專利名稱：強(qiáng)制換氣式二沖程發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)，確切地說是一種強(qiáng)制換氣式二沖程發(fā)動機(jī)。
現(xiàn)有二沖程發(fā)動機(jī)，換氣需要掃氣泵，換氣過程品質(zhì)不良，排氣不凈;活塞組件熱負(fù)荷大，工作可靠性差，排氣口開得較早，活塞下行做功的有效行程減小。
本發(fā)明的目的是，設(shè)計(jì)一種換氣品質(zhì)優(yōu)良，活塞組件溫度低，無需掃氣泵，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，在相同工作容積和轉(zhuǎn)速下，發(fā)出的功率是四沖程發(fā)動機(jī)兩倍的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。
本發(fā)明是在原有二沖程發(fā)動機(jī)的活塞頂面加裝一套換氣閥式配氣機(jī)構(gòu)和T型機(jī)油緩沖機(jī)構(gòu)，并作適當(dāng)改進(jìn)而實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，它主要包括缸體(41)、缸套(40)、缸蓋(35)、活塞(37)、連桿(42)、換氣閥式配氣機(jī)構(gòu)和T型機(jī)油緩沖機(jī)構(gòu)，其特征在于一、換氣閥式配氣機(jī)構(gòu)包括換氣閥裝置、排氣門裝置和傳動裝置三部分，換氣閥裝置頭部中央裝有進(jìn)氣門(2)，換氣閥裝置頭部與活塞(37)貼合的一面將活塞(37)與燃燒室隔開，換氣閥裝置頭部另一面與缸蓋(35)組成燃燒室，排氣門裝置裝于換氣閥桿身，且一同由缸蓋(35)下平面插入導(dǎo)管(8)，并穿過缸蓋(35)上平面，與固定在缸蓋(35)上平面的傳動裝置相連結(jié)。換氣閥裝置是由換氣閥本體(4)、裝在換氣閥本體頭部中央的進(jìn)氣門座(3)、進(jìn)氣門(2)、鉚在進(jìn)氣門(2)上的兩個(gè)排氣門推桿(36)、從換氣閥本體桿身尾部裝入的導(dǎo)桿(34)、裝在導(dǎo)桿上的彈簧(6)、彈簧座(33)以及進(jìn)氣門卡簧(7)和裝于換氣閥本體(4)頭部外圓的兩道密封氣環(huán)(38)組成。排氣門裝置是由裝于換氣閥本體(4)桿身的排氣門(5)、鑲于缸蓋(35)的導(dǎo)管(8)以及裝于排氣門(5)桿身尾部的排氣門卡簧(10)、塑料墊(11)和排氣門彈簧(29)組成。傳動裝置是由緩沖彈簧(14)、卡在緩沖彈簧(14)和排氣門彈簧(29)上的浮動彈簧座(13)、固定于缸蓋上平面的彈簧限位套(15)、復(fù)位彈簧(17)、(25)、裝于復(fù)位彈簧(17)、(25)之間的浮動彈簧座(27)以及裝于換氣閥本體桿身尾部的彈簧座(19)和鎖片(18)組成。二、T型機(jī)油緩沖機(jī)構(gòu)包括T型緩沖管(20)和支架(24)，T型緩沖管(20)的橫管一端裝有進(jìn)油閥(22)，另一端裝有出油閥(17)，鋼求、彈簧組成進(jìn)、出油閥，且橫管兩端分別與支架(24)連結(jié)，兩支架(24)通過螺栓(31)固定于缸蓋(35)上平面，T型緩沖管(20)的豎管上套有滑環(huán)(28)，滑環(huán)(28)下裝有彈簧(12)，彈簧(12)下有卡簧(30)限位，且豎管插入換氣閥本體(4)的桿身內(nèi)。T形緩沖管(20)豎管頭部開有V型口，中央開有補(bǔ)液孔B。三、缸套(40)為短濕式，其上半部與缸體(41)組成水套，其下半部外圓表面用來與缸體(41)經(jīng)向定位，缸套(40)中部與缸體(41)水套下部緊密貼合的錐面，作為軸向定位。四、缸蓋(35)燃燒室上的N孔，既可用作裝火花塞，也可換裝噴油嘴。
