本發(fā)明屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著我國汽車工業(yè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，中國已經(jīng)成為世界上最大的汽車消費(fèi)國。

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車三大件之一，是汽車的核心技術(shù)之一，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)一般都是四沖程結(jié)構(gòu)，包括吸氣、壓縮、燃燒和排氣四個(gè)工作單程，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，發(fā)動(dòng)機(jī)趨向于高精度、小尺寸、節(jié)能、減排等反向發(fā)展。

現(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)動(dòng)機(jī)采用單獨(dú)的進(jìn)氣門和單獨(dú)的排氣門，這種結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)存在如下缺陷：1、發(fā)動(dòng)機(jī)體積較大，占用汽車艙內(nèi)空間；為了避免空間的限制，缸數(shù)較多的發(fā)動(dòng)機(jī)不得不通過改變其放置方向來迎合整個(gè)汽車空間的需要；2、壓縮比較小，動(dòng)力性能有待改良；3、燃料燃燒不充分，部分未燃燒充分的燃料以廢氣的方式排出，浪費(fèi)能源、油耗較高、污染環(huán)境。

為了解決上述問題，技術(shù)人員也不斷的嘗試新的方法，其中，渦輪增壓設(shè)備、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)、馬自達(dá)獨(dú)創(chuàng)的高壓縮比的藍(lán)天創(chuàng)馳技術(shù)等，然而，這些改良發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、降排性能的方式都是采用外置的其他設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，這不僅增大了發(fā)動(dòng)機(jī)的制造成本，而且，需要大量的電子控制設(shè)備作為輔助，雖然這些技術(shù)都較為成熟，然而，其性價(jià)比和綜合性能受約，發(fā)動(dòng)機(jī)本身的進(jìn)排氣方式不改變，一味的依靠外置設(shè)備來改良補(bǔ)缺，這終歸影響發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，而且會(huì)使通過改良發(fā)動(dòng)機(jī)本身來獲取高性能的道路越走越窄，于整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車行業(yè)的發(fā)展不利。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在的上述問題，提供一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過改變進(jìn)排氣結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)縮小發(fā)動(dòng)機(jī)體積的目的。

本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，本發(fā)動(dòng)機(jī)包括氣缸體、燃燒室、進(jìn)氣口、進(jìn)氣孔、排氣孔、置于燃燒室內(nèi)的氣缸活塞、進(jìn)氣門、排氣門、凸輪軸和凸輪塊，所述進(jìn)氣口位于所述氣缸體的上端，所述進(jìn)氣孔與所述進(jìn)氣口相通，所述進(jìn)氣門插設(shè)在所述氣缸體上，且能夠遮擋所述進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣門包括相連接的氣門連桿一和氣門擋圈，所述排氣門包括相連接的氣門連桿二和氣門活塞，所述氣門連桿一為中空結(jié)構(gòu)，所述氣門連桿二和氣門活塞均插設(shè)在上述氣門連桿一的中空腔內(nèi)，所述氣門連桿一上開設(shè)有能夠連通燃燒室和排氣孔的出氣孔，所述凸輪塊固定在所述凸輪軸上；所述凸輪塊與所述氣門連桿一和氣門連桿二的上端抵靠，且能夠控制氣門連桿一和氣門連桿二上下移動(dòng)。

通過正時(shí)皮帶控制的凸輪軸帶動(dòng)凸輪塊驅(qū)使進(jìn)氣門和排氣門上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)氣缸的進(jìn)氣、壓縮、燃燒、壓縮等，由于排氣門設(shè)置在進(jìn)氣門內(nèi)，節(jié)約排氣門和其附屬結(jié)構(gòu)的布置空間，縮小發(fā)動(dòng)機(jī)的橫向空間。

在上述的一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述氣缸體內(nèi)設(shè)置有一避讓腔，所述氣門連桿一外表面設(shè)置有擋圈一，所述氣門連桿一的內(nèi)表面設(shè)置有擋圈二，所述氣門連桿二的外壁上設(shè)置有與所述擋圈二平行的擋圈三，所述避讓腔的頂部壁面與擋圈一之間固定設(shè)置有壓簧彈簧一，所述擋圈二與擋圈三之間固定設(shè)置有壓縮彈簧二。

