压缩比可调节的稳压发动机制造技术

压缩比可调节的稳压发动机，它采用多连杆式传动结构，并且它的曲轴的中心负偏置布置在活塞运行中心线一侧，并设置了变压比座和弹性件。一方面通过多连杆式曲轴负偏置结构提升曲轴的无量纲扭矩(力臂系数)，提升发动机的热效率；另一方面通过变压比座和弹性件来限制发动机缸内最高燃烧压力，避免发动机缸内压力超过设定的安全压力，使发动机在低负荷工况时保持较高的压缩比，进一步提升发动机的热效率。进一步提升发动机的热效率。进一步提升发动机的热效率。

【技术实现步骤摘要】
压缩比可调节的稳压发动机


[0001]本技术涉及功率传输装置，具体地说是一种压缩比可调节的稳压发动机。

技术介绍

[0002]现有的可变压缩比发动机一般采用采用电子控制技术和复杂的机械或者液压传动装置来调节发动机工作时的压缩比，但由于这种电控方式通过执行机构传动直至缸内压缩比改变均需要一定的响应时间，因此现有的可变压缩比发动机一般将正常工作压力设定为开始产生爆震时压力的60％左右，其目的是有效避免发动机在车辆负荷变化、燃油品质及进气温度和压力等因素影响下出现汽缸压力瞬间上升并引发爆震的情况，而这明显限制了现有发动机压缩比的提升，使现有发动机的热效率较难进一步提高。为进一步解决上述问题，本申请人曾设计了利用发动机活塞实现稳压储能的技术方案，并获得了技术专利授权，授权公告号为CN111396199B。该技术通过对发动机活塞结构的改进能够稳定活塞式发动机缸内压力，避免发动机缸内压力大幅上升，能够使发动机的缸内压力接近爆震压力，但不会产生爆震，使活塞式发动机的热效率得到显著提升。但实际使用中，申请人发现，该技术虽然能够有效避免发动机产生爆震并显著提升发动机热效率，但受目前的材料强度及加工工艺所限，加工出满足强度和密封要求的活塞所需的成本相对较高，并且需定期拆卸发动机缸体对活塞进行维护。此外，由于汽油、柴油、甲醇等各燃料的燃烧特性均不相同，现有的发动机在设计压缩比时，均是针对单一燃料的燃烧特性进行设计，因此目前成熟的发动机产品均需添加相应类别和规格的燃料才能正常工作。但在某些特殊应用场合，例如发生地震、洪涝灾害后的抢险救灾过程中，部分发电机、空压机、冲锋舟等救援机具有时会因现场难以及时补充相应的燃料而无法投入使用。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种压缩比可调节的稳压发动机，它采用多连杆式传动结构，并且它的曲轴的中心负偏置布置在活塞运行中心线一侧，并设置了变压比座和弹性件。一方面通过多连杆式曲轴负偏置结构提升曲轴的无量纲扭矩(力臂系数)，提升发动机的热效率；另一方面通过变压比座和弹性件来限制发动机缸内最高燃烧压力，避免发动机缸内压力超过设定的安全压力，使发动机在低负荷工况时保持较高的压缩比，进一步提升发动机的热效率；负荷突然增大时，变压比座和弹性件瞬间吸收并储存缸内过高的压力，防止缸内产生爆震，并在缸内压力下降后主动释放储存的压力，转化为动能为活塞下行助力，从而更进一步提升发动机的热效率。与此前活塞式的稳压储能技术相比，本技术不需设置密封件来储能，并且稳压储能部件位于缸体外部，远离燃料燃烧的高温区域，因此有效降低了对材料强度和加工精密程度的要求，成本相对低廉，并且不需拆卸发动机缸体进行维护。它的基础压缩比可调，使发动机符合不同类别或规格的燃料燃烧特性，在常用燃料得不到及时补充时，可通过改变发动机的基础压缩比来更换燃料继续工作。
[0004]本技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：包括活塞，活塞通过活塞
销与上连杆的一端连接，上连杆的另一端通过第一铰接轴分别与下连杆和摇杆的一端铰接，下连杆的另一端通过曲柄销与曲轴的曲柄连接，曲轴设置在活塞运动中心线L 的一侧；摇杆的另一端通过第三铰接轴与变压比座铰接；第三铰接轴和曲轴位于活塞运动中心线L的同侧；
[0005]所述变压比座一端通过位置调整装置与发动机的壳体连接，位置调整装置能够调节变压比座的位置，从而对第三铰接轴与活塞运动中心线L之间的距离进行调节；
[0006]变压比座另一端与弹性件和限位座接触，弹性件通过弹性压力或拉力使变压比座紧靠在限位座上，当变压比座克服弹性件的弹性压力或拉力离开限位座时，变压比座上的第三铰接轴与活塞运动中心线L之间的距离会缩短
[0007]活塞压缩行程中，曲柄销离活塞运动中心线L较近、活塞做功行程中，曲柄销离活塞运动中心线L较远；
[0008]活塞压缩行程中，曲轴的曲柄转过的角度大于活塞做功行程时曲轴的曲柄转过的角度。