采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)，不需要掃氣泵;進(jìn)入缸體的新鮮氣體不直接與高溫零件接觸，氣體膨脹量減小，提高了發(fā)動機(jī)的充量;實(shí)現(xiàn)了在排氣與進(jìn)氣同步進(jìn)行時(shí)，新鮮氣體不與廢氣混合，提高了換氣品質(zhì)。換氣閥裝置將活塞組件與燃燒室隔開，且換氣閥裝置散熱性好，從而降低了活塞組件溫度，減小了活塞與缸套的配合間隙，提高了活塞組件的工作可靠性。在相同工作容積和轉(zhuǎn)速下，該結(jié)構(gòu)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率是四沖程發(fā)動機(jī)的兩倍。
下列附圖描述了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。


圖1為本發(fā)明內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的縱剖圖。
圖2為本發(fā)明換氣閥裝置剖視圖。
圖3為沿圖2中Ⅰ-Ⅰ的剖視圖。
圖4為本發(fā)明排氣門積炭儲存溝K的局部放大圖。
圖5為本發(fā)明活塞從下向上運(yùn)動至封住進(jìn)氣口時(shí)，換氣閥復(fù)位圖。
圖6為本發(fā)明活塞從下向上運(yùn)動至未到進(jìn)氣口時(shí)，換氣閥復(fù)位圖。
圖7為本發(fā)明活塞從下向上運(yùn)動超過進(jìn)氣口時(shí)，換氣閥復(fù)位圖。
標(biāo)號名稱(1)活塞銷，(2)進(jìn)氣門，(3)進(jìn)氣門座，(4)換氣閥本體，(5)排氣門，(6)進(jìn)氣門彈簧，(7)進(jìn)氣門卡簧，(8)導(dǎo)管，(9)噴油器(或火花塞)，(10)排氣門卡簧，(11)塑料墊，(12)彈簧，(13)浮動彈簧座，(14)緩沖彈簧，(15)彈簧限位套，(16)出油閥，(17)復(fù)位彈簧，(18)鎖片，(19)彈簧座，(20)T型緩沖管，(21)O型密封圈，(22)進(jìn)油閥，(23)防塵罩，(24)支架，(25)復(fù)位彈簧，(26)O型密封圈，(27)浮動彈簧座，(28)滑環(huán)，(29)排氣門彈簧，(30)卡簧，(31)螺栓，(32)O型密封圈，(33)進(jìn)氣門彈簧座，(34)導(dǎo)桿，(35)缸蓋，(36)排氣門推桿，(37)活塞，(38)密封氣環(huán)，(39)缸墊，(40)缸套，(41)缸體，(42)連桿，(43)曲軸。
A接進(jìn)氣管、B補(bǔ)液孔、C和D接油底殼、E接排氣管、F通氣槽、J進(jìn)氣口、H緩沖腔、K積炭儲存溝、R燃燒室、G導(dǎo)流槽、N燃燒室上噴油器或火花塞孔，a換氣閥簡圖，b活塞簡圖。
參照附圖結(jié)合實(shí)施例說明如下由圖2可見，換氣閥本體(4)頭部外圓裝有兩道密封氣環(huán)，換氣閥本體(4)頭部中央鑲有進(jìn)氣門座(3)，裝有進(jìn)氣門(2)，進(jìn)氣門(2)上對稱鉚有兩個(gè)排氣門推桿(36)，導(dǎo)桿(34)從換氣閥本體(4)的桿身尾部裝入，并插入進(jìn)氣門(2)桿部中心導(dǎo)孔內(nèi)，導(dǎo)桿(34)上有通氣槽F，導(dǎo)桿(34)上部和換氣閥本體(4)桿身內(nèi)裝有機(jī)油，起冷卻、緩沖作用。導(dǎo)桿(34)上還裝有進(jìn)氣門彈簧(6)、彈簧座(33)、進(jìn)氣門卡簧(7)。進(jìn)氣門(2)的軸向運(yùn)動以導(dǎo)桿(34)為運(yùn)動導(dǎo)向，換氣閥本體(4)、進(jìn)氣門(2)和導(dǎo)桿(34)三者之間既可整體運(yùn)動，又可相對運(yùn)動。
由圖1可見，排氣門(5)裝于換氣閥本體(4)的桿身，為間隙配合，與排氣門推桿(36)貼合，排氣門(5)的桿身尾部裝有排氣門卡簧(10)、塑料墊(11)和排氣門彈簧(29)。換氣閥裝置和排氣門裝置從缸蓋(35)的下平面插入鑲于缸蓋(35)的導(dǎo)管(8)內(nèi)。裝上緩沖彈簧(14)后，壓上浮動彈簧座(13)，并用彈簧限位套(15)限位。彈簧限位套(15)用四個(gè)螺釘固定在缸蓋(35)上平面。復(fù)位彈簧(17)、(25)通過浮動彈簧座(27)串接，安裝在浮動彈簧座(13)和彈簧座(19)之間，彈簧座(19)通過鎖片(18)與換氣閥本體桿身尾部相連。
