一种汽油压燃式发动机的制作方法

本实用新型涉及内燃发动机技术领域，尤其是涉及的是一种汽油压燃式发动机。

背景技术：

压燃式发动机比点燃式发动机热工效率高30％，不管从节约能源，还是降低燃料成本角度上讲，压燃式发动机的推广都具有重大意义。近年来，以“均质压燃、低温燃烧”为代表的新一代内燃机燃烧理论和燃烧技术的研究极大地推动了内燃机燃烧技术的发展。其中均质充量压燃(HCCI)，即均质混合气被活塞压缩到上止点附近时发生自燃着火。因其均质混合、低温燃烧和快速放热，使得PM、NOx排放及油耗都低。但HCCI技术存在着火时刻难控制，燃烧不稳定，运行范围窄的挑战。目前压燃式发动机面临的困难：一是压燃式点火将汽油发动机压缩比从4～6提升到14:1以上，发动机冷启动困难；二发动机工作时常因负荷、温度及燃料的质量等影响，导致着火时刻提前，燃烧过程不易控制，很容易出现爆震现象。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种汽油压燃式发动机。

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：

一种汽油压燃式发动机，包括主体气缸和主体气缸上部的气缸盖，气缸盖上设有进气装置和排气装置，主体气缸内套有活塞，活塞设有塞销，塞销与一连杆一端铰接，连杆另一端铰接一曲轴，气缸盖还设有与主体气缸内部相互连通的第二气缸，第二气缸内设有第二活塞，第二活塞上连接一第二连杆，第二连杆上方设有凸轮轴，凸轮轴通过联动装置与曲轴连接，曲轴转动时带动凸轮轴转动，凸轮轴上的凸轮下压第二连杆向下运动，第二连杆与第二气缸之间设有复位弹簧。

优选的，所述联动装置包括皮带、第一带轮和第二带轮，皮带套在第一带轮和第二带轮的外圈上，第一带轮的轴为曲轴，第二带轮的轴上设有第一偏心齿轮，第一偏心齿轮与凸轮轴上设有的第二偏心齿轮啮合。

优选的，所述第二活塞上还设有喷油嘴和火花塞。

优选的，所述第二连杆为T形杆，T形杆下端与第二活塞连接，T形杆左端设有限位结构，限位结构能调节T形杆左端的上下位置；T形杆右端的从凸轮下方抵住凸轮，T形杆右端的下侧与第二气缸之间设有复位弹簧。

优选的，所述进气装置为进气道喷射的混合喷射式结构。

优选的，所述凸轮为不规则椭圆柱体，其具有曲率半径不同的两个弧形面。

优选的，所述气缸盖设有电子进气装置。

通过采用上述的技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型在主体气缸上部增加内置活塞压缩装置的第二气缸，通过该活塞压缩装置对第二气缸内的气体进行挤压实现了：1、可变压缩比，通过第二气缸内的第二连杆调节第二气缸内第二活塞的上下运行区间，控制主体气缸活塞在上止点时缸内压力大小，可以根据不同工况需求来触发压燃，使得压燃可以在更宽泛的转速区间中存在。2、控制着火时刻，防止爆震，当主体气缸活塞运行至上止点时，进一步增加缸内压力，把未能点燃的混合气实现压燃。3、推动气体混合，提高热效率，将第二气缸内的气体压入主体气缸，促进燃烧室内的油气混合、分散均匀，节约燃油。4、启动时，当主体气缸活塞运行快到上止点，第二气缸通过缸内直喷，火花塞点火，将点燃的部分向下压至主体气缸，实现从上至下的有序燃烧，同时也解决了低负荷时冷启动困难的问题。5、废气的循环再利用，排气行程中，第二活塞将未排出的剩余废气吸入第二气缸内，为第二气缸的先行压燃提供热动力，解决了发动机低负荷时压燃困难的问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的第二气缸结构示意图；

图3为本实用新型的联动装置示意图；

图4为本实用新型的联动装置主视图；

图5为本实用新型的联动装置侧视图；

图6为本实用新型的气缸盖结构示意图。

主要附图标记说明：(1主体气缸，2气缸盖，3进气口，4进气阀，5进气管道，6燃料喷嘴，7排气口，8排气阀，9排气管道，10活塞，11连杆，12曲轴，13第二气缸，14第二活塞，15第二连杆，16凸轮轴，17凸轮，18复位弹簧，19喷油嘴，20火花塞，21皮带，22第一带轮，23第二带轮，24第一偏心齿轮，25第二偏心齿轮，26电子进气口，151固定杆，152滑块，153开孔，154限位孔，155竖杆，231一级齿轮,232、a齿轮，233、b齿轮，进气凸轮轴41，排气凸轮轴81，进气凸轮轴凸轮411，排气凸轮轴凸轮811)。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例来进一步说明本实用新型。

