一种高转换率角度点火发动机的制作方法

本发明涉及一种往复式内燃机动力机械，具体涉及一种可变长度连杆组，在曲轴最佳力矩切角精准点火的高效率内燃机，通用于汽油发动机、柴油发动机、通用动力内燃机及新能源混合动力总成领域。

背景技术：

1、传统往复式内燃机存在固有机械效率瓶颈，是行业长期无法突破的技术痛点

2、1；传统发动机点火设计缺陷

3、传统内燃机固定在曲轴上止点附近点火做功，在上止点这个角度时，活塞的出力方向跟曲轴的切角处于共线的死点位置，曲轴力臂接近为零，燃料爆炸产生的巨大缸内压力，绝大部分直接作用于曲轴的径向载荷，无法转化为旋转扭矩，大量燃料热能转化为曲轴轴承磨损、发动机爆震等无用的热损耗，机械热效率极低。

4、2；结构不可调

5、传统发动机连杆长度固定，点火角度只能在极小范围内微调，无法规避机械几何死点，无法把燃料爆炸动能最大瞬间匹配到曲轴最佳转换切角。

6、3能量浪费严重

7、现有发动机热效率低的核心因素并非燃烧不充分，而是燃料爆炸动能最大瞬间曲轴转化效率极低，当曲轴旋转到最大转换率切角时，活塞的动能已损失大半了，燃油经济性、动力上限、热效率受到机械几何锁死。

8、综上所述，现有固定式连杆、固定上止点点火的内燃机结构，存在力矩利用率低、能量浪费大，热效率低的技术缺陷，亟需结构性创新突破。

技术实现思路

1、为克服现有内燃发动机结构不合理，热效率低的缺陷，本发明提供一种高转换率角度点火发动机，通过可变长度的连杆机构，打破传统发动机的固定几何，主动跳过上止点的死点区域，使得曲轴在最合理的角度承接燃料爆炸的动能，并将它转化成曲轴的旋转机械能。

2、本发明所采用的技术方案是，一种高转换率角度点火发动机，包括缸体总成、活塞总成、可变长度连杆机构、曲轴、配气机构、电控点火喷油系统。

3、核心创新结构与工作逻辑

4、1：采用可变长度的连杆机构，连杆工作长度控制机构可与曲轴采用机械链接，也可使用电控机构，确保精准性与稳定行。

5、2：曲轴带动活塞上行压缩空气到上止点的时候，发动机不点火，曲轴继续下行，同时带动连杆控制机构延长连杆长度，使活塞保持在上止点维持燃烧室的压力，

6、3；当曲轴旋转下行至预设的角度时，锁定连杆长度，发动机点火爆燃，把气缸内燃料爆炸的推力作用在曲轴转换率最高的切角。

7、4：活塞推动曲轴旋转到下止点，连杆控制机构缩短连杆长度，让曲轴顺利上行进行排气和吸气的冲程，如此往复。

8、本发明的有益效果是

9、1：本发明采用了可变长度的连杆机构，从传统发动机的固定几何变为可变几何，发动机可以在曲轴旋转到转换率最高的角度时点火，机械能转化率显著提升，突破传统发动机热效率天花板。

10、2动力更强，能耗更低，全工况在曲轴的最佳力矩角做工，同等喷油量下输出扭矩更大，燃油利用率大幅提升，节能降耗效果显著，更契合国家的能源战略。

11、3：磨损降低，寿命更长，消除曲轴上止点的高温高压低转换冲击荷载，大幅降低轴承径向高压磨损，机身震动，延长发动机的整机使用寿命。

12、4：结构兼容性高，基于传统内燃机架构改良，无需大幅改动缸体，配气机构，改造成本低，落地性极强。

1.一种高转换率角度点火发动机，包括气缸总成、活塞总成、进排气机构、可变长度连杆组、曲轴总成、电控点火喷油系统，所述活塞通过可变长度连杆组与曲轴铰接，其特征在于：所述可变长度连杆组控制端与曲轴机械链接，由曲轴控制连杆延长或缩短的时机，曲轴带动活塞上行压缩空气到上止点时，发动机不点火，曲轴继续旋转下行，曲轴下行同时，可变长度连杆组延长连杆长度，使活塞保持在上止点的位置不动，维持燃烧室的压力，当曲轴旋转下行到高转换率角度，发动机点火做功，燃料爆炸的高压推力全部作用在曲轴的最大力臂区间，活塞推动曲轴下行到下止点，连杆转换成短形态，使发动机顺利进行排气、吸气冲程，曲轴再次带动活塞上行压缩空气到上止点，连杆再次延长，如此往复运动。

2.根据权利要求1所述的高转换率角度点火发动机，其特征在于：所述的可变长度连杆组，由内沟槽凸轮、推杆、上下分段铰接连杆、推杆限位摆臂组成，推杆一端铰接推杆限位摆臂并内嵌于内沟槽凸轮，另外一端铰接于上下分段铰接连杆的铰接处，内沟槽凸轮与曲轴采用链条或齿轮机械链接，驱动推杆控制上下分段铰接连杆在直线状态下的长形态或折线状态下的短形态之间转换，满足发动机在高转换率角度点火的需求。