专利名称：一种双燃料发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及发动机领域，更具体的说，是涉及一种双燃料汽车发动机。
背景技术：
目前，市场上的汽车发动机主要分两类，一类是柴油发动机，一类是汽油发动机， 两者燃油不能相互混用，且各自机体都经过了很高程度的各自优化，所以针对不同的发动 机类型，只能使用不同的燃油，同时也带来了各自固有的优缺点汽油发动机热效率低，转速高，油耗高，扭矩小，适用于路况良好的城市道路；柴油 机噪音大，转速低，油耗低，扭矩大，适用于路况复杂的山地道路；因此，国外一直致力于研究一种混合燃料发动机，可以燃用多种燃料，结合上述两 类发动机的优点，针对不同的路况，不同的外界环境，调节燃油系统、活塞连杆系统等结构， 使得一款发动机可以结合柴油机和汽油机各自的优点，适用于多种路况。现有的双燃料发 动机燃料都是在汽油机的基础上进行小的修改配合燃用天然气或醇类等燃料，其目的是 节能，但结果是损失了动力性能，燃用后其动力性能降低很多，只能适用于小范围的城市道 路，而复杂的山地道路因为动力性的制约无法应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种可以转换燃用汽 油或者柴油，以适合不同的路况和功率要求的双燃料发动机。要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为本发明为一种双燃料发动机，包括凸轮轴，高压油轨，活塞连杆机构，所述的双燃 料发动机还包括减速齿轮，链轮I，链轮II，驱动齿轮，所述的驱动齿轮与凸轮轴连接，驱动 齿轮与链轮II设置为断开、连接的连接，所述的减速齿轮与驱动齿轮啮合，所述的减速齿 轮与链轮I设置为断开、连接的连接。所述的驱动齿轮与链轮II的连接面上设置凹凸配合的结构，所述的减速齿轮与 链轮I的连接面上设置凹凸配合的结构，所述的链轮I通过连接轴I与减速齿轮连接，所述 的链轮II通过连接轴II与驱动齿轮连接，所述的连接轴I和连接轴II上分别设置控制连 接轴伸缩的液压驱动器I和液压驱动器II。所述的减速齿轮与减速轴固定连接，减速轴上设置一字型的凹槽I，所述的连接轴 I上设置与凹槽I嵌套安装的一字型凸起结构I ；所述的驱动齿轮上设置一字型的凹槽II， 所述的连接轴II上设置与凹槽II嵌套安装的一字型凸起结构II。所述的液压驱动器I和液压驱动器II均与控制其伸缩的液压控制系统连接。所述的双燃料发动机的高压油油轨上设置两个泄压阀，分别为高压泄压阀和低压 泄压阀。所述的双燃料发动机的活塞连杆机构设置为可伸缩比的活塞连杆机构。所述的高压泄压阀油压设置在1200-2000bar之间的结构，所述的低压泄压阀油压设置在90-1 lObar之间的结构。所述的活塞连杆机构设置为压缩比在9-18之间可变的结构。采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果1、本发明的目的是设计一款混合燃料发动机，该发动机能够通过相关机构的变 更，燃用汽油或者柴油以适合不同的路况和功率要求，结合了汽油发动机和柴油发动机的 优点在良好的城市道路行驶时燃用汽油，发挥汽油机转速高，扭矩小，车速高的优点； 在路况复杂的山地道路行驶时燃用柴油，发挥柴油机转速低，扭矩大，车速低的优点。本发明的发动机，将燃油直接喷入缸内，不易爆燃，提高了燃料的抗爆性；同时有 火花塞助燃，降低了对燃料着火性能的要求，因此，本发明的发动机既能使用汽油也能使用 柴油作为燃料，适应在其中一种燃油缺乏时，转而使用另一种燃油，增强车辆续航里程和对 特殊环境的适应能力。装有本发明的发动机的汽车，既能使用汽油也能使用柴油作为燃料，而且方便两 种油料的互换，同时也可以调节不同的压缩比，以使用其他的燃料。
