活塞高度连续可变自锁的节能发动机制造技术

本发明专利技术公开了一种活塞高度连续可变自锁的节能发动机，包括发动机系统和活塞调节系统，所述发动机系统由气缸盖、电控喷油器、气缸体、主活塞、连杆、曲柄和机油泵组成，所述活塞调节系统由副活塞、自锁电磁阀、回位电磁阀、回位弹簧、控制器、压力传感器和温度传感器组成，所述主活塞的内部套装有所述副活塞、所述回位电磁阀和所述回位弹簧，所述主活塞与所述副活塞之间的圆柱形侧壁上连接有所述自锁电磁阀，所述主活塞的下部设置有进油口和出油口。本发明专利技术结构简单、调节方法简易可靠，可以实时满足发动机不同转速、不同负荷工况对排量、压缩比、气缸内压力、气缸内温度的要求，应用范围广，推广后具有良好的经济效益和减排效果。

Energy-saving engine with continuously variable piston height and self-locking

【技术实现步骤摘要】
活塞高度连续可变自锁的节能发动机
本专利技术涉及一种节能发动机，具体涉及一种活塞高度连续可变自锁的节能发动机。
技术介绍
发动机活塞连杆组包括活塞、活塞销、连杆等，活塞通过活塞销与连杆小头相连，连杆大头通过曲柄销与曲轴相连，通过连杆把活塞的直线往复运动转变为曲轴的旋转运动。传统活塞连杆组一旦加工装配好，其结构尺寸在不同发动机工况下是不可变的。采用这种结构的发动机，每个循环发动机的排量、压缩比等均按照发动机的设计值运行，无法根据发动机的各种复杂工况，自适应调控发动机的排量、压缩比、气缸内压力、气缸内温度等参数，实时在线优化发动机的燃烧和排放。经过对现有技术文献和专利的检索发现，申请号为201410368216.3的授权专利技术专利“改变压缩比的可变压缩比发动机”，该专利技术专利包括活塞、活塞销、汽缸、储油室、可变活塞、连杆、连接棒、偏心凸轮、曲柄销、曲柄臂及曲轴。升高发动机压缩比：当液压供应至储油箱，可变活塞向下运动，连杆使偏心凸轮关于曲柄销逆时针地旋转，而且偏心凸轮通过凸轮销使连接棒和活塞向下运动。降低发动机的压缩比：当停止液压向储油箱供应时，可变活塞向上运动，连杆使偏心凸轮关于曲柄销顺时针地旋转，而且偏心凸轮通过凸轮销使连接棒和活塞向上运动。传统活塞连杆组、曲柄连杆机构有两个连接点：活塞通过活塞销与连杆小头相连，连杆大头通过曲柄销与曲轴相连。该专利技术专利有六个连接点：活塞通过活塞销与连接棒的一端相连，连接棒的另一端通过曲柄销与曲柄臂的一端相连；曲柄臂的另一端与曲轴相连；连杆的一端与可变活塞相连，连杆的另一端与偏心凸轮相连。该专利技术专利改变了传统活塞连杆组、曲柄连杆机构的连接方式，与传统结构相比该专利技术专利结构复杂，除了传统的活塞连杆组、曲柄连杆机构外，还额外增加了储油室、可变活塞、连接棒、偏心凸轮、曲柄销、油泵和控制阀等部件，需要额外驱动油泵装置及液压油等，机构复杂，成本较高，不适宜现有发动机的大批量改造。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有技术中存在的不足，提供一种活塞高度连续可变自锁的节能发动机，结构简单，活塞高度连续可变、可自锁，可根据发动机工况的变化，自适应调控发动机的排量、压缩比、气缸内压力、气缸内温度等参数，实时在线优化发动机气缸内状态，提高发动机在各种复杂工况下的性能。本专利技术为解决技术问题所采取的技术方案是：一种活塞高度连续可变自锁的节能发动机，包括发动机系统和活塞调节系统，所述发动机系统由气缸盖、电控喷油器、气缸体、主活塞、连杆、曲柄和机油泵组成，所述气缸体的上端连接所述气缸盖，所述气缸盖的上端设置所述电控喷油器，所述气缸体的内部设置所述主活塞，所述主活塞与所述连杆的一端连接，所述连杆的另一端与所述曲柄连接，将所述主活塞的直线往复运动转变为所述曲柄的旋转运动，所述主活塞的下端两侧设置有进油口和出油口，所述进油口通过管路连接所述机油泵。