[0009]所述位置调整装置包括设置在变压比座一端的第四铰接轴，第四铰接轴上偏心设置有偏心轴，偏心轴与发动机壳体上的铰接座配合，偏心轴在铰接座内旋转时，变压比座上的第三铰接轴与活塞运动中心线L之间的距离会随之改变。所述偏心轴的一端穿出功率传输装置的壳体并设有调整方柱。变压比座一侧通过弹簧与弹簧座连接，变压比座与弹簧相对的一侧设置限位座。
[0010]所述弹簧座包括安装在传输装置壳体上的扣盖，扣盖内配合安装有调节压板，弹簧位于调节压板和变压比座之间，调节压板上安装有调节螺杆，所述调节螺杆穿出扣盖的上端，扣盖内周设有与调节螺杆相配合的螺纹，转动调节螺杆能调整弹簧对变压比座的预紧压力。所述变压比座靠近限位座的一端设有相互垂直的挡板和导向板，其中挡板位于限位座上侧和弹簧底部之间，导向板位于限位座一侧和功率传输装置壳体之间。限位座靠近变压比座一侧设置弹性缓冲垫。
[0011]本技术的积极效果在于：一方面通过多连杆式曲轴负偏置结构提升曲轴的无量纲扭矩(力臂系数)，提升发动机的热效率；另一方面通过变压比座和弹性件来限制发动机缸内最高燃烧压力，避免发动机缸内压力超过设定的安全压力，使发动机在低负荷工况时保持较高的压缩比，进一步提升发动机的热效率；负荷突然增大时，变压比座和弹性件瞬间吸收并储存缸内过高的压力，防止缸内产生爆震，并在缸内压力下降后主动释放储存的压力，转化为动能为活塞下行助力，从而更进一步提升发动机的热效率；与此前活塞式的稳压储能技术相比，本技术不需设置密封件来储能，并且稳压储能部件位于缸体外部，远离燃料燃烧的高温区域，因此有效降低了对材料强度和加工精密程度的要求，成本相对低廉，并且不需拆卸发动机缸体进行维护；基础压缩比可调，使发动机符合不同类别或规格的燃料燃烧特性，在常用燃料得不到及时补充时，可通过改变发动机的基础压缩比来更换燃料继续工作等。
附图说明
[0012]图1是本技术结构示意图之一，图中所示为变压比座与限位座接触、第四铰接轴相对偏心轴向下偏移且活塞达到上止点的状态；
[0013]图2是本技术结构示意图之二，图中所示为变压比座离开限位座、第四铰接轴相对偏心轴向下偏移且活塞达到上止点的状态；
[0014]图3是本技术力臂系数曲线图，图中实线表示变压比座与限位座接触时的力臂系数曲线，虚线为变压比座瞬间离开限位座时的力臂系数曲线；
[0015]图4是本技术结构示意图之三，图中所示为变压比座与限位座接触、第四铰接轴相对偏心轴向上偏移且活塞达到上止点的状态；
[0016]图5是采用本技术所述多连杆式功率传输装置的单缸发动机的结构示意图之一；
[0017]图6是采用本技术所述多连杆式功率传输装置的单缸发动机的结构示意图之二；
[0018]图7是图6的右视结构示意图；
[0019]图8是图6的后视结构示意图；
[0020]图9是图6所示采用本技术所述多连杆式功率传输装置的单缸发动机的内部结构示意图；
[0021]图10是图9所示结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.压缩比可调节的稳压发动机，包括活塞(1)，其特征在于：活塞(1)通过活塞销(2)与上连杆(3)的一端连接，上连杆(3)的另一端通过第一铰接轴(4)分别与下连杆(5)和摇杆(9)的一端铰接，下连杆(5)的另一端通过曲柄销(6)与曲轴(7)的曲柄连接，曲轴(7)设置在活塞运动中心线L的一侧；摇杆(9)的另一端通过第三铰接轴(10)与变压比座(11)铰接；第三铰接轴(10)和曲轴(7)位于活塞运动中心线L的同侧；所述变压比座(11)一端通过位置调整装置与发动机的壳体连接，位置调整装置能够调节变压比座(11)的位置，从而对第三铰接轴(10)与活塞运动中心线L之间的距离进行调节；变压比座(11)另一端与弹性件和限位座(13)接触，弹性件通过弹性压力或拉力使变压比座(11)紧靠在限位座(13)上，当变压比座(11)克服弹性件的弹性压力或拉力离开限位座(13)时，变压比座(11)上的第三铰接轴(10)与活塞运动中心线L之间的距离会缩短活塞(1)压缩行程中，曲柄销(6)离活塞运动中心线L较近、活塞(1)做功行程中，曲柄销(6)离活塞运动中心线L较远；活塞(1)压缩行程中，曲轴(7)的曲柄转过的角度大于活塞(1)做功行程时曲轴(7)的曲柄转过的角度。2.根据权利要求1所述的压缩比可调节的稳压发动机，其特征在于：所述位置调整装置包括设置在变压比座(11)一端的第四铰接轴(14)，第四铰接轴(14)上偏心设置有偏心轴(18)，偏心轴(18)与发动机壳体上的铰接座(15...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉川，张钰霄，张佰力，
申请(专利权)人：山东百力擎节能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：