[發明專利]二沖程缸內直噴發動機

在審

• 申請號: 201710071764.3
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN106762127A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 胡春明;劉娜;宋璽娟
• 申請（專利權）人: 天津內燃機研究所（天津摩托車技術中心）
• 主分類號: F02B75/02
• 分類號: F02B75/02;F02B75/24;F02B19/10;F02B23/10;F02F3/28;F01M1/08
• 代理公司: 天津市尚儀知識產權代理事務所(普通合伙)12217
• 代理人: 王山

技術領域

本發明涉及二沖程活塞式發動機的技術領域，具體說是一種具有復合燃燒室實現分層燃燒的二沖程缸內直噴發動機。

背景技術

二沖程汽油機自出現以來，由于其具有結構簡單、升功率高、成本低廉的優點而廣泛應用于摩托車、無人機、舷外機和割草機等領域。傳統的非直噴式二沖程發動機在結構上存在固有缺陷：換氣時氣缸內的廢氣不易排凈，同時一部分可燃混合氣會隨廢氣同時排出，從而難以滿足動力性和續航能力的要求。二沖程缸內直噴發動機只利用新鮮空氣進行掃氣，而將燃油直噴到燃燒室內進行混合燃燒，在不同工況下采用不同的混合氣燃燒模式：中高負荷工況下采用均質當量比混合氣燃燒模式，以滿足發動機負荷要求；在低負荷和冷啟動工況則采用分層稀燃混合氣燃燒模式，以提高該工況下的燃油經濟性。二沖程發動機的缸內直噴技術領域中以Orbital公司的SEFIS、PIAGGIO公司的ET2機械式二沖程燃油噴射系統和IFP開發的IAPAC系統為代表。

現有的二沖程缸內直噴發動機一般都包括缸體、氣缸蓋、活塞、噴油器、火花塞、進氣道、排氣道、掃氣道和曲軸箱，其中氣缸體和氣缸蓋相結合形成氣缸，活塞設置在氣缸內部并連接曲軸，氣缸蓋與活塞之間形成燃燒室，噴油器和火花塞的前端插入設置在燃燒室內，進氣道與排氣道設置在缸體上，掃氣道連通氣缸與曲軸箱。通常的氣缸蓋內形成的燃燒室分為半球形、楔形、盆形等，其中半球形燃燒室的火焰傳輸距離短但不易形成掃氣渦旋，楔形燃燒室的火焰傳輸距離長爆燃傾向較大，盆形燃燒室的散熱損失大同時爆燃的傾向也較大，現有技術中傳統形狀的燃燒室都不易實現分層燃燒。

另外現有的二沖程汽油機都具有一個共同的缺點，即零件尤其是活塞部分的潤滑較差，傳統潤滑方式一種是將燃油與機油混合，由燃油供給系統加注機油，機油直接在燃燒過程中直接燒掉，此種方式的機油消耗量大，發動機高速運行時發動機缸套由于機油附著少而易發生潤滑不充分的拉缸現象；另一種是采用獨立的潤滑機構，采用獨立機油泵為各部件供給機油，機油泵的轉速與發動機轉速相關聯，其典型是鈴木特有的CCI潤滑技術，但采用水平對置多缸發動機時獨立潤滑機構的效率并不高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供具體說是一種實現梯度空燃比和分層混合氣體燃燒的二沖程缸內直噴發動機。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:

本發明的二沖程缸內直噴發動機，包括缸體、氣缸蓋、活塞、噴油器、火花塞、進氣道、排氣道、掃氣道和曲軸箱，其中氣缸體和氣缸蓋相結合形成氣缸，活塞設置在氣缸內部并連接曲軸，氣缸蓋與活塞之間形成燃燒室，噴油器和火花塞的前端安裝設置在燃燒室內，進氣道與排氣道設置在缸體上，掃氣道連通氣缸與曲軸箱，燃燒室為復合結構，包括相互連通的主燃室、預燃室，以及頂部帶有凹坑的活塞；預燃室為半球狀結構，位于燃燒室的頂部，主燃室為倒置的碟形結構，位于燃燒室的底部；噴油器和火花塞的前端分別設置在預燃室內。

本發明還可以采用以下技術措施：

所述的預燃室與活塞上的凹坑同軸設置，主燃室與氣缸同軸設置，預燃室的內壁與主燃室的內壁間平滑過渡；主燃室和預燃室外設置冷卻水套。

所述的預燃室的中心軸相對于氣缸軸向掃氣道一側偏心，活塞上的凹坑相對于活塞中心軸為偏心凹坑。

所述的噴油器垂直安裝于預燃室中央位置，安裝在預燃室的火花塞成對設置，兩火花塞沿噴油器的軸向對稱設置。

所述的噴油器為低壓力壓縮空氣輔助直噴噴嘴，噴油器連接的壓縮空氣管外部設置溫度可控的加熱套件并嵌入缸體的冷卻水套。

所述的兩火花塞中至少一支火花塞下安裝溫度可控的加熱組件。

所述的發動機的曲軸箱處安裝溫度可控的加熱組件。

所述的曲軸箱入口處設置潤滑油噴射器，潤滑油噴射器的噴射方向朝向曲軸箱。

所述的發動機曲軸上安裝多齒目標飛輪，由在曲軸箱箱體上對稱安裝設置的傳感器檢出發動機轉速信號及上止點相位角位置。

所述的二沖程缸內直噴發動機為氣缸直列發動機或氣缸水平對置發動機。

本發明具有的優點和積極效果是: