CN101006256B - 双循环发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明促进双循环发动机的小型化及低公害化。本发明的双循环发动机包括：气缸，收容有可往复运动的活塞；扫气储器，在密闭状态下覆盖着气缸的下部开口；吸气部，设置在扫气储器中；扫气流路，连通扫气储器与气缸；连杆，与活塞连结，且贯通扫气储器；曲轴机构，使连杆进行直线往复运动；以及密封部，配设在扫气储器中连杆所贯通的插通孔上，容许连杆进行直线往复运动，且密封着扫气储器。上述吸气部具有将外部气体吸入扫气储器中的构造，并且可以在气缸盖上设置雾状喷出燃料的喷雾机构。

Description

双循环发动机
技术领域
本发明涉及一种双循环发动机(2cycle engine)。
背景技术
已知双循环发动机100具有如下构造：例如，如图13所示，在气缸(cylinder)101的侧壁内形成从曲轴箱(crank chamber)102的上部延伸出的扫气流路103，并且使该扫气流路103与气缸101内的扫气口(scavenging port)104连通，利用活塞(piston)105的下降，使从进气口(inlet port)(省略图示)供给到曲轴箱102内的混合气体，从扫气口104经由扫气流路103供给到气缸101内。该双循环发动机100可以用作割草机(lawnmower)等的小型发动机。
[专利文献1]日本专利特开2000-179346号公报
然而，为该双循环发动机100时，气缸101与曲轴箱102是连通的，利用活塞105的下降，将含有机油(engine oil)的混合气体从曲轴箱102压出，并使该混合气体从扫气口104流入气缸101内，从而使机油与燃料一并燃烧。因此必须定期的添加机油，从而较不经济，而且因机油的燃烧会产生白烟或黑烟，从而也造成环境问题。
而且，根据活塞105的运动，来打开关闭气缸101的扫气口104与排气口106，以更换该混合气体。但是，因为同时打开扫气口104与排气口106，所以有时扫气的一部分并未燃烧而直接与废气一同从排气口106排向大气中。上述情况给自然环境增加负担，从而对保护自然环境方面提出课题。
发明内容
本发明的双循环发动机包括：气缸，收容有可往复运动的活塞；扫气储器，在密闭状态下覆盖着气缸的下部开口；吸气部，设置在扫气储器中；扫气流路，连通扫气储器与气缸；连杆，与活塞连结，且贯通扫气储器；曲轴机构，使连杆进行直线往复运动，所述曲轴机构包括：内周恒星齿轮，其以如下方式固定地配设着，即，上述内周恒星齿轮的节圆的中心轴与上述连杆所延伸的轴线正交，并且上述内周恒星齿轮与连杆所延伸的轴线平行；行星齿轮，其具有的节圆直径为上述内周恒星齿轮的节圆直径的二分之一，并以可与上述内周恒星齿轮咬合且可自转及公转的方式配设着；曲柄轴，其绕上述内周恒星齿轮的节圆的中心轴旋转自如地配设着；以及腕部，其向上述曲柄轴的半径方向突出且旋转自如地支撑上述行星齿轮的自转轴，且在上述行星齿轮的节圆的圆周上利用销而扣合着上述连杆；以及密封部，配设在扫气储器中的连杆所贯通的插通孔上，容许连杆进行直线往复运动，且密封着扫气储器。
而且，吸气部具有将外部气体吸入至扫气储器的构造，并且可以在气缸盖上设置雾状喷出燃料的喷雾机构。
根据该双循环发动机，因包括曲轴机构及密封部，所以供给到曲轴机构的机油不会流入扫气储器中，从而在通过扫气流路并从扫气口流入气缸内的流体中不含有机油，上述曲轴机构使连杆进行直线往复运动，上述密封部配设在扫气储器中连杆所贯通的插通孔上，容许连杆进行直线往复运动，且密封着扫气储器。由此，因可以抑制曲轴机构的机油减少，所以较为经济，而且，因不会使燃料与机油一并燃烧，所以不会产生由机油引起的白烟或黑烟。
