CN104791076A - 带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机，这种内燃机包括汽缸(21)、活塞(22)和经连杆(23)传动相连的曲轴，在缸盖(2)上的靠汽缸侧边位置处设有构成燃烧室容积的小汽缸(26)，小汽缸中装有被控制的辅助活塞(31)，当汽缸(21)内完成压缩过程后，小汽缸燃烧室中的辅助活塞(31)也被推动到形成最大燃烧室容积的位置处，在汽缸(21)进行作功过程时，辅助活塞则把小汽缸燃烧室中所产生的作功燃气迅速压进汽缸中推动活塞(22)作功，使小汽缸(26)和汽缸(21)内所形成的不能作功的余隙容积处于最小状态，让留在余隙容积内不能作功的燃气也处于最少状态，从而进一步提高了内燃机的效率。

Description

带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机

技术领域 本发明涉及一种内燃机，特别是一种带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机。

背景技术 内燃机主要包括汽油机和柴油机，在一般的汽油机和柴油机中，通过采用较高的压缩比是提高效率的主要方式。汽油机由于受爆震的影响，压缩比一般在10∶1以内。柴油机由于采用压燃点火方式，可让压缩比达到13∶1～20∶1。压缩比越高相当于燃烧室的容积越小，留在燃烧室容积内不能参与作功的燃气就相对越少，让发动机的效率也相应越高。但在汽油机中压缩比也不能很高，柴油机中的压缩比越高，汽缸内的燃气压力也就相应越大，会让柴油机变得更为笨重。实际中即使让柴油机采用了20∶1很高的压缩比，燃烧室中的这部分燃气仍不能全部参与汽缸中的作功过程。

发明内容 本发明的目的是提供一种带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机，在汽缸内开始进行燃烧作功过程后，尽快让小汽缸燃烧室中的辅助活塞下行、把小汽缸燃烧室容积内的大部分作功燃气推到汽缸中作功，从而让发动机的效率进一步提高。

本发明的带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机包括五种不同实施方式，第一种实施方式中的带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机包括汽缸、汽缸中的活塞和经连杆与曲轴箱中传动相连的曲轴，在汽缸侧边位置处的缸盖上设有躲开进排气门的构成燃烧室容积的小汽缸，在小汽缸中装有辅助活塞，在靠近小汽缸与汽缸连通的通气道处装有指向小汽缸的喷油器或火花塞，在辅助活塞的裙部上侧向外延出形成有顶在回涨弹簧底部的弹簧座，该弹簧座处在缸盖上的滑套中，并通过弹簧座上的边裙在滑套内相应滑动，所设的回涨弹簧装在机盖上的弹簧压盖下面，使辅助活塞受到压进小汽缸的作用力，在弹簧压盖上形成有伸在回涨弹簧中的带有底部挡座的液力缓冲柱，在液力缓冲柱内形成有带上、下缓冲段的液压油腔，该液压油腔与供油管连通，辅助活塞上所设的带有挡塞的滑杆伸在液力缓冲柱的液压油腔中，液压油腔上侧的容纳滑杆上端的滑道上端经连通孔向外通出，在液压油腔的下缓冲段的底侧形成有可限制辅助活塞移出小汽缸的阻挡环面；当汽缸内完成压缩过程、活塞移到上止点位置时，小汽缸内的辅助活塞也在压缩空气作用下克服回涨弹簧的弹力后上移到被液力缓冲柱的底部挡座所阻挡位置，形成最大的燃烧室容积，辅助活塞的弹簧座上的顶环座上移顶在液压缓冲柱底部挡座上的速度由滑杆上的挡塞在移到液压油腔的上缓冲段时被减速缓冲；当汽缸内完成压缩过程开始进行作功过程后，小汽缸燃烧室内所产生的作功燃气开始推动活塞下行作功，随着活塞下行作功，小汽缸内被回涨弹簧压力作用的辅助活塞也被迅速推进小汽缸燃烧室内，把小汽缸内的作功燃气压进汽缸推动活塞作功，当辅助活塞带动相连的滑杆上的挡塞移进液压油腔下侧的下缓冲段后，使与辅助活塞相连的挡塞落在下缓冲段底面的阻挡环面上的速度被减速缓冲。

在对液压油腔的连接油路设置中，由设在顶部位置的供油管经用封盖密封的注油孔后向下又经进油路通向液压油腔的一侧，液压油腔的另一侧与通向上侧的回油路相通，该回油路再经用封盖密封的检查孔后经小出油孔与出油管连通。

在缸盖的侧壁上装有面向小汽缸上端位置的检查盖，该检查盖的内侧即作为连通辅助活塞弹簧座上的上下侧气流通道，还在检查盖的内侧形成有相应的滑槽，辅助活塞通过其上弹簧座上所安装的处在滑槽中的滑块限制辅助活塞回转。

在本发明第二种带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机中，这种发动机包括汽缸、汽缸中的活塞和经连杆与曲轴箱中传动相连的曲轴，在汽缸侧边位置处的缸盖上设有躲开进排气门的构成燃烧室容积的小汽缸，在小汽缸中装有辅助活塞，在靠近小汽缸与汽缸连通的通气道处装有指向小汽缸的喷油器或火花塞，辅助活塞上的连接顶杆经穿过缸盖上的小汽缸上侧所固定的压盖与上端的弹簧挡座连成一体，弹簧挡座通过其上的边裙可在缸盖上的滑套中相应滑动，在弹簧挡座与机盖上的弹簧压盖之间装有回涨弹簧，该回涨弹簧经弹簧挡座和连接顶杆可把辅助活塞从小汽缸的内侧迅速向外压出，在弹簧挡座下面的连接顶杆上通过其上所设的轴销装有与左右两侧的摇臂内端相铰接的连接板，两侧的摇臂通过中部的中间轴安装在缸盖上的左右轴座上所设的相应支撑摆臂上，左右两摇臂的外端通过所设的滚轮可被相应的左、右凸轮轴上的压动凸轮同时压动控制，在连接顶杆上的轴销位置下侧形成有可落座在压盖上的限位挡盘；当汽缸内进行压缩过程、活塞向上止点位置移动时，左右凸轮轴上的压动凸轮也同时通过左右的两摇臂在克服回涨弹簧的压力后带动辅助活塞向小汽缸内移动，当活塞移到上止点完成压缩过程，将要进行作功过程时，辅助活塞已被带动移进小汽缸内侧形成最大的燃烧室容积，进入小汽缸燃烧室中的压缩空气被喷油点火、所形成的作功燃气进入汽缸中推动活塞下行作功，活塞下行作功后，左右凸轮轴上的压动凸轮也转过左右摇臂上的滚轮，不被压动的回涨弹簧便迅速带动辅助活塞把小汽缸内的作功燃气随着活塞的下行快速压进汽缸参与作功；当辅助活塞将要移到小汽缸外侧时，左右摇臂上的滚轮也落到左右凸轮轴的压动凸轮上的降程缓冲段，使辅助活塞移到外侧位置时的速度被相应缓冲。

