專利名稱：排氣門式二行程內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)，是一種二行程內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計(jì)。
普通二行程內(nèi)燃機(jī)有升功率高、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，但存在配氣相位只能對稱設(shè)計(jì)的問題，它不可能達(dá)到象凸輪軸那樣可按理想時間或曲線設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的進(jìn)排氣效果。廢氣排不干凈或進(jìn)氣不足都影響動力的提高，同時排氣噪音大也是所有活塞閥式內(nèi)燃機(jī)的共同問題。更重要的是汽油內(nèi)燃機(jī)都以混合氣進(jìn)行掃氣，存在掃氣損失油料多的問題。
本發(fā)明的目的在于提高二行程內(nèi)燃機(jī)的功率，節(jié)能和降低噪音。
本發(fā)明采用普通高能點(diǎn)火裝置或燃油噴射系統(tǒng)和一般的離合器以及普通冷卻和局部加強(qiáng)冷卻裝置，并對氣缸體、氣缸蓋和進(jìn)排氣系統(tǒng)與曲軸箱改進(jìn)設(shè)計(jì)。
本發(fā)明的最大特征是改進(jìn)以前的氣缸體上的排氣口設(shè)計(jì)為頂置或側(cè)置排氣門，并在原排氣口的設(shè)計(jì)相位增設(shè)新鮮空氣掃氣道，其總截面較原排氣口要小，掃氣壓力來源于排氣脈沖或車輛前進(jìn)時的迎風(fēng)阻力或另外附設(shè)壓氣機(jī)構(gòu)。結(jié)構(gòu)原理見附圖1和附圖2。
本發(fā)明的工作循環(huán)可設(shè)計(jì)為缸內(nèi)爆發(fā)活塞下行，當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)過上止點(diǎn)82°～90°或100°時，排氣凸輪使排氣門打開，再轉(zhuǎn)過一定角度(約16°左右)即氣缸內(nèi)大部分廢氣已排出且缸內(nèi)壓力不太高即接近常壓時，缸體上的純空氣掃氣口打開，當(dāng)帶有一定壓力的掃氣氣流占據(jù)缸內(nèi)容積約2/3的空間以后換氣口打開，較濃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸再掃去剩余的約1/3排量體積的廢氣從而完成進(jìn)氣，排氣門在活塞上止點(diǎn)前約130°關(guān)閉后氣缸內(nèi)開始壓縮，上止點(diǎn)前約8°～28°時點(diǎn)火或噴射燃油作功。設(shè)計(jì)時應(yīng)盡量避免純凈空氣掃氣流對換入混合氣的過度稀釋，或采用層狀充氣，保證火花塞處有合適濃度的混合氣。
本發(fā)明的配氣相位可以通過排氣凸輪按較理想的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以消除排氣口在換氣口截面周圍引起的較大可能的掃氣損失，同時還能降低排氣噪音。本配氣相位的設(shè)計(jì)可抑制化油器的反噴，并有一定的貯能作用。本發(fā)明的排氣凸輪，在不另設(shè)有潤滑用機(jī)油泵時可兼作一個簡單低阻力離心式機(jī)油泵，本發(fā)明很容易恢復(fù)到原有普通活塞閥式二行程內(nèi)燃機(jī)的功能。
本發(fā)明主要適合于單缸、雙缸或多缸汽油內(nèi)燃機(jī)，對柴油機(jī)亦能適用。開發(fā)新機(jī)型不太難，改造現(xiàn)有機(jī)型也很容易，在現(xiàn)有七五0四行程，五0、二五0二行程摩托車上實(shí)施改進(jìn)，其機(jī)件變化不大但性能將有明顯變化。


如下1、為化油器;2、為曲軸箱;3、為氣缸體(其中A為換氣口，B為掃氣口，C為排氣口);4、為氣缸蓋(其中D為火花塞，E為燃料噴射器，C為排氣口);5、為排氣門及凸輪機(jī)構(gòu);6、為排氣脈沖增壓裝置。
以下就本發(fā)明的實(shí)施例再作幾點(diǎn)說明
1、頂桿組合如采用之則要求輕質(zhì)耐磨高強(qiáng)度。
2、凸輪用耐磨鑄鋼或軸承鋼制作，結(jié)構(gòu)簡單易于單個成型，兼有機(jī)油泵作用時需設(shè)計(jì)泵蓋。
3、缸體a、掃氣口制作成微開、半開、全開或全程可調(diào)式，這至少對實(shí)驗(yàn)、調(diào)試、設(shè)定時方便。
b、在凸輪機(jī)構(gòu)失去作用時，只要排氣門關(guān)閉，將掃氣口調(diào)到全開位置并利用掃氣道進(jìn)行排氣，則此時發(fā)動機(jī)為傳統(tǒng)活塞式二行程內(nèi)燃機(jī)。
c、缸體上需設(shè)油道，側(cè)置排氣門時缸體結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜。
4、排氣脈沖裝置由一個帶壓力彈簧的活塞將工作室分成兩半，形成諧振腔和掃氣增壓腔，單獨(dú)制作時容易加工。