而且，因吸气部具有将外部气体吸入扫气储器的构造，并且在气缸盖上设置有雾状喷出燃料的喷雾机构，所以扫气中不含有燃料，因此即使在一部分扫气与废气一并从排汽口排放至大气中时，未燃烧的燃料也不会排放至大气中。
此外，本发明的双循环发动机，因连杆进行直线往复运动，所以容易实现长冲程(long stroke)化以及高压缩比化，还可以根据需要与增压装置相组合，由此大幅提高热效率。而且，因可以实现长冲程化以及高压缩比化，所以可使辛烷值高的例如生物质(biomass fuel)燃料(甲醇(methanol)、乙醇(ethanol)、沼气(methane gas)等)有效地燃烧。
附图说明
图1是表示本发明的一实施形态的双循环发动机的纵剖正视图。
图2是表示曲轴机构的构造的纵剖侧视图。
图3是曲轴机构的示意图。
图4是表示本发明其他实施形态的双循环发动机的纵剖正视图。
图5是表示本发明其他实施形态的双循环发动机的纵剖正视图。
图6A是表示本发明其他实施形态的双循环发动机的纵剖正视图。
图6B是图6A的双循环发动机的纵剖侧视图。
图7A是扫气储器的密封构造的剖面图。
图7B是扫气储器的密封构造的放大剖面图。
图7C是扫气储器的密封构造的变形例的放大剖面图。
图7D是扫气储器的密封构造的变形例的放大剖面图。
图8A是连杆密封圈的立体图。
图8B是重合有连杆密封圈的开口端的平面图。
图8C是重合有连杆密封圈的开口端的侧视图。
图9A是扫气储器的密封构造的其他变形例的放大剖面图。
图9B是扫气储器的密封构造的其他变形例的放大剖面图。
图10A是表示本发明其他实施形态的双循环发动机的纵剖正视图。
图10B是图11A的双循环发动机的纵剖侧视图。
图11A是气缸套的横剖面图。
图11B是气缸套的纵剖面图。
图12是表示本发明的实施形态的双循环柴油机的纵剖正视图。
图13是表示现有的双循环发动机的图。
10A：循环发动机               10B：双循环发动机
10C：双循环发动机             100：双循环发动机
11，101：气缸`                12：扫气储器
13：吸气部                    14，103：扫气流路
15：连杆                      16：曲轴机构
17：密封部                    21，105：活塞
22：排气流路                  23，92，91a、91b，106：排气口
24，29，91，104：扫气口       25：气缸盖
26：火花塞`                   27：下部开口
28：活塞环                    30：阀门
30a：杆                       31：汽化器
32：簧片阀                    33：连结部
34：底部                      35：插通孔
37：凸轮                      38：第1滑轮
39：同步皮带                  40：第2滑轮
41：曲轴箱`                   42：内周恒星齿轮
42a：内周齿面                 42c，45c：节圆
43：曲柄轴                    43a：腕部
44：行星轴                    45：行星齿轮
46，47，49，50，52：轴承      48：收容空间
51：配重                      53：曲轴销
55：凸轮轴                    56：连结管