也可以让两摆臂的内端直接铰接在弹簧挡座的下面，让挪到下侧位置并躲开压盖的连接板通过中部被压盖两侧的轴座支撑，再让连接板两端与支撑摆臂的下部相铰接。

在凸轮轴上的各凸轮布置中，设在进排气门侧的凸轮轴上的压动凸轮处于中间位置，在压动凸轮两侧分别设有进、排气凸轮，相应地被进、排气凸轮控制的摇臂安装在两汽缸之间位置的轴痤上所固定的轴销外侧。

在本发明第三种带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机中，这种发动机包括汽缸、汽缸中的活塞和经连杆与曲轴箱中传动相连的曲轴，在汽缸侧边位置处的缸盖上设有躲开进排气门的构成燃烧室容积的小汽缸，在小汽缸中装有辅助活塞，在靠近小汽缸与汽缸连通的通气道处装有指向小汽缸的火花塞及喷油器，辅助活塞装在设有上侧压盖的小汽缸内，控制辅助活塞的连接压杆伸进辅助活塞内，在连接压杆的下端设有压盘，相应地在辅助活塞上侧设有限位挡盖，装在辅助活塞内的回涨弹簧顶在辅助活塞的底部与连接压杆下端的压盘之间，在连接压杆上设有限制连接压杆压进辅助活塞一定距离的限位挡盘，或者让小汽缸内的辅助的活塞经其上的活塞销直接与连接压杆的下端相连，在连接压杆的上端两侧通过所装的轴销装有滚轮，两滚轮被上侧的凸轮轴上的压动凸轮控制，连接压杆的上端还通过其上的轴销两侧与摆臂的摆动端相铰接，摆臂的另一端通过轴销安装在缸盖侧壁的轴座上，摆臂的中部通过中间轴销和弹簧挡座被缸盖上的弹簧座上所装的回位弹簧支撑，使辅助活塞受到返回小汽缸内侧的作用力、让小汽缸内在压缩过程中形成最大的燃烧室容积；当活塞行到上止点完成压缩过程，小汽缸的燃烧室内也形成作功燃气后，活塞被作功燃气推动下行开始作功，随后，凸轮轴上的压动凸轮便经连接压杆带动辅助活塞下行，尽快在作功过程的早期把小汽缸燃烧室中的作功燃气压进汽缸推动活塞作功。

在本发明第四种带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机中，这种发动机包括汽缸、汽缸中的活塞和经连杆与曲轴箱中传动相连的曲轴，在汽缸侧边位置处的缸盖上设有躲开进排气门的构成燃烧室容积的小汽缸，在小汽缸中装有辅助活塞，在靠近小汽缸与汽缸连通的通气道处装有指向小汽缸的喷油器，小汽缸内的辅助活塞经其上的活塞销与中间连杆的下端相连，中间连杆的上端经连杆销与缸盖上侧的辅助曲轴上的连杆小头相铰接，两连杆之间的连杆销的两侧还与摆臂的摆动端相铰接，摆臂的另一端通过轴销安装在缸盖侧壁的轴座上，辅助曲轴与曲轴的转速相同；当汽缸中的活塞行到上止点完成压缩过程时，小汽缸内的辅助活塞也被辅助曲轴带动移进小汽缸上侧形成最大的燃烧室容积、并在小汽缸内产生作功燃气，当汽缸内的活塞被作功燃气推动作功开始向下止点方向移动时，小汽缸内的辅助活塞被辅助曲轴带动先把小汽缸燃烧室内的作功燃气全部压进汽缸参与作功、随后又被带动伸出小汽缸进入汽缸内，当汽缸中的活塞行到下止点位置时，小汽缸中行程较长的辅助活塞也移出小汽缸伸进汽缸内一定的距离；在随后的排气和进气过程中，小汽缸中的辅助活塞也会被辅助曲轴带动返回小汽缸后又移出小汽缸并伸进汽缸。

在本发明第五种带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机中，这种发动机包括汽缸、汽缸中的活塞和经连杆与曲轴箱中传动相连的曲轴，在汽缸的下止点位置上设有与压气机相连通的扫气口，在汽缸的缸盖上设有构成燃烧室容积的小汽缸，在小汽缸中装有辅助活塞，在小汽缸的侧壁上装有喷油器或火花塞，辅助活塞采用分段式组合结构、经中间的活塞杆与上部的裙塞连成一体，裙塞再经其上的活塞销与缸盖上侧的辅助曲轴上的连杆的小头相铰接，辅助曲轴与曲轴箱内的曲轴转速相同，在辅助活塞的上侧向裙塞方向形成有过渡裙部，在过渡裙部与辅助活塞相连接处的以上位置形成有若干均布的排气口，在过渡裙部内形成了围绕着活塞杆的排气道，过渡裙部的上端与上侧的裙塞的底面距有一定的距离形成出气开口，相应地在与小汽缸的燃烧室相隔一定距离的小汽缸侧壁上设有与排气管道相连通的环形排气道；当汽缸中的活塞行到上止点位置完成压缩过程时，小汽缸内的辅助活塞也被辅助曲轴带动移进小汽缸上部形成最大燃烧室容积、并在小汽缸内产生作功燃气，当汽缸内的活塞被作功燃气推动作功开始向下止点方向移动时，小汽缸内的辅助活塞被辅助曲轴带动也向下移动、把小汽缸中的作功燃气压进汽缸参与作功，随着活塞的下行作功，被带动的辅助活塞伸进汽缸；当活塞下行接近下止点并与汽缸上的扫气口沟通时，移到下部位置的辅助活塞上的排气口也与汽缸的上侧沟通，同时，辅助活塞内经排气通道与排气口相连通的出气开口也与小汽缸侧壁上的环形排气道处于相通状态，这时由压气机提供的扫气便从汽缸上的扫气口进入汽缸，使汽缸内作功后的废气从上侧的辅助活塞上露出的排气口经辅助活塞上的排气通道和缸盖上的排气管道向外排出，当活塞行到下止点向上移动关闭汽缸上的扫气口后，同时移动的辅助活塞也离开下部位置向上移动、让辅助活塞上的排气口移进小汽缸切断与汽缸的连通，汽缸内所进行的进排气换气过程完成；随着活塞向上移动进行压缩过程到达上止点位置后，同时向上移动的辅助活塞也退出汽缸，移到小汽缸内的上部位置形成最大燃烧室容积。

对于小汽缸和辅助活塞之间的密封，用于密封辅助活塞和小汽缸之间密封的密封环设在小汽缸内壁上，通过密封环的内壁面压在辅助活塞的外圆周面上进行密封，每个密封环装在相应的L型密封环座的台阶内，由多个装有密封环的L型密封环座叠压在一起，构成多道密封环进行密封，在相邻的两L型密封环座的倒角空间内装有密封添料，所设的多个叠压在一起的L型密封环座装在小汽缸缸体上所形成的L形台阶内，并压装在缸盖底面的相应安装空间里。

