CN104727956A - 可变压缩比发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变压缩比发动机，其包括气缸内孔、可滑动设置在气缸内孔上并且与气缸内孔一起形成燃烧室的控制衬垫，以及操作单元，所述操作单元沿着气缸内孔选择性地移动控制衬垫从而改变燃烧室容积。

Description

可变压缩比发动机

与相关申请的交叉引用

本申请要求2013年12月18日提交的韩国专利申请第10-2013-0158575号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种可变压缩比发动机。更特别地，本发明涉及这样一种可变压缩比发动机，其通过增加或减少燃烧室容积而改变压缩比。

背景技术

通常地，内燃机的压缩比通过在内燃机的压缩冲程中燃烧室在燃烧之前的最大容积和燃烧室在燃烧之后的最小容积而表示。

内燃机的输出随着内燃机的压缩比的增加而增加。然而，如果内燃机的压缩比过高，则发生所谓的爆震，该情况甚至减少内燃机的输出并且还造成内燃机过热、内燃机的阀或柱塞失效等。

因此，内燃机的压缩比被设定为在发生爆震之前的合适范围内的特定值。这样，由于可以通过根据内燃机的负荷合适地改变压缩比从而改进内燃机的空气-燃料比和输出，因而提出了各种方法以改变内燃机的压缩比。

这些用于改变内燃机的压缩比的方法大多采用在压缩冲程的过程中改变压缩室的容积的方法。例如，已经提出了在压缩冲程的过程中改变柱塞的上止点的高度，或者增加或减少设置在气缸盖中的副压缩室的容积的方法。

改变柱塞的上止点的高度使得内燃机的结构复杂。因此，期望通过在气缸盖中提供副压缩室以改变压缩比，从而使得结构简单并且实现空气-燃料比的显著改进。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明致力于提供一种可变压缩比发动机，所述可变压缩比发动机具有通过提供沿着内孔可滑动的衬垫而改变气缸压缩比的优点。

一种根据本发明的各个方面的可变压缩比发动机，其可包括气缸内孔(cylinder bore)、可滑动设置在气缸内孔上并且与气缸内孔一起形成燃烧室的控制衬垫、以及操作单元，所述操作单元沿着气缸内孔选择性地移动控制衬垫从而改变燃烧室容积。

螺纹可以在所述控制衬垫的外侧圆周上和所述气缸内孔的内侧圆周上形成，并且可以彼此接合；并且操作单元可以包括连接至控制衬垫的操作齿轮和致动器，所述致动器选择性地旋转操作齿轮以沿着气缸内孔的长度方向移动控制衬垫。

致动器可以为伺服马达，所述伺服马达配置为控制操作齿轮的旋转速度和旋转方向。根据本发明的可变压缩比发动机可以进一步包括介于控制衬垫和气缸内孔之间的衬垫环。

操作单元可以包括液压缸、柱塞和油控制阀，所述柱塞设置在液压缸内并且连接至控制衬垫，所述油控制阀选择性地供应液压至液压缸，从而通过柱塞沿着气缸内孔的长度方向移动控制衬垫。根据本发明的可变压缩比发动机可以进一步包括衬垫环，所述衬垫环介于控制衬垫和气缸内孔之间。

根据本发明的各个方面的可变压缩比发动机具有沿着气缸内孔可滑动的衬垫以根据发动机的操作条件改变燃烧室的容积，从而可以提高燃油消耗的改进。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1和图2为显示根据本发明的示例性可变压缩比发动机的截面图。

图3为显示根据本发明的另一个示例性可变压缩比发动机的截面图。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各个实施方式，这些实施方式的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方式相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方式，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方式。

在下文的详细说明中，仅简单地通过图解显示和描述本发明的某些示例性实施方式。本领域技术人员将意识到，可以对所描述的实施方式进行各种不同方式的修改，所有这些修改将不脱离本发明的精神或范围。将省略与说明无关的部件从而清楚描述本发明，在整个说明书中，相同或相似的元件将用相同的附图标记表示。在附图中，层、膜、板、区域等的厚度夸大以便清楚。

将理解当元件例如层、膜、区域或基材被称为在另一个元件上摂时，其可以直接在另一个元件上或者也可以存在介入元件。相反，当元件被称为直接在另一个元件上时，不存在介入元件。在整个说明书和权利要求书中，除非明确地相反描述，术语“包括(comprise)”和变化形式例如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”将被理解为暗示包含所述元件但是不排除任何其它元件。

图1和图2为显示根据本发明的各个实施方式的可变压缩比发动机的截面图。参考图1和图2，根据本发明的各个实施方式的本发明可变压缩比发动机包括气缸内孔30(例如气缸的壁或内壁)、可滑动地设置在气缸内孔30上并与气缸内孔30一起形成燃烧室的控制衬垫40，以及沿着气缸内孔30选择性地移动控制衬垫40从而改变燃烧室容积的操作部分或单元100。

发动机包括气缸盖20(其中进气阀10和排气阀12安装至所述气缸盖20)和气缸盖垫片22，所述气缸盖20连接至气缸内孔30，所述气缸盖垫片22介于气缸盖20和气缸内孔30之间用于防止燃烧气体的泄漏。