60：喷雾机构                  61：压电式喷嘴
62：控制部                    70：空气压缩机
71：储气缸                    72：安全阀
73：空气喷射阀                80：密封座
81：密封滑动盖                82：密封滑动垫圈
83、84：O形环                 85：连杆密封圈
86，89：连杆密封圈            86a，86b，89a，89b：开口端
86c，86d，89c，89d：平面部    87：止动环
88：槽                        90：气缸套
93，94：加强肋                102：曲轴箱
具体实施方式
以下，参照图式说明本发明的一实施形态的双循环发动机。另外，图式中对具有相同作用的部件、部位赋予相同的符号。
该双循环发动机10A，如图1所示，包括气缸11、扫气储器12、吸气部13、扫气流路14、连杆15、曲轴机构16、及密封部17。
气缸11收容有可往复运动的活塞21。本实施形态中，在气缸11中形成有：与排气流路22连通的排气口23，以及与扫气流路14连通的扫气口24。排气口23与扫气口24，分别形成在气缸11的内周面活塞21进行往复运动的位置上，排气口23在气缸11内，位于比扫气口24更上侧的位置上形成开口。而且，在气缸盖25上安装有火花塞(spark plug)26。在气缸11的下部设置有扫气储器12。
扫气储器12覆盖气缸11的下部开口27，以使下部开口27密闭。收容在气缸11内的活塞21的下面露出在扫气储器12内。扫气储器12中设有吸气部13。本实施形态中，吸气部13包括汽化器31(carburetor)，将混合有燃料的混合气体作为扫气而吸入。而且，吸气部13中安装有簧片阀(reed valve)32，以在适当的时候吸入适量的混合气体，上述簧片阀32在扫气储器12内的扫气压力低于规定压力时，打开阀门，将扫气吸入至扫气储器12内。而且，扫气流路14连通扫气储器12与气缸11，并在气缸11侧的上述扫气口24处形成开口。
连杆15与活塞21连结，且从活塞21的连结部33向正下方延伸，贯通扫气储器12，并与配设在扫气储器12下侧的曲轴机构16连结，在延伸方向进行直线往复运动。曲轴机构16的具体构成将详细叙述于后。在扫气储器12的底部34，形成有由连杆15插通的插通孔35，插通孔35上配设有密封部17，上述密封部17容许连杆15进行直线往复运动，且密封着扫气储器12。
接着，说明本实施形态中所使用的曲轴机构16。
曲轴机构16，如图2所示，包括曲轴箱(crank case)41、内周恒星齿轮42、曲柄轴(crank axle)43、行星轴44、及行星齿轮45。
曲轴箱41收容曲轴机构16的各构成部件，并且在内部存储机油，以确保可对曲轴机构16的各部件进行润滑。本实施形态中，曲轴箱41收容了贯通扫气储器12而延伸的连杆15的下端。
内周恒星齿轮42，如图3所示，以如下方式固定地配设在曲轴箱41上，即，内周恒星齿轮42的节圆的中心轴T与连杆15所延伸的轴线L正交，并且内周恒星齿轮42与连杆15所延伸的轴线L平行。
曲柄轴43是以绕内周恒星齿轮42的节圆的中心轴旋转自如的方式而配设的，上述曲柄轴43包括腕部，该腕部从曲柄轴43向半径方向突出，旋转自如地支撑行星齿轮45的自转轴。
本实施形态中，使曲柄轴43的旋转中心与曲轴机构16的中心线T一致，通过轴承(bearing)46、47，曲柄轴43旋转自如地收容在曲轴箱41内。曲柄轴43与内周恒星齿轮42的内周齿面42a为非接触状态，在曲柄轴43的偏心位置设有收容空间48，收容着成为行星齿轮45的自转轴的行星轴44。亦即，本实施形态中，该收容空间48相当于图3中从曲柄轴43向半径方向突出而设置的腕部43a。
