本發(fā)明涉及汽油發(fā)動機(jī)，特別是指一種可以根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)載和轉(zhuǎn)速控制發(fā)動機(jī)中油容量的方法。

背景技術(shù)：

發(fā)動機(jī)的壓縮比是指做功活塞在汽缸內(nèi)的行程與燃燒室的比例，壓縮比越高，燃燒效率越好。但是壓縮比越高，發(fā)動機(jī)的爆震越高，汽缸、活塞越容易敲缸而磨損。尤其是在高負(fù)載情況下，發(fā)動機(jī)的動力反而出現(xiàn)下降。

隨著汽油的標(biāo)號越做越高，辛烷值的提高就是為了降低因壓縮比高而產(chǎn)生的爆震，但是，其效果有限，其壓縮比以馬自達(dá)的創(chuàng)馳藍(lán)天技術(shù)的發(fā)動機(jī)其壓縮比也只能控制在13:1，當(dāng)然同等發(fā)動機(jī)因地域汽油的提煉和制作工藝也導(dǎo)致創(chuàng)馳藍(lán)天技術(shù)的發(fā)動機(jī)供給歐盟國家的壓縮比提高到14:1的高壓縮值。

而現(xiàn)有為了防止爆震的加劇，通常的做法是在缸頭處安裝爆震傳感器，當(dāng)CPU檢測到發(fā)動機(jī)產(chǎn)生爆震后，通過修正點(diǎn)火時間來降低爆震的繼續(xù)，然而，爆震已經(jīng)是發(fā)生，現(xiàn)有的手段只是把它控制防止加劇。

經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，可變壓縮的專利授權(quán)量最多的為發(fā)明人：維亞內(nèi)·拉比的電磁閥、螺桿、凸輪等20來件的相關(guān)申請；以及日產(chǎn)自動車的10幾件相關(guān)申請尤其涉及改變做功活塞的上行位置；和豐田自動車的50幾件相關(guān)申請尤其涉及改變膨脹比來減少燃油消耗；福特環(huán)球技術(shù)公司的2件發(fā)明授權(quán)主要是以改變連桿長度來實(shí)現(xiàn)壓縮比的變化，雖然在這么多的專利中，該專利的最為簡單，成本也是最低，但是，這樣的設(shè)置連桿的受力將是最大的考驗(yàn)，并且壓縮比的變化是受溫度的變化而變化，實(shí)用性不高；而本田公司的6件相關(guān)申請也因?qū)嵱眯曰蚱渌蚨艞壋钟袡?quán)；奇瑞公司的3件相關(guān)專利，其中活塞頭部的位置來實(shí)現(xiàn)壓縮比的變化也是比較實(shí)用，但是，活塞重量的增加將使慣性力增加，致使動力下降和油耗上升；吉利的2件發(fā)明授權(quán)與日產(chǎn)改變連桿帶動活塞的位置有著異曲同工之妙。

以上現(xiàn)有技術(shù)中壓縮比是隨著轉(zhuǎn)速和溫度的變化而變化，而不能隨負(fù)載變化而變化，因而，迫切需要一種能夠隨著發(fā)動機(jī)的不同負(fù)載和不同轉(zhuǎn)速的工況下自動調(diào)節(jié)壓縮比，并根據(jù)油門踏板或油門轉(zhuǎn)把的瞬間加大對壓縮比進(jìn)行降低和對點(diǎn)火時間進(jìn)行退后，以滿足發(fā)動機(jī)的效能最大化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種用于控制發(fā)動機(jī)中油容量的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不同發(fā)動機(jī)負(fù)荷的統(tǒng)一壓縮比問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種用于控制發(fā)動機(jī)中油容量的方法，包含：基于發(fā)動機(jī)的不同轉(zhuǎn)速而調(diào)節(jié)供應(yīng)至儲存于汽缸頭與可變壓縮活塞之間的液壓腔內(nèi)的油,調(diào)節(jié)供應(yīng)至所述液壓腔增加油容量將促使可變壓縮活塞伸出或調(diào)節(jié)供應(yīng)至所述液壓腔減少油容量將促使可變壓縮活塞縮回,進(jìn)一步地所述可變壓縮活塞的伸出或縮回距離受油容量的增加而增加以及減少而減少。進(jìn)而有效延長搖臂、凸輪軸、時規(guī)鏈的使用壽命。