当把上述本发明的相应可变容积燃烧室内燃机制成汽油机时，小汽缸中的辅助活塞被压缩空气或压动凸轮作用回到上部位置所形成的最大燃烧室容积相当于8∶1～10∶1的压缩比，被制成的柴油机可达到12∶1～13∶1的压缩比，发动机靠压燃点火作功。不论被制成的是汽油机还是柴油机，在作功过程开始后，小汽缸内的辅助活塞都会在上止点后的80度曲轴转角内把燃烧室内的作功燃气压入汽缸中推动活塞对外作功。在辅助活塞移到下侧位置、小汽缸燃烧室处于最小容积状态后，小汽缸内的余隙容积加上汽缸中活塞处于上止点时的余隙容积可形成30∶1～35∶1的很高相对压缩比，只有余隙容积内的少量燃气不能进入汽缸作功，从而让本发明的汽油机效率明显提高，让本发明的柴油机效率比普通柴油机进一步提高。虽然本发明的内燃机具有30∶1～35∶1的很高相对压缩比，但汽缸中在上止点附近所产生的最高燃气压力并不很高，不会增加传动机构的机械负荷。

附图说明 下面结合附图对本发明的带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机进行详细的说明。

图1是本发明第一实施方式中采用被动式辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机的结构剖视图。

图2是辅助活塞移到小汽缸燃烧室下侧位置时的状态图。

图3是本发明第二实施方式中采用凸轮控制的辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机的结构剖视图。

图4是沿图3中A向的凸轮轴、凸轮和摇臂的结构布置图。

图5是本发明第三实施方式中采用凸轮控制辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机的结构剖视图。

图6是沿图5中B-B向的喷油器和火花塞安装位置图。

图7是本发明第三实施方式的另一种可变容积燃烧室内燃机的结构剖视图。

图8是本发明第四种实施方式中采用辅助曲轴控制辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机的结构剖视图。

图9是本发明第五种实施方式中采用辅助曲轴控制辅助活塞的二冲程可变容积燃烧室内燃机的结构剖视图

图10是图9中二冲程内燃机的辅助活塞已把小汽缸燃烧室内的作为燃气压进汽缸中参与作功的状态图。

图11是图9中二冲程内燃机的辅助活塞和活塞下行到换气位置的状态图。

图12是图9中二冲程内燃机的小汽缸密封环的安装结构图。

具体实施方式 本发明通过设置带有辅助活塞的小汽缸形成可变容积燃烧室，在压缩过程结束时让辅助活塞移到上侧位置使小汽缸处于最大燃烧室容积状态，并在燃烧室最大容积状态下通过喷油点火产生作功所需的高温高压燃气，在作功过程开始后，随着活塞下行作功，小汽缸容积内的作功燃气也会被辅助活塞推动、迅速进入汽缸参与作功，让作功时小汽缸和汽缸内所形成的不能作功容积处于最小状态，从而进一步提高了内燃机的效率。根据辅助活塞被控制作用的方式不同，本发明的这种带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机主要包括五种不同的实施方式。图1给出的是本发明第一实施方式中采用由回涨弹簧作用的被动式辅助活塞可变容积燃烧室内燃机的结构剖视图，在图1中，这种内燃机包括汽缸21、汽缸中的活塞22和经连杆23与曲轴箱中传动相连的曲轴。在汽缸21侧边位置处的缸盖2上设有躲开进排气门的构成燃烧室容积的小汽缸26，在小汽缸中装有辅助活塞31，在靠近小汽缸26与汽缸21连通的通气道处装有指向小汽缸的喷油器5。图1实施方式中的内燃机通过在汽缸的缸体20上设置喷油器5制成的是以压燃点火工作的柴油机。在辅助活塞31的裙部33上侧向外延出形成有顶在回涨弹簧47底部的弹簧座35，该弹簧座处在缸盖2上的滑套12中，并通过弹簧座上的边裙36在滑套内相应滑动，所设的回涨弹簧47装在机盖4上的弹簧压盖105下面，使辅助活塞31受到压进小汽缸26的作用力。所设的顶在辅助活塞上的回涨弹簧47的弹力应调整在当汽缸内达到相当于8∶1～10∶1压缩比的压缩空气压力时，辅助活塞31被压缩空气作用应该向小汽缸内开始移动。当汽缸内达到相当于13∶1压缩比的压力时，辅助活塞能被完全压进小汽缸并形成最大的燃烧室容积。13∶1压缩比的压缩空气升温也能让喷入小汽缸燃烧室中的燃油被压燃点火。图1中小汽缸26内的辅助活塞31正被压缩空气推到最上侧位置处于最大燃烧室容积状态，喷油器5也正在向小汽缸内喷入燃油。为减小辅助活塞在上下移动时产生的冲击并限制其行程，在弹簧压盖105上形成有伸在回涨弹簧47中的带有底部挡座63的液力缓冲柱62，在液力缓冲柱内形成有带上、下缓冲段67、68的液压油腔64，该液压油腔与供油管80连通。辅助活塞31上所设的带有挡塞42的滑杆40伸在液力缓冲柱的液压油腔64中，液压油腔上侧的容纳滑杆40上端的滑道65上端经连通孔66向外通出。在液压油腔的下缓冲段68的底侧形成有可限制辅助活塞移出小汽缸26的阻挡环面69。当汽缸21内完成压缩过程、活塞22移到上止点位置时，小汽缸26内的辅助活塞31也在压缩空气作用下克服回涨弹簧47的弹力后上移到被液力缓冲柱62的底部挡座63所阻挡位置，形成最大的燃烧室容积，如图1中状态所示。辅助活塞的弹簧座35上的顶环座37上移顶在液压缓冲柱底部挡座63上的速度由滑杆40上的挡塞42在移到液压油腔64的上缓冲段67时被减速缓冲。当汽缸21内完成压缩过程开始进行作功过程后，小汽缸26燃烧室内所产生的作功燃气开始推动活塞22下行作功，随着活塞下行作功，小汽缸内被回涨弹簧47压力作用的辅助活塞31也被迅速推进小汽缸燃烧室内，把小汽缸内的作功燃气压进汽缸21推动活塞22作功，如图2中状态所示。当辅助活塞31带动相连的滑杆40上的挡塞42移进液压油腔64下侧的下缓冲段68后，使与辅助活塞相连的挡塞42落在下缓冲段底面的阻挡环面69上的速度被减速缓冲。

