二冲程缸内直喷发动机制造技术

一种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，燃烧室包括相互连通的主燃室、预燃室和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。工作时，喷油器首先在主燃烧室中预喷形成稀薄的混合气，再向预燃室中二次喷油形成较浓的混合气，火花塞在预燃室中点火，完全燃烧在主燃室中完成。通过复合结构的燃烧室和两次复合喷射控制策略，在主燃室和预燃室中形成分层空燃比组合的混合气，预燃室中燃油浓度大于主燃室内的燃油浓度，从而形成分层燃烧，提高了发动机的冷起动性能和高温抗爆性能。

Two stroke cylinder direct injection engine

A two stroke Disi engine, including cylinder block, cylinder head, piston, injector and spark plug, inlet and exhaust, and airway and crankcase, the combustion chamber includes a piston is communicated with the main combustion chamber, precombustion chamber and top with a concave; the precombustion chamber is hemispherical structure at the top the combustion chamber, the main combustion chamber for disc structure inversion, located at the bottom of the combustion chamber; the front end of the injector and spark plug are respectively arranged in the precombustion chamber. When the first injector in the main combustion chamber in pre injection forming a lean mixture, and then to the two injection precombustion chamber formed in the mixture is more concentrated in the precombustion chamber, the spark plug ignition, complete combustion is completed in the main combustion chamber. The composite structure of the combustion chamber and the two compound injection control strategy, the main combustion fuel ratio of mixture combination of layered space formation chamber and the precombustion chamber, the fuel concentration of the main chamber is greater than the fuel concentration in precombustion chamber, thus forming a stratified combustion, improves the engine cold start performance and high temperature antiknock performance.

【技术实现步骤摘要】
二冲程缸内直喷发动机
本专利技术涉及二冲程活塞式发动机的
，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。
技术介绍
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
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:本专利技术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。本专利技术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。本专利技术具有的优点和积极效果是:本专利技术的二冲程缸内直喷发动机中，燃烧室为复合结构，其包括相互连接的主燃室、预燃室，以及顶部带有凹坑的活塞，工作时，喷油器首先在主燃烧室中预喷形成稀薄的混合气，然后向预燃室中二次喷入燃油形成较浓的混合气，火花塞在预燃室中点火，完全燃烧在主燃室中完成。本专利技术通过复合结构的燃烧室和两次复合喷射控制策略，在主燃室和预燃室中形成分层空燃比组合的可燃混合气，预燃室中的燃油浓度大于主燃室内的燃油浓度，从而在燃烧室内形成分层燃烧，提高了发动机的冷起动性能和高温工作条件下的抗爆性能。另外，本专利技术通过改变润滑结构提高了发动机的润滑效率。附图说明图1是本专利技术的二冲程缸内直喷发动机的第一实施例中气缸部分的截面示意图；图2是本专利技术的二冲程缸内直喷发动机的第一实施例中气缸盖内的燃烧室的示意图；图3是本专利技术的二冲程缸内直喷发动机的气缸部分的外部结构示意图；图4是本专利技术的二冲程缸内直喷发动机的第二实施例中气缸部分的截面示意图；图5是本专利技术的二冲程缸内直喷发动机的第二实施例中气缸盖内的燃烧室的示意图；图6是本专利技术的二冲程缸内直喷发动机为水平对置结构时的示意图。具体实施方式以下依据附图和具体实施例对本专利技术进行详细的说明。实施例一：如图1至图3所示，本专利技术的二冲程缸内直喷发动机，包括缸体1、气缸盖2、活塞3、喷油器4、火花塞5、进气道（未图示）、排气道（未图示）、扫气道6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，燃烧室包括相互连通的主燃室7、预燃室8，以及顶部带有凹坑9的活塞3；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4和火花塞5的前端分别设置在预燃室内。预燃室、主燃室、气缸、活塞与活塞上的凹坑同轴设置，预燃室的内壁与主燃室的内壁间平滑过渡，主燃室和预燃室之间不能形成尖角；主燃室和预燃室外设置冷却水套10，为气缸进行冷却降温。喷油器4垂直安装于预燃室中央位置，火花塞可以为单个也可成对设置，图中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。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11外部设置温度可控的加热套件12，缸体上也设置冷却水套10，压缩空气管嵌入缸体1的冷却水套。在冷起动时加热套件对进入燃烧室的压缩空气进行预加热，加热套可以选用PTC加热管、热敏电阻加热管等常用电加热方式。当发动机正常工作，冷却水套的温度上升时，可以通过冷却水套与压缩空气管内空气进行热交换而进行加热。两火花塞5中至少一支火花塞下安装温度可控的加热组件13，以保证发动机处于低温冷起动环境下的正常点火。根据实际情况可以在两个火花塞下都安装加热组件，加热组件为常用电加热结构。本专利技术的二冲程缸内直喷发动机在工作时，喷油器首先在主燃烧室中预喷形成稀薄的混合气，然后向预燃室中二次喷入燃油形成较浓的混合气，火花塞在预燃室中点火，完全燃烧在主燃室中完成。本专利技术通过复合结构的燃烧室和两次复合喷射控制策略，在主燃室和预燃室中形成分层空燃比组合的可燃混合气，预燃室中的燃油浓度大于主燃室内的燃油浓度，从而在燃烧室内形成分层燃烧，提高了发动机的冷起动性能和高温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种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，其特征在于：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。

【技术特征摘要】
1.一种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，其特征在于：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。2.根据权利要求1所述的二冲程缸内直喷发动机，其特征在于：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。3.根据权利要求2所述的二冲程缸内直喷发动机，其特征在于：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。4.根据权利要求2或3所述的二冲程缸内直喷发动机，其特征在于：喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡春明，刘娜，宋玺娟，
申请(专利权)人：天津内燃机研究所天津摩托车技术中心，
类型：发明
国别省市：天津,12