進(jìn)一步地，調(diào)節(jié)供應(yīng)至所述液壓腔內(nèi)的油包括基于發(fā)動機(jī)的加速而增加油容量或基于發(fā)動機(jī)的減速而減少油容量。

進(jìn)一步地，調(diào)節(jié)供應(yīng)至所述液壓腔內(nèi)的油包括基于發(fā)動機(jī)的負(fù)載增加而減少油容量或基于發(fā)動機(jī)負(fù)載減少而增加油容量。

其中，所述發(fā)動機(jī)的負(fù)載增加或減少調(diào)節(jié)至所述發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火參數(shù)。

進(jìn)一步地，所述發(fā)動機(jī)負(fù)載瞬間過大時，點(diǎn)火時間由當(dāng)前點(diǎn)火時間退后一定的時間。

進(jìn)一步地，所述發(fā)動機(jī)負(fù)載逐漸變低時，所述點(diǎn)火時間逐漸提前，并逐漸恢復(fù)到當(dāng)前點(diǎn)火時間。

進(jìn)一步地，所述點(diǎn)火時間的調(diào)節(jié)，是基于油門位置與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的比例。

有益效果：

1. 解決了現(xiàn)有技術(shù)中壓縮比不能隨負(fù)載變化而變化。

2. 壓縮比和點(diǎn)火時間同步工作，將爆震控制在發(fā)生之前而不是發(fā)生后的防止加劇。

3. 提高時規(guī)鏈、凸輪軸、搖臂和汽缸、做功活塞的使用壽命，尤其是減少搖臂與凸輪軸接觸面的抖動磨損，以及，做功活塞裙部的震蕩磨損導(dǎo)致支撐力不平衡，致使活塞環(huán)異常磨損機(jī)油上串而燒機(jī)油。

4. 延長蓄電池和啟動馬達(dá)的使用壽命。

5. 提高低速扭力，增加中高速功率，并降低燃油消耗。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的可變壓縮活塞縮回時的處于停機(jī)或啟動狀態(tài)的超低壓縮比示意圖。

圖2為本發(fā)明的可變壓縮活塞伸出時的怠速狀態(tài)低壓縮比示意圖。

圖3為本發(fā)明的可變壓縮活塞伸出時的高壓縮比示意圖。

圖4為本發(fā)明的控制示意圖。

圖5一種可變壓縮比的汽缸頭。

圖6一種可變壓縮比的活塞。

圖7為密封環(huán)的疊合示意圖。

圖8為進(jìn)氣氣流經(jīng)掃氣孔的示意圖。

附圖符號說明：

100----汽缸頭

110--- 燃燒室

120--- 汽缸結(jié)合面

130----滑孔

200----氣門

300----可變壓縮活塞

310----掃氣孔

400----密封環(huán)

410----滑槽

500----進(jìn)油嘴

510----液壓腔

520----泄流嘴

530----泄壓閥

600----止位座

700----平衡桿

800----銷軸

810----通孔

900----支撐柱。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

一種用于控制發(fā)動機(jī)中油容量的方法，包含：基于發(fā)動機(jī)的不同轉(zhuǎn)速而調(diào)節(jié)供應(yīng)至儲存于汽缸頭與可變壓縮活塞之間的液壓腔內(nèi)的油,調(diào)節(jié)供應(yīng)至所述液壓腔增加油容量將促使可變壓縮活塞伸出或調(diào)節(jié)供應(yīng)至所述液壓腔減少油容量將促使可變壓縮活塞縮回,進(jìn)一步地所述可變壓縮活塞的伸出或縮回距離受油容量的增加而增加以及減少而減少，所述可變壓縮活塞的伸出或縮回將實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)壓縮比的變化。從而，有效延長搖臂、凸輪軸、時規(guī)鏈的使用壽命。

