一种用于发动机的可变压缩比机构、可变压缩比发动机和汽车，其中可变压缩比机构包括位于盖体中的通孔；位于通孔内且可在通孔内沿轴向移动的活塞，活塞沿轴向包括螺纹部和密封部，且密封部和通孔的相向周面之间为抗扭配合，螺纹部外表面具有外螺纹；套装在螺纹部外的转动圈，转动圈内圆周面具有与外螺纹旋拧配合的内螺纹，在转动圈外圆周面具有周向间隔分布的若干条形齿；位于转动圈轴向两侧且与通孔内壁连接的限位部；与活塞垂直的蜗杆，蜗杆位于所述盖体中且至少一端位于盖体外，蜗杆的螺旋齿与转动圈的条形齿啮合。使用本方案气缸盖的可变压缩比发动机的结构简单、操作方便，并可通过调节压缩比来避免发动机高负荷时产生爆震。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车制造领域，特别涉及一种用于发动机的可变压缩比机构、可变压缩比发动机和汽车。
技术介绍
在现有汽车用发动机中，压缩比是发动机中一个非常重要的概念，压缩比表示了气缸中气体的压缩程度，它是气缸中气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比，即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。增加压缩比，可以提高气缸压力和燃烧效率，但是容易引起发动机的爆震，爆震是指气缸内的压力超过了临界值，汽油因为压缩而在点火之前被点燃，这会对发动机带来很大的伤害。所以，在发动机处于低负荷时，希望通过增加压缩比来提高燃烧效率，而高负荷时，希望降低压缩比来防止爆震和改善燃烧效率。现代发动机中，气缸总容积是基本恒定的，且在发动机工作过程中是无法改变的。因此，当前的可变压缩比技术，通常是通过改变气缸燃烧室容积和改变气缸中活塞上止点位置来实现，例如改变活塞上止点位置可以改变气缸燃烧室容积，进而改变压缩比。现有改变活塞上止点位置往往需要将连杆和曲轴的曲拐改变为4连杆机构，同时增加控制机构，标致MCE-5发动机就是采用该现有技术。另外，萨博SVC可变压缩比技术是通过改变气缸盖和缸体的相对位置来实现活塞上止点位置的。但是，现有可变压缩比机构结构复杂、操作困难。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是，现有可变压缩比机构结构复杂、操作困难。为解决上述问题，本专利技术提供一种用于发动机的可变压缩比机构，该可变压缩比机构包括:位于气缸盖盖体中且用于连通气缸燃烧室的通孔；位于所述通孔内且可在通孔内沿轴向往复移动的活塞，所述活塞沿轴向包括螺纹部和密封部，所述密封部位于活塞靠近气缸燃烧室的端部并密封通孔，且所述密封部和通孔的相向周面之间为抗扭配合以阻挡活塞周向转动，所述螺纹部外表面具有外螺纹；套装在所述螺纹部外的转动圈，所述转动圈内圆周面具有与所述外螺纹旋拧配合的内螺纹，在所述转动圈外圆周面具有周向间隔分布的若干条形齿；位于所述转动圈轴向两侧且与通孔内壁连接的限位部，所述限位部用来阻挡转动圈沿轴向移动；与所述活塞垂直的蜗杆，所述蜗杆位于所述盖体中且至少一端位于盖体外，所述蜗杆的螺旋齿与转动圈的条形齿啮合。 可选地，在所述蜗杆位于盖体外的一端连接有控制电机，所述控制电机控制蜗杆绕中轴线转动以使转动圈周向转动，所述密封部与通孔之间的抗扭配合使活塞相对转动圈沿轴向移动。可选地，所述通孔沿轴向分为顶部开口部和中间部，所述中间部比顶部开口部靠近气缸燃烧室；在所述顶部开口部的通孔内壁设置有止圈；所述转动圈位于所述止圈与顶部开口部底面之间，所述止圈和顶部开口部底面作为转动圈的轴向两侧面的限位部。可选地，在所述通孔内壁设置有收容槽，所述转动圈位于收容槽中，所述收容槽与转动圈的轴向两侧面相对的侧壁作为限位部。可选地，在所述密封部和通孔的相向周面之间设置有油封。可选地，还包括套装在所述密封部上的活塞环，所述活塞环和油封沿活塞轴向相互隔开。可选地，所述活塞环与活塞外表面连接，或者所述活塞环与通孔内壁连接，可选地，在所述密封部外表面套设有防摩擦环，所述防摩擦环与活塞环和油封沿活塞轴向相互隔开。可选地，所述发动机具有多个气缸，对应每个气缸设置有一个活塞，所述蜗杆可带动所有活塞同步移动。可选地，所述密封部和通孔之间的抗扭配合为:所述密封部为椭圆柱，与所述密封部周向相对的通孔内壁为椭圆柱。可选地，所述控制电机为步进电机，所述蜗杆与步进电机的转子连接。本专利技术还提供一种可变压缩比发动机，该可变压缩比发动机包括上述任一项所述的气缸盖，所述气缸盖与气缸体开口连接。可选地，还包括火花塞和喷油嘴；所述活塞中形成有活塞腔，所述活塞腔轴向贯通活塞；所述活塞腔在密封部位置分为径向相互隔开的第一腔室和第二腔室，所述喷油嘴位于第一腔室中且其喷油一端指向气缸燃烧室，并与第一腔室内壁连接，所述火花塞位于第二腔室中且其放电一端指向气缸燃烧室，并与第二腔室内壁连接；或者，所述火花塞位于所述活塞腔中且其放电一端指向气缸燃烧室，并与所述活塞腔内壁连接；或者，所述喷油嘴位于所述活塞腔中且其喷油一端指向气缸燃烧室，并与所述活塞腔内壁连接。