帶有輔助活塞的可變容積燃燒室內燃機的制作方法
【專利說明】
[0001]技術領域本發明涉及一種內燃機，特別是一種帶有輔助活塞的可變容積燃燒室內燃機。
[0002]【背景技術】內燃機主要包括汽油機和柴油機，在一般的汽油機和柴油機中，通過采用較高的壓縮比是提高效率的主要方式。汽油機由于受爆震的影響，壓縮比一般在10: I以內。柴油機由于采用壓燃點火方式，可讓壓縮比達到13:1?20:1。壓縮比越高相當于燃燒室的容積越小，留在燃燒室容積內不能參與作功的燃氣就相對越少，讓發動機的效率也相應越高。但在汽油機中壓縮比也不能很高，柴油機中的壓縮比越高，汽缸內的燃氣壓力也就相應越大，會讓柴油機變得更為笨重。實際中即使讓柴油機采用了 20: I很高的壓縮比，燃燒室中的這部分燃氣仍不能全部參與汽缸中的作功過程。
[0003]
【發明內容】
本發明的目的是提供一種帶有輔助活塞的可變容積燃燒室內燃機，在汽缸內開始進行燃燒作功過程后，盡快讓小汽缸燃燒室中的輔助活塞下行、把小汽缸燃燒室容積內的大部分作功燃氣推到汽缸中作功，從而讓發動機的效率進一步提高。
[0004]本發明的帶有輔助活塞的可變容積燃燒室內燃機包括五種不同實施方式，第一種實施方式中的帶有輔助活塞的可變容積燃燒室內燃機包括汽缸、汽缸中的活塞和經連桿與曲軸箱中傳動相連的曲軸，在汽缸側邊位置處的缸蓋上設有躲開進排氣門的構成燃燒室容積的小汽缸，在小汽缸中裝有輔助活塞，在靠近小汽缸與汽缸連通的通氣道處裝有指向小汽缸的噴油器或火花塞，在輔助活塞的裙部上側向外延出形成有頂在回漲彈簧底部的彈簧座，該彈簧座處在缸蓋上的滑套中，并通過彈簧座上的邊裙在滑套內相應滑動，所設的回漲彈簧裝在機蓋上的彈簧壓蓋下面，使輔助活塞受到壓進小汽缸的作用力，在彈簧壓蓋上形成有伸在回漲彈簧中的帶有底部擋座的液力緩沖柱，在液力緩沖柱內形成有帶上、下緩沖段的液壓油腔，該液壓油腔與供油管連通，輔助活塞上所設的帶有擋塞的滑桿伸在液力緩沖柱的液壓油腔中，液壓油腔上側的容納滑桿上端的滑道上端經連通孔向外通出，在液壓油腔的下緩沖段的底側形成有可限制輔助活塞移出小汽缸的阻擋環面；當汽缸內完成壓縮過程、活塞移到上止點位置時，小汽缸內的輔助活塞也在壓縮空氣作用下克服回漲彈簧的彈力后上移到被液力緩沖柱的底部擋座所阻擋位置，形成最大的燃燒室容積，輔助活塞的彈簧座上的頂環座上移頂在液壓緩沖柱底部擋座上的速度由滑桿上的擋塞在移到液壓油腔的上緩沖段時被減速緩沖；當汽缸內完成壓縮過程開始進行作功過程后，小汽缸燃燒室內所產生的作功燃氣開始推動活塞下行作功，隨著活塞下行作功，小汽缸內被回漲彈簧壓力作用的輔助活塞也被迅速推進小汽缸燃燒室內，把小汽缸內的作功燃氣壓進汽缸推動活塞作功，當輔助活塞帶動相連的滑桿上的擋塞移進液壓油腔下側的下緩沖段后，使與輔助活塞相連的擋塞落在下緩沖段底面的阻擋環面上的速度被減速緩沖。
[0005]在對液壓油腔的連接油路設置中，由設在頂部位置的供油管經用封蓋密封的注油孔后向下又經進油路通向液壓油腔的一側，液壓油腔的另一側與通向上側的回油路相通，該回油路再經用封蓋密封的檢查孔后經小出油孔與出油管連通。