壓縮彈簧一和壓縮彈簧二能夠保障進(jìn)氣門和排氣門實(shí)時(shí)的復(fù)位，確保氣門開啟和關(guān)閉準(zhǔn)確無誤，同時(shí)，受到燃燒室的高壓高溫作用，進(jìn)氣門和排氣門的開關(guān)精度能夠得到雙層保障。

再者，所述凸輪塊包括兩個(gè)頂輪一和一個(gè)頂輪二，所述頂輪一位于兩個(gè)所述頂輪二之間，所述頂輪一上具有一凸塊一，所述頂輪二上具有一凸塊二和一凹口。

進(jìn)一步的，所述凸塊一的頂點(diǎn)至凸輪軸的軸線之間的連線與凸塊二的頂點(diǎn)至凸輪軸的軸線之間的連線呈一夾角，所述夾角在78°～102°之間。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)配的需要，該夾角可調(diào)節(jié)進(jìn)氣時(shí)間和廢氣排放時(shí)間。

作為優(yōu)選，所述凸塊一的頂點(diǎn)至凸輪軸的軸線之間的連線與凸塊二的頂點(diǎn)至凸輪軸的軸線之間的連線之間的夾角在78°～90°之間。

隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和燃油品質(zhì)的提高，夾角設(shè)置在78°～90°之間，能夠提高廢氣利用比例，降低熱量排放，通過其他方式來增加氧氣占比，避免燃油燃燒不充分。

進(jìn)一步的，所述氣門連桿一的上端具有一避讓槽；所述避讓槽的橫向尺寸大于所述頂輪二的橫向尺寸。該避讓槽為了防止頂輪一和頂輪二之間的干擾。

進(jìn)一步的，所述出氣孔位于氣門活塞的上行最高點(diǎn)和下行最低點(diǎn)之間。

進(jìn)一步的，所述進(jìn)氣孔的孔徑沿進(jìn)氣方向逐漸擴(kuò)大，所述排氣孔的孔徑沿排氣方向逐漸擴(kuò)大。增大排氣壓力，產(chǎn)生進(jìn)氣時(shí)的負(fù)壓，在通過氣門活塞的下行，進(jìn)一步增大進(jìn)氣渦流，提高進(jìn)氣量。

進(jìn)一步的，所述進(jìn)氣孔初始位置的孔徑為排氣孔初始位置的孔徑的6～8倍。排氣時(shí)，廢氣高溫高壓，作為占比在20％以上的能量，通過排氣孔孔徑初始位置較小，然后逐漸擴(kuò)大的方式，降低熱量散失，在排氣的前半個(gè)行程，通過氣門活塞的下移，排氣的通道瞬間暢通，然而，出去孔和排氣孔初始位置孔徑較小，行程高壓排氣，在排氣的后半個(gè)行程，氣門活塞逐漸關(guān)閉氣門連桿一的下端開口，并繼續(xù)上移，壓縮氣門活塞與氣門連桿一之間的空間，形成較大的壓力，同時(shí)在氣門活塞的下方形成負(fù)壓，在進(jìn)氣門開啟時(shí)，能夠迅速形成進(jìn)氣渦流，而且，在氣門活塞的下移過程中，維持進(jìn)氣量不變的前提下，縮小燃燒室的容積，提高壓縮比，使燃油經(jīng)濟(jì)性和燃燒效果得到提高。

在上述的一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述氣缸體內(nèi)具有冷卻液腔，所述避讓腔與所述冷卻液腔相通；所述冷卻液腔和避讓腔內(nèi)均填注有冷卻液。

冷卻液在氣門連桿一和氣門連桿二的攪動(dòng)下，能夠與其他部位的冷卻液進(jìn)行快速的循環(huán)，這不僅僅是提高了小體積發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱性能，而且，對進(jìn)氣門和排氣門相互穿插疊合的結(jié)構(gòu)而言，高效降溫、高效除雜潤滑的要求得到了保障。