在辅助活塞迅速把小汽缸内的作功燃气压进汽缸参与作功并行到下侧位置后，辅助活塞31底部所形成的小汽缸余隙容积115加上活塞22处于上止点位置时的双点划线以上的汽缸余隙容积116与汽缸的工作容积之比可相当于30∶1～35∶1的相对压缩比。虽然本发明的可变容积燃烧室内燃机达到很高的相对压缩比，但被制成柴油发动机的实际运行最高工作压力只相当于13∶1压缩比时所产生的最高工作压力，在发动机增加动力和提高工作效率后，活塞、连杆和曲轴等所受的最大压力并未增加，不会让动力传动机构更为笨重。

由于为减少辅助活塞在上下移动时所受的冲击而采用了液力缓冲结构，发动机起动运转前，液力缓冲柱62内的液压油腔64内必须要先充入缓冲油液，为能在刚装配完的发动机上向液压油腔内提前充入缓冲油液，如图1所示，由设在顶部位置的供油管80经用封盖82密封的注油孔83后向下又经进油路84通向液压油腔64的一侧，液压油腔的另一侧与通向上侧的回油路87相通，该回油路再经用封盖85密封的检查孔86后经小出油孔88与出油管89连通。在发动机运转过程中，从供油管80来的油液流过液力缓冲柱上的液压油腔64后，已升温的缓冲油液经回油路87从上侧的小出油孔88和出油管89返回发动机的油池。

当这种辅助活塞采用液压结构来缓冲的发动机停止运转后，被回涨弹簧作用的辅助活塞31也带动其上滑杆40上的挡塞42压在下缓冲段68底侧的阻挡环面69上，使液压油腔64内的油液不会外泄，有利于发动机的下一次起动运转。当然，停机后的液力缓冲柱内的液压油腔和相应油路中的油液会部分的泄漏进容纳滑杆的滑道65，使进油路84和回油路87内油液的液面高度相应降低到如图2所示状态，但并不会影响发动机下一次起动。在把挡塞42的底面44制成锥形时，还可形成更好的既有利于停机时密封油液、也相应加大了受冲击部位的接触面积，并且还能减小挡塞上下移动时所产生的阻力。

由于辅助活塞是经一个较深的滑套12装入小汽缸26内的，为方便带有活塞环的辅助活塞31能装入小汽缸，在缸盖2的侧壁3上装有面向小汽缸26上端位置的检查盖91，该检查盖的内侧即作为连通辅助活塞弹簧座35上的上下侧气流通道，还在检查盖的内侧形成有相应的滑槽92，辅助活塞31通过其上弹簧座35上所安装的处在滑槽92中的滑块38限制辅助活塞回转。

在图3中给出的本发明第二实施方式可变容积燃烧室内燃机中，所设的辅助活塞被回涨弹簧和压动凸轮一起控制，如图3中所示，这种内燃机包括汽缸21、汽缸中的活塞22和经连杆23与曲轴箱中传动相连的曲轴。在汽缸21侧边位置处的缸盖2上设有躲开进排气门的构成燃烧室容积的小汽缸26，在小汽缸中装有辅助活塞31，在靠近小汽缸26与汽缸21连通的通气道处装有指向小汽缸的火花塞6。由于小汽缸26倾斜布置，火花塞6安装在了靠近汽缸的缸体20上，并让火花塞指向与小汽缸连通的通气道28。发动机由火花塞点火作功，小汽缸26内的燃烧室容积相当于8∶1～10∶1压缩比。当只设有火花塞时，可在汽缸外安装喷油器并利用节气阀门调节功率。如在火花塞旁安装喷油器进行缸内喷油，便可去掉节气门使发动机在中低功率下的效率得到提高。辅助活塞31上的连接顶杆45经穿过缸盖2上的小汽缸26上侧所固定的压盖13与上端的弹簧挡座46连成一体，弹簧挡座通过其上的边裙36可在缸盖上的滑套12中相应滑动，在弹簧挡座46与机盖4上的弹簧压盖105之间装有回涨弹簧47，该回涨弹簧经弹簧挡座46和连接顶杆45可把辅助活塞31从小汽缸26的内侧迅速向外压出。在弹簧挡座46下面的连接顶杆45上通过其上所设的轴销48装有与左右两侧的摇臂54内端相铰接的连接板51，两侧的摇臂54通过中部的中间轴53安装在缸盖上的左右轴座19上所设的相应支撑摆臂59上，左右两摇臂54的外端通过所设的滚轮55可被相应的左右凸轮轴99、90上的压动凸轮70同时压动控制，在连接顶杆45上的轴销48位置下侧形成有可落座在压盖13上的限位挡盘50。图3中辅助活塞31采用了被两侧的摇臂54控制的结构方式，因两侧摇臂上的滚轮55与辅助活塞的运动方向相反，可使辅助活塞的上下移动惯性力被相应平衡。当汽缸21内进行压缩过程、活塞22向上止点位置移动时，左右凸轮轴99、90上的压动凸轮70也同时通过左右的两摇臂54在克服回涨弹簧47的压力后带动辅助活塞31向小汽缸26内移动。发动机实际运转中，由于进入小汽缸中的压缩空气也会推动辅助活塞上行克服一部分回涨弹簧的压力，可让左右凸轮轴上的两侧压动凸轮70所受到作用力相应减小。当活塞22移到上止点完成压缩过程，将要进行作功过程时，如图3中状态所示，辅助活塞31已被带动移进小汽缸26内侧形成最大的燃烧室容积，进入小汽缸燃烧室中的燃油压缩混合气被火花塞6点火、所形成的作功燃气进入汽缸21中推动活塞22下行作功。活塞22下行作功后，左右凸轮轴上的压动凸轮70也转过左右摇臂54上的滚轮55，不被压动的回涨弹簧47便迅速带动辅助活塞31把小汽缸26内的作功燃气随着活塞22的下行快速压进汽缸21参与作功。当辅助活塞31将要移到小汽缸26外侧时，左右摇臂54上的滚轮55也落到左右凸轮轴的压动凸轮70上的降程缓冲段49，使辅助活塞移到外侧位置时的速度被相应缓冲。

当辅助活塞上侧的连接顶杆45上的限位挡盘50下移降落在小汽缸上的压盖13上后，回涨弹簧47的压力便经连接顶杆传给下面的压盖，而两侧凸轮轴上的压动凸轮70因已经转过被带动的摇臂上的滚轮55，使滚轮悬停在离凸轮轴表面保持一定间隙距离的位置上不再被压力作用。图3所给出的辅助活塞控制机构既适用于汽油机，形成相当于9∶1压缩比的小汽缸燃烧室容积。也可通过采用容积更小的相当于13∶1的小汽缸容积制成柴油机，并以压燃方式喷油点火。由于所设的回涨弹簧弹力较大，可产生20～30kg/cm²的工作压力，在汽缸开始作功的50～60度曲轴转角内回涨弹簧便可及时的带动辅助活塞把小汽缸燃烧室中的作功燃气全部压进汽缸参与作功，让发动机的效率相比普通汽油机大幅度提高，相比普通柴油机也会让效率进一步提高。由于辅助活塞的上下震动惯性力可被摇臂外侧反向动作的滚轮相应平衡，也会让发动机的运转处于稳定状态。

