一种基于无线WIFI的可变升程压缩比活塞技术领域
本发明涉及一种汽车发动机活塞，更确切地说，本发明涉及一种基于无线WIFI的
可变升程压缩比活塞。
背景技术
可变压缩比发动机就是通过控制手段，实时的改变发动机的压缩比，使得发动机
在中低负荷情况下，采用高的压缩比来提高发动机的热效率和燃油经济性；在高负荷的情
况下采用低的压缩比防止爆震的产生。其中一种方式是通过调节活塞的升程来改变发动机
的压缩比。该可变升程压缩比活塞通过步进电机来改变升程，步进电机正转时，活塞升程增
大，发动机压缩比增大，步进电机反转时，活塞升程减小，发动机压缩比减小，步进电机不工
作时，发动机压缩比不变，而这种可变升程压缩比活塞的控制方式目前处于空白状态。步进
电机的控制一般需要有电源线、信号线、地线三根线路，而活塞处于发动机内部，工作过程
中作高速的往返直线运动，驱动活塞的步进电机处于活塞内部，与活塞一起运动，如果采用
普通的线路连接方式，引线至少需要三根线路，一端固定，一端运动，可靠性差，而且如何布
置是一个很大的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是发明一种基于无线WIFI的可变升程压缩比活塞，通
过无线的方式控制发动机活塞升程的改变，达到调节发动机压缩比的目的。这种基于无线
WIFI的可变升程压缩比活塞简化了信号线路，控制方式简单，能够实现发动机压缩比的连
续可变。
为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：
本发明所述的一种基于无线WIFI的可变升程压缩比活塞包括两个无线WIFI模块、
一个控制器、一个驱动器、一个步进电机和一个活塞，其特征在于：
所述的第一块无线WIFI模块和汽车ECU相连，第一块无线WIFI模块位于汽车发动
机曲轴箱内；
所述的第二块无线WIFI模块和控制器相连，第二块无线WIFI模块、控制器、驱动器
和步进电机封装在一起，安装在活塞内套上。
一种基于无线WIFI的可变升程压缩比活塞，其特征在于，所述的第一块无线WIFI
模块接收汽车ECU发出的指令，然后以无线的方式发出信号；第一块无线WIFI模块接收第二
块无线WIFI模块发出的信号，将步进电机自身状态信息反馈给汽车ECU。
一种基于无线WIFI的可变升程压缩比活塞，其特征在于，所述的第二块无线WIFI
模块接收第一块无线WIFI模块的信号，将汽车ECU的指令发送给控制器；同样第二块无线
WIFI模块可以接收控制器反馈的步进电机自身状态信息，以无线的方式发出信号。
一种基于无线WIFI的可变升程压缩比活塞，其特征在于，当发动机需要高压缩比
时，汽车ECU发出增大发动机压缩比的指令，通过第一块无线WIFI模块发出无线信号，第二
块无线WIFI模块接收该信号，控制器读取第二块无线WIFI模块接收到的指令，控制驱动器
驱动步进电机正转，电机转子通过花键轴带动内套转动，内套通过螺纹的连接作用并在活
塞体下部的导向板的约束下带动活塞体上部向上运动，使活塞的升程增大，从而增大发动
机的压缩比；需要低压缩比时，汽车ECU发出减小发动机压缩比的指令，通过第一块无线
WIFI模块发出无线信号，第二块无线WIFI模块接收该信号，控制器读取第二块无线WIFI模
块接收到的指令，控制驱动器驱动步进电机反转，电机转子通过花键轴带动内套转动，内套
通过螺纹的连接作用并在活塞体下部的导向板的约束下带动活塞体上部向下运动，使活塞
升程减小，从而降低发动机的压缩比；当发动机不需要改变压缩比时，汽车ECU不发出指令，
此时步进电机不工作，发动机的压缩比不变。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
本发明所述的基于无线WIFI的可变升程压缩比活塞采用无线通讯方式取代了信
号线，同时第二块无线模块、控制器、驱动器和步进电机封装在一起，安装在活塞内部，电路
负极接到发动机金属机体上，因此简化了供电线路，只需要在曲轴、连杆和活塞上布置一条
石墨供电线路即可；在发动机高速运转的活塞上采用无线通信方式比采用有线控制更加可
靠。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1是本发明所述的基于无线WIFI的可变升程压缩比活塞所涉及的曲轴连杆活塞
整体示意图；
图2是图1E处的放大图；
图3是图1F处的放大图；
图4是本发明所述的基于无线WIFI的可变升程压缩比活塞所涉及的活塞主视图上
的全剖视图；
图5是本发明所述的基于无线WIFI的可变升程压缩比活塞所构成的控制方式的整
体流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述：
参阅图1，本发明所述的基于无线WIFI的可变升程压缩比活塞所涉及的曲轴、连杆
和活塞机构包括曲轴1、环形石墨槽2、曲轴石墨布置线路3、电刷4、电刷5、连杆6、连杆石墨