下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明图1为本发明所述的双燃料发动机的结构示意图；图2为本发明的部分部件的放大结构示意图；图3为本发明所述的高压油轨的结构示意图；图4为本发明的活塞连杆机构的结构示意图；图中标记为1、凸轮轴；2、减速轴；3、减速齿轮；4、液压驱动器I ；5、链轮I ；6、链 轮II ；7、高压油轨；8、液压驱动器II ；9、驱动齿轮；10、活塞连杆机构；11、连接轴I ；12、连 接轴II ；13、凸起结构I ；14、凸起结构II ；15、液压控制系统；16、高压泄压阀；17、低压泄压 阀；18、凹槽I ；19、凹槽II。a、气缸；b、活塞；c、连杆；d、曲轴；e、液压缸；f、液压活塞；g、连接套筒；h、控制 杆；i、连接杆；j、曲柄；k、燃烧室；1、活塞插销。
具体实施例方式下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式
如所涉及的各构 件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步 的详细说明如附图1所示，本发明为一种双燃料发动机，包括凸轮轴1，高压油轨7，活塞连杆 机构10，所述的双燃料发动机还包括减速齿轮3，链轮I 5，链轮II 6，驱动齿轮9，所述的驱 动齿轮9与凸轮轴1连接，驱动齿轮9与链轮II 6设置为断开、连接的连接，所述的减速齿 轮3与驱动齿轮9啮合，所述的减速齿轮3与链轮I 5设置为断开、连接的连接。所述的驱动齿轮9与链轮II 6的连接面上设置凹凸配合的结构，所述的减速齿轮 3与链轮I 5的连接面上设置凹凸配合的结构，所述的链轮I 5通过连接轴I 11与减速齿 轮3连接，所述的链轮II 6通过连接轴II 12与驱动齿轮9连接，所述的连接轴I 11和连
4接轴II 12上分别设置控制连接轴伸缩的液压驱动器I 4和液压驱动器II 8。所述的减速齿轮3与减速轴2固定连接，减速轴2上设置一字型的凹槽118，所述 的连接轴I 11上设置与凹槽I 18嵌套安装的一字型凸起结构I 13;所述的驱动齿轮9上 设置一字型的凹槽II 19，所述的连接轴II 12上设置与凹槽1119嵌套安装的一字型凸起 结构II 14。所述的液压驱动器I 4和液压驱动器II 8均与控制其伸缩的液压控制系统15连 接，这样，在转换连接汽油系统或柴油系统时，通过液压控制系统15控制液压驱动器I 4和 液压驱动器II 8的伸缩即可实现。所述的双燃料发动机的高压油油轨7上设置两个泄压阀，分别为高压泄压阀16和 低压泄压阀17。所述的双燃料发动机的活塞连杆机构10设置为可伸缩比的活塞连杆机构。所述的高压泄压阀16油压设置在1200-2000bar之间的结构，所述的低压泄压阀 17油压设置在90-1 lObar之间的结构。所述的活塞连杆机构10设置为压缩比在9-18之间可变的结构。如图4所示，本发明的活塞连杆机构10，主要是通过一个液压缸e来控制液压活塞 f的伸出量，进而控制可变连杆有效长度的机构中连接杆i部份的有效长度，也就改变了活 塞中心到曲轴d中心的距离，以达到改变压缩比的目的。整个系统由气缸a、活塞b、连杆c、曲轴d、液压缸e、液压活塞f、连接套筒g组成。 其中液压缸e通过一根芯轴固定在发动机气缸体上，但是液压缸e可以绕芯轴自由转动，也 就是说液压活塞f可以以芯轴为中心做摆动，以至于整个系统能正常地转动起来。当液压 缸e将液压活塞f往内拉回一段距离后，连杆c中的控制杆h在活塞b处于上止点位，置时， 连杆c与发动机主轴线(也就是活塞的中心线)的夹角就会增加，这样活塞b中心到曲轴 d中心的距离也会减小，使燃烧室容积增大，发动机的压缩比降低。当液压缸e将控制杆h 向外推出一段距离后，控制杆h部分与发动机主轴线的夹角减小或与之重合，这样活塞b中 心到曲轴d的中心距离就增大，使燃烧室容积减小，发动机的压缩比增大。