其中，所述最大壓縮比超過20。壓縮比的變化，比如說6~20的壓縮比，則做功活塞在汽缸的行程與燃燒室的容積比例為6:1，尤其涉及在發(fā)動機(jī)的啟動瞬間，壓縮比低于正常工作的7.8:1以下時，啟動馬達(dá)的啟動負(fù)載將隨之降低最少30%以上，也就是對瞬間工作的啟動電流的降低，啟動馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)后，其需要的啟動電流已經(jīng)下降，只要借助低電流就能保證啟動馬達(dá)的正常旋轉(zhuǎn)便能實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的啟動轉(zhuǎn)速的要求，對蓄電池的啟動容量和電壓的要求也不會那么苛刻，這樣更有利于延長蓄電池和啟動馬達(dá)的使用壽命。

進(jìn)一步地，當(dāng)發(fā)動機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時，所述壓縮比低，也就是說，啟動馬達(dá)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后發(fā)動機(jī)的第一要求就是將壓縮比調(diào)節(jié)至7.8:1~8:1的范圍內(nèi)，以滿足發(fā)動機(jī)工作的正常壓縮比值。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述發(fā)動機(jī)速度越高，則所述壓縮比越高，也就是說，隨著油門開度的增加，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速在不斷的增加，則，發(fā)動機(jī)的另一要求就是將壓縮比從7.8:1調(diào)節(jié)至20:1甚至更高的范圍內(nèi)，以滿足發(fā)動機(jī)最高轉(zhuǎn)速工作的高壓縮比值。在這當(dāng)中，隨著油門在怠速狀態(tài)和高速狀態(tài)的不斷變化，發(fā)動機(jī)的再一要求就是將壓縮比從7.8:1到20:1甚至更高的范圍之間內(nèi)變化，以滿足不同轉(zhuǎn)速對不同壓縮比的需求。

如圖1、2、3所示，其中，所述壓縮動作開始正時改變機(jī)構(gòu)包括能夠控制可變壓縮活塞300伸縮的機(jī)構(gòu)?？勺儔嚎s活塞300的直徑越大，N伸出值越小，可變壓縮活塞300的直徑越小，N伸出值越大。所述可變壓縮活塞300的周邊開有至少一個環(huán)槽410和一從內(nèi)面凸出一支撐柱900，支撐柱900設(shè)計有通孔810，所述通孔用于銷軸800的插入并連接平衡桿700，所述平衡桿700插入汽缸頭100內(nèi)與止位座600連接，所述平衡桿700起到對可變壓縮活塞300與汽缸頭100運(yùn)動時的相互垂直作用，防止可變壓縮活塞300受燃燒室110爆燃的壓炸力引起的可變壓縮活塞300傾斜。所述可變壓縮活塞300安裝在汽缸頭100燃燒室110的位置，所述可變壓縮活塞300與汽缸頭100之間所形成的空腔叫做液壓腔510，所述液壓腔510與一進(jìn)油嘴500和一泄油嘴520連接，所述進(jìn)油嘴500經(jīng)油管與一電子油泵連接，所述電子油泵的工作油直接來自于發(fā)動機(jī)的潤滑油，電子油泵的工作受車載ECU的控制而工作，所述進(jìn)油嘴510向所述液壓腔510用于潤滑油的注入來實(shí)現(xiàn)可變壓縮活塞300的伸出值，其中，泄壓閥530與泄流嘴520連接，可變壓縮活塞300的縮回是泄壓閥530受車載ECU的控制開啟，液壓腔510的潤滑油經(jīng)泄流嘴520經(jīng)泄壓閥530回流至發(fā)動機(jī)內(nèi)，可變壓縮活塞300受做功活塞的壓縮汽體的推回而收縮，這樣的設(shè)計可以免去復(fù)位彈簧而實(shí)現(xiàn)壓縮活塞的回縮?？勺儔嚎s活塞300伸出后，液壓腔510的壓力受電子油泵的轉(zhuǎn)子密封而保持。所述環(huán)槽用于安裝密封環(huán)400，所述密封環(huán)400有兩大特點(diǎn)：第一，防止燃燒室110的氣體上串跑到液壓腔510內(nèi)，第二，防止液壓腔510內(nèi)潤滑油被吸入燃燒室110參與燃燒引起燒機(jī)油，第三，將燃燒室的熱量經(jīng)汽缸頭快速的傳遞出去。在這當(dāng)中將電子油泵的進(jìn)油孔設(shè)計比原發(fā)動機(jī)機(jī)油泵的進(jìn)油孔高，這樣的設(shè)計可以優(yōu)化潤滑系統(tǒng)的保護(hù)，當(dāng)發(fā)動機(jī)的潤滑油消耗一定量的時候，因?yàn)殡娮佑捅玫倪M(jìn)油孔比機(jī)油泵的進(jìn)油孔高，在保證發(fā)動機(jī)的潤滑條件下電子油泵受油量的減少而無法正常工作，此時的液壓腔因沒有油迫使可變壓縮活塞退回原位導(dǎo)致壓縮比降低實(shí)現(xiàn)降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和動力，提前防患發(fā)動機(jī)因失油導(dǎo)致的發(fā)動機(jī)異常磨損。