收容空间48中设置有轴承49、50以支撑行星轴44。曲柄轴43支撑行星轴44的位置是，从曲柄轴43的中心(内周恒星齿轮42的节圆的中心)偏离内周恒星齿轮42的节圆半径r2的二分之一距离的位置。
行星齿轮45如上述般由曲柄轴43支撑着，上述行星齿轮45所具有的节圆直径为内周恒星齿轮42的节圆直径的二分之一，以可与上述内周恒星齿轮42咬合且可自转及公转的方式配设着。并且，在行星齿轮45的节圆的圆周上，利用销扣合着连杆15。
本实施形态中，如图2所示，在行星轴44的连杆15侧的侧面设置有配重(counter balancer)51。并且，在该配重51的侧面，在行星齿轮45的节圆45c及连杆15所延伸的轴线L与公转相对应的位置上，通过轴承(axle bearing)52连结有连杆15的曲轴销53。
该曲轴机构16，如图3所示，行星齿轮45的节圆45c的半径r1与内周恒星齿轮42的节圆42c的半径r2的比，满足r1∶r2＝1∶2的关系。由此，行星齿轮45一边与内周恒星齿轮42咬合一边公转及自转，每进行一次公转则进行两次自转。而且，曲柄轴43因行星轴44的公转而与曲轴销53的直线往复运动同周期地旋转。如此，上述曲轴机构16使连杆15在水平状态下进行直线往复运动，连杆15的直线往复运动的幅度相当于内周恒星齿轮42的节圆直径。因此，该曲轴机构16，根据利用双循环发动机10A使活塞21进行往复运动的幅度，来设计内周恒星齿轮42、行星齿轮45等各部件的尺寸。
根据该曲轴机构16，因连杆15进行直线往复运动，所以上述双循环发动机10A的构成中，连杆15在贯通扫气储器12的插通孔35中几乎不会产生振动。因此，通过使用例如橡胶制的密封材料等，可以容易地密封着扫气储器12，从而可以较好地用作用于上述双循环发动机10A的曲轴机构16。而且，根据该曲轴机构16，连杆15进行直线往复运动，因此由活塞21的侧向力(side thrust)等而产生的损失较少，从而可以提高双循环发动机10A的能量效率(Energy efficiency)。
以上，说明了本发明的一实施形态的双循环发动机10A的构造。
该双循环发动机10A，在活塞21到达上死(top dead)点，并在压缩燃料与空气的混合气体时的规定时刻，从火花塞26飞溅出火花，从而使混合气体燃烧(爆炸)。因混合气体的燃烧(爆炸)，活塞21下降，排气口23打开，经燃烧的气体从排气口23排出，从而使气缸11内的压力减小。并且，若扫气口24打开，则因活塞21的下降，经压缩的扫气储器12内的扫气通过扫气流路14，从扫气口24流入气缸11内。并且，在活塞21下降并再次上升期间，扫气流入气缸11内，废气从排气口23排出。并且，在活塞21的上升过程中，扫气口24、排气口23依次关闭，气缸11内的气体更换为扫气，并且在压缩该扫气，活塞21到达上死点的时刻，从火花塞飞溅出火花。该双循环发动机10A反复进行上述一连串的冲程，使活塞21进行直线往复运动，并通过连杆15与曲轴机构16从曲柄轴43获得旋转动力。
根据该双循环发动机10A，通过密封部17来隔开扫气储器12与收容曲轴机构16的曲轴箱41，因此供给到曲轴机构16的机油不会流入扫气储器12中。因此，通过扫气流路14从扫气口24流入气缸11内的流体中并不含有机油，从而可以抑制曲轴机构16的机油减少，因此较为经济，而且，不会使燃料与机油一起燃烧，从而不会产生因机油而引起的白烟或黑烟。如上所述，该双循环发动机10A是在经济性及环保方面优良的前所未有的双循环发动机。
以上，说明了本发明的一实施形态的双循环发动机，但本发明的双循环发动机并不限定于上述实施形态。