活塞(37)通過活塞銷(1)與連桿(42)小頭連結(jié)，連桿(42)大頭與曲軸(43)相連。
上述機(jī)構(gòu)的工作過程是這樣的當(dāng)換氣閥和活塞被燃燒室R內(nèi)的高壓氣體推動下行至復(fù)位彈簧(17)、(25)接近并緊時(shí)，浮動彈簧座(13)離開彈簧限位套(15)一定距離，并壓縮排氣門彈簧(29)，從而強(qiáng)行推開排氣門(5)，并使排氣門(5)下移至最大升程。缸內(nèi)氣體在排氣門打開后，壓力迅速下降，但換氣閥仍在較大的慣性力作用下繼續(xù)下行并壓縮緩沖彈簧(14)，當(dāng)慣性力和彈簧彈力平衡時(shí)，換氣閥立刻換向上行，而此時(shí)活塞(37)正好下行到進(jìn)氣口J附近并繼續(xù)下行。急速上行的換氣閥將未自動排完的廢氣強(qiáng)行從排氣口E排出，同時(shí)又和活塞(37)一起將新鮮氣體從進(jìn)氣口J吸入缸體，此時(shí)進(jìn)氣門(2)尚未打開，這就實(shí)現(xiàn)了在排氣與進(jìn)氣同步進(jìn)行時(shí)新鮮氣體與廢氣不混合的目的，且吸入缸內(nèi)的新鮮氣體在吸氣過程中不直接和高溫零件接觸，膨脹量減小，發(fā)動機(jī)充量提高。當(dāng)換氣閥上行接近活塞上止點(diǎn)時(shí)，強(qiáng)行將排氣門(5)關(guān)閉至最小開度，使燃燒室R內(nèi)的殘存廢氣繼續(xù)排出。為減小換氣閥本體(4)與排氣門(5)之間的撞擊，排氣門(5)上設(shè)有積炭儲存溝K。(見圖4)。當(dāng)活塞(37)從下止點(diǎn)向上行至封住進(jìn)氣口J并壓縮剛吸入的新鮮氣體至一定壓力后，進(jìn)氣門(2)才打開，排氣門(5)關(guān)閉。被活塞(37)壓入燃燒室R內(nèi)的氣體在經(jīng)過換氣閥上的導(dǎo)流槽G時(shí)(見圖2、圖3)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，形成強(qiáng)烈的擠氣旋流。在活塞(37)接近上止點(diǎn)時(shí)，噴油器(或火花塞)開始噴油(或點(diǎn)火)。換氣閥貼上活塞(37)的同時(shí)進(jìn)氣門(2)在進(jìn)氣門彈簧(6)和高壓氣體的共同作用下關(guān)閉。燃燒室R內(nèi)被壓燃(或被點(diǎn)燃)的氣體的溫度和壓力急劇增高。在高溫、高壓氣體的作用下，換氣閥和活塞一起從上止點(diǎn)被推向下止點(diǎn)，并帶動曲軸(43)旋轉(zhuǎn)作功。復(fù)位彈簧(17)、(25)串接可降低發(fā)動機(jī)高度。
發(fā)動機(jī)起動時(shí)，活塞(37)被曲軸(43)帶動向下運(yùn)動，換氣閥與活塞(37)之間產(chǎn)生真空，換氣閥在真空吸力作用下壓縮復(fù)位彈簧(17)、(25)下行使排氣門(5)在排氣門彈簧(29)的作用下下移至最大升程。換氣閥上方由排氣通道E向內(nèi)填充氣體。當(dāng)活塞(37)向下運(yùn)動至進(jìn)氣口J時(shí)，復(fù)位彈簧(17)、(25)迅速使換氣閥上移，并與繼續(xù)上行的活塞(37)共同將新鮮氣體從進(jìn)氣口J吸入，同時(shí)將換氣閥上方的氣體泵出。如果一個(gè)循環(huán)發(fā)動機(jī)未著火，換氣閥在燃燒室R內(nèi)被壓縮氣體的壓力作用下繼續(xù)和活塞(37)一同下行，重復(fù)上述循環(huán)。