圖4進(jìn)一步地表明出可變壓縮與點(diǎn)火受油門和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化，所述壓縮比低時，所述可變壓縮活塞300沿汽缸頭100方向縮回，發(fā)動機(jī)負(fù)載瞬間過大時，所述壓縮比低，所述負(fù)載瞬間過大的判斷是基于油門踏板或油門轉(zhuǎn)把的瞬間加大變化，所述油門位置1大于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速1時（所述油門位置1與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速1，其中的1是油門信號與轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)換成車載ECU識別的符號值，以實(shí)現(xiàn)車載ECU對油門位置和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的對比，這里的油門位置可以是10，而發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速是3，表明油門加的比較大，而發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速相對不是很高，兩者的落差比較大，此時，車載ECU將對可變壓縮活塞的縮回調(diào)節(jié)至3，可變壓縮活塞的位置是基于位置傳感器的阻值變化的單位所給出的車載ECU的判斷，位置傳感器安裝在汽缸頭100與可變壓縮活塞300之間或者安裝在平衡桿700上用來檢測平衡桿的升降高度來判斷可變壓縮活塞的伸出值。也就是說，油門位置、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和可變壓縮活塞的壓縮值三者的關(guān)系是以數(shù)字的其分和比例得以實(shí)現(xiàn)），或者當(dāng)油門位置1不變而處于坡道時，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速1降低小于油門位置1時，可變壓縮活塞300縮回汽缸頭100內(nèi)以降低壓縮比值，增加發(fā)動機(jī)動力。其中所述壓縮比高時，如圖3所示，所述可變壓縮活塞300沿汽缸方向伸出，隨著所述發(fā)動機(jī)負(fù)載逐漸變低，所述壓縮比逐漸增大，所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸上升至1與油門位置1一致時，所述可變壓縮活塞300伸出汽缸頭100往汽缸結(jié)合面120移動減少燃燒室110的空間實(shí)現(xiàn)提高壓縮比以達(dá)到降低燃料增加功率的作用。

其中，所述發(fā)動機(jī)負(fù)載瞬間過大時，點(diǎn)火時間由當(dāng)前點(diǎn)火時間退后一定的時間。所述發(fā)動機(jī)負(fù)載瞬間過大時，所述負(fù)載瞬間過大的判斷是基于油門踏板或油門轉(zhuǎn)把的瞬間加大變化，所述油門位置1大于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速1時，或者當(dāng)油門位置不變而處于坡道時，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速1降低小于油門位置1時，車載ECU調(diào)節(jié)點(diǎn)火線圈的點(diǎn)火時間使之當(dāng)前的狀態(tài)下退后點(diǎn)火，也就是推遲點(diǎn)火，防止發(fā)動機(jī)產(chǎn)生爆震，增加發(fā)動機(jī)動力。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述發(fā)動機(jī)負(fù)載逐漸變低時，所述點(diǎn)火時間逐漸提前，并逐漸恢復(fù)到當(dāng)前點(diǎn)火時間。隨著所述發(fā)動機(jī)負(fù)載逐漸變低，所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸上升至1與油門位置1一致時，車載ECU調(diào)節(jié)點(diǎn)火線圈的點(diǎn)火時間使之在當(dāng)前的狀態(tài)下提前點(diǎn)火，以實(shí)現(xiàn)增加發(fā)動機(jī)功率。進(jìn)一步地，所述點(diǎn)火時間的調(diào)節(jié)，是基于油門位置與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的比例。而原有基于爆震的檢測必然是在產(chǎn)生以后，因而，有必要在油門位置的變化是先于爆震的設(shè)定，這樣有利于延長凸輪軸、搖臂、時規(guī)鏈和汽缸、活塞的使用壽命。