例如，曲轴机构并不限定于上述实施形态，亦可以使连杆进行直线往复运动，也可以采用具有该作用的众所周知的曲轴机构来代替上述实施形态的曲轴机构16。
而且，作为其他实施形态，双循环发动机10B的吸气部13，如图4所示，可以包括压电式喷嘴61及控制压电式喷嘴61的喷雾动作的控制部62。此时，上述吸气部13利用压电式喷嘴61以雾状喷出燃料，并可在适当的时候将混合有外部气体与燃料的混合气体吸入扫气储器12中。压电式喷嘴61与汽化器31(参照图1)相比，可以使装置构成小型化，而且，容易对燃料的喷雾量进行微调，因此可以实现双循环发动机10B的小型化，较佳是用于割草机等所使用的小型双循环发动机10B等。
而且，作为其他形态的双循环发动机10C，如图5所示，吸气部13具有将外部气体吸入扫气储器12的构造，并且，可以在气缸盖25上设置雾状喷出燃料的喷雾机构60。
亦即，根据该双循环发动机10C，例如，在活塞21上升，排气口23关闭后，可从喷雾机构60雾状喷出燃料。此时，因扫气中不含有燃料，所以可以防止燃料在并未燃烧的状态下直接从排气口23排出时的不良情况。而且，也容易控制供给到气缸11内的燃料，且可反应性良好地调整双循环发动机10C的输出。因此，在喷雾机构60中，可以设置控制该燃料的喷雾量、喷雾时间的控制部。
在该形态的双循环发动机10C中，如图所示，在喷雾机构60中，包括使用有压电(piezo)元件的压电式喷嘴61及控制此压电式喷嘴61的喷雾动作的控制部62，由此可以实现双循环发动机10C的小型化，并且，可以精确地设定向气缸11供给燃料的时间及供给量。还可以采用电磁线圈(solenoid)·机械式柱塞(plunger)等其他型式的喷雾机构60，来代替压电式喷嘴61。
接着，根据图6A、图6B来说明在本发明的双循环发动机上搭载着增压装置的实施形态。本实施形态如图6A、图6B所示，在从轴承46向外部延伸的曲柄轴43上安装有作为增压装置的空气压缩机70。空气压缩机70由曲柄轴43的旋转力所驱动。图示例中，上述空气压缩机70与曲柄轴43直接连结，但也可以根据需要而组合齿轮式、皮带式及CVT(ContinuouslyVariable Transmission，连续变速传动)式的变速器(derailleur)。空气压缩机70的空气出口与储气缸71连接。储气缸71包括安全阀(reliefvalve)72，并在内部以固定压力存储通过空气压缩机70而获得的压缩空气。储气缸71如图6B所示，经由空气喷射阀(air injection valve)73而与汽化器31的吸气口连接。空气喷射阀73配合活塞21上下运动的规定的时间而瞬间打开。空气喷射阀73打开时，混合有燃料的混合气体以规定的高压充满于扫气储器12中。由此，在活塞21上下运动的规定的时间，将压力大于等于大气压的混合气体导入至气缸11，从而获得增压效果。本发明的双循环发动机因连杆进行直线往复运动，所以可以实现长冲程化以及高压缩比化，因此通过与增压装置的组合，可以使辛烷值高的例如生物质燃料(甲醇、乙醇、沼气等)有效地燃烧。
接着，根据图7A、图7B来说明配设在曲轴箱与扫气储器12之间的密封机构的变形例。图7A、图7B中，80是密封座(seal holder)，81是密封滑动盖(seal slide cup)，82是密封滑动垫圈(slide washer)，83、84是O形环，85是连杆密封圈。密封座80在连杆15所贯通的外壳(housing)上，以包围连杆的贯通孔的方式由螺栓(bolt)等固定着。密封座80的内径部与连杆15之间形成有空隙。在密封座80的内部，上下配设有密封滑动盖81与密封滑动垫圈82。密封滑动盖81与密封滑动垫圈82之间收纳有O形环83。