對于氣門連桿一而言，兩個(gè)弧形的接觸斷面與頂輪二高速碰撞和摩擦，由于接觸面較大，而且接觸點(diǎn)隨時(shí)變化，導(dǎo)柱其不容易形成磨損不均等情況發(fā)生，提高了進(jìn)氣門密閉性和可靠性。

進(jìn)氣過程中的前半個(gè)行程，在出氣孔的擾流作用下，氣門活塞下方的氣門連桿一的內(nèi)腔內(nèi)的高壓氣體對進(jìn)氣孔的副作用減少，而且，由于出氣孔的設(shè)置遠(yuǎn)離進(jìn)氣孔主要進(jìn)氣部位，出氣口的氣流對進(jìn)氣的副作用也幾乎很小，這就大大提高了進(jìn)氣量；在進(jìn)氣過程的后半個(gè)行程中，進(jìn)氣慣性力逐漸消失，產(chǎn)生回流慣性力，出氣孔能夠起到平衡氣壓的作用，使回流慣性力作用減弱，在氣門活塞的下移過程中增大燃燒室的起始壓力，同時(shí)增大壓縮比，提高燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性能。

通過縮小排氣孔的初始孔徑，部分廢氣來不及排出，而進(jìn)入進(jìn)氣孔，形成進(jìn)氣孔回流現(xiàn)象，在氣門打開過程中，氣流迅速反向，形成慣性力，將部分廢氣和清潔大氣灌入燃燒室，類似廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的作用，有節(jié)能減排的效果。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、冷卻液在氣門連桿一和氣門連桿二的攪動(dòng)下，能夠與其他部位的冷卻液進(jìn)行快速的循環(huán)，這不僅僅是提高了小體積發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱性能，而且，對進(jìn)氣門和排氣門相互穿插疊合的結(jié)構(gòu)而言，高效降溫、高效除雜潤滑的要求得到了保障。

2、對于氣門連桿一而言，兩個(gè)弧形的接觸斷面與頂輪二高速碰撞和摩擦，由于接觸面較大，而且接觸點(diǎn)隨時(shí)變化，導(dǎo)柱其不容易形成磨損不均等情況發(fā)生，提高了進(jìn)氣門密閉性和可靠性。

3、進(jìn)氣過程中的前半個(gè)行程，在出氣孔的擾流作用下，氣門活塞下方的氣門連桿一的內(nèi)腔內(nèi)的高壓氣體對進(jìn)氣孔的副作用減少，而且，由于出氣孔的設(shè)置遠(yuǎn)離進(jìn)氣孔主要進(jìn)氣部位，出氣口的氣流對進(jìn)氣的副作用也幾乎很小，這就大大提高了進(jìn)氣量；在進(jìn)氣過程的后半個(gè)行程中，進(jìn)氣慣性力逐漸消失，產(chǎn)生回流慣性力，出氣孔能夠起到平衡氣壓的作用，使回流慣性力作用減弱，在氣門活塞的下移過程中增大燃燒室的起始壓力，同時(shí)增大壓縮比，提高燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性能。

4、通過縮小排氣孔的初始孔徑，部分廢氣來不及排出，而進(jìn)入進(jìn)氣孔，形成進(jìn)氣孔回流現(xiàn)象，在氣門打開過程中，氣流迅速反向，形成慣性力，將部分廢氣和清潔大氣灌入燃燒室，類似廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的作用，有節(jié)能減排的效果。

附圖說明

圖1是本汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)氣過程中的截面圖。

圖2是本汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在壓縮過程中的截面圖。

圖3是本汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在做功過程中的截面圖。

圖4是本汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在排氣過程中的截面圖。

圖5是本汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中凸輪軸和凸輪塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中氣門連桿一的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是圖5中a方向上的截面圖。