为进一步减小辅助活塞31上的往复惯性质量，也可以让两摆臂54的内端直接铰接在弹簧挡座46的下面，让挪到下侧位置并躲开压盖13的连接板51通过中部被压盖两侧的轴座支撑，再让连接板两端与支撑摆臂59的下部相铰接(未画)。

在图3的发动机凸轮轴布置中，右侧的凸轮轴90上不仅设有压动凸轮70，还在压动凸轮两侧设有进气凸轮108和排气凸轮109。当装有摇臂18的轴销17处于压动凸轮70的转动半径范围以内时，可采用如图4中所示的摇臂安装方式，设在进排气门侧的凸轮轴90上的压动凸轮70处于中间位置，在压动凸轮两侧分别设有进、排气凸轮108、109，相应地被进、排气凸轮控制的摇臂18安装在两汽缸21之间位置的轴痤16上所固定的轴销17的外侧，并能让中间的压动凸轮70能从两侧的轴销之间转过。

图5给出了本发明第三种实施方式的可变容积燃烧室内燃机，发动机中的辅助活塞主要是被压动凸轮控制上下移动，适合制成工作压力较低的汽油机，这种内燃机如图5所示，包括汽缸21、汽缸中的活塞22和经连杆23与曲轴箱中传动相连的曲轴，在汽缸21侧边位置处的缸盖2上设有躲开进排气门的构成燃烧室容积的小汽缸26，在小汽缸中装有辅助活塞31，在靠近小汽缸26与汽缸21连通的通气道处装有指向小汽缸的火花塞6及喷油器5。辅助活塞31装在设有上侧压盖13的小汽缸26内，控制辅助活塞31的连接压杆60伸进辅助活塞内，在连接压杆的下端设有压盘52，相应地在辅助活塞31上侧设有限位挡盖32，装在辅助活塞内的回涨弹簧47顶在辅助活塞的底部与连接压杆下端的压盘52之间，在连接压杆60上设有限制连接压杆压进辅助活塞一定距离的限位挡盘50。装在辅助活塞31内的回涨弹簧47的弹力应调整在当辅助活塞受到相当于8∶1压缩比的压缩空气压力时，回涨弹簧便能被相应压缩。在连接压杆60的上端两侧通过所装的轴销48装有滚轮55，两滚轮被上侧的凸轮轴99上的压动凸轮96控制。连接压杆60的上端还通过其上的轴销48两侧与摆臂57的摆动端相铰接，摆臂的另一端通过轴销58安装在缸盖侧壁3的轴座19上，摆臂57的中部通过中间轴销61和弹簧挡座93被缸盖2上的弹簧座94上所装的回位弹簧95支撑，使辅助活塞31受到返回小汽缸26内侧的作用力、让小汽缸内在压缩过程中形成最大的燃烧室容积。在汽缸内的活塞22进行压缩过程行到上止点时，凸轮轴99上的压动凸轮96已提前一定角度经滚轮55压动下侧的连接压杆60，这时因小汽缸内具有相当于10∶1压缩比的压缩空气压力，而辅助活塞内的回涨弹簧47在8∶1压缩比的压力下便能被压缩，所以如图5中所示，虽然活塞22已行到上止点，压动凸轮96也提前通过连接顶杆和回涨弹簧压动辅助活塞，但辅助活塞被压力更大一些的燃油混合压缩空气作用仍处于上侧位置保持在最大燃烧室容积状态。

当活塞22行到上止点完成压缩过程，小汽缸26的燃烧室内也形成作功燃气后，活塞22被作功燃气推动下行开始作功，随后，凸轮轴99上的压动凸轮96便经连接压杆60和回涨弹簧47带动辅助活塞31下行，尽快在作功过程的早期把小汽缸燃烧室中的作功燃气压进汽缸21推动活塞作功。让压动凸轮96提前通过回涨弹簧47压动辅助活塞，即避开了上止点小汽缸内的最大作功燃气压力，又可让压动凸轮在作功过程后随着汽缸内燃气压力的降低能尽快通过回涨弹簧的速度追加把辅助活塞推到小汽缸下侧，把留在小汽缸燃烧室内的燃气压进汽缸参与作功。图5中被制成汽油机的可变容积燃烧室内燃机应采用缸内喷油形成燃油混合气，喷油器的布置如图6所示，喷油器5与火花塞6一起被布置在了缸体20上的汽缸侧边位置。如在汽缸外设置喷油器并通过节气门控制进气量，在低功率时会增加辅助活塞相对连接压杆的震动次数。

在图7中给出了让小汽缸26内的辅助的活塞31经其上的活塞销34直接与连接压杆60的下端相连的结构布置方式。凸轮轴99上的压动凸轮96应在上止点以后的适当角度通过连接压杆带动辅助活塞31，以避开小汽缸内最大的燃气压力。随后压动凸轮要以很陡的凸轮形面快速把辅助活塞压进小汽缸。为了减小压动凸轮96上的偏心质量，图7中在凸轮轴99上的压动凸轮96上还形成有可减少凸轮偏心质量的中空部分97，该中空部分也延续到凸轮轴99上，在凸轮轴上形成凹槽98。

图8给出的是本发明第四种实施方式的可变容积燃烧室内燃机，这种发动机中的辅助活塞采用了被辅助曲轴控制的传动方式。如图8中所示，这种发动机包括汽缸21、汽缸中的活塞22和经连杆23与曲轴箱中传动相连的曲轴24。在汽缸21侧边位置处的缸盖2上设有躲开进排气门的构成燃烧室容积的小汽缸26，在小汽缸中装有辅助活塞31，在靠近小汽缸26与汽缸21连通的通气道处装有指向小汽缸的喷油器5。由于小汽缸内的辅助活塞31行程较长需要伸进汽缸21，要求小汽缸的直径不能太大，以便能布置在进排气门的侧边，这也要求小汽缸燃烧室的容积不能太大，使图8中这种结构类型的发动机只适合制成以压燃点火的柴油机。小汽缸26内的辅助活塞31经其上的活塞销34与中间连杆74的下端相连，中间连杆的上端经连杆销73与缸盖上侧的辅助曲轴71上的连杆72小头相铰接，两连杆之间的连杆销73的两侧还与摆臂57的摆动端相铰接，摆臂的另一端通过轴销58安装在缸盖侧壁3的轴座19上，辅助曲轴71与曲轴24的转速相同。当汽缸21中的活塞22行到上止点完成压缩过程时，小汽缸26内的辅助活塞31也被辅助曲轴带动移进小汽缸上侧形成最大的燃烧室容积(如图中双点划线31′位置所示)、并在小汽缸内产生作功燃气。当汽缸内的活塞22被作功燃气推动作功开始向下止点方向移动时，小汽缸26内的辅助活塞31被辅助曲轴71带动先把小汽缸燃烧室内的作功燃气全部压进汽缸参与作功(如图中双点划线31″位置所示)、随后又被带动伸出小汽缸进入汽缸21内。当汽缸中的活塞22行到下止点位置时，小汽缸26中行程较长的辅助活塞31也移出小汽缸伸进汽缸21内一定的距离(如图8中辅助活塞31所示位置)。由于辅助曲轴71与曲轴24的转速相同，在随后的排气和进气过程中，小汽缸中的辅助活塞也会被辅助曲轴71带动返回小汽缸26后又移出小汽缸并伸进汽缸21。在发动机实际运转中，排气和进气过程中辅助活塞的上下移动并不会促进作功过程的效率提高，反而会占用一小部分进气过程中的汽缸工作容积，也增加了一次机构的运转磨损。希望辅助活塞在排气和进气过程中的无效移动并不会产生较大的机械摩擦损失，比如不超过所获得效率收益的1/6。辅助活塞采用辅助曲轴的控制方式在结构上较为简单可靠，辅助曲轴上的平衡重块也会抵消部分辅助活塞等所产生的往复惯性震动力。

