实用的内燃机可变压缩比（VCR）技术方案，谁来支持“中国创造”成为现实？

iVCR

有许多案例，别人研究了许久都未成功，可能就只是某一个小门槛没有越过，当某天有其他人换个角度想出一个点子，没准就成功了。这都是众人智慧的结晶。

不曾想过我就是圣人，我一人的想法就是直接给出成功的答案。我只希望能成为“众人”之一，为成功之路上某一个环节贡献我的一点智慧。还有许多环节，等着你的、他的智慧一起来，最重要的是实验，这不是一个人或几个人就能够完成的。

iVCR

内燃机实现可变压缩比（VCR）一直是各大汽车厂家和设计师们的梦想。内燃机尤其是汽油机在高、低负荷下的最优压缩比差异很大，VCR则为这一矛盾提供了解决方案。另外，VCR也是当今内燃机最前沿概念——均质压燃（HCCI）技术实现产品化的一个最可靠的技术伴侣。

纵观各大汽车厂和研究机构已公布的各种VCR技术方案，思路可谓五花八门，各有优缺点，但真正具有产品化潜力的方案凤毛麟角，大多都只是停留在实验室或者概念模型上而已。目前宣传得最响的萨博（SAAB）方案，整个缸盖、缸套和进排气系统一起活动，真不敢相信如此笨拙的方案也能产品化。

我本人有个VCR方案设想（已获得发明专利，专利号2007100853790），自认为构思非常巧妙、结构简单且容易实施。但这毕竟只是一个想法，要成为一个产品，还有很长的路要走。曾设法向国内几个自主品牌汽车厂研发机构推荐过，但均未引起这些“专家”们进行深入研究的兴趣。

特将我的方案公布于此（请见附件），愿与专家们展开技术讨论（小的技术问题请不要费神，一定会在研发中解决的，这里烦请指出你所认为的重大缺陷）。同时，还希望遇到伯乐，或是指点迷津去哪找伯乐，让“中国创造”成为现实。谢谢！
一种简单的变压缩比（VCR）方法.pdf (235.29 KB, 下载次数: 98)

19-6-2011 22:20 上传

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yucocoyu

简单看了下lz的文档，小弟不才，有些疑问想问问lz：
1、楔形块+活塞销+活塞销内部弹簧+连杆这几个件怎么装配上去？
2、想问问lz怎么建立活塞销内的高压油？先不考虑高压泵以及油孔布置（要保证节流损失一致方便控制）的问题，考虑到中间的油道经过了很多轴瓦，轴瓦的侧漏有可能会使高油压建立不起来，还有楔形块和活塞销配合处也需要密封。
3、活塞刚度是不是可能有问题？首先是活塞结构上裙部更容易变形，楔形块的挤压很有可能是先造成裙部向外扭曲（这个需要有限元下比较好），造成拉缸。其次因为用油压推挤就能产生变形，那么发动机燃烧的压力波是否会造成活塞在不停振动？
4、油压动态响应的问题。由于工况变化以及往复惯性力的存在，这里达到需要的油压不仅需要个好泵，而且在控制策略上也有需要解决的问题吧？

小弟本科还没毕业，有什么低级错误的地方希望lz见谅指正。

随谈

可变活塞是不可能实现可变压缩比的，原因是液压控制可变活塞将使得不同汽缸的活塞上止点同步性不稳，当今可变活塞实现的可变压缩比的发动机只能装机到玩命颠簸的老美的TANK，以你对发动机的如此肤浅的知识还想拿下可变压缩比就象农民躺到柴堆上的幻梦

另外当今世界公开的可变压缩比发动机技术没有半项能够合理到普及装机的，包括著名的MCE5  VCR和 svc可变压缩比实验样机

以及可变压缩比发动机已经由曲轴偏心支撑机制得到完全解决，该技术下半年6月后由专利局向世界公布，我向敢于向人类顶级技术难题（连续可变气门升程，可变压缩比发动机）挑战的设计师鼓掌。

mfs

  液压控制活塞移动位置方法在上个世纪美国的坦克柴油发动机上有过应用，技术还不成熟。

  看了你的构思还是很有创意，要想实施在国内是很难的，发动机的设计是一个消耗资金很大周期很长的研发项目，国内自己能设计发动机的厂家寥寥无哪有能力去搞VCR这种不成熟的技术，要想实施你的构想只能自己做出样机，看你的结构图样机的制造难度很大，还需继续努力完善各系统之间的关系，比如液压，密封，活塞结构（活塞结构的改变将改变传统活塞的热平衡和受力分布）等之间的配合关系。
  