如圖5所示，一種可變壓縮比的汽缸頭，所述汽缸頭100包括一液壓腔510，所述液壓腔510與一進(jìn)油嘴500和一泄流嘴520連接，所述汽缸頭100上開有一滑孔130，所述滑孔用于平衡桿的插入，實(shí)現(xiàn)可變壓縮活塞與汽缸頭的運(yùn)動軌道的平衡。所述液壓腔靠近燃燒室110的位置用于安裝可變壓縮活塞，也就是說可變壓縮活塞安裝進(jìn)汽缸頭后，可變壓縮活塞與汽缸頭之間的空腔就是液壓腔。

如圖6所示，一種可變壓縮活塞300，所述可變壓縮活塞300的狐面與汽缸頭100的燃燒室110的狐面呈弧形，所述可變壓縮活塞300的狐面構(gòu)成第二燃燒室，所述第二燃燒室與汽缸頭100的燃燒室110共同做功。所述可變壓縮活塞300的周邊開有至少一個環(huán)槽410和一從內(nèi)面凸出一支撐柱900，支撐柱900設(shè)計有通孔810，所述第二燃燒室的狐面至少兩邊開有通至進(jìn)氣門側(cè)和排氣門側(cè)的掃氣孔310，所述兩邊是指進(jìn)氣門和排氣門與第二燃燒室相對應(yīng)的位置。尤其是在啟動狀態(tài)下，如圖1所示，所述可變壓縮活塞300在燃燒室的狐面低于燃燒室110與所述所述可變壓縮活塞300的結(jié)合面，也就是說，所述可變壓縮活塞300縮于汽缸頭100內(nèi)，這樣的設(shè)計非常利于啟動時，在做功活塞的推動下，可燃混合氣被集結(jié)在所述可變壓縮活塞300的狐面內(nèi)，即第二燃燒室內(nèi)，提高第二燃燒室的混合比濃度，使冷機(jī)更好啟動。而在發(fā)動機(jī)啟動后的怠速狀態(tài)下，如圖2 所示，所述可變壓縮活塞300的第二燃燒室的狐面與燃燒室110結(jié)合面平衡，所述可變壓縮活塞300的第二燃燒室狐面與汽缸頭100的燃燒室110的狐面呈弧形，在這種狀態(tài)下，可燃混合氣沿燃燒室也可形成一個球面或錐面，使可燃混合氣的推動性更平穩(wěn)，利于怠速的穩(wěn)定性。如圖6、8所示，所述掃氣孔310當(dāng)所述可變壓縮活塞300在伸出燃燒室的狐面的時候，在中高速做功活塞下行時，進(jìn)氣門200打開，氣體經(jīng)掃氣孔310進(jìn)入所述可變壓縮活塞300的第二燃燒室內(nèi)，再經(jīng)掃氣孔310進(jìn)入排氣門側(cè)，使燃燒室和第二燃燒室內(nèi)的混合氣較為均衡，并當(dāng)在排氣門打開時，做功活塞上行將殘留氣體從掃氣孔推向排氣門，使第二燃燒室內(nèi)更加干凈為下次儲存新鮮混合氣做準(zhǔn)備，從而提高中高速的功率和節(jié)省燃油。環(huán)槽410用于安裝密封環(huán)400，所述密封環(huán)400的開口優(yōu)選梯形口或W形口，當(dāng)密封環(huán)裝入汽缸頭100后，密封環(huán)400的開口在上述梯形或W形的設(shè)計下成密封狀態(tài)，密封后的疊合口不會產(chǎn)生垂直縫隙口，可有效減少液壓腔510內(nèi)潤滑油經(jīng)密封環(huán)400的消耗，如圖7所示。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。