凸輪軸式燃燒室可變容活塞內燃發動機的製作方法

2023-05-14 06:30:36

本實用新型涉及發動機製造技術領域，尤其是一種燃燒室可變容的活塞內燃發動機。

背景技術：

目前，活塞內燃發動機主要包括氣缸和設在該氣缸內的活塞，活塞通過連杆與曲軸連接。其混合氣體在氣缸內要經過四個衝程，依次是進氣衝程、壓縮衝程、工作衝程和排氣衝程；這些衝程由活塞在氣缸內的下行-下止點－上行－上止點－下行-下止點完成；活塞接近上止點時，混合氣體被電火花點燃，氣體猛烈膨脹，活塞在燃氣的強大壓力作用下，向下止點迅速運動，推動連杆帶動曲軸轉起來，這個衝程是使發動機能夠工作而獲得動力的唯一衝程。由於活塞接近上止點時混合氣體就被點燃，存在提前點火功耗，耗油量大的問題。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種凸輪軸式燃燒室可變容活塞內燃發動機，以解決現有活塞內燃發動機存在提前點火功耗大和耗油量大的問題。

本實用新型解決技術問題所採用的技術方案為：這種凸輪軸式燃燒室可變容活塞內燃發動機包括氣缸和設在所述氣缸內的活塞，所述活塞具有活塞本體和設在該活塞本體底部的杆部，所述杆部通過回位彈簧固定；有一根穿裝在滑輪軸上的搖臂，所述搖臂上設有推力滑輪，所述推力滑輪穿裝在所述滑輪軸上並通過推力滑輪外緣與動力凸輪的外緣相抵接；所述搖臂的一端穿過所述杆部，所述搖臂的另一端穿裝有容積偏心軸；所述動力凸輪的圓心角包括上行變徑凸緣區域ZT、上止點等徑凸緣區域TW、下行變徑凸緣區域WS和下止點等徑凸緣區域SZ。

上述凸輪軸式燃燒室可變容活塞內燃發動機技術方案中，更具體的技術方案還可以是：所述氣缸具有工作段部和外緣分布有多個缺口的柵欄排氣部，在所述工作段部與所述柵欄排氣部連結處設有限位凸環；所述柵欄排氣部插裝在柵欄式排氣閥呈圓周分布的柵欄孔上並通過外緣上的滑塊在排氣閥套的豎直滑道上滑行，在所述柵欄式排氣閥上設有防止所述活塞本體衝撞的上緩衝墊。

進一步的：所述排氣閥套插裝在缸套內，所述缸套在低於所述限位凸環高度的側壁處設有排氣口。

進一步的：所述缸套設在所述機殼頂部，所述杆部伸入所述機殼內並通過所述回位彈簧與所述機殼連接；所述杆部於所述機殼內的杆段上開設有穿裝所述搖臂的孔，在該孔頂部鉸接有與所述搖臂相抵接的滑靴；在所述機殼內設有防止所述搖臂衝撞的下緩衝墊。

進一步的：所述缸套排氣口與所述缸套底面的距離大於所述排氣閥套的高度。

進一步的：在所述柵欄式排氣閥與所述缸套底面之間設有防衝缸彈片。

進一步的：所述動力凸輪的所述上止點等徑凸緣區域TW的圓心角為45°～55°，所述動力凸輪的所述下止點等徑凸緣區域SZ的圓心角為100°～110°。

進一步的：所述搖臂上開設有放置所述推力滑輪的通孔。

由於採用了上述技術方案，本實用新型與現有技術相比具有如下有益效果：1、本凸輪軸式燃燒室可變容活塞內燃發動機的動力凸輪的曲線決定活塞本體的循環方式，讓活塞本體到達上止點後靜止進行二次補油，可有效控制爆燃，可提高發動機壓縮比，從而提高發動機的動力性和經濟性；活塞本體到達上止點後靜止一定時間，此時進行提前點火，由於活塞本體不用繼續上行，則沒有提前點火功耗，大幅度減少內耗、降低了油耗；2、通過控制容積偏心軸實現快捷變容，根據變容偏心軸的受力分析，在需要增大發動機功率時可在工作狀態下，直接旋轉變容偏心軸進行增大燃燒室容積，而在需要減小發動機功率時只要作短時間的斷油、斷氣，就可以旋轉變容偏心軸減小燃燒室容積；通過燃燒室變容，讓發動機小功率時進行類似米勒循環，大功率時進行類似啊特金森循環，保證發動機在全工況下保持最佳油氣混合比、壓縮比，提高燃油效率；3、在氣缸的柵欄排氣部套設柵欄式排氣閥可有效防止機油洩漏和活塞被卡死，並且排氣門開啟大小能夠隨燃燒室大小變化而變化，保證排氣通暢；減少了排氣門開啟功耗；上進氣、下排氣的設計安排，方便在設計進、排氣門時可曾大進、排氣通道的截面面積，提高進、排氣速度，減少進、排氣摩擦阻力；4、效率高，動力凸輪旋轉360度單缸就可以做工一次；本發動機具備二衝程發動機的高效，同時優於四衝程發動機的性能。