可选地，所述火花塞与第二腔室内壁、通孔内壁之间为螺纹连接；所述喷油嘴与第一腔室内壁、通孔内壁之间为螺纹连接。本专利技术还提供一种汽车，该汽车包括上述任一项所述的可变压缩比发动机。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点:蜗杆与转动圈之间为蜗杆传动,在蜗杆旋转时可带动转动圈转动，由于转动圈的轴向移动被限位，且活塞密封部与通孔抗扭配合使活塞不能周向转动，因此活塞螺纹部与转动圈之间的螺纹配合迫使活塞相对转动圈沿轴向移动，以调整气缸燃烧室的容积，实现调节压缩比和气缸压力的目的。本技术方案的可变压缩比发动机的结构简单、操作方便，并通过调节压缩比来避免发动机高负荷时产生爆震。【附图说明】图1是本专利技术具体实施例的气缸盖的剖面结构示意图；图2是本专利技术具体实施例的活塞和蜗杆的立体结构图；图3是本专利技术具体实施例的集成有火花塞和喷油嘴的活塞的立体剖视图。【具体实施方式】为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。发动机是一整套动力输出设备，现有发动机包括气缸，气缸包括气缸盖和气缸体，气缸体靠近气缸盖的部分为气缸燃烧室。发动机工作主要包括四冲程，在点火冲程中，气缸中的活塞向气缸盖运动至活塞上止点，并将空气和燃油的混合气体挤压在气缸燃烧室，同时火花塞放电将燃油点燃。本实施例在气缸盖基础上，提出了一种可变压缩比机构，使用该可变压缩比机构能够调节气缸燃烧室的压缩比和气缸压力，以提升气缸燃烧室中的燃油经济性。参照图1、图2，可变压缩比机构包括:位于气缸盖盖体I中且用于连通气缸燃烧室10的通孔2 ；位于通孔2中且可在通孔2内沿轴向往复移动的活塞3，活塞3为柱状，活塞3沿轴向分为螺纹部31和密封部32，其中密封部32位于活塞3靠近气缸燃烧室10的端部且密封通孔2，且密封部32和通孔2的相向周面之间为抗扭配合以阻挡活塞3周向转动，螺纹部31外表面具有外螺纹310 ；套装在螺纹部31外的转动圈5，转动圈5的内圆周面具有能够和螺纹部31的外螺纹310旋拧配合的内螺纹51，在转动圈5的外圆周面具有沿周向分布的若干条形齿52 ；位于转动圈5轴向两侧且与通孔2内壁连接的限位部(图中未标号)，限位部用来阻挡转动圈5沿轴向移动；与活塞3垂直的蜗杆6，蜗杆6位于盖体I中且至少一端位于盖体I外，蜗杆6的螺旋齿61与转动圈5的条形齿52啮合来实现蜗杆传动。在本实施例中，在蜗杆6位于盖体I外的一端连接有6控制电机(图中未示出)，控制电机为蜗杆6提供驱动，用来控制蜗杆6绕其中轴线转动以带动转动圈5周向转动。需要说明的是，参照图2，通常一个发动机具有多个气缸，那么对应每个气缸设置一个活塞3,多个气缸设置有多个活塞3,这样,在蜗杆6上对应每个活塞3设置有一组螺旋齿61，一个蜗杆6可带动所有活塞3同步转动。使用本实施例可变压缩比机构的发动机为可变压缩比发动机，在可变压缩比发动机中，气缸盖与气缸体开口连接。本实施例的可变压缩发动机的工作原理为:当控制电机驱动蜗杆6顺时针旋转，借助螺旋齿61与条形齿52之间的配合，转动圈5绕其中轴线转动。由于活塞3的密封部32与通孔2之间为抗扭配合，在转动圈5本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于发动机的可变压缩比机构，其特征在于，包括：位于气缸盖盖体中且用于连通气缸燃烧室的通孔；位于所述通孔内且可在通孔内沿轴向往复移动的活塞，所述活塞沿轴向包括螺纹部和密封部，所述密封部位于活塞靠近气缸燃烧室的端部并密封通孔，且所述密封部和通孔的相向周面之间为抗扭配合以阻挡活塞周向转动，所述螺纹部外表面具有外螺纹；套装在所述螺纹部外的转动圈，所述转动圈内圆周面具有与所述外螺纹旋拧配合的内螺纹，在所述转动圈外圆周面具有周向间隔分布的若干条形齿；位于所述转动圈轴向两侧且与通孔内壁连接的限位部，所述限位部用来阻挡转动圈沿轴向移动；与所述活塞垂直的蜗杆，所述蜗杆位于所述盖体中且至少一端位于盖体外，所述蜗杆的螺旋齿与转动圈的条形齿啮合。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：龚红兵，张钊，钱文忠，罗辑，张家宁，梅爱群，李建如，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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