換氣閥用彈簧復(fù)位的最大優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，但它的復(fù)位速度不能隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而相應(yīng)變化。故本發(fā)明的彈簧復(fù)位速度設(shè)計(jì)的略高于發(fā)動機(jī)常用速度。由圖5可見，當(dāng)以此設(shè)計(jì)速度工作，活塞b從下止點(diǎn)向上運(yùn)動至封住進(jìn)氣口時(shí)，換氣閥a正好復(fù)位至上止點(diǎn);由圖6可見，當(dāng)?shù)陀诖嗽O(shè)計(jì)速度，活塞b從下止點(diǎn)向上還沒運(yùn)動到進(jìn)氣口時(shí)，換氣閥a已復(fù)位，這就出現(xiàn)了過后充氣。由圖7可見，當(dāng)高于此設(shè)計(jì)速度，活塞b從下止點(diǎn)向上運(yùn)動超過進(jìn)氣口時(shí)，換氣閥a才復(fù)位，這就出現(xiàn)充氣不足。
由圖1還可見T型機(jī)油緩沖機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。T型緩沖管(20)的橫管一端裝有進(jìn)油閥(22)，另一端裝有出油閥(17)，鋼球、彈簧組成進(jìn)出油閥，且橫管兩端分別與支架(24)連結(jié)，形成貫通的油道，兩支架(24)通過螺栓(31)固定于缸蓋(35)上平面，C為進(jìn)油管口，D為出油管口，均接至油底殼，形成回路。為防止管道口漏油，在橫管與支架連結(jié)處裝有O型密封圈(22)，在支架與缸蓋連結(jié)處裝有O型密封圈(32)。T型緩沖管(20)的豎管上套有滑環(huán)(28)，滑(28)下裝有彈簧(12)，彈簧(12)下有卡簧(30)限位，且豎管插入換氣閥本體(4)的桿身內(nèi)，為間隙配合。豎管中部開有補(bǔ)液孔B，補(bǔ)液孔B上部桿身處裝有O型密封圈(26)。豎管頭部開有V型口。
T型機(jī)油緩沖機(jī)構(gòu)的工作過程是這樣的當(dāng)換氣閥被高壓燃?xì)鈴纳现裹c(diǎn)強(qiáng)推下行時(shí)，換氣閥桿身內(nèi)腔容積增大，產(chǎn)生吸力，機(jī)油從進(jìn)油閥(22)被吸入，在換氣閥下行剛開始時(shí)，緩沖腔H由于被T型緩沖管的豎管頭部幾乎密閉，不可能一下從豎桿頭部的V型口補(bǔ)充很多機(jī)油，這時(shí)滑環(huán)(28)克服彈簧(12)的彈力下移，使滑環(huán)上方由B孔補(bǔ)充機(jī)油，待豎管的V型口全部讓出后，滑環(huán)(28)復(fù)位。當(dāng)換氣閥從下急速上行接近上止點(diǎn)時(shí)，T型緩沖管(20)的豎管頭部V型口被換氣閥的桿身逐漸封小，緩沖腔H內(nèi)的油壓增高，油液從被封小的V型口擠出，待V型口接近被封住時(shí)，換氣閥停止運(yùn)動，起到了對換氣閥復(fù)位的緩沖作用。在換氣閥復(fù)位的同時(shí)由于換氣閥桿身內(nèi)腔容積減小。受熱的機(jī)油從出油閥(16)擠出，這就起到了對換氣閥機(jī)構(gòu)的冷卻作用。
防塵罩(23)用螺釘固定在缸蓋(35)的上平面，缸蓋分總成與缸體(41)之間裝有襯墊(39)，缸蓋(35)上裝有噴油器(9)(或火花塞)。缸體(41)上裝入缸套(40)，缸套(40)為短濕式，即缸套(40)上半部與缸體(41)組成水套，缸套(40)下半部外圓表面作為與缸體(41)的經(jīng)向定位，缸套(40)中部與缸體(41)水套下部緊密貼合的錐面，作為軸向定位。此結(jié)構(gòu)使缸體的剛度增強(qiáng)，缸套安裝穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一種強(qiáng)制換氣式二沖程內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，它主要包括缸體(41)、缸套(40)、缸蓋(35)、活塞(37)、連桿(42)、換氣閥式配氣機(jī)構(gòu)和T型機(jī)油緩沖機(jī)構(gòu)，所述的換氣閥式配氣機(jī)構(gòu)、T型機(jī)油緩沖機(jī)構(gòu)和缸套(40)，其特征在于a、換氣閥式配氣機(jī)構(gòu)由換氣閥裝置、