密封滑动盖81、密封滑动垫圈82以及连杆密封圈85均为特氟隆(teflon)制(“特氟隆”是美国DuPont公司的注册商标)，其内径部与连杆15的外周面摩擦相接。密封滑动盖81与密封滑动垫圈82在密封座80内可独立地向半径方向偏移。连杆密封圈85成为两侧边缘向斜外方倾斜的剖面形，其圆周方向的一部分成为打开的C形环状。连杆密封圈85的外周面嵌合有O形环83。0形环83是橡胶制的，以适当的紧固力按压连杆密封圈85的外周面。O形环83与连杆密封圈85配合连杆15的上下运动，在密封滑动盖81与密封滑动垫圈82之间，以极小的冲程上下运动。其他的O形环84在密封座80与外壳之间，维持着安装有密封座80的面的气密性。
以上述方式在曲轴箱与扫气储器12之间配设密封滑动盖81、O形环83、密封滑动垫圈82以及连杆密封圈85，由此即使因内周恒星齿轮42与行星齿轮45之间的齿隙(backlash)等而引起连杆15以微小角度倾斜并进行上下运动时，因为密封滑动盖81、O形环83、密封滑动垫圈82以及连杆密封圈85随着连杆15的倾斜或半径方向的偏移而移动，所以可以维持良好的密封作用。因此，在维持扫气储器12的压力的同时，可以防止油从曲轴箱进入扫气储器12中。
根据图7C来说明配设在曲轴箱与扫气储器12之间的密封机构的其他变形例。该变形例代替O形环83与连杆密封圈85的组合，设有连杆密封圈86及止动环87。密封滑动盖81及密封滑动垫圈82与图7A、图7B所示相同。连杆密封圈86是特氟隆制或者金属制，为图8A～图8C所示的形状。连杆密封圈86除了其两个开口端86a、86b外，大部分基本上为剖面矩形状，圆周方向的一部分为打开的C形环状。其中，对于连杆密封圈86而言，在自然状态下，开口端86a、86b相互重叠。
连杆密封圈86的外周面形成有较浅的圆周方向槽88，该圆周方向槽88可以与平板环状的止动环87嵌合。连杆密封圈86的两个开口端86a、86b的剖面成形为互补关系的直角三角形。亦即，如果使两个开口端86a、86b重合，则如图7C所示为矩形剖面。上述重合的构造是为了防止环的打开部分的密封性降低。
连杆密封圈86利用其自身的弹性回复力(flexible return force)与止动环87的弹性缩径力，使两个开口端86a、86b相互接近并重合。利用上述缩径方向的力来使连杆密封圈86的内径面贴紧连杆15。采用如连杆密封圈86的密封机构时，利用连杆密封圈86的面接触，相对于连杆15的外周面的密封性高。因此，可以更可靠地防止扫气储器12与曲轴箱之间的漏气或漏油。
图7D表示连杆密封圈86的又一其他变形例。该变形例中，两个开口端86a、86b的剖面形与图7C所示的不同，外侧开口端86b的剖面大于内侧开口端86a的剖面。因此，在外侧开口端86b的角部形成有平面部86c、86d，其中之一的平面部86c与连杆15的圆周面连接。另一个平面部86d与密封滑动垫圈82抵接。
根据图9A来说明配设在曲轴箱与扫气储器12之间的密封机构的又一其他变形例。该变形例是上下两层配设连杆密封圈的双环(double ring)型。亦即，在下侧配设上述连杆密封圈86，在上侧配设反转型的连杆密封圈89。此处，所谓“反转型”是指，连杆密封圈89的两个开口端89a、89b的剖面形，与下侧的连杆密封圈86的两个开口端86a、86b的剖面形上下相反。除此以外，与下侧的连杆密封圈86相同。另外，因上侧的连杆密封圈89，所以须重新追加一个密封滑动盖81。图9A的密封机构可以对来自扫气储器12的压力与来自曲轴箱的压力均发挥良好的密封性。亦即，在图9A中，来自上侧(扫气储器12)的压力越高，则连杆密封圈89的开口端89b在其剖面为倾斜面的锥面(taper)作用下，越挤向内径侧。而且，来自下侧(曲轴箱)的压力越高，则连杆密封圈86的开口端86a在其剖面为倾斜面的锥面作用下，越挤向内径侧。因此，对于上下双方的压力均发挥良好的密封性。
