CN102777259A - 环保节能型两冲程发动机 - Google Patents

Abstract

本发明《环保节能型两冲程发动机2型》，实际设计为大中小型车用单缸或多缸汽油柴油两种样式用发动机，利用两冲程发动机功率强劲的特点，改为非曲轴箱压缩，和非付缸压缩，废除曲轴箱油封及多缸发动机的中间油封，使用纯燃油工作，改善润滑条件，改变了发动机的工作方式，做到了无烟尘排放，减轻了环境污染，降低了油耗，延长了发动机主件的使用寿命，改变了气口的换气方式，有利于新的可燃气的进入和废气的全部排出及加强了附压缩的压力，增加了发动机的功率，控制了新的可燃气体的流失。设机时更注重节能减排，结构简单生产制造及维修的成本低，新设计发动机的油耗更接近四冲程发动机，动力更大于四冲程发动机，尾气排放同于四冲程发动机。

Description

环保节能型两冲程发动机

所属技术领域：

本发明涉及的是一种《环保节能型两冲程发动机2型》(此发明设计同时可为两冲程汽油柴油，柴油发动机)。为动力机械设备，尤其是改变了原发动机的工作性质，增加了整机使用寿命，加大功了功的输出，更主要的目的是解决了原来的两冲程发动机对环境严重的污染，附和“节能减排，低碳生活”的大形势 

背景技术：

本发明《环保节能型两冲程发动机2型》是在原以汽油为燃料《环保节能型汽油发动机》的基础上，为使发动机在工做时尽力延长使用寿命，发挥出最佳的使用效果和使用最经济的燃料，尽力减少废气物的排放及最经济的生产制造成本而设计。原两冲程发动机的结构。是活塞，活塞环，活塞小轴，曲轴轴承及曲轴主销轴承都必须靠混加在汽油中极少量的机油润滑，因是在最恶劣的情况下工作而至零部件的使用寿命大大的降低，这也就是气车为啥不使用两冲程发动机的主要原因，用几天发动机就出了毛病，就得维修。另，活塞是在到下止点前排出废气，几乎同时进气口也打开，放入新鲜的可燃气体，现在看来原来的两冲程汽油发动机的进排气是在同一点位置上，其实的进气口还是低于排气口的，而新鲜的可燃气体又要靠曲轴箱的付压缩的压力喷入气缸体内，还要靠有压力的新的可燃气体把废气推出机外，而活塞上行还需先关毕进气口，而后在关毕排气口。因残留的废气是要靠有压力新的可燃气推出机外，这样便会有一定数量新的还没有燃烧的可燃气体，就会随废气而拍出机外。这样不但浪费了能源，而且还严重的污染了自然环境。虽然原发动机的设计人，尽力的将发动机的进气口设计在45°以上，为的是让新的可燃气体在进入燃烧室时尽力向上运行，以便排净废气，但还会有近35％的死角区无法处理，会影响发动机的功率。终上述的情况所至，在加以目前《环保节能，低碳排放》的大形势，现有的两冲汽油程发动机，即将要退出历史的舞台。但两程发动机其结构简单，付做工少，输出功率强劲，生产制造维修成本低等便是它最大的长处。两冲程汽油发动机的输出功率，通常是同排量四冲程汽油发动机输出功率的1.6——1.8倍，也就是说0.6排量的两冲程汽油发动机的功率就相当于四冲程1.0发动机的功率。据此，两冲程汽油发动机的深入研发和改进，还是非常有前景的，但首要节决的就是两冲程汽油发动机的污染和能源浪废的问题，因为环保节能是当今全世界都共同关注的大问题。 

四冲程汽油发动机的确污染小，但是它从工做程序开使是：活塞上行扫气——下行吸气——上行压缩——爆发燃做功。整整的720°间只有180度是在运行做功，其它的540度都是属于付做功的状态，这起最码应称为是间歇式做功，而付做工时同样会消耗一定的能量，因此自然会减少发动机的功率，单缸小排量发动机工作时会感到动力不足。 