如图1-图6所示，本实用新型，包括主体气缸1和主体气缸1上部的气缸盖2，气缸盖2上设有进气装置和排气装置，进气装置用于向主体气缸1内的燃烧室输送进气，包括空气和空气与燃料的混合物中的至少一种，其结构包括气缸盖2上的进气口3和用于打开和关闭所述进气口的进气阀4，进气口3连接进气管道5，进气管道5内可设置燃料喷嘴6，构成进气道喷射的混合喷射式结构；排气装置用于从所述主体气缸1内的燃烧室中导出废气，其结构包括排气口7和用于控制排气口7打开和关闭的排气阀8，排气口7连接排气管道9；主体气缸1内套有活塞10，活塞10设有塞销，塞销与一连杆11一端铰接，连杆11另一端铰接一曲轴12，活塞10通过一上止点位置做往复运动，带动曲轴12转动，气缸盖2还设有与主体气缸1内部相互连通的第二气缸13，第二气缸13内设有第二活塞14，第二活塞14上连接一第二连杆15，第二连杆15上方设有凸轮轴16，凸轮轴16通过联动装置与曲轴12连接，曲轴12转动时带动凸轮轴16转动，凸轮轴16转动时，凸轮轴16上的凸轮17能下压第二连杆15向下运动，第二连杆15与第二气缸13之间设有复位弹簧18。

所述第二活塞14上还设有喷油嘴19和火花塞20，启动时，当气缸活塞10运行快到上止点，第二气缸13第二活塞14上喷油嘴19进行缸内直喷，火花塞20点火，第二活塞14向下运动，将点燃的部分向下压至主体气缸1，实现从上至下的有序燃烧。

所述第二连杆15为T形杆，T形杆下端与第二活塞14连接，T形杆左端设有限位结构，限位结构能调节T形杆左端的上下位置；T形杆右端的从凸轮17下方抵住凸轮17，T形杆右端设有竖杆155，竖杆155上设有通孔，T形杆右端穿过通孔，竖杆155下端与第二气缸13之间设有复位弹簧18；所述限位结构包括固定杆151、滑块152，滑块152与T形杆左端铰接，固定杆151固定在气缸盖2或发动机机壳上，固定杆151上设有开孔153，滑块152上设有与开孔153配合的限位孔154，通过螺栓螺母可以固定滑块152在固定杆151上的位置。

所述凸轮17为不规则椭圆柱体，其具有曲率半径不同的两个弧形面，具体是上周面为弧形面，下周面为扁面，压缩行程中，当主体气缸1内的活塞10快要抵达上止点时，因为控制第二活塞14的上下动作的凸轮17与第二连杆15的接触位置刚好为扁面，所以第二活塞14可以迅速下压，减小着火阻力；当作功行程接近终了时，排气口7开启，由于此时控制第二活塞14的上下动作的凸轮17与第二连杆15的接触位置刚好为弧形面，弧形路线下第二活塞14向上运动速度减缓，可将部分废气带入第二气缸13内，利用废气的高温性，为下次压燃提供动力。

所述联动装置包括包括皮带21、第一带轮22和第二带轮23，皮带21套在第一带轮22和第二带轮23的外圈上，第一带轮22轴为曲轴12，第二带轮23轴设有第一偏心齿轮24，第一偏心齿轮24与凸轮轴16上设有的第二偏心齿轮25啮合，皮带传动机构将曲轴12的转动传动给凸轮轴16，并通过第一偏心齿轮24和第二偏心齿轮25实现变速。

所述第二带轮23的轴上还设有一级齿轮231,一级齿轮231与a齿轮232、b齿轮233啮合，a齿轮232设在控制进气阀4开闭的进气凸轮轴41上，b齿轮233设在控制排气阀8开闭的排气凸轮轴81上，曲轴12转动使皮带传动机构动作，皮带传动机构带动一级齿轮231、a齿轮232、b齿轮233转动，从而控制进气凸轮轴41、排气凸轮轴81的转动，在进气凸轮轴凸轮411、排气凸轮轴凸轮811的配合下，实现进气阀4、排气阀8的开闭。

所述气缸盖2设有电子进气装置，包括一个电子进气口26和电控进气系统，本发明的较佳实施例为在气缸盖2上设置二个进气口、一个电子进气口和两个排气口，其中使用电控进气系统控制的进气方式，可以更加方便灵活的调节发动机主体气缸1内的空气量，以满足发动机雾化燃料燃烧的最佳需氧量，提高发动机的热效率。

本实用新型在曲轴12将主体气缸1中的活塞10向上推，快接近上止点的时候，通过第二气缸13的高压喷油系统喷入适当的汽油，这时第二气缸13内的第二活塞通过连接在曲轴12上的联动装置快速的下压，因为发动机气缸每次排气时的高温废气很难完全排出，所以在排气即将完成时，向上运动的第二活塞会将剩余的废气吸入到第二气缸13的顶部，此时第二气缸13上部有高温废气，加上喷入适当的汽油，因为有进气道吸入的超稀薄油气混合体，燃烧室上部先被压燃，上面被压燃后向下燃烧，其它部分也随着缸压和温度的升高而被逐渐压燃，实现稳定的有序燃烧。

以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例而已，不能限定本实用实施的范围，凡是依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与装饰，皆应仍属于本实用新型涵盖的范围内。