根据图9B来说明密封机构的又一其他变形例。该变形例与图7D相同，连杆密封圈86、89的外侧开口端86b，89a的剖面大于内侧开口端86a、89b的剖面。因此，在外侧开口端86b，89a的角部形成有平面部86c、86d、89c、及89d。并且其中之一的平面部86c、89c与连杆15的周面连接。另一个平面部86d、89d与密封滑动垫圈82或者密封滑动盖81抵接。
列举图7C～图9B的密封机构的特征，则为以下所示。
1.密封机构，在连杆的外周面滑动自如地安装连杆密封圈而成，该连杆密封圈包括具有弹性且矩形剖面为C形环状的本体以及两个开口端，上述两个开口端位于上述环状本体的两端部，剖面为直角三角形且为互补关系。
2.密封机构，在连杆的外周面多层且滑动自如地安装上述连杆密封圈而成。
3.密封机构，将止动环嵌合在上述连杆密封圈的外周面而成。
4.密封机构，在连杆的外周面以两层且滑动自如地安装上述连杆密封圈而成，两层连杆密封圈的一个开口端与另一个开口端抵接的倾斜面，沿着朝连杆的半径方向外方相互打开的方向延伸。
5.密封机构，在连杆的外周面滑动自如地安装连杆密封圈而成，该连杆密封圈包括具有弹性且矩形剖面为C形环状的本体以及两个开口端，上述两个开口端是环状本体的两端部的两个开口端，且一个开口端比起另一个开口端位于更内径侧，其剖面呈直角三角形，而另一个开口端的剖面与上述直角三角形为互补关系，且具有两个平面部。
接着，根据图10A、图10B来说明本发明的其他实施形态的双循环发动机。本实施形态的双循环发动机是所谓单流(uniflow)式双循环发动机，在气缸11下部的一部分或者圆周方向的多处设有排气口23，在气缸11的上部亦即气缸盖25设有扫气口29。扫气口29与扫气储器12之间利用连结管56而连结。
利用阀门30打开关闭扫气口29。阀门30利用弹簧力而总保持着关闭。该阀门30的杆(stem)30a前端与凸轮(cam)37的圆周面抵接。如图10B所示，凸轮37的旋转力从曲柄轴43经由第1滑轮(pulley)38、同步皮带(timing belt)39、第2滑轮40、凸轮轴55而传达。其他则与图5相同。
如此，通过在气缸盖25上设置上述扫气口29，使气缸11内的排气流向从上向下为一个方向，因此可以显着地提高扫气效率。而且，因为排气口23可以形成在气缸11下部的整个圆周上的多处，所以可以将排气流路22的排气阻力降低到最小。此外，通过改变扫气口29或阀门30的形状，可以使从扫气口29送入的燃料与空气的混合气体的流向最优化，扫气效率高的例如可以为螺旋流(spiral flow)等。
接着，根据图11A、图11B来说明气缸套90。该气缸套90嵌合在图1的气缸11内周面，在气缸套90的内侧插入有活塞21。气缸套90上形成有扫气口91与排气口92。如图11A所示，扫气口91占据了气缸套的圆周方向4等分位置的三个位置。各扫气口91由左右一对排气口91a、91b构成，在左右排气口91a、91b之间形成有沿纵方向延伸的加强肋93。
排气口92位于气缸套的圆周方向4等分位置剩余的一个位置上。排气口92也由左右一对排气口92a、92b构成，左右排气口92a、92b之间形成有沿纵方向延伸的加强肋94。如此，在左右排气口之间形成上述加强肋93、94，由此可提高扫气口91与排气口92的强度。特别是因排气口92暴露在高温排出的气体中，所以加强肋94起着重要的作用。
而且，安装在活塞21上的活塞环28(参照图1、图4、图5)在活塞21进行上下运动冲程时，不会悬挂在扫气口91与排气口92上，从而沿纵方向延伸的加强肋93、94可以顺利地通过两个出口91、92。
