專利名稱：二沖程內(nèi)燃機的制作方法
二沖程內(nèi)燃機
本發(fā)明屬于內(nèi)燃機制造工程的技術(shù)范疇，公開了一種二沖程內(nèi)燃機的制造方法。 現(xiàn)在應(yīng)用的二沖程內(nèi)燃機，按照換氣(掃氣)方式的不同大致可以分為以下幾種類型 直流掃氣、橫流掃氣、分層掃氣、純空氣掃氣等，其中應(yīng)用最廣泛的是結(jié)構(gòu)簡單、制造成本 低、使用曲軸箱進氣、缸體側(cè)壁橫流掃氣的二沖程內(nèi)燃機，由于受結(jié)構(gòu)限制，這種類型的內(nèi) 燃機效率低，燃油消耗率髙，排放性能差，其在日常生活中的實際應(yīng)用受到越來越嚴格的限 制，而采用分層掃氣或純空氣掃氣或電噴方式雖然可以有效改善這些缺點和不足，但是隨之 而來的制造難度的提高和制造成本的增加同樣使得這些技術(shù)的推廣應(yīng)用受到限制。
本發(fā)明的目的，是在現(xiàn)有的二沖程內(nèi)燃機基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，改變換氣的方式，采用從 缸體頂部即從燃燒室的一端開始，利用螺旋氣流順序換氣的方式，在基本保持現(xiàn)有的加工制 造難度和制造成本的基礎(chǔ)上，有效提高內(nèi)燃機的效率，降低燃油消耗率，改善其排放性能。
本發(fā)明的二沖程內(nèi)燃機的基本結(jié)構(gòu)(以汽油機為例)如附

圖1和附圖2所示
附圖1和附圖2中 1——火花塞
2——缸體
3——活塞
4 —一排氣口 5——連桿
6 -曲軸
7 —曲軸箱
8——燃燒室
9——掃氣道
10——掃氣門
11——掃氣管
12——掃氣凸輪
13——進氣凸輪
14——進氣門
15——新鮮混合氣氣流
本發(fā)明的二沖程內(nèi)燃機的基本結(jié)構(gòu)包括由缸體2和曲軸箱7共同組成的封閉的腔；由活 塞3，連桿5，曲軸6組成回轉(zhuǎn)系安裝在由缸體2和曲軸箱7共同組成的封閉的腔內(nèi)，同時活 塞3又將這個封閉的腔分割為兩部分；缸體2的側(cè)壁開有排氣口 4;在缸體2的一側(cè)或雙側(cè) 制作或安裝有結(jié)構(gòu)獨立的掃氣管11，做為經(jīng)過壓縮的新鮮混合氣或新鮮空氣從曲軸箱7進入燃燒室8的通道；掃氣管ll內(nèi)安裝掃氣門10，在曲軸6的一側(cè)或雙側(cè)固定安裝有掃氣凸輪 12和進氣凸輪13;掃氣門10與掃氣凸輪12配合動作，在規(guī)定的時刻打開掃氣管11，向?qū)?現(xiàn)向燃燒室8提供新鮮空氣或新鮮混合氣的目的；在掃氣管11和燃燒室8之間有掃氣道9， 掃氣道9的一端連接缸體2的燃燒室8，另一端連接掃氣管11，掃氣道9的外邊沿與缸體2 的內(nèi)壁圓周相切或接近相切，那么在掃氣換氣過程中就能夠在缸體2的內(nèi)部產(chǎn)生自上而下的 螺旋氣流；缸體頂部安裝有火花塞1，提供可燃混合氣的點火能量，如果本內(nèi)燃機采用柴油 為燃料，那么火花塞1就被噴油嘴代替；進氣凸輪13與進氣門14配合動作，實現(xiàn)在規(guī)定的 時刻使曲軸箱7內(nèi)進入新鮮空氣或新鮮混合氣的的目的。
下面以起始狀態(tài)假定為活塞3位于上止點位置，并假定曲軸箱7內(nèi)已經(jīng)充滿新鮮的可燃 混合氣，并以汽油為工作燃料，說明本發(fā)明的二沖程內(nèi)燃機的工作原理-
