本发明专利技术公开了一种可变压缩比发动机及汽车，所述发动机的气缸盖(1)与气缸体之间形成多个燃烧室，进一步包括驱动电机(2)和多个中心活塞(3)；所述中心活塞(3)的内部设有喷油嘴组件(4)和火花塞(5)，其喷油端和点火端位于所述中心活塞(3)的下端；所述气缸盖(1)设有用于安装各所述中心活塞(3)的活塞腔，所述驱动电机(2)设于所述气缸盖(1)，并通过联动部件与各所述中心活塞(3)相连接，以带动所述中心活塞(3)一起上下移动，使所述中心活塞(3)的下端嵌入或移出各所述燃烧室。该发动机通过电机控制来改变燃烧室的容积进而改变发动机的压缩比，使发动机能够在分层燃烧方式下工作，来实现提高发动机工作效能。
【技术实现步骤摘要】
一种可变压缩比发动机及汽车
本专利技术涉及汽车发动机
，特别是压缩比可调的汽油发动机。本专利技术还涉及设有所述可变压缩比发动机的汽车。
技术介绍
压缩比是活塞的扫气容积与燃烧室容积之和与燃烧室容积的比值。增加压缩比，可以提高气缸压力和效率，但是容易引起发动机的爆震，所以在低负荷时，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产生爆震和改善效率。现代发动机的燃烧室是受汽缸盖和活塞顶部所形成的物理结构决定的，无论何种排量的发动机，设计的重点放在能输出最大功率的状态下。这意味着在中小功率输出(中低转速)情况下，气缸的压力因为进气量的减小而减小，因此此时的发动机工作不可能在高效的情况下进行。对于点燃式发动机，爆燃是不希望看到的，而爆燃的出现与油品、工作负荷、发动机转速等因素有关。一般选择不同的油品来适应具有不同压缩比的发动机，所以不同的油品、使用条件与实际可能达到的气缸压力可能是不匹配的。当前的可变压缩比技术，通常是通过可变燃烧室容积和可变上死点位置而实现的，改变上死点的位置往往需要将连杆和曲轴的曲拐改变为四连杆机构，同时增加控制机构，另外一种是通过改变缸盖和缸体的相对位置，从而实现可变燃烧室容积的，但是这种系统带来了密封、凸轮轴驱动、润滑和冷却等一系列问题。因此，如何克服现有可变压缩比发动机存在的不足，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可变压缩比发动机，其针对直喷发动机，通过电机控制来改变燃烧室的容积进而改变发动机的压缩比，使发动机能够在分层燃烧方式下工作，来实现提高发动机工作效能。本专利技术的另一目的是提供一种设有所述可变压缩比发动机的汽车。为实现上述目的，本专利技术提供一种可变压缩比发动机，包括气缸体和设于所述气缸体上部的气缸盖，所述气缸盖与气缸体之间形成多个燃烧室，进一步包括驱动电机和多个中心活塞；所述中心活塞的内部设有喷油嘴组件和火花塞，其喷油端和点火端位于所述中心活塞的下端；所述气缸盖在各所述燃烧室的顶部设有用于安装各所述中心活塞的活塞腔，所述驱动电机设于所述气缸盖，并通过联动部件与各所述中心活塞相连接，以带动所述中心活塞一起上下移动，使所述中心活塞的下端嵌入或移出各所述燃烧室。优选地，所述中心活塞的活塞壳体为空心结构，所述活塞壳体的下端为活塞端；所述活塞端上设有用于安装所述喷油嘴组件和火花塞的孔位，所述喷油嘴组件和火花塞的主体部分位于所述活塞壳体的内腔中，所述喷油嘴组件的喷油端从所述活塞端的喷油孔进入所述燃烧室，所述火花塞的点火端从所述活塞端的点火孔进入所述燃烧室。优选地，所述联动部件为同步板，所述同步板同时连接各所述中心活塞的上端，并通过升降传动机构连接于所述驱动电机。优选地，所述升降传动机构为滚珠螺母丝杠组件，包括传动配合以将所述驱动电机的旋转运动转变为上下直线运动的丝杠和滚珠轴承，所述丝杠设于所述驱动电机上端的转轴上，所述滚珠轴承设于所述同步板。优选地，所述驱动电机的数量为多个，相怜两个所述中心活塞之间分别设有所述驱动电机；所述驱动电机与所述中心活塞并排布置，两者的轴线相平行。优选地，所述中心活塞在其活塞端的下方设有向下延伸的环形凸缘，所述中心活塞的主体部分的直径大于所述环形凸缘的直径；所述环形凸缘的内顶部呈内凹形状，所述喷油嘴组件的喷油端和所述火花塞的点火端均位于所述环形凸缘的内顶部。优选地，所述中心活塞的外表面在中段区域设有环形水槽，所述环形水槽与所述活塞腔的内壁之间形成水套，所述水套的两端分别设有密封件。优选地，所述中心活塞下端的外面上设有至少两道与所述活塞腔内壁上下滑动配合的活塞环。优选地，所述火花塞包括火花塞基体、设于所述火花塞基体的插入瓷体和设于所述插入瓷体外部的火花塞基体瓷体，所述插入瓷体的下端设有退拔连接面和高压电极弯头，所述火花塞基体瓷体和退拔连接面的外部设有絮状金属丝体。为实现上述另一目的，本专利技术提供一种汽车，包括车体和设于所述车体发动机舱的发动机，所述发动机为上述任一项所述的可变压缩比发动机。