5、掃氣系統(tǒng)首先需清楚“進(jìn)氣”是指在排氣門關(guān)閉情況下混合氣經(jīng)換氣口進(jìn)入氣缸，也包括經(jīng)掃氣口進(jìn)入的空氣，當(dāng)然空氣進(jìn)入掃氣增壓腔和空氣經(jīng)笛簧閥或化油器進(jìn)入曲軸箱也叫進(jìn)氣?！皰邭狻辈坏兛諝饨?jīng)掃氣口向排氣門的流動，也包括混合氣經(jīng)換氣口向排氣門的流動。本掃氣系統(tǒng)除包括掃氣口及調(diào)整裝置，掃氣道，掃氣增壓腔外還包括一個帶濾清器的斗形自然承風(fēng)孔和一個可自由垂下關(guān)閉的單向無聲進(jìn)氣活門。
6、排氣脈沖裝置和掃氣系統(tǒng)組合而成的排氣脈沖增壓裝置可運(yùn)用于進(jìn)一步改善現(xiàn)有活塞閥式二行程內(nèi)燃機(jī)的動力性，改變汽油機(jī)的混合氣掃氣為純空氣掃氣起到節(jié)能作用。
7、新設(shè)計(jì)空氣動力源可只將動力缸活塞底部直徑加大，以增加曲軸箱預(yù)壓空氣量和提高壓力，滿足掃氣和換氣的需要。見附圖2中的活塞及有止回閥的空氣貯存室(或掃氣增壓腔)。上述及原理圖基本上是以1E40FM發(fā)動機(jī)為基礎(chǔ)的。
8、若在單、雙缸柴油機(jī)上采用本發(fā)明，并設(shè)側(cè)置排氣門時，可在飛輪上某個地方加裝排氣凸輪同時還有可能省去排氣門頂桿和高壓泵凸輪。如附圖4所示。
9、運(yùn)用本發(fā)明可對四行程七五0發(fā)動機(jī)作如下改進(jìn)首先換正時主動、被動齒輪為1∶1比例，用原車氣缸蓋等其它系統(tǒng)，去掉進(jìn)氣門挺桿，換上以二行程需要新設(shè)計(jì)的排氣凸輪軸，在缸體上開換氣口(A)和掃氣口(B)由于該機(jī)不能實(shí)現(xiàn)曲軸箱預(yù)壓換氣，所以可另外增設(shè)空氣動力源或從掃氣增壓腔接一支管并通過化油器后接入換氣口，此后原理過程如前所述，見附圖3。本改進(jìn)后的對置雙缸由于兩缸夾角180°要同時作功，所以需要重新配重平衡。本改進(jìn)對于排氣脈沖增壓裝置、化油器和消聲器可兩缸分用，也可兩缸合用。運(yùn)用本發(fā)明后七五0整體動力有可能提高3/5而耗油量和噪音將不會有多大變化，成本增加不多而效益可觀。
10、其它多缸機(jī)的設(shè)計(jì)可以用單缸機(jī)串聯(lián)組成或以新改進(jìn)七五0型重新設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求
1.由排氣門或排氣口與活塞閥式換氣口和掃氣口構(gòu)成的二行程內(nèi)燃機(jī)的空氣掃氣裝置，該裝置有由往復(fù)活塞控制的換氣口(A)、掃氣口(B)(或排氣口)及其于曲軸同步相連的排氣凸輪觸動的排氣門組件和空氣動力源。其特征在于a、所述空氣動力源始終與掃氣口(B)連通，b、該掃氣口(B)在排氣行程后期先于換氣口(A)打開，c、該換氣口(A)連接曲軸箱預(yù)壓換氣室(或其它空氣動力源，如經(jīng)支管接排氣脈沖增壓裝置)，d、該預(yù)壓換氣室和作為掃氣空氣動力源的氣流可通過確定曲軸箱容積和改變活塞設(shè)計(jì)與控制其往復(fù)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征是排氣門在活塞越過上止點(diǎn)后80°～100°時打開。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征是排氣門在活塞上止點(diǎn)前約130°關(guān)閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征是排氣凸輪與緊挨著的軸承一起被夾在兩個曲面間，被包裸后，在外圈上開有進(jìn)出油孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征是排氣脈沖增壓裝置是一個帶回位簧的活塞(或膜片)將工作室分成兩半，一半是通排氣道的諧振腔，另一半通掃氣口經(jīng)單向閥、承風(fēng)孔、空氣過濾器后通大氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述改變活塞設(shè)計(jì)，其特征是動力缸活塞底部直徑加大，且嵌有單向?qū)怏w的環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述改變活塞設(shè)計(jì)，其特征是動力缸活塞底部加大部位上行終點(diǎn)處的氣缸體上開有小氣孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、7或6所述裝置，其特征是新設(shè)計(jì)空氣動力源中有空氣貯存室和止回閥。
全文摘要
本發(fā)明屬內(nèi)燃機(jī)技術(shù)，主要解決二行程內(nèi)燃機(jī)的節(jié)能和噪音問題。它改變了排氣結(jié)構(gòu)，即用氣門代替活塞閥式氣口并合理利用排氣動力和曲軸箱預(yù)壓進(jìn)氣等實(shí)現(xiàn)純空氣掃氣，從而達(dá)到節(jié)能和降低噪音的目的。它以動力性、經(jīng)濟(jì)性和較低的噪聲適合于一切二行程內(nèi)燃機(jī)的制造或改造普通四行程內(nèi)燃機(jī)向大功率發(fā)展。
文檔編號F02B75/02GK1086582SQ9210464
公開日1994年5月11日 申請日期1992年6月11日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月11日
發(fā)明者王建平 申請人:王建平