二沖程分層掃氣發(fā)動機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及二沖程分層掃氣發(fā)動機。
【背景技術(shù)】
[0002]高速小排量二沖程發(fā)動機具有機械效率高、比功率大和成本低等優(yōu)點，在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、建筑、園林植保和運動娛樂等領(lǐng)域占據(jù)著巨大的市場空間。但近年來，在能源和環(huán)境問題的雙重壓力下，各國政府分別出臺了越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)，二沖程汽油機由于受到經(jīng)濟(jì)性和排放性能較差等因素的影響，特別是HC+NOJP CO的排放，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，其發(fā)展受到了一定的限制。造成二沖程汽油機排放差的主要原因是換氣過程不徹底:一方面新鮮混合氣直接流入排氣道，造成短路損失；另一方面上一個循環(huán)的燃燒產(chǎn)物仍有部分殘留在氣缸內(nèi)。換氣過程不徹底不僅造成排放性能差，還會增加二沖程汽油機燃油消耗率。改善二沖程汽油機的排放性能主要有兩條途徑:(I)改善換氣過程，減小短路損失。主要措施有發(fā)動機掃氣過程優(yōu)化、分層掃氣和燃料噴射等技術(shù)；(2)排氣后處理技術(shù)。主要指排氣催化轉(zhuǎn)化技術(shù)。掃氣過程優(yōu)化在原二沖程汽油機的基礎(chǔ)上，以發(fā)動機排放性能為指標(biāo)，對發(fā)動機掃氣道結(jié)構(gòu)參數(shù)、掃氣口和排氣口的開啟時刻等進(jìn)行優(yōu)化，研究表明此類措施和化油器優(yōu)化匹配和點火提前角優(yōu)化等措施一樣，均可以一定程度上改善二沖程汽油機的排放性能，但并不能從根本上解決換氣過程不徹底的問題，對發(fā)動機的性能改善效果有限。
[0003]目前針對二沖程汽油機的燃料噴射技術(shù)主要有混合氣噴射技術(shù)和燃油直噴技術(shù)?；旌蠚鈬娚浼夹g(shù)是指將事先形成的混合氣在排氣口關(guān)閉后再噴入氣缸內(nèi)，其混合氣由獨立的混合氣形成裝置(如化油器)提供。燃油直噴技術(shù)直接將液態(tài)的燃油直接噴入氣缸內(nèi)，主要可分為高壓燃油噴射、低壓燃油噴射和空氣輔助燃油噴射三種類型。燃油噴射技術(shù)是降低二沖程發(fā)動機短路損失最為有效的措施之一，但在小型非道路汽油機中受到安裝空間和成本的限制，其應(yīng)用前景并不理想。
[0004]分層掃氣技術(shù)使用空氣代替新鮮混合氣完成前期的掃氣功能，使空氣承擔(dān)了主要的掃氣損失，因而可以大幅地減少新鮮混合氣的短路損失。相關(guān)研究表明，分層掃氣技術(shù)可以大幅降低二沖程汽油機的有害排放，提高發(fā)動機的熱效率，而且不增加發(fā)動機的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和成本，是未來小型二沖程發(fā)動機上待開發(fā)和使用的最實用的技術(shù)之一。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有二沖程發(fā)動機技術(shù)中的不足，提供一種“二沖程分層掃氣發(fā)動機”，本實用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，低制造成本，是一種安裝使用方便，大幅地減少新鮮混合氣的短路損失，降低二沖程汽油機的有害排放，有效提高發(fā)動機熱效率的二沖程分層掃氣發(fā)動機。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種二沖程分
[0007]層掃氣發(fā)動機，主要的技術(shù)方案是，包括:缸體2、機體4、曲軸箱5、活塞6、曲軸8，8’、空氣掃氣部件及混合氣掃氣部件，所述空氣掃氣部件主要由固定連接在機體4上的膜片9與機體4的內(nèi)壁所構(gòu)成的空氣儲氣腔10及空氣掃氣通道15組成，所述空氣掃氣通道15兩端分別與設(shè)置在缸體2 —側(cè)內(nèi)壁的空氣掃氣口 16和空氣儲氣腔10相通。所述混合氣掃氣部件主要包括混合氣掃氣通道17，19，所述混合氣掃氣通道17，19為由活塞6外表面與在缸體2內(nèi)壁所設(shè)置的凹槽共同構(gòu)成的空腔通道，所述混合氣掃氣通道17，19的兩端分別與設(shè)于氣缸3內(nèi)的混合氣掃氣口 18，20及曲軸箱5相通。
[0008]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述混合氣掃氣通道17，19至少設(shè)置一組，對稱設(shè)置在缸體2的內(nèi)壁上，空氣掃氣通道15至少設(shè)置一個，空氣掃氣通道15、混合氣掃氣通道17與混合氣掃氣通道19的空間位置可互換設(shè)置。
[0009]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，在空氣儲氣腔10的外壁設(shè)有帶有簧片閥12的空氣進(jìn)氣口11，設(shè)置在空氣儲氣腔10的上端位置，在缸體2的下端與活塞6上下行程相適配位置，設(shè)置有混合氣進(jìn)氣口 13。
[0010]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，在缸體2 —側(cè)的內(nèi)壁上設(shè)置有排氣口 14，所述的排氣口 14的位置高度依次高于空氣掃氣口 16、混合氣掃氣口 18，20。
