[发明专利]可变压缩比发动机

说明书

一种内燃发动机，包括限定气缸孔的发动机缸体和可滑动地支撑在气缸孔内的活塞。活塞在整个发动机循环中在气缸孔内往复滑动。曲轴由发动机缸体可旋转地支撑并且可绕曲轴轴线旋转。控制轴由发动机缸体可旋转地支撑并且可绕平行于并远离曲轴轴线的控制轴线旋转。连杆可旋转地连接到曲轴，并且可相对于曲轴绕平行于并远离曲轴轴线的轴线旋转。下连接杆具有可旋转地连接到连杆的第一端，以及可旋转地连接到控制轴的第二端，上连接杆具有可旋转地连接到连杆的第一端和可旋转地连接到活塞的第二端。定相装置由发动机缸体支撑在曲轴和控制轴之间并将曲轴和控制轴互连，且适于选择性地改变控制轴相对于曲轴的转速并改变余隙容积。

技术领域

本公开涉及一种内燃发动机，其具有利用阿特金森循环的优点运行的能力，并且还具有改变发动机的压缩比的能力。

背景技术

以阿特金森循环运行的内燃发动机是众所周知的。在高负载和高发动机速度以及低负载和低发动机速度条件期间，以阿特金森循环运行的发动机的压缩冲程长度小于膨胀冲程长度。这点可带来燃油经济性的益处。

除了以阿特金森循环运行之外，另外的益处是其能够改变内燃发动机的压缩比。尽管具有这种能力，但相应的技术会增加车辆的成本和重量，并增加对发动机的包装要求。

因此，虽然当前技术达到了其预期目的，但仍需要一种具有以阿特金森循环运行的益处，并且可以选择性地改变发动机的压缩比的新型且改进的内燃发动机。

发明内容

根据本公开的若干方面，一种内燃发动机，包括：发动机缸体，限定汽缸孔；活塞，可滑动地支撑在汽缸孔内；曲轴，由发动机缸体可旋转地支撑并且可绕曲轴轴线旋转；控制轴，由发动机缸体可旋转地支撑并且可绕控制轴线旋转，其中控制轴线平行于并远离曲轴轴线；连杆，可旋转地连接到曲轴并且可相对于曲轴绕平行于并远离曲轴轴线的轴线旋转；下连接杆，具有可旋转地连接到连杆的第一端以及可旋转地连接到控制轴并且可相对控制轴围绕平行于并远离控制轴线的轴线旋转的第二端；上连接杆，具有可旋转地连接到连杆的第一端以及可旋转地连接到活塞的第二端；以及定相装置(phasing device)，由发动机缸体支撑在曲轴和控制轴之间并将曲轴和控制轴互连，并且相对于曲轴转速以一定转速旋转控制轴，并且能选择性地改变控制轴转速与曲轴转速之比。

根据本公开的若干方面，一种内燃发动机，包括限定汽缸孔的发动机缸体、可滑动地支撑在汽缸孔内的活塞，其中，在整个发动机循环中，活塞在汽缸孔内往复滑动，发动机循环包括具有压缩冲程长度的活塞压缩冲程和具有膨胀冲程长度的活塞膨胀冲程。曲轴由发动机缸体可旋转地支撑并且可绕曲轴轴线旋转，并且控制轴由发动机缸体可旋转地支撑并且可绕控制轴线旋转。控制轴线平行并且远离曲轴轴线。连杆可旋转地连接到曲轴，并且可相对于曲轴绕平行于并远离曲轴轴线的轴线旋转。下连接杆具有可旋转地连接到连杆的第一端和可旋转地连接到控制轴的第二端。下连接杆可相对于控制轴绕平行于并远离控制轴线的轴线旋转。上连接杆具有可旋转地连接到连杆的第一端和可旋转地连接到活塞的第二端。定相装置由发动机缸体支撑在曲轴和控制轴之间并将曲轴和控制轴互连，并且可选择性地改变控制轴相对于曲轴的转速，从而改变活塞压缩冲程的压缩冲程长度。

本公开的另一方面，内燃发动机还包括同轴地安装在曲轴上的驱动齿轮和同轴地安装在控制轴上的从动齿轮，并且定相装置包括可绕相位轴线旋转的惰轮轴、同轴地安装在惰轮轴上的变速箱、支撑在变速箱上且与惰轮轴同轴的曲轴齿轮，以及同轴地安装在惰轮轴上且远离曲轴齿轮的控制轴齿轮，其中驱动齿轮与曲轴齿轮啮合并将曲轴的旋转传递至惰轮轴，从动齿轮与控制轴齿轮啮合并将惰轮轴的旋转传递至控制轴。

本公开的另一方面，定相装置包括电动机，该电动机连接至惰轮轴并适于旋转惰轮轴。

本公开的另一方面，变速箱适于当电动机旋转惰轮轴时，允许惰轮轴的转速相对于曲轴齿轮的转速发生改变。

本发明的另一方面，电动机适于引起惰轮轴沿第一方向旋转，其中惰轮轴的转速相对于曲轴齿轮的转速增加，或沿第二方向旋转，其中惰轮轴的转速相对于曲轴齿轮的转速减小。