发明内容：

为了解决原有旧式的两冲程汽油发动机以上的不足之处，《环保节能型两冲程发动机2型》是在《环保节能型两冲程汽油发动机》的基础上，对原有的发动机又做了更新和改进。在设计发动机的结构时，对发动机的工作环境做了改动，保留原发动机的常处，改去不足之处。在实际实施时，改去了原两冲程汽油发动机历史使用混合汽油的习惯，改设为使用纯气油燃烧做功，有利于环保，改动了原两冲程发动机利用曲轴箱预压缩的结构而非设付缸压缩，为本缸产生预压缩气体，改变了原有发动机的换气方式和活塞的外形，及气缸盖的外形，使得进气直冲死角区，有利于排净废气和控制新鲜气体的流失有利于节能和增加功率。改动了原两冲程汽油发动机主件的工做方式加强了润滑条件，直接润滑和飞贱润滑无机油泵，使机油直接对的主要易损件进行润滑。增加了发动机的 使用寿命。着意注重整机设计结构简单，重量轻体积小，机型实用范围广，生产制造的成本低，从而降低整车价位，和方便维修。本设计适合V型W型及直列型的多缸发动机。 

解决问题所采用的具体方案是： 

首先对原有各型两冲程发动机的设计及性能做了全面的研究分析，找出所存在的不足之处，并针对不足之处做了调整和改进，并保留原有发动机的长处，使新设计的发动机达到和发挥出更佳的使用效果。分析结论是，一部发动机的性能及工做原理主要是：进气，压缩，爆发做功，排气。如此便可以看出，二冲程发动机的性能在很大程度上取决于扫气过程的能力，扫气的过程也一直是二冲程发动机研究的重点之一，组织良好的扫气过程，获得尽可能大的新鲜充足的充气，对于气缸发挥最大的做功具有非常重大的意义，即是采用数值模拟的方法去研究，但先决的条件也必需提供有足够强力的预压缩气体，只有足够预压缩气体的进入和推进，才能够很好的补给新的气体和清除废气。当然气口处综合的整体设置，排气的顺畅，都至关重要，设计好进气的物理角度搓使气流直冲与排气口相对的废气底部后平行推进(附图5)，尽力的减少新鲜可燃气体的流失，过去的两冲程汽油发动机此处新鲜可燃气体的流失多在25％——40％间，解决好此处就是节能的关键部位，另外很重要的就是：良好的润滑，只有良好的润滑才能够增加发动机的使用寿命，要想做到环保节能和使用寿命长就必须在此环节上下工夫。据此本发动机具体的设计方案是：气缸盖(1)与活塞(16)在活塞至上止点时组成的燃烧室(2)，其活塞(16)的顶部设计为弧型的燃烧室，而气缸盖(1)的燃烧室(2)处且设计为斜直型，此设计是主为解决新的预压缩气体在进入气缸体(13)后对气缸内的死角区(52)的废气处理排除(见附图5)，活塞(16)的顶部设计为凸型，并在靠预压缩进气口(70)一侧设有向上内弧型的理气弧面(74)以利于新的付压缩气体进入气缸体(13)后直接冲向缸盖一端进入废气的底部后折回时都形成平直的扩扇型而更好的推出废气。活塞顶部(2)燃烧室处设计的弧形也成顺畅状更有利排出废气(见附图5)。改动了气缸体(13)的结构将气缸体下部在与机体结和时封死。活塞(16)下行对新吸入的可燃气压缩至下止点时，付压缩的可燃气体在气缸体下部的付压缩气体出气口(7)通过压缩空气通道(10)至可燃气体进去口(8)向气缸体(13)内注入新的可燃气体，此处设计的压缩气体不在进入曲轴箱。改动了活塞(16)的结构，在活塞的下部加设有活塞导杆(3)，与活塞为固定配合。在通过小轴(19)与曲轴链杆(20)相连，为防止活塞导杆工作时晃动走形，在气缸体下部加有活塞导杆导向滑道(5)，为防止机油进入付压缩室此处设有油封(4)。曲丙(22)与曲轴链杆(20)连接，曲轴链杆不进入气缸体的付压缩室，而是通过活塞导杆(3)接受活塞(16)所传送的做工在通过曲丙(22)转换功率输出。此处的曲轴箱因不需要再进行压缩，便加注机油，改为机油室(47)，因曲丙(曲轴)是直接在机油中工作，使得各曲轴轴承，连杆轴承，小轴轴承都得到了极好的润滑。活塞(16)，活塞环(15)的润滑是靠曲丙的甩力将机油甩出做飞贱润滑，飞贱的机油通过飞贱润滑通道到达左右润滑油室(71)(72)，活塞底油环(21)控至均横润滑油。因为图中为V型排列的各组缸体，其角度的设计也不一样，为保证机油的供应，故左右两部位的润滑油室的样式设计的也不相同。如是直列各组缸体的发动机，就可设机程相同的样式润滑油室。机油通过缸体润滑孔(53)对气缸内壁，活塞，活塞环进行润滑，润滑油过多时可通过活塞润滑回油道(6)反回机油室。至于在活塞上行时润滑油可能会串入气缸内和进入排气口，此处的处理是缸体润滑孔(53)尽力离开进排气口，并严格控制润滑油的供给量，以保证润滑够用为准，但就极少量的润滑油进入缸体也不会造成多大的污染，但此处的设计活塞底油环(21)下行时不可打开预压缩气体出气口(7)，以保证此处的润滑油不与预压缩的混和气体接触。备用齿(26)处可供柴油机零件用。 