活塞的重新设计设计很多如冷却，润滑，传热，震动等等，难度可想而知不是你自己能完成的工作，付出会有回报的努力吧。

iVCR

感谢各位热心同仁们的中肯意见。我大致回复一下大家考虑到的几个问题：
1）装配。我的材料上只是一个示意图，实际设计时会增加一些工艺性措施（如弹簧不是勾在里面，而是穿出来用螺栓固定住，等等），方法很多，不用担心。而且，实际应用中，滑块还需要加工成微鼓形，以适应过定位和公差问题。
2）油压与泄露。经测算，在高压缩比时（此时对应较低负荷），需要使滑块稳稳保持在被推出的位置上，大致需要20~30bar压力。控制中将设置为2级压力，低压为正常机油压力，保证润滑需要，该压力推不开滑块。高压是通过一个附加机油泵增压到20~30bar实现，在高压下，机油泄露增加，但毕竟泄露部分都将通过摩擦副，增加摩擦副油膜厚度，间接降低了摩擦功，这点泄露损失不算什么。
3）活塞稳定性。这个设计采用两级式压缩比，只要匹配好合适的弹簧预紧力和机油压力与活塞惯性力和爆发压力之间的关系，除了变压缩比过程以外，滑块将在活塞销轴向上被强制定位，稳定性应可解决。
4）各缸均匀性。这需要靠加工精度或者配组的方式来解决各缸均匀性。也不是什么大问题。
5）热平衡和受力。不是什么否决项，但需要活塞专业厂家参与研发。
6）其它变活塞方案对比。随谈和mfs朋友都提到的美国坦克层用到的液力活塞变压缩比方案，具有内、外活塞在汽缸轴向上形成液压缸结构，液力直接承受爆发力，嵌套的活塞大幅增加重量。我个人认为，我的方案在这方面有根本改善。

除了这些，我还收到过一些其它的专家们提出的意见，但我看还没有哪个是重大的不可逾越的缺陷，只要投入研究和实验，都能找到合适的解决办法。哪项重要的科技进步不是通过不懈研究，不断改进最后才能成为一个实用产品的。

哎，要想验证其价值，工程浩大，靠个人几乎是不可能实现的。有多少民间好点子，因没人支持而找不到出路。我的伯乐在哪呢？

友情期望，请勿发表人身攻击言论，无论你有多高的水平，希望你是一个有修养的人。谢谢！

随谈

要是汽缸压缩比都不稳定还谈个啥发动机

随谈

可变活塞的最早专利GB480768A(1936年)过时的即是蒸汽机

随谈

设计是好事啊要搜集人类已有的财富避免空叹

iVCR

随谈 发表于 23-6-2011 15:42
回复 iVCR 的帖子

此类不可能实现的垃圾技术那别要了，液压远距离控制只能对单汽缸的（即使如此压缩比还是 ...

对于这位叫“随谈”的朋友，我看了所有你发表的言论，除了无语，还是无语。你太肤浅了，略知皮毛不是你的错，装大牌也罢，动不动就攻击别人的想法是垃圾就让人难以接受了。这里是交流的平台，别人也不是你的学生或子女，也不求你帮忙，拜托不要摆出一副唯我独尊的架势，你不尊重别人，也没人会尊重你。这是做人的道理。除了技术讨论，希望与你免战！

回归你的技术观点：
液压远距离控制只能对单汽缸的（即使如此压缩比还是液压远距离控制只能对单汽缸的（即使如此压缩比还是不可知不能控的）多汽缸要是同步即违反科学。

我的方案中，液力变压缩比是发生在活塞惯性力交变的过程中（这个时候滑块推出或拉进需要的力量最小），只要液力发生改变（即发出动作指令），各汽缸的滑块都同时进入变压缩比的准备状态，曲轴转角进入活塞惯性力交变范围，滑块就会自然一个缸接着一个缸动作，各缸不同步的过程也就是曲轴转一圈（最理想）或数圈内。