曲軸6旋轉(zhuǎn)，通過連桿5帶動活塞3下行，此時的進氣門14和掃氣門10都處于關(guān)閉狀 態(tài)，活塞3壓縮曲軸箱7內(nèi)的新鮮混合氣，當(dāng)活塞3的頂部越過排氣口4的上沿后，排氣口 4打開與大氣聯(lián)通，隨后，掃氣門IO在掃氣凸輪12的作用下開啟，經(jīng)過壓縮的新鮮可燃混 合氣通過掃氣管11和掃氣道9進入缸體2內(nèi)，此時新鮮混合氣氣流15沿著螺旋軌跡自頂而 下填充缸體2內(nèi)的工作容積，這一過程一直持續(xù)到活塞3回程越過下止點后并將排氣口 4關(guān) 閉，此時，在掃氣凸輪12的控制下將掃氣門IO關(guān)閉，掃氣過程結(jié)束，與此同時，在進氣凸 輪13的控制下打開進氣門14，隨著活塞3繼續(xù)向上止點方向運動，缸體2內(nèi)充入的可燃混 合氣被壓縮，同時，曲軸箱7內(nèi)產(chǎn)生真空度，在大氣壓力的作用下，新的混合氣通過進氣門 14進入曲軸箱7內(nèi)，該過程一直持續(xù)到活塞3到達上止點的位置，在進氣凸輪13的控制下 關(guān)閉進氣門14,而燃燒室8內(nèi)的新鮮混合氣也在同時完成壓縮過程，火花塞1點火，點燃燃 燒室8內(nèi)的混合氣，產(chǎn)生的高溫高壓燃氣推動活塞3向下止點方向運行，在通過連桿5和曲 軸6對外做功的同時，壓縮曲軸箱7內(nèi)的新鮮混合氣?；钊?的頂部越過排氣口4的上沿后， 燃燒后的廢氣開始通過排氣口 4排入大氣，隨后在掃氣凸輪12的作用下打開掃氣門10，經(jīng) 過壓縮的新鮮混合氣通過掃氣管11和掃氣道9進入缸體2的頂部，新鮮混合氣氣流15沿著 螺旋軌跡自頂而下再一次填充缸體容積，同時迫使缸體3內(nèi)的燃燒廢氣繼續(xù)排出，曲軸6依 靠慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動，使活塞3能夠在越過下止點后繼續(xù)向上止點方向運動，活塞3將排氣口4 關(guān)閉，完成排氣過程，隨后，在掃氣凸輪12的控制下將掃氣門IO關(guān)閉，完成掃氣過程，與 此同時，在進氣凸輪13的控制下打開進氣門14,活塞3繼續(xù)向上止點方向運動，壓縮缸體3 內(nèi)充入的可燃混合氣，同時，曲軸箱7內(nèi)的產(chǎn)生真空度，在大氣壓力的作用下，新的新鮮混 合氣再次通過進氣門14進入曲軸箱7內(nèi)，開始新一輪進氣過程，準(zhǔn)備下一個工作循環(huán)。上述 過程周而復(fù)始不斷工作，內(nèi)燃機通過曲軸6對外輸出機械功。
如果使用柴油作為工作燃料，則上述工作過程中的新鮮混合氣為新鮮空氣，火花塞l的 點火則變?yōu)閲娪妥靽娪?，其他的工作過程不變。
如果進一步的簡化系統(tǒng)，可以用簧片式單向閥代替進氣凸輪13和進氣門14，只是會使 內(nèi)燃機的進氣效率有所降低。綜上所述，與現(xiàn)有的二沖程內(nèi)燃機的技術(shù)相比較，本發(fā)明的二沖程內(nèi)燃機具有以下技術(shù)
特點
1.內(nèi)燃機缸體2的缸體壁上只保留排氣口 4，因此在工程設(shè)計中的排氣口 4就能夠占用 較大的缸體圓周角，這樣就能夠在保證廢氣排氣截面的前提下，減小排氣口4的軸向高度， 從而增加活塞3的有效做功行程，提高內(nèi)燃機的有效工作容積，提高了內(nèi)燃機的效率；
2. 使用獨立的掃氣管11連接缸體2和曲軸箱7，采用凸輪結(jié)構(gòu)的機械控制方式分別控制 掃氣門10和進氣門14,這樣就避免了二沖程內(nèi)燃機在進行工程設(shè)計時經(jīng)常發(fā)生的進氣、掃 氣、排氣等各個工作過程相互干涉的問題，從而能夠很方便的對二沖程內(nèi)燃機的各個工作過 程進行優(yōu)化設(shè)計；
