[发明专利]内燃机

说明书

本发明涉及内燃机。

内燃机系统可分成许多相互的子系统，这些子系统成一体就可产生有关速度、输出功率、燃油耗率及发动机系统之排放的理想性能。这些子系统是：

（a）点火装置，

（b）燃油输入控制，

（c）发动机气缸和燃烧室内气流的控制，

另外，对柴油发动机系统而言，还包括下列子系统：

（d）分隔机构，

（e）燃烧室中燃油与空气的混合。

分隔这一术语是用来描述在燃烧室中配置有连续操作的点火装置时在发动机进气压缩冲程期间为防止过早点火将燃油从发动机的燃烧室中排出的技术措施。由于下列原因，分隔会使内燃机的燃油经济性带来很大的好处：

（ⅰ）由于可防止压缩自燃，故在选择发动机压缩比时可无需考虑所用燃油的种类;

（ⅱ）部分负荷时，可减少燃油输入，而无需相应减少空气的输入。这就使得发动机处于“超稀燃烧”状态下工作;

（ⅲ）部分负荷时，也不需要在进气过程中对气流作任何的机械式干预，如不必用导致泵吸损失的节流阀影响气流。

柴油发动机是现行唯一的在其工作时采用分隔的内燃机。工作时，空气吸进发动机气缸并压缩到高的容积压缩比（14∶1到25∶1），

由于这个结果，空气之温度提高到300℃和400℃之间。燃油直到压缩终了时才喷入气缸，由于高的空气温度，燃油就会自燃。然而，燃烧不是直接发生在燃油喷射阶段，燃油以液滴形式喷入气缸，在气缸中直接与空气混合并在点火燃烧之前蒸发。这种特有的燃烧滞后使燃烧过程表现为一个相当慢的过程，从而限制了柴油机的有效运行速度就相当低。上面所提到的分离在柴油机中是借助喷射泵机械方式实现的，该燃油喷射泵的喷油器针阀在喷射之前以机械方式将燃油与气缸或燃烧室分隔。

本发明的目的是要提供一种改进的内燃机，通过采用特殊的分隔燃烧室结构和其它子系统的配合，可进一步增大压缩比和扩大运转范围，提高经济性和动力性，并改善部分负荷的运转特性及排放。

本发明提供的内燃机包括：

至少一对与燃烧室（20）连通的第一和第二气缸（12、14），第一气缸（12）的扫气容积大于第二气缸（14）的扫气容积;

将大量的空气充量充入第一气缸（12）的进气装置（25、25′）;

将液态燃料充量充入第二气缸（14）的燃料输送装置（36）;

在所述燃烧室内设有可连续工作的点火装置（22）;

一个将第一和第二气缸连通的燃烧室装置，所述燃烧室装置包括分别与第一和第二气缸连通的第一和第二孔道装置（44，40），使空气流和空气/燃料混合物自所述气缸流至所述燃烧室;

将废气自所述气缸排出的排气装置（27）;所述气缸（12，14）中可移动的相应的第一和第二活塞（16，18）;

当第二活塞（18）在第一位置和第二位置之间运动期间用以控制所述燃料输送装置（36）将燃油充量开始输入第二气缸（14）并且在第二活塞（18）到达第三位置时终止燃油充量输入的控制装置（37），在所述的第一位置时第二活塞（18）处于其进气冲程的始端，在所述第二位置时第二活塞（18）处于从其压缩冲程终点开始运动的角度不少于10度处，所述第三位置不晚于所述活塞在压缩冲程终端之内止点位置;

在第二活塞（18）到达第四位置之前阻止燃油/空气混合物从第二气缸（14）输入所述燃烧室（20）的装置，在所述的第四位置时所述的第二活塞（18）已移动了其压缩冲程长度的至少80%，

用于在自第一气缸（12）输送到所述燃烧室（20）的空气中产生涡流运动以有助于在燃烧期内来自第二气缸（14）的燃料/空气混合物跟来自第一气缸（12）的空气在所述燃烧室中迅速混合的装置;

其特征在于，

第二气缸（14）包括第一气缸（12）的一个延伸部分，而第二活塞（18）包括在第一活塞（16）顶部上的一个凸出部分，其中第一活塞的冲程在其外止点位置时第二活塞凸入第二气缸内。

还提供一种压燃式发动机，包括有：

至少一对与燃烧室（20）连通的第一和第二气缸（12、14），第一气缸（12）的扫气容积大于第二气缸（14）的扫气容积;

将大量的空气充量输入第一气缸（12）的进气装置（25、25′）;

将液态燃料充量输入第二气缸（14）的燃料输送装置（36）;

一个将第一和第二气缸连通的燃烧室装置，所述燃烧室装置包括分别与第一和第二气缸连通的第一和第二孔道装置（44，40），使空气流和空气/燃料混合物自所述气缸流至所述燃烧室;