本实施例改变压 缩比的关健就是，改变控制杆h的有效长度，进而改变了活塞顶部到缸盖下平面的距离，使 燃烧室容积发生变化，实现压缩比的改变。为实现本发明的目的，本发明在柴油机原型上主要对以下结构做了修改1、设置可变压缩比活塞连杆机构，保证燃烧柴油时高压缩比，燃烧汽油时低压缩 比；该机构通过手动调节连杆的长度，来改变上下止点的位置，当连杆伸长时上止点位置 高，燃烧室容积小，压缩比高，适合柴油燃烧；当需要更换燃油为汽油时，通过手动机构缩短 连杆的长度，使上止点位置低，燃烧室容积大，压缩比低，适合汽油燃烧。2、设置可变传动比机构，改变高压油泵的驱动齿轮转速，保证燃烧柴油时油泵出 口高压力，燃烧汽油时油泵出口低压力；其高压油泵的传动方式采用凸轮轴1前端的驱动齿轮9传动，两条传动方式的控 制方式主要由液压驱动器I 4和液压驱动器II 8驱动连接轴I 11和连接轴II 12的伸缩 位置完成。当燃油为柴油时，需很高的压力，故液压驱动器I 4将连接轴I 11前端的凸起结 构I 13收缩，这样，就切断减速轴2的动力传输，此时，液压驱动器II 8其连接轴II 12前端的凸起结构II 14伸出，与凸轮轴1前端的凹槽I 18配合，这样将动力传输至高压油泵， 对柴油进行加压。当燃油为汽油时，需降低的压力，故液压驱动器II 8将连接轴II 12的凸起结构 II 14收缩，切断凸轮轴1前端的动力传输，液压驱动器I 4将连接轴I 11的凸起结构I 13 伸出，与减速轴2的凹槽I 18配合，将凸轮轴1的动力经过驱动齿轮9和减速齿轮3降低 转速，传输至链轮I 5，链轮I 5和链轮II 6通过链条传动，将动力传输至高压油泵，对汽油 进行加压。在本发明中，汽油压力的降低主要由凸轮轴哦驱动齿轮9和减速齿轮3的速比决 定，调节两个齿轮的齿数，可以完成对汽油压力的选择。3、增加高压油轨的高压泄油阀16和低压泄油阀17，高压泄油阀16和低压泄油阀 17均通过液压控制系统15控制其工作，从而保证燃烧柴油时油轨内高压力，燃烧汽油时油 轨内低压力；该油轨有两种压力稳定装置，当燃料为柴油时，低压力稳定装置失效，高压力 稳定装置保证油轨内为稳定高压力柴油，当燃料为汽油时，低压力稳定装置起作用，保证油 轨内为稳定低压力汽油。图3为本发明所述的高压油轨的结构示意图。4、增本发明的发动机包括两个油箱，一个为柴油油箱，一个为机油油箱，需更换燃 料时，将柴油油箱的出油管路拔出，更换到汽油箱中，即实现换油。通过这些相应的改进，使得此款发动机既可以燃烧柴油，也可以燃烧汽油，当在城 市路况时，更换燃油进油管路，从汽油箱取油；调节连杆长度，降低压缩比；调节高压油泵 转速，降低燃油压力；启用高压油轨的低压泄油阀17，降低油轨压力；火花塞点火，完成汽 油机循环，使得整车车速高，适应城市路况。当在农村等复杂路况时，更换燃油进油管路，从柴油箱取油；调节连杆长度，提高 压缩比；调节高压油泵转速，提高燃油压力；关闭高压油轨的低压泄油阀17，提高油轨内压 力，完成柴油机循环，使得整车动力性良好，适应农村路况。高压泄油阀16和低压泄油阀17是通过机械控制其开闭的，燃烧柴油时，关闭低压 回油路，低压泄压阀17在油压作用下处于常开状态，此时高压回油路正常工作，通过高压 泄油阀16来调节高压油轨7的压力。燃油汽油时，低压回油路恢复正常，低压泄油阀17起作用，调整油轨内压力，因轨 内压力较低，不至于打开高压泄油阀16。本发明通过改造燃油喷射系统、活塞连杆系统以达到改变喷油压力、改变压缩比， 以适应发动机内不同油料的燃烧，该发动机配备两个油箱，一个为柴油箱，一个为汽油箱。本发明的原型机为柴油机，对柴油机的燃油喷射系统，活塞连杆系统，进行改造， 以达到既可以燃用柴油也可燃用汽油的目的。燃料为汽油时，其压缩比要求为9-12左右；燃料为柴油时，其压缩比要求为12-18 左右。