3. 由于采用從缸體2頂部(即缸體的燃燒室一端)進行掃氣換氣的方式，沿著與缸體2 的圓周切線方向平行布置的掃氣道9，使得新鮮混合氣氣流15在缸體2內(nèi)形成螺旋軌跡，這 樣掃氣氣流自燃燒室8開始向排氣口 4的方向順序填充并排出廢氣，燃燒廢氣和掃氣氣流就 不會發(fā)生干涉或交叉，那么在確定了排氣口4的參數(shù)以后，只需要合理設(shè)計掃氣凸輪12的工 作曲線就能夠有效控制內(nèi)燃機的排放性能，從而達到節(jié)能減排的目的；
4. 本發(fā)明的二沖程內(nèi)燃機采用氣門控制掃氣過程，所以掃氣門10的工作環(huán)境好，工作 溫度低，容易得到冷卻和潤滑，從而降低了對掃氣門10的制造技術(shù)要求，提高了掃氣門10 的使用壽命和工作可靠性；
5. 本發(fā)明的二沖程內(nèi)燃機采用掃氣凸輪12和進氣凸輪13分別獨立控制掃氣過程和進氣 過程，有利于提高內(nèi)燃機的進氣效率，避免了活塞3自上止點向下止點方向運行時，將已進 入曲軸箱7內(nèi)的新鮮混合氣對大氣的反噴，在工程設(shè)計中有利于安排對缸體2實施過后充氣， 提高內(nèi)燃機的性能；
6. 本發(fā)明的二沖程內(nèi)燃機所要求的加工制造水平，與目前廣泛應(yīng)用的缸體內(nèi)壁設(shè)掃氣道 橫流掃氣的二沖程內(nèi)燃機的加工制造水平相同，利用現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備即可實現(xiàn)本發(fā)明的二沖 程內(nèi)燃機的加工制造，可以有效減少新產(chǎn)品的研發(fā)成本，易于推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明所說的二沖程內(nèi)燃機其特征在于使用獨立的掃氣管11、掃氣道9、掃氣門10、掃氣凸輪12、進氣門14以及進氣凸輪13等結(jié)構(gòu)完成二沖程內(nèi)燃機進氣過程和換氣過程的控制，掃氣凸輪12和進氣凸輪13固定安裝在曲軸6的一側(cè)或兩側(cè)。
2. 權(quán)利要求書l所說的掃氣管ll其特征在于掃氣管ll至少有一條，是獨立于缸體 2的內(nèi)表面之外的管道或孔道，其一端連通二沖程內(nèi)燃機的曲軸箱7，另一端連通 掃氣道9，并在連通掃氣道9的一端安裝有掃氣門10 。
3. 權(quán)利要求書1所說的掃氣道9其特征在于掃氣道9位于缸體2的頂部， 一端連接 燃燒室8，另一端連接掃氣管ll;掃氣道9至少有一個側(cè)面與缸體2的內(nèi)圓周相切 或近似相切。
全文摘要
本發(fā)明屬于內(nèi)燃機工程的技術(shù)范疇，公開了一種二沖程內(nèi)燃機。本發(fā)明的主要技術(shù)特點是改變了傳統(tǒng)的二沖程內(nèi)燃機的換氣(掃氣)方式，采用了自內(nèi)燃機缸體頂部進行掃氣的螺旋氣流換氣技術(shù)，在現(xiàn)有的內(nèi)燃機制造水平和制造成本的基礎(chǔ)上，進一步優(yōu)化了二沖程內(nèi)燃機的性能，并降低了傳統(tǒng)的二沖程內(nèi)燃機的工程設(shè)計難度。
文檔編號F02B25/04GK101608570SQ20081012869
公開日2009年12月23日 申請日期2008年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日
發(fā)明者王京華 申請人:王京華