以上各实施例中所给出的发动机方案都是以四冲程方式工作的内燃机，在图9中给出了本发明第五种二冲程可变容积燃烧室内燃机，如图9所示，这种内燃机包括汽缸21、汽缸中的活塞22和经连杆23与曲轴箱中传动相连的曲轴24，在汽缸21的下止点位置上设有与压气机118相连通的扫气口25，在汽缸21的缸盖2上设有构成燃烧室容积的小汽缸26，在小汽缸中装有辅助活塞31，在小汽缸的侧壁上装有喷油器5，辅助活塞31采用分段式组合结构、经中间的活塞杆39与上部的裙塞110连成一体，裙塞再经其上的活塞销34与缸盖2上侧的辅助曲轴71上的连杆72的小头相铰接，辅助曲轴71与曲轴箱112内的曲轴24转速相同。在辅助活塞31的上侧向裙塞110方向形成有过渡裙部78，在过渡裙部与辅助活塞31相连接处的以上位置形成有若干均布的排气口77，在过渡裙部78内形成了围绕着活塞杆39的排气道76，过渡裙部的上端与上侧的裙塞110的底面距有一定的距离形成出气开口75，相应地在与小汽缸26的燃烧室相隔一定距离的小汽缸侧壁27上设有与排气管道29相连通的环形排气道79。当汽缸21中的活塞22行到上止点位置完成压缩过程时，小汽缸26内的辅助活塞31也被辅助曲轴71带动移进小汽缸上部形成最大燃烧室容积、并在小汽缸内产生作功燃气，如图9中状态所示。当汽缸内的活塞22被作功燃气推动作功开始向下止点方向移动时，小汽缸26内的辅助活塞31被辅助曲轴带动也向下移动、把小汽缸中的作功燃气压进汽缸21参与作功，如图10中状态所示。随着活塞22的下行作功，被带动的辅助活塞31伸进汽缸21；当活塞22下行接近下止点并与汽缸21上的扫气口25沟通时，如图11中所示，移到下部位置的辅助活塞31上的排气口77也与汽缸21的上侧沟通，同时，辅助活塞内经排气通道76与排气口77相连通的出气开口75也与小汽缸侧壁上的环形排气道79处于相通状态，这时由压气机118提供的扫气便从汽缸21上的扫气口25进入汽缸，使汽缸内作功后的废气从上侧的辅助活塞31上露出的排气口77经辅助活塞上的排气通道76和缸盖2上的排气管道29向外排出。当活塞22行到下止点向上移动关闭汽缸上的扫气口25后，同时移动的辅助活塞31也离开下部位置向上移动、让辅助活塞上的排气口77移进小汽缸26切断与汽缸21的连通，汽缸内所进行的进排气换气过程完成。随着活塞22向上移动进行压缩过程到达上止点位置后，同时向上移动的辅助活塞31也退出汽缸21，移到小汽缸26内的上部位置形成最大燃烧室容积，以便开始下一次的燃烧作功过程。

由于辅助活塞行程较长又要伸进汽缸中，如在辅助活塞上设置密封环，就会卡在小汽缸外面，为避免这种情况，如图12所示，用于密封辅助活塞31和小汽缸26之间密封的密封环101设在小汽缸内壁上，通过密封环的内壁面压在辅助活塞31的外圆周面上进行密封，每个密封环101装在相应的L型密封环座102的台阶内，由多个装有密封环101的L型密封环座102叠压在一起，构成多道密封环进行密封，在相邻的两L型密封环座102的倒角空间104内装有密封添料，所设的多个叠压在一起的L型密封环座102装在小汽缸缸体100上所形成的L形台阶内，并压装在缸盖2底面的相应安装空间里。图12中只设置了相应的密封环，如有必要，也可以在密封环上侧增设一道油环，并向油环与密封环之间注入少量的润滑油。

在图9中的二冲程可变容积燃烧室内燃机中，辅助活塞被辅助曲轴和连杆控制，在结构上较为简单可靠。采用分段式组合结构的辅助活塞起到双重作用、不仅要把小汽缸中的高温高压燃气在作功过程中压进下侧的汽缸，还要在二冲程换气过程中作为排气阀门配合排气。这种由辅助活塞配合换气所构成的二冲程内燃机因为采用直流换气，可让汽缸获得更好的换气效果，同时辅助活塞上的排气口能在排气过程将结束时快速关闭，也有利于换气过程的改善，让这种利用双作用辅助活塞所构成的二冲程可变容积燃烧室内燃机效率进一步提高。当然，让辅助活塞伸进汽缸配合换气的同时也占用了一小部分汽缸的进气容积，需要相应增加汽缸的排量来补充被辅助活塞所占用的容积。

Claims (10)