你说“压缩比不可知”还是有道理的，物理上，压缩比状态是开环的，不过通过软件识别爆震传感器信号还是可以实现准闭环控制。即便就是开环，也可以让这一技术成为实用技术。

再说液力控制活塞变压缩比的方案也很多，控制问题不是这些方案的关键问题。致命的缺陷是活塞重量增加太多、液力损失（液力直接承受爆发力）过多。我的方案基本没有改变传统活塞结构，增加的重量不多，而且呈现给大家的只是一个示意图，还有一些多余的“肉”可以瘦身的。活塞变压缩比的致命缺陷变得不再致命，实用性就显现出来了。

随谈

回复 iVCR 的帖子

此类不可能实现的垃圾技术那别要了，液压远距离控制只能对单汽缸的（即使如此压缩比还是不可知不能控的）多汽缸要是同步即违反科学

xufuzhong

纯属理论的东西，得到实践还需要大量时间的！

iVCR

孔凡 发表于 24-6-2011 10:35
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发动机常识的燃烧时最大压强上百个公斤力，知道了你就要闭嘴受到那么大液压即使0.0001 ...

又一个不加思索就骂人的“专家”！就技术问题陈述一下我的意见：

1）需要高压缩比时，滑块才需要由液力推出去，这时工况为低速低负荷，爆压怎么会有上百公斤力！爆压很高时进入低压缩比状态，这时滑块收回来，由机械力定位住，多高爆压也不成问题。

2）一般要变压缩比，活塞在汽缸轴线上移动2mm左右就够了，而楔形滑块可以滑动超过10mm，楔形角度才10来度，液力受力方向的分力估计有30bar左右就够了，最坏情况决对不会超过60bar（取决于将高压缩比用于多大的爆压范围，这需要实验确定）。

3）如果你对那些研究过液力活塞式变压缩比的专业厂家（如福特、戴姆勒、丰田等）的技术方案有所了解，你恐怕就不会随便叫别人闭嘴了。照你的理论，人家都是白痴。给篇SAE论文大家学习一下。
VCR_Solutions.PDF (227.85 KB, 下载次数: 38)

24-6-2011 22:09 上传

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4）还有，在专利实质审查中，审查员查出人家日本MAZDA已经申请了类似专利，认为我的专利方案不具授予条件，经过据理力争才接受我的方案具备新颖性、实用性和创造性条件并授予发明专利的。在那之前，本人见识有限，根本不知道MAZDA这个方案的存在，说老实话，我的方案与它的方案确实有异曲同工之妙，但我的方案从结构上克服了他的“实用性”根本缺陷，希望不会像它的方案一样死掉。
VCR_JP1989-247744_MAZDA.TIF (350.89 KB, 下载次数: 60)

24-6-2011 22:10 上传

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看完了这两篇介绍，希望大伙能够给我一点更站得住脚的意见与建议。也请少骂两句，以免影响其他人的注意力，你没兴趣就闪，我只想做技术交流、寻找伯乐，不想与人对骂，没意思。谢谢！

iVCR

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非常感谢mfs在15楼的回复。我同意你关于弹簧力的专业意见，这确实是一个可能的致命点。我没有也不会做CAE分析，所以只能定性地寻找几个让弹簧问题不要成为致命缺点的支持论点：
1）弹簧需要的拉力与爆发压力完全无关，弹簧的作用是避免吸气冲程活塞销拉着活塞下行时（此时活塞销上承受的力的方向是朝上的）楔形滑块自行推出去的趋势；
2）液力只需要应对高压缩比（此时只有中小负荷）下的爆发压力，按我的核算，液力只需30bar左右（最高60bar），这个压力还不算太高；
3）液力确实会是波动的，但汽缸压力与活塞惯性力的合力也是交变的，通过油路的优化匹配，尽量使液力波动的峰值发生在燃烧爆发力最大的曲轴转角，其它转角下，液力受油路、泄露等影响变低一点波动也无大碍。

万一这个问题仍然致命，还可以考虑采用伺服阀（小阀控制大阀）的方式来解决，不过也许要增加活塞总体重量。

再次感谢mfs朋友的专业见解！建议版主为其加分。

另外，有哪为能帮我做这个CAE分析啊？我愿意付费，有意的请到我的主页里给我留言进一步沟通。借机骗钱的休想得逞。

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