[发明专利]具有组合燃烧室的活塞发动机及其工作方法

说明书

本发明涉及一种具有组合燃烧室的活塞发动机及工作方法，包括内部设有气体压缩室和活塞的缸体，所述缸体在气体压缩室上方设有燃烧室，所述气体压缩室和燃烧室通过两者之间的通气口连通，所述通气口处设有控制通气口启闭的通气阀门，所述燃烧室顶部安装有火花塞和喷油嘴。本发明具有组合燃烧室的活塞发动机采用组合燃烧室结构，即压缩室和燃烧室分开设置，由于燃烧主要是在燃烧室内进行，能够避免气体压缩室内出现爆燃现象，活塞在压缩行程能够在达到设计的点火位置，避免出现爆震，提高发动机工作的稳定性，提升发动机的压缩比，增加发动机的热效率，更高的热效率就意味着更低的油耗，有益于减少排放。

技术领域

本发明涉及发动机领域，特别是一种具有组合燃烧室的活塞发动机及工作方法。

背景技术

现如今全球都在追求更高热效率的汽油发动机，提升发动机的热效率最简单的办法就是提升汽油发动机的压缩比。但是由于汽油的特性导致压缩比过高就容易产生爆震。活塞发动机爆震现象是一直存在且难以解决的问题。爆震产生的原因是活塞在压缩行程还未到达设计的点燃位置，由于内部压力过大导致油气混合物自行点火燃烧，这种现场称为爆燃，而爆震是爆燃的外部反应。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种具有组合燃烧室的活塞发动机及工作方法，采用组合燃烧室结构，避免出现爆震，提高发动机工作的稳定性。

本发明采用以下方案实现：一种具有组合燃烧室的活塞发动机，包括内部设有气体压缩室和活塞的缸体，所述缸体在气体压缩室上方设有燃烧室，所述气体压缩室和燃烧室通过两者之间的通气口连通，所述通气口处设有控制通气口启闭的通气阀门，所述燃烧室顶部安装有火花塞和喷油嘴。

进一步的，所述缸体上方设有凸轮轴，所述气体压缩室顶部两侧设有主进气口和主排气口以及主进气门和主排气门，燃烧室靠近主进气口一侧设有与主进气口相通的副进气口，所述副进气口处设有副进气门，所述副进气门由副进气驱动机构控制活动。

进一步的，所述副进气驱动机构包括连接于副进气门上并延伸至主进气门的气门杆附近的推杆，主进气门的气门杆上设有在其向下运动时能向内推动推杆使副进气门开启的凸块，推杆上套设有向外推动推杆的副进气弹簧。

进一步的，所述副进气驱动机构包括设于副进气门外侧的液压驱动装置以及设于缸体上方由凸轮轴驱动的液压供油装置，所述液压供油装置和液压驱动装置通过油路连接。

进一步的，所述燃烧室在与副进气口相对一侧设有与主排气口相通的副排气口，所述副排气口处设有副排气门，所述副排气门通过联动机构与主进气门实现联动。

进一步的，所述通气阀门上端连接有向上延伸至凸轮轴下方的阀门杆，所述凸轮轴上设有位于阀门杆上方的通气凸轮，所述阀门杆上端连接有与通气凸轮上侧接触的支架，阀门杆上套设有向下推动阀门杆的通气弹簧。

进一步的，所述通气口上部呈圆形、下部呈上大下小的倒锥形，所述通气阀门设有与通气口上部配合的圆形部以及与通气口下部配合的倒锥形部，通气口在倒锥形面开设有多个斜向上贯通至燃烧室底面的旋流气孔。

进一步的，所述旋流气孔与通气口径向夹角为30~90°。

本发明另一技术方案：一种如上所述具有组合燃烧室的活塞发动机的工作方法，包括以下步骤：（1）压缩：活塞向上运动压缩空气，活塞接近设计的点燃位置时通气阀门开启，气体压缩室内的空气进入燃烧室中；（2）点燃：活塞到达设计的点燃位置时，燃烧室内的火花塞点火，燃烧室内发生燃烧，产生的压力通过通气口推动活塞向下运动；（3）排气：活塞向上运动，主排气门打开，将排气排出；（4）进气：活塞向下运动，主进气门和副进气门打开，通气阀门打开少量开度，气体进入气体压缩室和燃烧室，进入燃烧室内的气体将残留在燃烧室内的废气排入气体压缩室中进行稀释。