本发明解决技术问题所采用的技术方案是： 

整机设计有气缸体部，曲轴箱部，另有气缸盖。气缸体部的设计为：活塞下行时，在气缸体内直接产生压缩气体，而后供给压缩室，压缩燃烧爆发做工。可燃气体爆发燃烧后推动活塞下行，活塞下行时通过活塞导杆将做工传送给曲轴箱部。曲轴箱部的曲轴链杆接受活塞导杆传送过来的做工，在通过曲轴的转换后而产生的功率输出机外。曲轴箱改设机油室加注机油，对各部件直接润滑及做飞贱润滑。 

下面是本发明的附图及零部件编号： 

图1是：《环保节能型两冲程发动机》整机直观剖开工作原理主视图零部件及编号。此图的设计为V型多缸式两冲程发动机。 

图2是：《环保节能型两冲程发动机》整机直观剖开工作原理左视图 

图3是：《环保节能型两冲程发动机》整机直观剖开工作原理俯视图的缸体部位图。 

图4是：《环保节能型两冲程发动机》的缸体部位图 

图5是：《环保节能型两冲程发动机》的扫气原理图 

图中： 

1  气缸盖                  2  燃烧室 

3  活塞导杆                4  活塞导杆油封 

5  活塞导杆滑道            6  活塞润滑回油道 

7  付(预)压缩气体出气口    8  可燃气体进气口 

10 压缩气体通道            11 原发动机的排气阻挡区 

14 排气口                  13 气缸体 

16 活塞                    15 活塞气环 

20 曲轴链杆                19 活塞小轴 

22 曲丙(曲轴)              21 活塞底油环 

26 备用齿                  32 曲轴主销 

34 主销轴承                33 曲轴油封 

46 机体                    43 火花塞 

50 缸柱紧固罗母            47 机油室 

52 原发动机的排气死角区    51 缸柱紧固罗杆 

60 飞贱润滑油道            53 缸体润滑孔 

71 左润滑油道              70 进气口 

73 发动机动力输出轴        72 右润滑油室 

75 曲轴中间轴承            74 活塞理气弧面 

76 曲轴中间轴承架 

下面结和《环保节能型两冲程发动机2型》的附图说明及零部件编号，对本发明的具体实施及装配方法做进一部说明。 