[0011 ] 本實用新型另一主要的技術(shù)方案要是，在曲軸8’上設(shè)有凸輪，與彈簧21及推桿22共同構(gòu)成凸輪結(jié)構(gòu)，所述彈簧21及推桿22置于曲軸8’的外端面與空氣儲氣腔10的內(nèi)壁之間。
[0012]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述推桿22的一端與膜片9固定連接，另一端與曲軸8’的外端面緊密接觸，所述彈簧21卡設(shè)于膜片9與機體4的內(nèi)壁之間，所述推桿22與所述彈簧21設(shè)于同一軸心線上，該軸心線垂直于曲軸8的切線方向。
[0013]在機體4的另一側(cè)位置設(shè)有帶有簧片閥12’的混合氣進(jìn)氣口 13’，在機體4的底部位置設(shè)有與曲軸箱5相通的通風(fēng)口 23。
[0014]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述空氣掃氣口 16、混合氣掃氣口 18，20及混合氣進(jìn)氣口
13、13’其開口量的大小由活塞6上下行程位置所決定。
[0015]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，因所述膜片9變形所引起空氣儲氣腔10的容積變化量為發(fā)動機I排氣量的10 - 50%。
[0016]再進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述膜片9所用材質(zhì)為彈性材料，具體為橡膠材料。
[0017]本實用新型具有如下優(yōu)點:
[0018]1、本實用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，低制造成本，是一種安裝使用方便，大幅度減少新鮮混合氣的短路損失，降低二沖程發(fā)動機的有害排放，節(jié)能降耗、減少環(huán)境污染、有效提高發(fā)動機熱效率的二沖程分層掃氣發(fā)動機。
[0019]2、本實用新型設(shè)置為獨立的空氣掃氣通道和混合氣掃氣通道，即混合氣和純空氣分別通過獨立的掃氣道和掃氣口進(jìn)入氣缸，純空氣代替新鮮混合氣完成前期的掃氣功能，空氣承擔(dān)了主要的掃氣損失，大幅度減少新鮮混合氣的短路損失，降低二沖程汽油機的有害排放，有效提高發(fā)動機熱效率。
[0020]3、因在缸體2 —側(cè)的內(nèi)壁上設(shè)置有排氣口，所述的排氣口的位置高度依次高于空氣掃氣口、混合氣掃氣口，空氣掃氣通道15、混合氣掃氣通道17與混合氣掃氣通道19的空間位置可互換設(shè)置，掃氣口位置設(shè)置合理，使?jié)饣旌蠚赓N著遠(yuǎn)離排氣口的氣缸壁面流動，將濃混合氣與廢氣隔離開，實現(xiàn)分層掃氣的技術(shù)目的，換氣徹底、掃氣充分，進(jìn)一步有效減少新鮮混合氣的短路損失，降低HC+NOJP CO的有害排放，節(jié)能降耗，減少環(huán)境污染。
[0021]4、由本實用新型所設(shè)置結(jié)構(gòu)決定，所述膜片9變形所引起空氣儲氣腔10的容積變化量為發(fā)動機I排氣量的10 — 50%,以進(jìn)一步保證實現(xiàn)本實用新型的技術(shù)目的。
[0022]5、因在曲軸8’上設(shè)有凸輪，與彈簧21及推桿22共同構(gòu)成凸輪結(jié)構(gòu)，與膜片9共同構(gòu)成膜片泵結(jié)構(gòu)，在機體4的另一側(cè)位置設(shè)有帶有簧片閥12’的混合氣進(jìn)氣口 13’，以進(jìn)一步保證所設(shè)計膜片9變形量的可靠性。
[0023]6、本實用新型技術(shù)方案的實施對發(fā)動機的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和成本影響較小。
【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2是圖1的A — A向截面示意圖。
[0026]圖3是本實用新型的另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖中:1.發(fā)動機，2.缸體，3.氣缸，4.機體，5.曲軸箱，6.活塞，7、連桿，8、8’、曲軸，9、膜片，10、空氣儲氣腔，11、空氣進(jìn)氣口，12、12’、簧片閥，13、13’、混合氣進(jìn)氣口，14、排氣口，15、空氣掃氣通道，16、空氣掃氣口，17、19、混合氣掃氣通道，18、20、混合氣掃氣口，21、彈簧，22、推桿，23、通風(fēng)口。
【具體實施方式】
[0028]下面通過非限制性實施例，進(jìn)一步闡述本實用新型，理解本實用新型。
[0029]實施例1
[0030]本實用新型如圖1、圖2所示，一種二沖程分層掃氣發(fā)動機，主要的技術(shù)方案
[0031]是，包括:缸體2、機體4、曲軸箱5、活塞6、曲軸8、空氣掃氣部件及混合氣掃氣部件，所述空氣掃氣部件主要由固定連接在機體4上的膜片9與機體4的內(nèi)壁所構(gòu)成的空氣儲氣腔10及空氣掃氣通道15組成，所述空氣掃氣通道15兩端分別與設(shè)置在缸體2 —側(cè)內(nèi)壁的空氣掃氣口 16和空氣儲氣腔10相通。所述混合氣掃氣部件主要包括混合氣掃氣通道17，19，所述混合氣掃氣通道17，19為由活塞6外表面與在缸體2內(nèi)壁所設(shè)置的凹槽共同構(gòu)成的空腔通道，所述混合氣掃氣通道17，19的兩端分別與設(shè)于氣缸3內(nèi)的混合氣掃氣口18，20及曲軸箱5相通。
[0032]所述混合氣掃氣通道17、19設(shè)置兩組，對稱設(shè)置在缸體2的內(nèi)壁上，空氣掃氣通道15設(shè)置一個，空氣掃氣通道15、混合氣掃氣通道17與混合氣掃氣通道