布置线路7、电刷8、活塞内部石墨布置线路9、电机座10、活塞内部导线11、步进电机(电机定
子12、电机转子14)、活塞13、塞体下部15、导向板16、内套17、塞体上部18、曲轴箱24。
参阅图1，本发明所述的基于无线WIFI的可变升程压缩比活塞的供电线路是通过
在曲轴、连杆和活塞上挖槽布置一条石墨线路完成的，石墨线路和曲轴、连杆及活塞之间是
绝缘的。
参阅图1、图2、图3，本发明所述的基于无线WIFI的可变升程压缩比活塞所涉及的
供电线路一共有三处用到电刷。电刷4固定在曲轴箱24机体上同曲轴前端环形石墨槽2紧密
接触，电刷5固定在曲轴上同连杆大头的石墨线路紧密接触，电刷8固定在塞体下部15上同
连杆小头上的石墨线路紧密接触。供电线路由电刷4，通过环形石墨槽2、曲轴石墨布置线路
3、电刷5、连杆石墨布置线路7、电刷8、活塞内部石墨布置线路9、活塞内部导线11接入到活
塞内部，利用发动机金属机体作为电路的负极。
参阅图1与图4，电机座10为圆盘类结构件，电机座10的底面上均匀地分布(铸)有
一至八个结构相同的圆台形凸台，一至八结构相同的圆台形凸台和活塞体下部15上对应结
构相同的圆台形凹坑相配装(对正)，由于活塞体下部15上的结构相同的圆台形凹坑限制了
电机座10水平面内的转动，电机座10的底面和活塞体下部15设置的一至八结构相同的圆台
形凹坑的圆环底面接触连接，限制了电机座10向下窜动；电机座10的顶端面与内套17的底
面接触连接因而限制了电机座10向上窜动，从而将电机座10固定在活塞体下部15上。
参阅图1与图4，电机座10的顶端面的中心处设置有用于安装电机定子12的圆环
体，圆环体、一至八结构相同的圆台形凸台所分布的圆周与电机座10的回转轴线共线；电机
定子12安装在圆环体内为固定连接，不能平面移动，电机定子12的底端面与圆环体内的电
机座10接触连接，使电机定子12不能向下窜动，电机转子14装入电机定子12的中心孔中，内
套17套装在电机转子14与电机定子12的周围，并且内套17上的花键孔与电机转子14一(顶)
端的花键轴配装，内套17中心孔的内底面与电机转子14的轴肩顶端面接触连接，电机转子
14的轴肩的底面与电机定子12的顶端面接触连接，防止电机转子14与电机定子12向上窜
动，使电机固定于电机座10上。
参阅图1与图4，活塞体上部18通过活塞体下部15上的导向板16成滑动连接，从而
将活塞体上部18约束在沿活塞轴线方向的上下移动。
参阅图1与图4，内套17顶部的中心处设置有花键孔，内套17外壁上设置有外螺纹，
螺纹的形状为三角形或梯形，内套17外壁上的外螺纹与活塞体上部18的内螺纹相配合。
参阅图1，电机为永磁式步进电机或混合式步进电机，并能实现正反转。
参阅图5，本发明所述的基于无线WIFI的可变升程压缩比活塞包括无线WIFI模块
20，无线WIFI模块21，控制器22，驱动器23，步进电机(电机定子12、电机转子14),活塞13。
参阅图1、图5，本发明所述的无线WIFI模块20位于发动机曲轴箱24内部和汽车ECU
19通过串口相连，汽车ECU19调节压缩比的指令通过无线WIFI模块20向无线WIFI模块21发
射无线信号，无线WIFI模块20可以接收无线WIFI模块21发出的信号，将步进电机自身状态
信息反馈给汽车ECU19。
参阅图1、图5，本发明所述的无线WIFI模块21和控制器22相连，无线WIFI模块21、
控制器22、驱动器23和步进电机(电机定子12、电机转子14)封装在一起，安装在活塞内套17
上。无线WIFI模块21接收无线WIFI模块20发出的信号，控制器22读取无线WIFI模块21接收
到的指令，控制驱动器23驱动步进电机工作，调节活塞的升程，控制器22将步进电机自身状
态信息传输给无线WIFI模块21，无线WIFI模块21向外发射无线信号。
基于无线WIFI的可变升程压缩比活塞的工作原理：
参阅图1、图5，当发动机需要高压缩比时，汽车ECU19发出增大发动机压缩比的指
令，通过无线WIFI模块20发出无线信号，无线WIFI模块21接收该信号，控制器22读取无线
WIFI模块21接收到的指令，控制驱动器23驱动步进电机正转，电机转子14通过花键轴带动
内套17转动，内套17通过螺纹的连接作用并在活塞体下部15的导向板16的约束下带动活塞
体上部18向上运动，使活塞的升程增大，从而增大发动机的压缩比。
需要低压缩比时，汽车ECU19发出减小发动机压缩比的指令，通过无线WIFI模块20
发出无线信号，无线WIFI模块21接收该信号，控制器22读取无线WIFI模块21接收到的指令，
控制驱动器23驱动步进电机反转，电机转子14通过花键轴带动内套17转动，内套17通过螺
纹的连接作用并在活塞体下部15的导向板16的约束下带动活塞体上部18向下运动，使活塞
升程减小，从而降低发动机的压缩比。
当发动机不需要改变压缩比时，汽车ECU19不发出指令，此时步进电机不工作，发
动机的压缩比不变。