[0006]在缸蓋的側壁上裝有面向小汽缸上端位置的檢查蓋，該檢查蓋的內側即作為連通輔助活塞彈簧座上的上下側氣流通道，還在檢查蓋的內側形成有相應的滑槽，輔助活塞通過其上彈簧座上所安裝的處在滑槽中的滑塊限制輔助活塞回轉。
[0007]在本發明第二種帶有輔助活塞的可變容積燃燒室內燃機中，這種發動機包括汽缸、汽缸中的活塞和經連桿與曲軸箱中傳動相連的曲軸，在汽缸側邊位置處的缸蓋上設有躲開進排氣門的構成燃燒室容積的小汽缸，在小汽缸中裝有輔助活塞，在靠近小汽缸與汽缸連通的通氣道處裝有指向小汽缸的噴油器或火花塞，輔助活塞上的連接頂桿經穿過缸蓋上的小汽缸上側所固定的壓蓋與上端的彈簧擋座連成一體，彈簧擋座通過其上的邊裙可在缸蓋上的滑套中相應滑動，在彈簧擋座與機蓋上的彈簧壓蓋之間裝有回漲彈簧，該回漲彈簧經彈簧擋座和連接頂桿可把輔助活塞從小汽缸的內側迅速向外壓出，在彈簧擋座下面的連接頂桿上通過其上所設的軸銷裝有與左右兩側的搖臂內端相鉸接的連接板，兩側的搖臂通過中部的中間軸安裝在缸蓋上的左右軸座上所設的相應支撐擺臂上，左右兩搖臂的外端通過所設的滾輪可被相應的左、右凸輪軸上的壓動凸輪同時壓動控制，在連接頂桿上的軸銷位置下側形成有可落座在壓蓋上的限位擋盤；當汽缸內進行壓縮過程、活塞向上止點位置移動時，左右凸輪軸上的壓動凸輪也同時通過左右的兩搖臂在克服回漲彈簧的壓力后帶動輔助活塞向小汽缸內移動，當活塞移到上止點完成壓縮過程，將要進行作功過程時，輔助活塞已被帶動移進小汽缸內側形成最大的燃燒室容積，進入小汽缸燃燒室中的壓縮空氣被噴油點火、所形成的作功燃氣進入汽缸中推動活塞下行作功，活塞下行作功后，左右凸輪軸上的壓動凸輪也轉過左右搖臂上的滾輪，不被壓動的回漲彈簧便迅速帶動輔助活塞把小汽缸內的作功燃氣隨著活塞的下行快速壓進汽缸參與作功；當輔助活塞將要移到小汽缸外側時，左右搖臂上的滾輪也落到左右凸輪軸的壓動凸輪上的降程緩沖段，使輔助活塞移到外側位置時的速度被相應緩沖。
[0008]也可以讓兩擺臂的內端直接鉸接在彈簧擋座的下面，讓挪到下側位置并躲開壓蓋的連接板通過中部被壓蓋兩側的軸座支撐，再讓連接板兩端與支撐擺臂的下部相鉸接。
[0009]在凸輪軸上的各凸輪布置中，設在進排氣門側的凸輪軸上的壓動凸輪處于中間位置，在壓動凸輪兩側分別設有進、排氣凸輪，相應地被進、排氣凸輪控制的搖臂安裝在兩汽缸之間位置的軸痤上所固定的軸銷外側。
[0010]在本發明第三種帶有輔助活塞的可變容積燃燒室內燃機中，這種發動機包括汽缸、汽缸中的活塞和經連桿與曲軸箱中傳動相連的曲軸，在汽缸側邊位置處的缸蓋上設有躲開進排氣門的構成燃燒室容積的小汽缸，在小汽缸中裝有輔助活塞，在靠近小汽缸與汽缸連通的通氣道處裝有指向小汽缸的火花塞及噴油器，輔助活塞裝在設有上側壓蓋的小汽缸內，控制輔助活塞的連接壓桿伸進輔助活塞內，在連接壓桿的下端設有壓盤，相應地在輔助活塞上側設有限位擋蓋，裝在輔助活塞內的回漲彈簧頂在輔助活塞的底部與連接壓桿下端的壓盤之間，在連接壓桿上設有限制連接壓桿壓進輔助活塞一定距離的限位擋盤，或者讓小汽缸內的輔助的活塞經其上的活塞銷直接與連接壓桿的下端相連，在連接壓桿的上端兩側通過所裝的