所述活塞调节系统由副活塞、自锁电磁阀、回位电磁阀、回位弹簧、控制器、压力传感器和温度传感器组成，所述副活塞套装在所述主活塞的内部，所述副活塞与所述主活塞之间的圆柱形侧壁上连接所述自锁电磁阀，所述副活塞的下端连接所述回位电磁阀，所述回位弹簧连接在所述回位电磁阀与所述主活塞之间，所述压力传感器和所述温度传感器设置在所述气缸体的外壁上，所述控制器通过控制线路分别与所述电控喷油器、所述自锁电磁阀、所述回位电磁阀、所述进油口、所述出油口、所述压力传感器和所述温度传感器连接。所述气缸盖的两端设置有进气口和出气口，所述进气口连接进气门、所述出气口连接排气门，外界的新鲜空气通过所述进气门、所述气缸盖进入到所述气缸体内部的燃烧室燃烧，燃烧的废气通过所述排气门排出到外界。所述机油泵与所述气缸体的底部之间通过管路连接有过滤器，所述气缸体油底壳内部的机油经所述过滤器过滤、所述机油泵加压，将具有一定压力、一定流量的机油输送到所述进油口，当所述进油口开启后，机油进入到所述主活塞内部推动所述副活塞向上运动，活塞高度增加；当所述出油口开启后，在所述回位电磁阀、所述回位弹簧的作用下，所述主活塞内部的机油通过所述出油口流回所述气缸体的油底壳内部，所述副活塞向下运动，活塞高度降低。所述副活塞可采用一级、二级或多级。本专利技术的有益效果是：1）本专利技术可以根据发动机工况的要求，实现排量连续可变，在高速、大负荷工况采用大排量模式，增大发动机功率和扭矩；在低速、小负荷工况采用小排量模式，节约能量，提高发动机燃油经济性。2）本专利技术可以根据发动机工况的要求，实现压缩比连续可变，小排量时采用高压缩比，达到大排量发动机的功率；热负荷和机械负荷过大时采用小压缩比，提高发动机在各种工况下的性能。3）本专利技术无论活塞运行在气缸中的任意位置，均可以通过活塞的连续伸出或缩回，实现活塞高度连续可变，气缸内压力可变，气缸内温度可变。4）本专利技术结构简单，只改动活塞结构，并且活塞调节系统与发动机润滑系统共用过滤器和机油泵，调节方法简易可靠，可以充分满足不同工况对发动机排量、压缩比、气缸内压力、气缸内温度等参数的要求，应用范围广，推广后具有良好的经济效益和减排效果。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的解释和说明：参见图1，图中，1-进气门，2-气缸盖，3-电控喷油器，4-排气门，5-气缸体，6-主活塞，7-副活塞，8-自锁电磁阀，9-回位电磁阀，10-回位弹簧，11-进油口，12-出油口，13-连杆，14-曲柄，15-机油泵，16-控制器，17-压力传感器，18-温度传感器，19-过滤器，图中箭头所示为气体流动方向，虚线是控制线路。实施例：一种活塞高度连续可变自锁的节能发动机，包括发动机系统和活塞调节系统，发动机系统由气缸盖2、电控喷油器3、气缸体5、主活塞6、连杆13、曲柄14和机油泵15组成，气缸体5的上端连接气缸盖2，气缸盖2的上端设置电控喷油器3，气缸体5的内部设置主活塞6，主活塞6与连杆13的一端连接，连杆13的另一端与曲柄14连接，将主活塞6的直线往复运动转变为曲柄14的旋转运动，主活塞6的下端两侧设置有进油口11和出油口12，进油口11通过管路连接机油泵15。活塞调节系统由副活塞7、自锁电磁阀8、回位电磁阀9、回位弹簧10、控制器16、压力传感器17和温度传感器18组成，副活塞7套装在主活塞6的内部，副活塞7与主活塞6之间的圆柱形侧壁上连接自锁电磁阀8，副活塞7的下端连接回位电磁阀9，回位弹簧10连接在回位电磁阀9与主活塞6之间，压力传感器17和温度传感器18设置在气缸体5的外壁上，控制器16通过控制线路分别与电控喷油器3、自锁电磁阀8、回位电磁阀9、进油口11、出油口12、压力传感器17和温度传感器18连接。