本专利技术在发动机气缸各燃烧室的顶部分别增设有一个中心活塞，并采用驱动电机控制多个中心活塞一起上下移动，当中心活塞上下移动时，中心活塞的下端将嵌入或移出燃烧室(活塞移至上止点与缸盖部分形成的空间)，以改变燃烧室的容积，从而实现调节汽缸压力的目的。具有以下技术效果：1)由于可以适时调节汽缸压力，所以可以使发动机在整个工作过程中，保证有足够的气体压力形成，可以提高发动机的工作效率。2)由于具有气缸压力适时调节功能，所以对油品的选择显得不敏感，无论油品的辛烷值(表征抗爆能力指标)如何，发动机的工作都能通过爆震传感器输入和控制器的反馈控制，使发动机工作在接近爆震(爆燃)的点处，燃烧效率最大化，使发动机对油品的选择要求减低。3)因为有了汽缸压力的适时调节功能，原本不能高效工作的中低速工作区域的状态得以有效改善，也就是说可以通过进气量的控制，实现变排量，使发动机负载的匹配得到改善。4)有利于稀薄燃烧，缸内直喷技术的运用是针对“稀薄”燃烧设计的，当高压喷嘴喷射时，机构的物理形状，有利于混合气在中心的聚集，可有利于分层燃烧(稀薄燃烧)，减少油的使用量。在一种优选方案中，所述火花塞设有高压电机弯头和退拔连接面，同时在外部设有絮状金属丝体，通过火花塞的变形设计，使喷油嘴的出油的油雾针对喷油嘴油雾线路，更利于实现分层燃烧(稀薄燃烧)。本专利技术所提供的汽车设有所述可变压缩比发动机，由于所述可变压缩比发动机具有上述技术效果，则设有该可变压缩比发动机的汽车也应具有相应的技术效果。附图说明图1为本专利技术实施例公开的一种可变压缩比发动机的气缸盖的局部剖视图；图2为驱动电机与中心活塞传动连接的结构示意图；图3为驱动电机与同步板通过升降传动机构相连接的结构示意图；图4为中心活塞安装在活塞腔中的剖视图；图5为中心活塞的内部结构示意图；图6为火花塞的结构示意图。图中：1.气缸盖2.驱动电机3.中心活塞4.喷油嘴组件5.火花塞51.火花塞基体52.插入瓷体53.火花塞基体瓷体54.退拔连接面55.高压电极弯头56.絮状金属丝体6.同步板7.丝杠8.滚珠轴承9.活塞壳体10.内螺纹11.“T”形中空螺栓12.水套13.水封件14.活塞环15.凸缘16.高压线具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。请参考图1、图2、图3，图1为本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可变压缩比发动机，包括气缸体和设于所述气缸体上部的气缸盖(1)，所述气缸盖(1)与气缸体之间形成多个燃烧室，其特征在于，进一步包括驱动电机(2)和多个中心活塞(3)；所述中心活塞(3)的内部设有喷油嘴组件(4)和火花塞(5)，其喷油端和点火端位于所述中心活塞(3)的下端；所述气缸盖(1)在各所述燃烧室的顶部设有用于安装各所述中心活塞(3)的活塞腔，所述驱动电机(2)设于所述气缸盖(1)，并通过联动部件与各所述中心活塞(3)相连接，以带动所述中心活塞(3)一起上下移动，使所述中心活塞(3)的下端嵌入或移出各所述燃烧室。/n
【技术特征摘要】
1.一种可变压缩比发动机，包括气缸体和设于所述气缸体上部的气缸盖(1)，所述气缸盖(1)与气缸体之间形成多个燃烧室，其特征在于，进一步包括驱动电机(2)和多个中心活塞(3)；所述中心活塞(3)的内部设有喷油嘴组件(4)和火花塞(5)，其喷油端和点火端位于所述中心活塞(3)的下端；所述气缸盖(1)在各所述燃烧室的顶部设有用于安装各所述中心活塞(3)的活塞腔，所述驱动电机(2)设于所述气缸盖(1)，并通过联动部件与各所述中心活塞(3)相连接，以带动所述中心活塞(3)一起上下移动，使所述中心活塞(3)的下端嵌入或移出各所述燃烧室。
2.根据权利要求1所述的可变压缩比发动机，其特征在于，所述中心活塞(3)的活塞壳体(9)为空心结构，所述活塞壳体(9)的下端为活塞端；所述活塞端上设有用于安装所述喷油嘴组件(4)和火花塞(5)的孔位，所述喷油嘴组件(4)和火花塞(5)的主体部分位于所述活塞壳体(9)的内腔中。
3.根据权利要求1所述的可变压缩比发动机，其特征在于，所述联动部件为同步板(6)，所述同步板(6)同时连接各所述中心活塞(3)的上端，并通过升降传动机构连接于所述驱动电机(2)。
4.根据权利要求3所述的可变压缩比发动机，其特征在于，所述升降传动机构为滚珠螺母丝杠组件，包括传动配合以将所述驱动电机(2)的旋转运动转变为上下直线运动的丝杠(7)和滚珠轴承(8)，所述丝杠(7)设于所述驱动电机(2)上端的转轴上，所述滚珠轴承(8)设于所述同步板(6)。
5.根据权利要求4所述的可变压缩比发动机，其特征在于，所述驱...
【专利技术属性】
技术研发人员：王建峰，姚烈，顾宇庆，张家宁，夏连，周俊，
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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