此处，活塞环28通常为钢制，但在本发明的双循环发动机中采用树脂制的活塞环。树脂制的活塞环28自身具有润滑性，即使在燃料中未混入有润滑油的无油(oilless)的状态下也可以防止烧结。作为上述树脂材料，较佳为特氟隆石墨(graphite)，通过将锌粒子(zinc particle)作为填充物而在该特氟隆石墨中加以混炼，可以进一步提高耐烧结性。活塞环28可以由特氟隆以外的树脂材料构成，作为上述树脂材料，可以使用例如耐高压且具有高滑动性及耐磨损性的聚酰亚胺树脂(PI，polyimide resin)、混合有填充物的聚酰亚胺树脂、聚醚醚酮树脂(PEEK，polyetheretherketone)、以及混合有填充物的聚醚醚酮树脂等。
图11A、图11B的气缸套90，如图10A、图10B所示，无法适用于在气缸盖25上具有扫气口29的双循环发动机。上述单流式(uniflow type)的双循环发动机中，不使用气缸套90的扫气口91而仅使用排气口92。
接着，图12表示本发明的实施形态的双循环柴油机。该双循环柴油机从图10A去除了火花塞26，其他部分与图5至图10A相同。该双循环柴油机利用了本发明的长冲程(long stroke)的长处，对从扫气口29吸入气缸11内的空气进行高压缩，使从喷雾机构60喷射出的作为燃料的轻油自燃。

Claims (8)

1.一种双循环发动机，其特征在于包括：
气缸，收容有可往复运动的活塞；
扫气储器，在密闭状态下覆盖上述气缸的下部开口；
吸气部，设置在上述扫气储器中；
扫气流路，连通上述扫气储器与气缸；
连杆，与上述活塞连结，且贯通上述扫气储器；
曲轴机构，使上述连杆进行直线往复运动，所述曲轴机构包括：
内周恒星齿轮，其以如下方式固定地配设着，即，上述内周恒星齿轮的节圆的中心轴与上述连杆所延伸的轴线正交，并且上述内周恒星齿轮与连杆所延伸的轴线平行；
行星齿轮，其具有的节圆直径为上述内周恒星齿轮的节圆直径的二分之一，并以可与上述内周恒星齿轮咬合且可自转及公转的方式配设着；
曲柄轴，其绕上述内周恒星齿轮的节圆的中心轴旋转自如地配设着；以及
腕部，其向上述曲柄轴的半径方向突出且旋转自如地支撑上述行星齿轮的自转轴，且在上述行星齿轮的节圆的圆周上利用销而扣合着上述连杆；以及
密封部，配设在上述扫气储器的连杆所贯通的插通孔上，容许连杆进行直线往复运动，且密封着扫气储器。
2.根据权利要求1所述的双循环发动机，其特征在于其中所述的吸气部包括压电式喷嘴及控制压电式喷嘴的喷雾动作的控制部，且上述吸气部利用压电式喷嘴雾状喷出燃料，并在适当的时候将混合有外部气体与燃料的混合气体吸入扫气储器中。
3.根据权利要求1所述的双循环发动机，其特征在于其中所述的吸气部具有将外部气体吸入至扫气储器的构造，并且在气缸盖上设置有雾状喷出燃料的喷雾机构。
4.根据权利要求3所述的双循环发动机，其特征在于其中所述的喷雾机构包括压电式喷嘴及控制压电式喷嘴的喷雾动作的控制部。
5.根据权利要求1所述的双循环发动机，其特征在于其中所述的扫气储器连接增压装置。
6.根据权利要求1所述的双循环发动机，其特征在于在贯通扫气储器的连杆的周围，可向半径方向偏移地配设着密封部件，上述密封部件气密地隔绝扫气储器与曲轴箱。
7.根据权利要求1所述的双循环发动机，其特征在于在气缸的内周嵌含着气缸套，上述气缸套的至少一排气口是由左右一对排气口所构成，在上述左右排气口之间形成加强肋。
8.一种双循环柴油机，其特征在于具有权利要求1所述的双循环发动机的构造。
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