圖中，1、氣缸體；2、燃燒室；31、進(jìn)氣口；32、進(jìn)氣孔；33、排氣孔；34、氣缸活塞；35、進(jìn)氣門；351、氣門連桿一；3511、出氣孔；352、氣門擋圈；36、排氣門；361、氣門連桿二；362、氣門活塞；37、凸輪軸；38、凸輪塊；381、頂輪一；382、頂輪二；383、凸塊一；384、凸塊二；385、凹口；4、避讓腔；41、擋圈一；42、擋圈二；43、擋圈三；45、壓簧彈簧一；46、壓縮彈簧二；5、避讓槽；6、冷卻液腔。

具體實(shí)施方式

以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。

如圖1、圖5和圖7所示，本發(fā)動(dòng)機(jī)包括氣缸體1、燃燒室2、進(jìn)氣口31、進(jìn)氣孔32、排氣孔33、置于燃燒室2內(nèi)的氣缸活塞34、進(jìn)氣門35、排氣門36、凸輪軸37和凸輪塊38，進(jìn)氣口31位于氣缸體1的上端，進(jìn)氣孔32與進(jìn)氣口31相通，進(jìn)氣門35插設(shè)在氣缸體1上，且能夠遮擋進(jìn)氣口31，進(jìn)氣門35包括相連接的氣門連桿一351和氣門擋圈352，排氣門36包括相連接的氣門連桿二361和氣門活塞362，氣門連桿一351為中空結(jié)構(gòu)，氣門連桿二361和氣門活塞362均插設(shè)在上述氣門連桿一351的中空腔內(nèi)，氣門連桿一351上開設(shè)有能夠連通燃燒室2和排氣孔33的出氣孔3511，凸輪塊38固定在凸輪軸37上；凸輪塊38與氣門連桿一351和氣門連桿二361的上端抵靠，且能夠控制氣門連桿一351和氣門連桿二361上下移動(dòng)。

通過正時(shí)皮帶控制的凸輪軸37帶動(dòng)凸輪塊38驅(qū)使進(jìn)氣門35和排氣門36上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)氣缸的進(jìn)氣、壓縮、燃燒、壓縮等，由于排氣門36設(shè)置在進(jìn)氣門35內(nèi)，節(jié)約排氣門36和其附屬結(jié)構(gòu)的布置空間，縮小發(fā)動(dòng)機(jī)的橫向空間。

如圖1所示，氣缸體1內(nèi)設(shè)置有一避讓腔4，氣門連桿一351外表面設(shè)置有擋圈一41，氣門連桿一351的內(nèi)表面設(shè)置有擋圈二42，氣門連桿二361的外壁上設(shè)置有與擋圈二42平行的擋圈三43，避讓腔4的頂部壁面與擋圈一41之間固定設(shè)置有壓簧彈簧一45，擋圈二42與擋圈三43之間固定設(shè)置有壓縮彈簧二46。

壓縮彈簧一和壓縮彈簧二46能夠保障進(jìn)氣門35和排氣門36實(shí)時(shí)的復(fù)位，確保氣門開啟和關(guān)閉準(zhǔn)確無誤，同時(shí)，受到燃燒室2的高壓高溫作用，進(jìn)氣門35和排氣門36的開關(guān)精度能夠得到雙層保障。

如圖7所示，凸輪塊38包括兩個(gè)頂輪一381和一個(gè)頂輪二382，頂輪一381位于兩個(gè)頂輪二382之間，頂輪一381上具有一凸塊一383，頂輪二382上具有一凸塊二384和一凹口385。

凸塊一383的頂點(diǎn)至凸輪軸37的軸線之間的連線與凸塊二384的頂點(diǎn)至凸輪軸37的軸線之間的連線呈一夾角，夾角在78°～102°之間；根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)配的需要，該夾角可調(diào)節(jié)進(jìn)氣時(shí)間和廢氣排放時(shí)間。

作為優(yōu)選，凸塊一383的頂點(diǎn)至凸輪軸37的軸線之間的連線與凸塊二384的頂點(diǎn)至凸輪軸37的軸線之間的連線之間的夾角在78°～90°之間；隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和燃油品質(zhì)的提高，夾角設(shè)置在78°～90°之間，能夠提高廢氣利用比例，降低熱量排放，通過其他方式來增加氧氣占比，避免燃油燃燒不充分。

