[发明专利]高性能的小排量汽油发动机

说明书

技术领域

本发明涉及动力机械，特别涉及小排量的汽油发动机。

背景技术

汽油发动机是一种依靠汽油与空气的可燃混合物在气缸内部燃烧释放化学能，再由曲柄连杆机构，将热能转化为机械能的一种火花点火式内燃机。主要由机体组及曲柄连杆机构、配气机构、燃油供给与喷射系统、进排气系统及排气进化装置、润滑系统、冷却系统、电子控制系统等部分组成。

其中，曲柄连杆机构主要通过活塞的往复运动与曲轴的旋转运动，经过进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程，实现热能向机械能的转化。通常包括气缸套、气缸体、活塞、连杆、活塞销、曲轴、主轴承盖、飞轮等部件。

汽油机的配气机构多为气门式，其功用是按照发动机的工作顺序和工作循环的要求，定时开启和关闭各缸的进、排气门，使新鲜空气进入气缸，燃烧废气由气缸排出，实现换气过程。主要包括气缸盖、气门、气门弹簧、气门锁夹、挺柱、凸轮轴等部分组成。

燃油供给与喷射系统主要由汽油泵、汽油滤清器、油压调节器、喷油器等部件组成。其功用是根据发动机的运转工况的需要，向发动机供给一定数量的、清洁的、雾化良好的汽油，以便形成可燃混合气。

进气系统主要用来提供尽可能多和尽可能均匀地向各气缸供给可燃混合气，主要由空气滤清器和进气歧管组成；排气系统及排气进化装置，主要由排气歧管、排气总管、三元催化转换器、消声器等部件组成，用来引导废气的流动，同时完成降低CO、HC、NOx等污染物排放量，并降低排气噪声。

润滑系统主要用来为发动机内的高速运动部件提供足够的润滑，以降低摩擦损失，并起到一定的冷却作用。主要包括机油泵、机油滤清器、机油冷却器、集滤器、油道等部件。

冷却系统的功用是使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内。汽油机大都采用水冷方式，主要包括水泵、散热器、冷却风扇、节温器、水套等组成。

电子控制系统主要利用安装在发动机各部位的传感器检测发动机的各种工作参数，按照预先设定的控制程序，精确控制相关执行器工作，以保证发动机在各种工况下，始终处于最佳的工作状态。

现有排量≤1.2L的小排量发动机进气歧管大都采用的是铸铝材料，由于铸造方式、铸造模具等因素的影响，其内表面的光滑程度受到限制，而且通常铸铝进气歧管大都为一体式结构，不利于对内表面进行检查；且进气歧管的流通截面不可变化，无法同时满足高速与低速两种运转工况下，发动机对进气系统的要求，这使得发动机的功率和扭矩受到了一定程度地限制。

传统小排量发动机采用的大都是单顶置凸轮轴、直接驱动气门机构的方式，因此致使只能采取一进一排的气门设置方式，限制了进排气门的流通截面，阻碍了换气过程的顺利进行。燃烧室形状过于简单，无法实现缸内强烈的气体流动，且压缩比较低，发动机的热效率不高。

传统汽油机大都采用齿形正时皮带。在高温下，齿形正时皮带容易出现膨胀的现象，从而降低了正时系统的精度与可靠性；且为了防尘防油，必须对齿形正时皮带进行单独封装，这样势必会增加装配时的工作量，同时，也使得发动机的结构不够紧凑。

故一般小排量发动机的升功率只能在30kW～40kW之间，且排放水平和燃油经济性都偏差，无法满足目前微型汽车的使用需要。

发明内容

本发明提供一种高性能的小排量汽油发动机，采用可变进气截面的方法，控制发动机不同工况下的进气量，解决现有技术中发动机的功率和扭矩偏低的技术问题。采用双配气凸轮的方法，进一步解决现有技术中进排气门流通面积受到限制的技术问题。采用倾斜设置进排气门以及利用活塞减小燃烧室容积的方法，提高压缩比，再进一步解决现有技术中压缩比较低和发动机的热效率不高的技术问题。采用废气循环的方法，降低废气温度，提高进气密度，更进一步解决现有技术中燃烧及排放指标不良的技术问题。