軸銷裝有滾輪，兩滾輪被上側的凸輪軸上的壓動凸輪控制，連接壓桿的上端還通過其上的軸銷兩側與擺臂的擺動端相鉸接，擺臂的另一端通過軸銷安裝在缸蓋側壁的軸座上，擺臂的中部通過中間軸銷和彈簧擋座被缸蓋上的彈簧座上所裝的回位彈簧支撐，使輔助活塞受到返回小汽缸內側的作用力、讓小汽缸內在壓縮過程中形成最大的燃燒室容積；當活塞行到上止點完成壓縮過程，小汽缸的燃燒室內也形成作功燃氣后，活塞被作功燃氣推動下行開始作功，隨后，凸輪軸上的壓動凸輪便經連接壓桿帶動輔助活塞下行，盡快在作功過程的早期把小汽缸燃燒室中的作功燃氣壓進汽缸推動活塞作功。
[0011]在本發明第四種帶有輔助活塞的可變容積燃燒室內燃機中，這種發動機包括汽缸、汽缸中的活塞和經連桿與曲軸箱中傳動相連的曲軸，在汽缸側邊位置處的缸蓋上設有躲開進排氣門的構成燃燒室容積的小汽缸，在小汽缸中裝有輔助活塞，在靠近小汽缸與汽缸連通的通氣道處裝有指向小汽缸的噴油器，小汽缸內的輔助活塞經其上的活塞銷與中間連桿的下端相連，中間連桿的上端經連桿銷與缸蓋上側的輔助曲軸上的連桿小頭相鉸接，兩連桿之間的連桿銷的兩側還與擺臂的擺動端相鉸接，擺臂的另一端通過軸銷安裝在缸蓋側壁的軸座上，輔助曲軸與曲軸的轉速相同；當汽缸中的活塞行到上止點完成壓縮過程時，小汽缸內的輔助活塞也被輔助曲軸帶動移進小汽缸上側形成最大的燃燒室容積、并在小汽缸內產生作功燃氣，當汽缸內的活塞被作功燃氣推動作功開始向下止點方向移動時，小汽缸內的輔助活塞被輔助曲軸帶動先把小汽缸燃燒室內的作功燃氣全部壓進汽缸參與作功、隨后又被帶動伸出小汽缸進入汽缸內，當汽缸中的活塞行到下止點位置時，小汽缸中行程較長的輔助活塞也移出小汽缸伸進汽缸內一定的距離；在隨后的排氣和進氣過程中，小汽缸中的輔助活塞也會被輔助曲軸帶動返回小汽缸后又移出小汽缸并伸進汽缸。
[0012]在本發明第五種帶有輔助活塞的可變容積燃燒室內燃機中，這種發動機包括汽缸、汽缸中的活塞和經連桿與曲軸箱中傳動相連的曲軸，在汽缸的下止點位置上設有與壓氣機相連通的掃氣口，在汽缸的缸蓋上設有構成燃燒室容積的小汽缸，在小汽缸中裝有輔助活塞，在小汽缸的側壁上裝有噴油器或火花塞，輔助活塞采用分段式組合結構、經中間的活塞桿與上部的裙塞連成一體，裙塞再經其上的活塞銷與缸蓋上側的輔助曲軸上的連桿的小頭相鉸接，輔助曲軸與曲軸箱內的曲軸轉速相同，在輔助活塞的上側向裙塞方向形成有過渡裙部，在過渡裙部與輔助活塞相連接處的以上位置形成有若干均布的排氣口，在過渡裙部內形成了圍繞著活塞桿的排氣道，過渡裙部的上端與上側的裙塞的底面距有一定的距離形成出氣開口，相應地在與小汽缸的燃燒室相隔一定距離的小汽缸側壁上設有與排氣管道相連通的環形排氣道；當汽缸中的活塞行到上止點位置完成壓縮過程時，小汽缸內的輔助活塞也被輔助曲軸帶動移進小汽缸上部形成最大燃燒室容積、并在小汽缸內產生作功燃氣，當汽缸內的活塞被作功燃氣推動作功開始向下止點方向移動時，小汽缸內的輔助活塞被輔助曲軸帶動也向下移動、把小汽缸中的作功燃氣壓進汽缸參與作功，隨著活塞的下行作功，被帶動的輔助活塞伸進汽缸；當活塞下行接近下止點并與汽缸上的掃氣口溝通時，移到下部位置