通过调节活塞连杆系统，以达到压缩比可变的功能。燃料为汽油时，喷油器的喷射压力为90-110bar左右；燃料为柴油时，喷油器的喷 射压力可到1200-2000bar。通过调节高压油泵、油轨稳压阀，以达到喷射压力可变的功能。 喷射压力是通过调整高压泄压阀和低压泄压阀实现的。上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本 发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。
权利要求
一种双燃料发动机，包括凸轮轴(1)，高压油轨(7)，活塞连杆机构(10)，其特征在于所述的双燃料发动机还包括减速齿轮(3)，链轮I(5)，链轮II(6)，驱动齿轮(9)，所述的驱动齿轮(9)与凸轮轴(1)连接，驱动齿轮(9)与链轮II(6)设置为断开、连接的连接，所述的减速齿轮(3)与驱动齿轮(9)啮合，所述的减速齿轮(3)与链轮I(5)设置为断开、连接的连接。
2.根据权利要求1所述的双燃料发动机，其特征在于所述的驱动齿轮(9)与链轮 11(6)的连接面上设置凹凸配合的结构，所述的减速齿轮(3)与链轮1(5)的连接面上设 置凹凸配合的结构，所述的链轮1(5)通过连接轴1(11)与减速齿轮(3)连接，所述的链轮 11(6)通过连接轴II (12)与驱动齿轮(9)连接，所述的连接轴1(11)和连接轴II (12)上分 别设置控制连接轴伸缩的液压驱动器I (4)和液压驱动器II (8)。
3.根据权利要求1或2所述的双燃料发动机，其特征在于所述的减速齿轮(3)与减 速轴(2)固定连接，减速轴(2)上设置一字型的凹槽1(18)，所述的连接轴1(11)上设置与 凹槽1(18)嵌套安装的一字型凸起结构1(13)；所述的驱动齿轮(9)上设置一字型的凹槽 II (19)，所述的连接轴11(12)上设置与凹槽II (19)嵌套安装的一字型凸起结构II (14)。
4.根据权利要求3所述的双燃料发动机，其特征在于所述的液压驱动器I(4)和液压 驱动器II (8)均与控制其伸缩的液压控制系统(15)连接。
5.根据权利要求4所述的双燃料发动机，其特征在于所述的双燃料发动机的高压油 油轨(7)上设置两个泄压阀，分别为高压泄压阀(16)和低压泄压阀(17)。
6.根据权利要求1所述的双燃料发动机，其特征在于所述的双燃料发动机的活塞连 杆机构(10)设置为可伸缩比的活塞连杆机构。
7.根据权利要求5所述的双燃料发动机，其特征在于所述的高压泄压阀(16)油压设 置在1200-2000bar之间的结构，所述的低压泄压阀(17)油压设置在90_110bar之间的结 构。
8.根据权利要求6所述的双燃料发动机，其特征在于所述的活塞连杆机构(10)设置 为压缩比在9-18之间可变的结构。
全文摘要
本发明提供一种应用于发动机领域的双燃料汽车发动机，所述的双燃料发动机包括凸轮轴(1)，高压油轨(7)，活塞连杆机构(10)，所述的双燃料发动机还包括减速齿轮(3)，链轮I(5)，链轮II(6)，驱动齿轮(9)，驱动齿轮(9)与凸轮轴(1)连接，驱动齿轮(9)与链轮II(6)设置为断开、连接的连接，减速齿轮(3)与驱动齿轮(9)啮合，减速齿轮(3)与链轮I(5)设置为断开、连接的连接。采用本发明的结构，能实现燃用汽油或者柴油以适合不同的路况和功率要求，因此，本发明既能使用汽油也能使用柴油作为燃料，适应在其中一种燃油缺乏时，转而使用另一种燃油，增强车辆续航里程和对特殊环境的适应能力。
文档编号F02D15/02GK101900029SQ20101024645
公开日2010年12月1日 申请日期2010年7月30日 优先权日2010年7月30日
发明者李亚南, 王安民, 秦慧永, 黄振宇 申请人:奇瑞汽车股份有限公司