一种内燃机、该内燃机调节方法及具有该内燃机的汽车技术

本发明专利技术公开了一种内燃机，该内燃机包括：可变压缩比机构和控制模块，其中可变压缩比机构分别与内燃机的活塞和曲柄连接，用于调节内燃机活塞位置，从而改变内燃机的压缩比和膨胀比；控制模块用于采集内燃机的运行状态，分析得出调节策略，并调节所述可变压缩比机构。该内燃机可以使内燃机的压缩比与当前内燃机的转速、负荷以及增压后空气的压力相匹配，从而达到优化内燃机工作状况，改善内燃机动力性能的效果；进而使更多的热能通过活塞转化为机械能向外输出，内燃机的循环热效率明显提升，经济性得到显著提高。

【技术实现步骤摘要】
一种内燃机、该内燃机调节方法及具有该内燃机的汽车
本专利技术涉及汽车内燃机领域，尤其涉及一种内燃机、该内燃机调节方法及具有该内燃机的汽车。
技术介绍
米勒循环使通过使四冲程内燃机的压缩比小于膨胀比，即活塞的做功行程大于压缩行程。从而使更多的燃烧能量转化为活塞的动能，进而作为力矩向外输出，提高了内燃机的经济性和动力性。附图1的实线是带有增压器的内燃机的P-V。表示以奥托循环为基础，通过在循环中改变膨胀比实现的米勒循环。该循环由压缩冲程M1、燃烧膨胀冲程M2、排气冲程M3和进气冲程M4组成。在进气冲程末期，即活塞移动到下至点附近，汽缸状态为图1点P时，进气门提前关闭。此后进气先随线M1继续膨胀，然后沿线M1进行压缩。其结果是如图1所示，在压缩比的计算中使用的燃烧室容积的活塞行程为A1，在膨胀比的计算中使用的燃烧室容积的活塞行程为A2，膨胀比大于压缩比。在此，内燃机设计的增压比是活塞行程A1，相比于不采用米勒循环的一般内燃机，米勒循环内燃机做功输出的部分为图1面积S1。以奥托循环为基础，通过进气门提前关闭提高循环来实现米勒循环以提高循环效率的方法是有效的。可是，为了使膨胀比大于压缩比，进气门提前关闭，实际进入汽缸的空气量为点P处的空气量，相比于进气门正常关闭，其实际进气量有所减小。对提高内燃机功率密度未有改善。另外，仅仅使膨胀比增加的话，燃烧发热的总能量未有增加，活塞移动的距离也同样增加。其结果是，内燃机的起动性能和瞬态工况性能变差，进而导致内燃机的环境适应性变差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种米勒循环内燃机解决内燃机的起动性能和瞬态工况性能差的问题。为解决上述问题，本专利技术的第一方面提供了一种内燃机，包括：可变压缩比机构，分别与内燃机的活塞和曲柄连接，用于调节内燃机活塞位置，从而改变内燃机的压缩比和膨胀比；控制模块，采集内燃机的运行状态，分析得出调节策略，并调节所述可变压缩比机构。进一步地，其中所述可变压缩比机构包括：第一连接杆、第二连接杆和第三连接杆，其中，所述第一连接杆和第三连接杆连接处有第一连接点，所述第一连接点通过摇杆与内燃机活塞连接；所述第二连接杆和所述第三连接杆连接处有第二连接点，所述第二连接点通过偏心杆与控制模块连接；所述第一连接杆和第二连接杆连接处有第三连接点，所述第三连接点连有曲柄，所述曲柄以端点为中心作圆周运动。进一步地，其中，所述第一连接点与所述第三连接点的水平距离为60毫米，垂直距离为80毫米；所述第一连接点与所述第二连接点的水平距离为110毫米，垂直距离为75毫米；所述第三连接点与所述第二连接点的水平距离为170毫米，垂直距离为5毫米。进一步地，其中所述控制模块包括信号采集模块、数据处理模块和驱动模块；所述信号采集模块，分别与内燃机汽缸和所述可变压缩比机构连接，用于采集所述内燃机的运行状态所述信号采集模块分别与内燃机汽缸和所述可变压缩比机构连接，用于采集所述内燃机的运行状态；所述数据处理模块用于分析所述信号采集模块采集的信息得出应对策略；所述驱动模块根据所述应对策略进行调节所述可变压缩比机构。进一步地，其中所述数据处理模块至少包括一种调节控制映射；所述调节控制映射中预先设有内燃机的输出功率、油门信号、爆震信号其中至少一种信号与对所述可变压缩比机构调节控制的关系。本专利技术的另一方面提供了一种汽车，设置有上述任一方案所述的内燃机。本专利技术的又一方面提供了一种内燃机调节方法，应用于上述任意方案所述的内燃机中，其中当内燃机处于低负荷状态时，所述控制模块调节所述可变压缩比机构，提高内燃机活塞上止点进气压力，从而提高压缩比。进一步地，当内燃机处于高负荷状态时，所述控制模块调节所述可变压缩比机构，降低内燃机活塞上止点进气压力，从而降低压缩比。进一步地，当所述内燃机处于燃烧膨胀冲程开始阶段，所述控制模块调节所述可变压缩比机构，使内燃机活塞在燃烧膨胀冲程移动距离增加，从而使所述内燃机单次工作循环的膨胀比大于压缩比。进一步地，当所述内燃机处于燃烧膨胀冲程开始阶段，所述控制模块调节所述可变压缩比机构，使内燃机汽缸内的燃烧为等容燃烧。本专利技术的内燃机可以使压缩比与当前内燃机的转速、负荷以及增压后空气的压力相匹配，从而达到优化内燃机工作状况，改善内燃机动力性能，提高环境适应性；进而可以使更多的热能通过活塞转化为机械能向外输出，内燃机的循环热效率明显提升，经济性得到显著提高。附图说明图1是内燃机米勒循环P-V图；图2是根据本专利技术实施方式提供的一种可变压缩比机构的结构简图；图3是根据本专利技术实施方式提供的调节内燃机流程图；图4是本专利技术实现米勒循环P-V图；图5是根据本专利技术实施方式高压缩比与低压缩比P-V图；图6是根据本专利技术实施方式等容燃烧P-V图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。在本专利技术第一实施例中，提供一种内燃机，包括：可变压缩比机构和控制模块，其中可变压缩比机构与内燃机曲柄连接，用于调节内燃机活塞位置，从而改变内燃机的压缩比和膨胀比；控制模块采集内燃机的运行状态，分析得出调节策略，并调节可变压缩比机构。控制模块采集内燃机的工作状态信息，进行分析处理得出不同的应对策略，然后对可变压缩比机构进行调节，也就是说控制模块在内燃机不同工况下对可变压缩比机构进行控制，从而使活塞的运动状态发生变化。其结果是使得内燃机循环内的实际压缩比小于实际膨胀比，实现米勒循环。进而实现对内燃机的经济性的提高和环境适应性的增强。在上述实施例中，控制模块根据对内燃机运行状态，即其负荷的大小的采集，通过控制可变压缩比机构对内燃机的压缩比进行调节，使压缩比与进气压力、进气量匹配。当内燃机处于高负荷状态，调节可变压缩比机构，使内燃机压缩比降低，因此能减少内燃机爆震现象。图2是根据本专利技术实施方式提供的一种可变压缩比机构的结构简图。如图2所示，在一可选实施例中，可变压缩比机构包括：第一连接杆DC、第二连接杆CB和第三连接杆BD，其中，第一连接杆DC和第三连接杆BD连接处有第一连接点D，第一连接点D通过摇杆ED与内燃机活塞连接；第二连接杆CB和第三连接杆BD连接处有第二连接点B，第二连接点B通过偏心杆AB与控制模块连接；第一连接杆DC和第二连接杆CB连接处有第三连接点C，第三连接点C连有曲柄OC，曲柄OC以端点O为中心作圆周运动。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。上述实施例中的内燃机含有至少一个汽缸，在内燃机主体的汽缸内，具备往复直线移动方式嵌合的活塞，将该活塞的往复移动由图2所示的连杆而转换成曲轴的转动，并且具备在活塞的上表面与汽缸盖的内表面之间划分形成的燃烧室、与该燃烧室连接的进气道、对该进气道进行开闭的进气门。另外，关于燃料气体的供给装置及点火装置虽然未给出图示，但燃料液滴由喷油器喷射进进排气结束后汽缸中的压缩空气中。当活塞移动在上止点附近时，汽缸内的温度、压力条件满足喷入燃油的燃火条件，汽缸内混合气开始燃烧。由增压器的压缩部经由进气道向进气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内燃机，其特征在于，包括：可变压缩比机构，分别与内燃机活塞和曲柄连接，用于调节内燃机活塞位置，从而改变内燃机的压缩比和膨胀比；控制模块，采集内燃机的运行状态，分析得出调节策略，并调节所述可变压缩比机构。