1.一种带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机，包括汽缸(21)、汽缸中的活塞(22)和经连杆(23)与曲轴箱中传动相连的曲轴，在汽缸(21)侧边位置处的缸盖(2)上设有躲开进排气门的构成燃烧室容积的小汽缸(26)，在小汽缸中装有辅助活塞(31)，在靠近小汽缸(26)与汽缸(21)连通的通气道处装有指向小汽缸的喷油器(5)或火花塞(6)，其特征在于：在辅助活塞(31)的裙部(33)上侧向外延出形成有顶在回涨弹簧(47)底部的弹簧座(35)，该弹簧座处在缸盖(2)上的滑套(12)中，并通过弹簧座上的边裙(36)在滑套内相应滑动，所设的回涨弹簧(47)装在机盖(4)上的弹簧压盖(105)下面，使辅助活塞(31)受到压进小汽缸(26)的作用力，在弹簧压盖(105)上形成有伸在回涨弹簧(47)中的带有底部挡座(63)的液力缓冲柱(62)，在液力缓冲柱内形成有带上、下缓冲段(67、68)的液压油腔(64)，该液压油腔与供油管(80)连通，辅助活塞(31)上所设的带有挡塞(42)的滑杆(40)伸在液力缓冲柱的液压油腔(64)中，液压油腔上侧的容纳滑杆(40)上端的滑道(65)上端经连通孔(66)向外通出，在液压油腔的下缓冲段(68)的底侧形成有可限制辅助活塞移出小汽缸(26)的阻挡环面(69)；当汽缸(21)内完成压缩过程、活塞(22)移到上止点位置时，小汽缸(26)内的辅助活塞(31)也在压缩空气作用下克服回涨弹簧(47)的弹力后上移到被液力缓冲柱(62)的底部挡座(63)所阻挡位置，形成最大的燃烧室容积，辅助活塞的弹簧座(35)上的顶环座(37)上移顶在液压缓冲柱底部挡座(63)上的速度由滑杆(40)上的挡塞(42)在移到液压油腔(64)的上缓冲段(67)时被减速缓冲；当汽缸(21)内完成压缩过程开始进行作功过程后，小汽缸(26)燃烧室内所产生的作功燃气开始推动活塞(22)下行作功，随着活塞下行作功，小汽缸内被回涨弹簧(47)压力作用的辅助活塞(31)也被迅速推进小汽缸燃烧室内，把小汽缸内的作功燃气压进汽缸(21)推动活塞(22)作功，当辅助活塞(31)带动相连的滑杆(40)上的挡塞(42)移进液压油腔(64)下侧的下缓冲段(68)后，使与辅助活塞相连的挡塞(42)落在下缓冲段底面的阻挡环面(69)上的速度被减速缓冲。

2.根据权利要求1所述的带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机，其特征在于：由设在顶部位置的供油管(80)经用封盖(82)密封的注油孔(83)后向下又经进油路(84)通向液压油腔(64)的一侧，液压油腔的另一侧与通向上侧的回油路(87)相通，该回油路再经用封盖(85)密封的检查孔(86)后经小出油孔(88)与出油管(89)连通。

3.根据权利要求2所述的带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机，其特征在于：在缸盖(2)的侧壁(3)上装有面向小汽缸(26)上端位置的检查盖(91)，该检查盖的内侧即作为连通辅助活塞弹簧座(35)上的上下侧气流通道，还在检查盖的内侧形成有相应的滑槽(92)，辅助活塞(31)通过其上弹簧座(35)上所安装的处在滑槽(92)中的滑块(38)限制辅助活塞回转。

4.一种带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机，包括汽缸(21)、汽缸中的活塞(22)和经连杆(23)与曲轴箱中传动相连的曲轴，在汽缸(21)侧边位置处的缸盖(2)上设有躲开进排气门的构成燃烧室容积的小汽缸(26)，在小汽缸中装有辅助活塞(31)，在靠近小汽缸(26)与汽缸(21)连通的通气道处装有指向小汽缸的喷油器(5)或火花塞(6)，其特性在于：辅助活塞(31)上的连接顶杆(45)经穿过缸盖(2)上的小汽缸(26)上侧所固定的压盖(13)与上端的弹簧挡座(46)连成一体，弹簧挡座通过其上的边裙(36)可在缸盖上的滑套(12)中相应滑动，在弹簧挡座(46)与机盖(4)上的弹簧压盖(105)之间装有回涨弹簧(47)，该回涨弹簧经弹簧挡座(46)和连接顶杆(45)可把辅助活塞(31)从小汽缸(26)的内侧迅速向外压出，在弹簧挡座(46)下面的连接顶杆(45)上通过其上所设的轴销(48)装有与左右两侧的摇臂(54)内端相铰接的连接板(51)，两侧的摇臂(54)通过中部的中间轴(53)安装在缸盖上的左右轴座(19)上所设的相应支撑摆臂(59)上，左右两摇臂(54)的外端通过所设的滚轮(55)可被相应的左右凸轮轴(99、90)上的压动凸轮(70)同时压动控制，在连接顶杆(45)上的轴销(48)位置下侧形成有可落座在压盖(13)上的限位挡盘(50)；当汽缸(21)内进行压缩过程、活塞(22)向上止点位置移动时，左右凸轮轴(99、90)上的压动凸轮(70)也同时通过左右的两摇臂(54)在克服回涨弹簧(47)的压力后带动辅助活塞(31)向小汽缸(26)内移动，当活塞(22)移到上止点完成压缩过程，将要进行作功过程时，辅助活塞(31)已被带动移进小汽缸(26)内侧形成最大的燃烧室容积，进入小汽缸燃烧室中的压缩空气被喷油点火、所形成的作功燃气进入汽缸(21)中推动活塞(22)下行作功，活塞(22)下行作功后，左右凸轮轴上的压动凸轮(70)也转过左右摇臂(54)上的滚轮(55)，不被压动的回涨弹簧(47)便迅速带动辅助活塞(31)把小汽缸(26)内的作功燃气随着活塞(22)的下行快速压进汽缸(21)参与作功；当辅助活塞(31)将要移到小汽缸(26)外侧时，左右摇臂(54)上的滚轮(55)也落到左右凸轮轴的压动凸轮(70)上的降程缓冲段(49)，使辅助活塞移到外侧位置时的速度被相应缓冲。

5.根据权利要求4所述的带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机，其特征在于：也可以让两摆臂(54)的内端直接铰接在弹簧挡座(46)的下面，让挪到下侧位置并躲开压盖(13)的连接板(51)通过中部被压盖两侧的轴座支撑，再让连接板两端与支撑摆臂(59)的下部相铰接。

6.根据权利要求4所述的带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机，其特征在于：设在进排气门侧的凸轮轴(90)上的压动凸轮(70)处于中间位置，在压动凸轮两侧分别设有进、排气凸轮(108、109)，相应地被进、排气凸轮控制的摇臂(18)安装在两汽缸(21)之间位置的轴痤(16)上所固定的轴销(17)外侧。

7.一种带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机，包括汽缸(21)、汽缸中的活塞(22)和经连杆(23)与曲轴箱中传动相连的曲轴，在汽缸(21)侧边位置处的缸盖(2)上设有躲开进排气门的构成燃烧室容积的小汽缸(26)，在小汽缸中装有辅助活塞(31)，在靠近小汽缸(26)与汽缸(21)连通的通气道处装有指向小汽缸的火花塞(6)及喷油器(5)，其特征在于：辅助活塞(31)装在设有上侧压盖(13)的小汽缸(26)内，控制辅助活塞(31)的连接压杆(60)伸进辅助活塞内，在连接压杆的下端设有压盘(52)，相应地在辅助活塞(31)上侧设有限位挡盖(32)，装在辅助活塞内的回涨弹簧(47)顶在辅助活塞的底部与连接压杆下端的压盘(52)之间，在连接压杆(60)上设有限制连接压杆压进辅助活塞一定距离的限位挡盘(50)，或者让小汽缸(26)内的辅助的活塞(31)经其上的活塞销(34)直接与连接压杆(60)的下端相连，在连接压杆的上端两侧通过所装的轴销(48)装有滚轮(55)，两滚轮被上侧的凸轮轴(99)上的压动凸轮(96)控制，连接压杆(60)的上端还通过其上的轴销(48)两侧与摆臂(57)的摆动端相铰接，摆臂的另一端通过轴销(58)安装在缸盖侧壁(3)的轴座(19)上，摆臂(57)的中部通过中间轴销(61)和弹簧挡座(93)被缸盖(2)上的弹簧座(94)上所装的回位弹簧(95)支撑，使辅助活塞(31)受到返回小汽缸(26)内侧的作用力、让小汽缸内在压缩过程中形成最大的燃烧室容积；当活塞(22)行到上止点完成压缩过程，小汽缸(26)的燃烧室内也形成作功燃气后，活塞(22)被作功燃气推动下行开始作功，随后，凸轮轴(99)上的压动凸轮(96)便经连接压杆(60)带动辅助活塞(31)下行，尽快在作功过程的早期把小汽缸燃烧室中的作功燃气压进汽缸(21)推动活塞作功。

8.一种带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机，包括汽缸(21)、汽缸中的活塞(22)和经连杆(23)与曲轴箱中传动相连的曲轴(24)，在汽缸(21)侧边位置处的缸盖(2)上设有躲开进排气门的构成燃烧室容积的小汽缸(26)，在小汽缸中装有辅助活塞(31)，在靠近小汽缸(26)与汽缸(21)连通的通气道处装有指向小汽缸的喷油器(5)，其特征在于：小汽缸(26)内的辅助活塞(31)经其上的活塞销(34)与中间连杆(74)的下端相连，中间连杆的上端经连杆销(73)与缸盖上侧的辅助曲轴(71)上的连杆(72)小头相铰接，两连杆之间的连杆销(73)的两侧还与摆臂(57)的摆动端相铰接，摆臂的另一端通过轴销(58)安装在缸盖侧壁(3)的轴座(19)上，辅助曲轴(71)与曲轴(24)的转速相同；当汽缸(21)中的活塞(22)行到上止点完成压缩过程时，小汽缸(26)内的辅助活塞(31)也被辅助曲轴带动移进小汽缸上侧形成最大的燃烧室容积、并在小汽缸内产生作功燃气，当汽缸内的活塞(22)被作功燃气推动作功开始向下止点方向移动时，小汽缸(26)内的辅助活塞(31)被辅助曲轴(71)带动先把小汽缸燃烧室内的作功燃气全部压进汽缸参与作功、随后又被带动伸出小汽缸进入汽缸(21)内，当汽缸中的活塞(22)行到下止点位置时，小汽缸(26)中行程较长的辅助活塞(31)也移出小汽缸伸进汽缸(21)内一定的距离；在随后的排气和进气过程中，小汽缸中的辅助活塞也会被辅助曲轴(71)带动返回小汽缸(26)后又移出小汽缸并伸进汽缸(21)。

9.一种带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机，包括汽缸(21)、汽缸中的活塞(22)和经连杆(23)与曲轴箱中传动相连的曲轴(24)，在汽缸(21)的下止点位置上设有与压气机(118)相连通的扫气口(25)，在汽缸(21)的缸盖(2)上设有构成燃烧室容积的小汽缸(26)，在小汽缸中装有辅助活塞(31)，在小汽缸的侧壁上装有喷油器(5)或火花塞(6)，其特征在于：辅助活塞(31)采用分段式组合结构、经中间的活塞杆(39)与上部的裙塞(110)连成一体，裙塞再经其上的活塞销(34)与缸盖(2)上侧的辅助曲轴(71)上的连杆(72)的小头相铰接，辅助曲轴(71)与曲轴箱(112)内的曲轴(24)转速相同，在辅助活塞(31)的上侧向裙塞(110)方向形成有过渡裙部(78)，在过渡裙部与辅助活塞(31)相连接处的以上位置形成有若干均布的排气口(77)，在过渡裙部(78)内形成了围绕着活塞杆(39)的排气道(76)，过渡裙部的上端与上侧的裙塞(110)的底面距有一定的距离形成出气开口(75)，相应地在与小汽缸(26)的燃烧室相隔一定距离的小汽缸侧壁(27)上设有与排气管道(29)相连通的环形排气道(79)；当汽缸(21)中的活塞(22)行到上止点位置完成压缩过程时，小汽缸(26)内的辅助活塞(31)也被辅助曲轴(71)带动移进小汽缸上部形成最大燃烧室容积、并在小汽缸内产生作功燃气，当汽缸内的活塞(22)被作功燃气推动作功开始向下止点方向移动时，小汽缸(26)内的辅助活塞(31)被辅助曲轴带动也向下移动、把小汽缸中的作功燃气压进汽缸(21)参与作功，随着活塞(22)的下行作功，被带动的辅助活塞(31)伸进汽缸(21)；当活塞(22)下行接近下止点并与汽缸(21)上的扫气口(25)沟通时，移到下部位置的辅助活塞(31)上的排气口(77)也与汽缸(21)的上侧沟通，同时，辅助活塞内经排气通道(76)与排气口(77)相连通的出气开口(75)也与小汽缸侧壁上的环形排气道(79)处于相通状态，这时由压气机提供的扫气便从汽缸(21)上的扫气口(25)进入汽缸，使汽缸内作功后的废气从上侧的辅助活塞(31)上露出的排气口(77)经辅助活塞上的排气通道(76)和缸盖(2)上的排气管道(29)向外排出，当活塞(22)行到下止点向上移动关闭汽缸上的扫气口(25)后，同时移动的辅助活塞(31)也离开下部位置向上移动、让辅助活塞上的排气口(77)移进小汽缸(26)切断与汽缸(21)的连通，汽缸内所进行的进排气换气过程完成；随着活塞(22)向上移动进行压缩过程到达上止点位置后，同时向上移动的辅助活塞(31)也退出汽缸(21)，移到小汽缸(26)内的上部位置形成最大燃烧室容积。

10.根据权利要求9所述的带有辅助活塞的可变容积燃烧室内燃机，其特征在于：用于密封辅助活塞(31)和小汽缸(26)之间密封的密封环(101)设在小汽缸内壁上，通过密封环的内壁面压在辅助活塞(31)的外圆周面上进行密封，每个密封环(101)装在相应的L型密封环座(102)的台阶内，由多个装有密封环(101)的L型密封环座(102)叠压在一起，构成多道密封环进行密封，在相邻的两L型密封环座(102)的倒角空间(104)内装有密封添料，所设的多个叠压在一起的L型密封环座(102)装在小汽缸缸体(100)上所形成的L形台阶内，并压装在缸盖(2)底面的相应安装空间里。