V示功图来表述。其中隐含着一个条件，那就是曲轴转角和P.V。两个参数是同步变化的。本发明使得曲轴转角和PV两个参数间，不再是同步变化，出现了异步的情况。因此，示功图只能用P.V.ψ.（ψ曲轴转角）三维示功图来表示，工作循环也只有用三维图才能正确的描述。

本发明这一实例选择了连杆作为控制对象。它的结构筒单，允许使用的空间较大，强度可以加强，可靠性高，制造，维修方便。强力弹簧6是本实例的关键部件，要根据不同的发动机类型选用。对汽油机要有不低于18-24kg/cm²的起控弹力。可根据不同的要求，决定弹簧6的厚度、片数。