【技术特征摘要】
2018.03.21 CN 20181023703931.一种内燃机，其特征在于，包括：可变压缩比机构，分别与内燃机活塞和曲柄连接，用于调节内燃机活塞位置，从而改变内燃机的压缩比和膨胀比；控制模块，采集内燃机的运行状态，分析得出调节策略，并调节所述可变压缩比机构。2.根据权利要求1所述内燃机，其中所述可变压缩比机构包括：第一连接杆(DC)、第二连接杆(CB)和第三连接杆(BD)，其中，所述第一连接杆(DC)和第三连接杆(BD)连接处有第一连接点(D)，所述第一连接点(D)通过摇杆(ED)与内燃机活塞连接；所述第二连接杆(CB)和所述第三连接杆(BD)连接处有第二连接点(B)，所述第二连接点(B)通过偏心杆(AB)与控制模块连接；所述第一连接杆(DC)和第二连接杆(CB)连接处有第三连接点(C)，所述第三连接点(C)连有曲柄(OC)，所述曲柄(OC)以端点(O)为中心作圆周运动。3.根据权利要求2所述内燃机，其中，所述第一连接点(D)与所述第三连接点(C)的水平距离为60毫米，垂直距离为80毫米；所述第一连接点(D)与所述第二连接点(B)的水平距离为110毫米，垂直距离为75毫米；所述第三连接点(C)与所述第二连接点(B)的水平距离为170毫米，垂直距离为5毫米。4.根据权利要求1所述内燃机，其中所述控制模块包括信号采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波澜，余锡洋，张超，王晓刚，胡敬超，张付军，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11