附圖說明

圖1是本實用新型的動力凸輪旋轉至下止點等徑凸緣區域時的結構示意圖。

圖2是本實用新型的動力凸輪旋轉至上止點等徑凸緣區域始點時的結構示意圖。

圖3是本實用新型的動力凸輪旋轉至上止點等徑凸緣區域終點時的結構示意圖。

圖4是本實用新型的柵欄式排氣閥的結構示意圖。

圖5是圖4的A－A處的剖視圖。

圖6是本實用新型的搖臂的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步詳述：

實施例1：

如圖1、圖2和圖3所示的凸輪軸式燃燒室可變容活塞內燃發動機包括氣缸7和裝在氣缸7內的活塞16，在氣缸7上設有汽缸蓋，在汽缸蓋上設有噴油嘴10、進氣閥9和火花塞8；氣缸7具有工作段部7-3和外緣間隔分布有多個缺口的柵欄排氣部7-1，多個缺口的開口朝向下方，在氣缸7的工作段部7-3與柵欄排氣部7-1連結處設有限位凸環7-2；氣缸7的柵欄排氣部插裝在柵欄式排氣閥11呈圓周分布的柵欄孔11-2上，如圖4和圖5所示；柵欄式排氣閥11通過其外緣上的滑塊11-1在排氣閥套12的多個環形的豎直滑道上滑行，在柵欄式排氣閥11上設有防止活塞本體16-1衝撞的上緩衝墊，本實施例在柵欄式排氣閥11內環呈圓周分布有多個銷孔，在每個銷孔上裝有一個上緩衝柱13；排氣閥套12插裝在缸套6-1內，缸套6-1在低於氣缸7限位凸環7-2高度的側壁處開設有排氣口，本實施例的缸套6-1排氣口與缸套6-1底面的距離大於排氣閥套12的高度；在柵欄式排氣閥11與缸套6-1底面之間裝有防衝缸彈片14；缸套6-1設在機殼6的頂部；活塞16具有活塞本體16-1和連結在該活塞本體16-1底部的杆部16-2，活塞16的杆部16-2伸入機殼6內，杆部16-2在位於機殼6內的杆段上開設有穿裝搖臂3的孔，在該孔頂部通過鉸軸17鉸接有與搖臂3一端頂面相抵接的滑靴18；本實施例在機殼6內的頂部裝設有防止搖臂3衝撞的下緩衝墊15；活塞16的杆部16-2通過回位彈簧19固定，回位彈簧19的一端通過張力彈簧片21裝在杆部16-2底端，回位彈簧19的另一端固定在機殼6內的底面，回位彈簧19的作用是防止活塞本體16-1上竄並保證活塞本體16-1下行至下止點時滑靴與搖臂粘連，防止運動中發生衝擊聲；有一根穿裝在滑輪軸4上的搖臂3，搖臂3上設有推力滑輪5，推力滑輪5放置在搖臂3上開設的放置推力滑輪5的通孔中並穿裝在滑輪軸4上，如圖6所示，推力滑輪5外緣與動力凸輪1的外緣相抵接, 動力凸輪1設在凸輪軸上並通過軸承裝在機殼6上；搖臂3的一端穿過杆部16-2孔，並且伸入杆部16-2孔的搖臂3的頂面與滑靴18相抵接；搖臂3的另一端通過安裝孔裝有一根容積偏心軸2，通過旋轉容積偏心軸2能改變搖臂3與容積偏心軸2固定連接的位置，從而改變活塞本體16-1頂面與汽缸蓋之間的高度h，即改變了燃燒室的大小；動力凸輪1的圓心角包括上行變徑凸緣區域ZT、上止點等徑凸緣區域TW、下行變徑凸緣區域WS和下止點等徑凸緣區域SZ，動力凸輪1的上止點等徑凸緣區域TW的圓心角a為45°，動力凸輪的下止點等徑凸緣區域SZ的圓心角b為100°。

實施例2：

動力凸輪1的上止點等徑凸緣區域TW的圓心角a為55°，動力凸輪的下止點等徑凸緣區域SZ的圓心角b為110°，其他特徵與實施例1相同。

實施例3：

動力凸輪1的上止點等徑凸緣區域TW的圓心角a為50°，動力凸輪的下止點等徑凸緣區域SZ的圓心角b為108°，其他特徵與實施例1相同。

工作時，燃燒室內的混合氣體被點燃後產生膨脹力推動活塞本體16-1，活塞16的杆部16-2帶動搖臂3，搖臂3通過向下壓迫動力凸輪1旋轉對外做工，活塞本體16-1運行到下止點附近時，活塞本體16-1在慣性和回位彈簧19的共同作用下繼續向下運動，活塞本體16-1帶動柵欄式排氣閥11同時向下運動，氣缸7內的氣體向外排放；活塞本體16-1運行到下止點（動力凸輪的S點），由於此時，推力滑輪5在凸輪軸凸輪的下止點等徑凸緣區域SZ行走，活塞本體16-1在下止點處靜止一定時間，完成氣缸7的排氣和進氣；動力凸輪1在慣性力的作用下繼續旋轉推動推力滑輪5、搖臂3和活塞16的杆部16-2，杆部16-2帶動活塞本體16-1向上運動，排氣門自動關閉，噴油嘴進行第一次噴油，活塞本體16-1上行對氣缸7內的低濃度混合氣體進行壓縮；活塞本體16-1運行到上止點T點附近，噴油嘴10進行第二次補油，由於此時推力滑輪5在凸輪軸凸輪的上止點等徑凸緣區域TW行走，活塞本體16-1在上止點處靜止一定時間，可根據發動機的工況選擇點火提前角進行點火，由於活塞本體不用繼續上行，則沒有提前點火功耗，大幅度減少內耗、降低了油耗。