[发明专利]二冲程缸内直喷发动机

说明书

技术领域

本发明涉及二冲程活塞式发动机的技术领域，具体说是一种具有复合燃烧室实现分层燃烧的二冲程缸内直喷发动机。

背景技术

二冲程汽油机自出现以来，由于其具有结构简单、升功率高、成本低廉的优点而广泛应用于摩托车、无人机、舷外机和割草机等领域。传统的非直喷式二冲程发动机在结构上存在固有缺陷：换气时气缸内的废气不易排净，同时一部分可燃混合气会随废气同时排出，从而难以满足动力性和续航能力的要求。二冲程缸内直喷发动机只利用新鲜空气进行扫气，而将燃油直喷到燃烧室内进行混合燃烧，在不同工况下采用不同的混合气燃烧模式：中高负荷工况下采用均质当量比混合气燃烧模式，以满足发动机负荷要求；在低负荷和冷启动工况则采用分层稀燃混合气燃烧模式，以提高该工况下的燃油经济性。二冲程发动机的缸内直喷技术领域中以Orbital公司的SEFIS、PIAGGIO公司的ET2机械式二冲程燃油喷射系统和IFP开发的IAPAC系统为代表。

现有的二冲程缸内直喷发动机一般都包括缸体、气缸盖、活塞、喷油器、火花塞、进气道、排气道、扫气道和曲轴箱，其中气缸体和气缸盖相结合形成气缸，活塞设置在气缸内部并连接曲轴，气缸盖与活塞之间形成燃烧室，喷油器和火花塞的前端插入设置在燃烧室内，进气道与排气道设置在缸体上，扫气道连通气缸与曲轴箱。通常的气缸盖内形成的燃烧室分为半球形、楔形、盆形等，其中半球形燃烧室的火焰传输距离短但不易形成扫气涡旋，楔形燃烧室的火焰传输距离长爆燃倾向较大，盆形燃烧室的散热损失大同时爆燃的倾向也较大，现有技术中传统形状的燃烧室都不易实现分层燃烧。

另外现有的二冲程汽油机都具有一个共同的缺点，即零件尤其是活塞部分的润滑较差，传统润滑方式一种是将燃油与机油混合，由燃油供给系统加注机油，机油直接在燃烧过程中直接烧掉，此种方式的机油消耗量大，发动机高速运行时发动机缸套由于机油附着少而易发生润滑不充分的拉缸现象；另一种是采用独立的润滑机构，采用独立机油泵为各部件供给机油，机油泵的转速与发动机转速相关联，其典型是铃木特有的CCI润滑技术，但采用水平对置多缸发动机时独立润滑机构的效率并不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供具体说是一种实现梯度空燃比和分层混合气体燃烧的二冲程缸内直喷发动机。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:

本发明的二冲程缸内直喷发动机，包括缸体、气缸盖、活塞、喷油器、火花塞、进气道、排气道、扫气道和曲轴箱，其中气缸体和气缸盖相结合形成气缸，活塞设置在气缸内部并连接曲轴，气缸盖与活塞之间形成燃烧室，喷油器和火花塞的前端安装设置在燃烧室内，进气道与排气道设置在缸体上，扫气道连通气缸与曲轴箱，燃烧室为复合结构，包括相互连通的主燃室、预燃室，以及顶部带有凹坑的活塞；预燃室为半球状结构，位于燃烧室的顶部，主燃室为倒置的碟形结构，位于燃烧室的底部；喷油器和火花塞的前端分别设置在预燃室内。

本发明还可以采用以下技术措施：

所述的预燃室与活塞上的凹坑同轴设置，主燃室与气缸同轴设置，预燃室的内壁与主燃室的内壁间平滑过渡；主燃室和预燃室外设置冷却水套。

所述的预燃室的中心轴相对于气缸轴向扫气道一侧偏心，活塞上的凹坑相对于活塞中心轴为偏心凹坑。

所述的喷油器垂直安装于预燃室中央位置，安装在预燃室的火花塞成对设置，两火花塞沿喷油器的轴向对称设置。

所述的喷油器为低压力压缩空气辅助直喷喷嘴，喷油器连接的压缩空气管外部设置温度可控的加热套件并嵌入缸体的冷却水套。

所述的两火花塞中至少一支火花塞下安装温度可控的加热组件。

所述的发动机的曲轴箱处安装温度可控的加热组件。

所述的曲轴箱入口处设置润滑油喷射器，润滑油喷射器的喷射方向朝向曲轴箱。

所述的发动机曲轴上安装多齿目标飞轮，由在曲轴箱箱体上对称安装设置的传感器检出发动机转速信号及上止点相位角位置。

所述的二冲程缸内直喷发动机为气缸直列发动机或气缸水平对置发动机。

本发明具有的优点和积极效果是: