本发明涉及一种发动机，具体的说是一种自由活塞冲压爆轰燃烧发动机。
背景技术：
现在使用的活塞发动机，都是通过点燃或压燃的燃烧形式将油、气的内能转化为机械动力。虽然经过多年的发展有了很大的进步，但同时也存在着燃烧效率低、尾气排放污染大等难以克服的缺点。实现一种具有高效率、大转矩、低油耗、低排放的发动机是多年以来人们一直追求的梦想。
技术实现要素：
本发明的目的在于满足当前市场对高效、低污染排放发动机的迫切需要，提供一种自由活塞冲压爆轰燃烧发动机及其燃烧技术，与现有汽油发动机相比具有更高的效率(爆轰燃烧热循环效率为0.49，等压燃烧热循环效率为0.27)，燃烧完全、迅速，所以尾气有害气体排放大大降低；点火时间可延迟20度以上，此时活塞已进入下行周期，燃烧室扩大，使爆轰燃烧时缸内最高压力降低，减小活塞连杆对发动机曲轴的摩擦、冲击；同时由于缸内做功平均压力大幅增加，推迟点火角度又增大了有效压力做功时活塞连杆与曲轴做功的力臂，因此增大了扭矩，所以加速性能优异。特别是这种直接可控的爆轰燃烧技术彻底改变了现有发动机的燃烧方式，实现了完全、高效、快速、洁净的燃烧，是对现有相应发动机及其燃烧技术的革命。
本发明包括发动机的缸头和燃烧室，所采用的具体方案如下：
将技术目的核心放在气缸头和燃烧室上面，即把现有汽油机的缸头变成柴油机缸头形状，以消除大部分汽油发动机燃烧室的体积，在汽油机缸头装火花塞位置增加一个小缸体燃烧室来替代上述减少的燃烧室部分，小缸体燃烧室内置一个自由活塞把其分成前后二个燃烧室，小缸体燃烧室顶端封闭并装有火花塞，自由活塞中心有通气孔和冲压燃烧室，气体可以自由通过。
本发明通过上述这样一种方案的设置，自由活塞将小缸体燃烧室不完全分隔成两个部分，发动机压缩、做功工作状态时：发动机活塞上行，气体先将自由活塞推至小缸体燃烧室的顶端，并继续压缩气体；当发动机曲轴使发动机活塞运行至上止点后设定的角度时，气体满足设定的压缩比，满足点燃条件，火花塞点火，引燃前燃烧室中的气体，随即前燃烧室内压力上升，推动自由活塞压缩后燃烧室内的气体，使之通过中心小通气孔进入冲压燃烧室进行燃烧，从而增加前燃烧室内压力，进一步推动自由活塞压缩后燃烧室内的气体，使之加速通过中心小通气孔进入冲压燃烧室进行燃烧；自由活塞这样连续冲压、自增压循环过程非常快速、有效，使起始的自由扩散燃烧波迅速转变成了爆轰燃烧波，引发爆炸，完成燃烧过程。总燃烧室内压力急剧上升，推动活塞对发动机做功。
由于是爆轰燃烧，压力可达15-20mp以上，热循环效率高，增加了发动机的做功效率；燃烧迅捷，完全燃烧产生的有害气体少；推迟点火角度，活塞下行，增大了燃烧室的总体积，可以在保证发动机正常运行的同时降低缸内最高压力、减小冲击、减小摩擦；同时由于缸内做功平均压力大幅增加，推迟点火角度又增大了有效压力做功时活塞连杆与曲轴做功的力臂，因此增大了扭矩，提高了发动机的加速性能(在自由活塞冲压爆轰燃烧上实际试验时，加速迅速；推迟点火达45度时，发动机仍正常运转)。因此，本发明彻底解决了现有点燃式发动机燃烧方式方面存在的低效、高污染的缺陷，可实现此类发动机完全、快速的油、气燃烧，是一种全新的、高效、洁净的发动机及其燃烧技术。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述。
图1为本发明的结构示意图。
图中：1、小缸体燃烧室；2、火花塞；3、冲压燃烧室；4、自由活塞；5、中心小通气孔；6、通气孔；7、前燃烧室；8、后燃烧室；9、发动机活塞；10、发动机缸体。
具体实施方式
图1所示：在发动机小缸体燃烧室1内装有一个带孔自由活塞4，使小缸体燃烧室1构成一个前燃烧室7和一个后燃烧室8，在小缸体燃烧室1的顶端上有一个点火装置火花塞2，自由活塞4有一适合的中心小通气孔5和冲压燃烧室3，通气孔6与发动机缸体10相通，发动机活塞9与发动机缸体10配合。
本发明发动机压缩、做功工作状态时：发动机活塞9上行，气体先将自由活塞4推至小缸体燃烧室1的顶端，再继续压缩气体到设定的压缩比；当发动机曲轴使发动机活塞9运行至上止点后设定角度时，火花塞2点火，引燃前燃烧室7中的气体，随即前燃烧室7内压力增加，推动自由活塞4压缩后燃烧室8内的气体，使之通过中心小通气孔5进入冲压燃烧室3进行燃烧，从而增加前燃烧室7内压力，进一步推动自由活塞4压缩后燃烧室8内的气体，使之加速通过中心小通气孔5进入冲压燃烧室3进行燃烧；自由活塞4这样连续冲压、自增压循环过程非常快速、有效，使起始的自由扩散燃烧波迅速转变成了爆轰燃烧波，引发爆炸，急剧上升的总燃烧室内压力，推动活塞9对发动机做功，完成做功冲程。