如圖6所示，氣門連桿一351的上端具有一避讓槽5；避讓槽5的橫向尺寸大于頂輪二382的橫向尺寸。該避讓槽5為了防止頂輪一381和頂輪二382之間的干擾。

出氣孔3511位于氣門活塞362的上行最高點(diǎn)和下行最低點(diǎn)之間。

進(jìn)氣孔32的孔徑沿進(jìn)氣方向逐漸擴(kuò)大，排氣孔33的孔徑沿排氣方向逐漸擴(kuò)大；增大排氣壓力，產(chǎn)生進(jìn)氣時(shí)的負(fù)壓，在通過氣門活塞362的下行，進(jìn)一步增大進(jìn)氣渦流，提高進(jìn)氣量。

進(jìn)氣孔32初始位置的孔徑為排氣孔33初始位置的孔徑的6～8倍，如圖4所示，排氣時(shí)，廢氣高溫高壓，作為占比在20％以上的能量，通過排氣孔33孔徑初始位置較小，然后逐漸擴(kuò)大的方式，降低熱量散失，在排氣的前半個(gè)行程，通過氣門活塞362的下移，排氣的通道瞬間暢通，然而，出去孔和排氣孔33初始位置孔徑較小，行程高壓排氣，在排氣的后半個(gè)行程，氣門活塞362逐漸關(guān)閉氣門連桿一351的下端開口，并繼續(xù)上移，壓縮氣門活塞362與氣門連桿一351之間的空間，形成較大的壓力，同時(shí)在氣門活塞362的下方形成負(fù)壓，在進(jìn)氣門35開啟時(shí)，能夠迅速形成進(jìn)氣渦流，而且，在氣門活塞362的下移過程中，維持進(jìn)氣量不變的前提下，縮小燃燒室2的容積，提高壓縮比，使燃油經(jīng)濟(jì)性和燃燒效果得到提高。

氣缸體1內(nèi)具有冷卻液腔6，避讓腔4與冷卻液腔6相通；冷卻液腔6和避讓腔4內(nèi)均填注有冷卻液；冷卻液在氣門連桿一351和氣門連桿二361的攪動(dòng)下，能夠與其他部位的冷卻液進(jìn)行快速的循環(huán)，這不僅僅是提高了小體積發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱性能，而且，對進(jìn)氣門35和排氣門36相互穿插疊合的結(jié)構(gòu)而言，高效降溫、高效除雜潤滑的要求得到了保障。

如圖2和圖6所示，對于氣門連桿一351而言，兩個(gè)弧形的接觸斷面與頂輪二382高速碰撞和摩擦，由于接觸面較大，而且接觸點(diǎn)隨時(shí)變化，導(dǎo)柱其不容易形成磨損不均等情況發(fā)生，提高了進(jìn)氣門35密閉性和可靠性。

如圖1、圖2、圖3和圖4所示，進(jìn)氣過程中的前半個(gè)行程，在出氣孔3511的擾流作用下，氣門活塞362下方的氣門連桿一351的內(nèi)腔內(nèi)的高壓氣體對進(jìn)氣孔32的副作用減少，而且，由于出氣孔3511的設(shè)置遠(yuǎn)離進(jìn)氣孔32主要進(jìn)氣部位，出氣口的氣流對進(jìn)氣的副作用也幾乎很小，這就大大提高了進(jìn)氣量；在進(jìn)氣過程的后半個(gè)行程中，進(jìn)氣慣性力逐漸消失，產(chǎn)生回流慣性力，出氣孔3511能夠起到平衡氣壓的作用，使回流慣性力作用減弱，在氣門活塞362的下移過程中增大燃燒室2的起始壓力，同時(shí)增大壓縮比，提高燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性能。

通過縮小排氣孔33的初始孔徑，部分廢氣來不及排出，而進(jìn)入進(jìn)氣孔32，形成進(jìn)氣孔32回流現(xiàn)象，在氣門打開過程中，氣流迅速反向，形成慣性力，將部分廢氣和清潔大氣灌入燃燒室2，類似廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的作用，有節(jié)能減排的效果。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。