排氣門裝置和傳動裝置組成，換氣閥裝置頭部中央裝有進(jìn)氣門(2)，換氣閥裝置頭部與活塞(37)頂部貼合的一面將活塞(37)與燃燒室隔開，換氣閥裝置頭部另一面與缸蓋(35)組成燃燒室，排氣門裝置裝于換氣閥本體(4)的桿身，且一同由缸蓋(35)下平面插入導(dǎo)管(8)，并穿過缸蓋(35)上平面，與固定在缸蓋(35)上平面的傳動裝置相連結(jié)；b、T型機(jī)油緩沖機(jī)構(gòu)包括T型緩沖管(20)和支架(24)，T型緩沖管(20)的橫管的一端裝有進(jìn)油閥(22)，另一端裝有出油閥(17)，鋼球、彈簧組成進(jìn)、出油閥，且橫管兩端分別與支架(24)連結(jié)；T型緩沖管(20)的豎管上套有滑環(huán)(28)，滑環(huán)(28)下裝有彈簧(12)，彈簧(12)下有起限位作用的卡簧(30)，且豎管插入換氣閥本體(4)的桿身內(nèi)，T型緩沖管(20)豎管頭部開有V型口，中部開有補(bǔ)液孔B，兩支架(24)通過螺栓(31)固定于缸蓋(35)上平面；c、缸套(40)為短濕式，其上半部分與缸體(41)組成水套，其下半部分有與缸體(41)經(jīng)向定位的外圓表面和與缸體(41)水套下部緊密貼合的軸向定位的錐面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)制換氣式二沖程發(fā)動機(jī)，其特征是換氣閥裝置是由換氣閥本體(4)、裝在換氣閥本體頭部中央的進(jìn)氣門座(3)、進(jìn)氣門(2)、鉚在進(jìn)氣門(2)上的兩個(gè)排氣門推桿(36)、從換氣閥本體桿身尾部裝入的導(dǎo)桿(34)，裝在導(dǎo)桿上的彈簧(6)、彈簧座(33)以及進(jìn)氣門卡簧(7)和裝于換氣閥本體(4)頭部外圓的兩道密封氣環(huán)(38)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)制換氣式二沖程發(fā)動機(jī)，其特征是排氣門裝置是由裝于換氣閥本體(4)桿身的排氣門(5)、鑲于缸蓋(35)的導(dǎo)管(8)以及裝于排氣門(5)桿身尾部的排氣門卡簧(10)、塑料墊(11)和排氣門彈簧(29)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)制換氣式二沖程發(fā)動機(jī)，其特征是傳動裝置是由緩沖彈簧(14)、卡在緩沖彈簧(14)和排氣門彈簧(29)上的浮動彈簧座(13)、固定于缸蓋上平面的彈簧限位套(15)、復(fù)位彈簧(17)、(25)、裝在復(fù)位彈簧(17)、(25)之間的浮動彈簧座(27)，裝于換氣閥本體(4)桿身尾部的彈簧座(19)和鎖片(18)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)制換氣式二沖程發(fā)動機(jī)，其特征是缸蓋(35)燃燒室上的N孔，可裝噴油器或火花塞。
全文摘要
一種強(qiáng)制換氣式二沖程內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，是在原有二沖程發(fā)動機(jī)的活塞頂面加裝一套換氣閥式配氣機(jī)構(gòu)和T形機(jī)油緩沖機(jī)構(gòu)。配氣機(jī)構(gòu)由換氣閥裝置、排氣門裝置和傳動裝置組成，其中換氣閥裝置頭部與活塞貼合的一面將活塞與燃燒室隔開，另一面與缸蓋組成燃燒室，使進(jìn)入缸體的新鮮氣體不直接與高溫零件接觸，膨脹量減小，提高了發(fā)動機(jī)充量；同時(shí)活塞組件溫度降低，提高了工作可靠性。在相同工作容積和轉(zhuǎn)速下，該發(fā)動機(jī)功率是四沖程發(fā)動機(jī)的兩倍。
文檔編號F02B75/02GK1066908SQ9210121
公開日1992年12月9日 申請日期1992年3月12日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月12日
發(fā)明者劉冶光 申請人:劉冶光