气缸盖2的两端设置有进气口和出气口，进气口连接进气门1、出气口连接排气门4，外界的新鲜空气通过进气门1、气缸盖2进入到气缸体5内部的燃烧室燃烧，燃烧的废气通过排气门4排出到外界。机油泵15与气缸体5的底部之间通过管路连接有过滤器19，气缸体5油底壳内部的机油通过过滤器19过滤，机油泵15加压，将具有一定压力、一定流量的机油输送到进油口11，当进油口11开启后，机油进入到主活塞6内部推动副活塞7向上运动，活塞高度增加；当出油口12开启后，在回位电磁阀9、回本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种活塞高度连续可变自锁的节能发动机，包括发动机系统和活塞调节系统，其特征在于：所述发动机系统由气缸盖（2）、电控喷油器（3）、气缸体（5）、主活塞（6）、连杆（13）、曲柄（14）和机油泵（15）组成，所述气缸体（5）的上端连接所述气缸盖（2），所述气缸盖（2）的上端设置所述电控喷油器（3），所述气缸体（5）的内部设置所述主活塞（6），所述主活塞（6）与所述连杆（13）的一端连接，所述连杆（13）的另一端与所述曲柄（14）连接，所述主活塞（6）的下端两侧设置有进油口（11）和出油口（12），所述进油口（11）通过管路连接所述机油泵（15）；所述活塞调节系统由副活塞（7）、自锁电磁阀（8）、回位电磁阀（9）、回位弹簧（10）、控制器（16）、压力传感器（17）和温度传感器（18）组成，所述副活塞（7）套装在所述主活塞（6）的内部，所述副活塞（7）与所述主活塞（6）之间的圆柱形侧壁上连接所述自锁电磁阀（8），所述副活塞（7）的下端连接所述回位电磁阀（9），所述回位弹簧（10）连接在所述回位电磁阀（9）与所述主活塞（6）之间，所述压力传感器（17）和所述温度传感器（18）设置在所述气缸体（5）的外壁上，所述控制器（16）通过控制线路分别与所述电控喷油器（3）、所述自锁电磁阀（8）、所述回位电磁阀（9）、所述进油口（11）、所述出油口（12）、所述压力传感器（17）和所述温度传感器（18）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种活塞高度连续可变自锁的节能发动机，包括发动机系统和活塞调节系统，其特征在于：所述发动机系统由气缸盖（2）、电控喷油器（3）、气缸体（5）、主活塞（6）、连杆（13）、曲柄（14）和机油泵（15）组成，所述气缸体（5）的上端连接所述气缸盖（2），所述气缸盖（2）的上端设置所述电控喷油器（3），所述气缸体（5）的内部设置所述主活塞（6），所述主活塞（6）与所述连杆（13）的一端连接，所述连杆（13）的另一端与所述曲柄（14）连接，所述主活塞（6）的下端两侧设置有进油口（11）和出油口（12），所述进油口（11）通过管路连接所述机油泵（15）；所述活塞调节系统由副活塞（7）、自锁电磁阀（8）、回位电磁阀（9）、回位弹簧（10）、控制器（16）、压力传感器（17）和温度传感器（18）组成，所述副活塞（7）套装在所述主活塞（6）的内部，所述副活塞（7）与所述主活塞（6）之间的圆柱形侧壁上连接所述自锁电磁阀（8...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯军兴，张华阳，安晓东，田国强，闫学伟，
申请(专利权)人：郑州航空工业管理学院，
类型：发明
国别省市：河南,41