在发动机内，活塞50沿着控制衬垫40往复运动，并且活塞50通过连杆60连接至曲轴70。

由于进气阀10、排气阀12、活塞50、连杆60和曲轴70的运行及结构为本领域公知的运行和结构，因此省略具体描述。

控制衬垫螺纹42形成至控制衬垫40的外侧圆周，并且与控制衬垫螺纹42接合的气缸内孔螺纹32形成至内侧圆周。

操作部分或单元100包括连接至控制衬垫40的操作齿轮110以及致动器120，所述致动器120选择性地旋转操作齿轮110以令控制衬垫40沿着气缸内孔30的长度方向移动。致动器120可以为伺服马达，所述伺服马达配置为控制旋转速度和旋转方向。

如果致动器120操作用以旋转致动器齿轮122，则控制衬垫40沿着气缸内孔30的长度方向移动。

衬垫环80介于控制衬垫40和气缸内孔30之间，采用所述衬垫环80用以防止例如柱塞环的燃烧气体的泄漏。

在一些实施方式中，如图中所示，衬垫环80可以设置在控制衬垫40的上部外侧圆周以防止燃烧气体泄漏至螺纹32和42中的每一个。在一些实施方式中，衬垫环80和82可以设置在控制衬垫40的上部和下部外侧圆周以阻止燃烧气体泄漏至螺纹32和42的每一个、发动机外部或操作部分或单元100。

下文将参考图1和图2更详细地描述根据本发明的各个实施方式的可变压缩比发动机的操作。

根据发动机操作条件，发动机控制部分或单元(ECU)控制操作部分或单元100以移动控制衬垫40并因此改变控制衬垫40的相对位置。

传统装置和/或方法可以用于检测发动机的操作条件，因此省略具体描述。

举例来说，如图1所示，在发动机的低负荷下，高压缩比得以实现。即，致动器120通过致动器齿轮122旋转操作齿轮110用以使得控制衬垫40的相对位置向上移动，并且随后压缩比增加从而改进燃料消耗。

相反，在发动机的高负荷下，低压缩比得以实现。即，致动器120通过致动器齿轮122旋转操作齿轮110，用以使得控制衬垫40的相关部分向下移动，并且随后压缩比减少从而提升扭矩。

图3为显示根据本发明的不同的其他实施方式的可变压缩比发动机的截面图。图3所示的可变压缩比发动机的一些部件与图1和图2所示的可变压缩比发动机的那些部分相似或相同，而一些包括控制衬垫和气缸内孔的连接关系及操作单元是不同的。将省略对那些相似或相同部件的描述。

图3所示的根据本发明的不同的其他实施方式的可变压缩比发动机的控制衬垫40可滑动设置在气缸内孔30上(例如气缸的壁或内壁)。

根据本发明的第二示例性实施方式的可变压缩比发动机的操作部分200包括液压缸210、设置在液压缸210内并连接至控制衬垫的柱塞220，以及油控制阀230，所述油控制阀230选择性地供应液压至液压缸210，以通过柱塞220沿着气缸内孔30的长度方向移动控制衬垫40。

油控制阀230通过液压泵240接收储油器250内的油，并且油控制阀230通过发动机控制部分的控制而供应液压(油)至液压缸210的第一室212或第二室214，或释放液压缸210的第一室212或第二室214的液压(油)。

控制衬垫40的相对位置通过油控制阀230的操作而可变，因此发动机的压缩比得到控制。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“内侧”或“外侧”等被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

前面对本发明具体示例性实施方式所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (6)

1.一种可变压缩比发动机，包括：

气缸内孔；

控制衬垫，所述控制衬垫能够滑动地设置在所述气缸内孔上，并且与所述气缸内孔一起形成燃烧室；和

操作单元，所述操作单元选择性地沿着所述气缸内孔移动所述控制衬垫用以改变所述燃烧室的容积。

2.根据权利要求1所述的可变压缩比发动机，其中：

螺纹形成在所述控制衬垫的外侧圆周上和所述气缸内孔的内侧圆周上，并且彼此结合；并且

所述操作单元包括：

操作齿轮，所述操作齿轮连接至所述控制衬垫；和

致动器，所述致动器选择性地旋转所述操作齿轮以沿着所述气缸内孔的长度方向移动所述控制衬垫。

3.根据权利要求2所述的可变压缩比发动机，其中：

所述致动器为伺服马达，所述伺服马达配置为控制所述操作齿轮的旋转速度和旋转方向。

4.根据权利要求2所述的可变压缩比发动机，进一步包括：

衬垫环，所述衬垫环介于所述控制衬垫和所述气缸内孔之间。

5.根据权利要求1所述的可变压缩比设备，其中所述操作单元包括：

液压缸；

柱塞，所述柱塞设置在所述液压缸中并且连接至所述控制衬垫；和

油控制阀，所述油控制阀选择性地供应液压至所述液压汽缸，从而通过所述柱塞沿着所述气缸内孔的长度方向移动所述控制衬垫。

6.根据权利要求5所述的可变压缩比发动机，进一步包括：

衬垫环，所述衬垫环介于所述控制衬垫和所述气缸内孔之间。