在《附图1》中，首先将发动机的曲轴(22)装入机体(46)内，组装好后检查曲轴能否转动，而后将装好活塞气环(15)和油环(21)的活塞(16)装入气缸体(13)内并将活塞推至气缸体的最底部，让活塞导杆(3)从活塞导杆滑道(5)中全部申出，在将曲轴链杆(20)拉出至最高的位置。此时将气缸体(13)顺缸柱紧固罗丝杆(51)装入至半截位置时，在将曲轴链杆(20)与活塞导杆(3)对准并装好活塞小轴(19)然后在将缸体推至与曲轴箱的结合处，上好气缸盖(1)最后用缸柱紧固罗母(50)旋紧固 定。各组缸位都是如此组装，但每装好一组缸位后都必需检查曲轴的转动情况。最后加入四冲程专用机油。就是这样，非常简单。设计的发动机最高转数，两冲程汽油发动机的转数为每分钟一万转。因柴油机需要加大压缩比，活塞的离心力也会随之加大，两冲程柴油机的最高转数设计为每分钟为六千转。 

本发明设计的优点和常处是： 

原两冲程汽油发动机在工做时因尾气排烟而造成污染，此发明的《环保节能型两冲程发动机2型》在工做时尾气必需不排烟。原有的两冲程汽油发动机，因为它的换气部位的工作零部件是在非常恶劣的情况下工作，所以发动机在工做一段时间后，就必需出现曲轴箱油封漏气的现象，这是让人最头痛的问题，因为曲轴箱的油封漏气后轻者会出现发动机的动力不足，工作不稳定，待速待不住，加速无力，高速毛车，发动机突然息火，另还有齿轮箱的机油变稀并增多等等的情况。此时就必需更换机油，如不及时更换油封，此情会在短时间内从复发生，而在漏气严重时会至使发动机无法正常工作。特别是多缸式的两冲程汽油发动机，因为每个缸体内的爆发燃烧作工的时间有所不同，为保证曲轴箱付压缩的正常工作，就必需在缸与缸之间的曲轴箱间加有油封进行阻隔，此油封又必需设在曲轴的中间部位。终上所诉，如果原有的两冲程汽油发动机的曲轴箱及曲轴油封漏气，为一的处理办法就是拆开发动机大修，特别是多缸的两冲程汽油发动机，还必需拆开曲轴的曲丙更换曲轴中间的油封。这样就会至使维修的耗时间长，费用高，而更重要的是间隔使用期短而维修的次数多。曲轴箱漏气还会至使大量的燃料浪废(包括汽油机油都在内)，这也直接的造成了能源的浪废。为减少能源的浪废，在设机发动机的换气时，尽力使新鲜的气体在进入气缸内后，全方位同步平行的向前推进(见附图5)，这样便可尽力的减少新的可燃气体的浪废，另外，新设机的排气口处成顺畅状，解决了原来两冲程发动机排气时活塞要低于排气口而造成有排去阻挡区(11)。曲轴箱的空间过大，也会至使付压缩的压力不足，特别是在曲轴箱油封漏气时，都会至使发动机的动力严重不足。新设机计的《环保节能型两冲程发动机2型》拿掉了原两冲程汽油发动机的专用机油泵，曲轴箱油封，多缸发动机的曲轴中间油封，减少了零部件。改为气缸体内产生付压缩气体，压缩能力强，并杜决了发动机工做时跑气漏气及活塞阀式发动机化油器反喷的现象，增加了功率，节省了能源，但更有力的增加发动机的功率，还要提高发动机的转数，为提高发动机的转数，设计为短冲程大缸经(但两冲程柴油发动机的设计不包括在内)的工作方式。改为使用纯汽油爆发燃烧作功，改善了尾气的排放条件，保证尾气排放达标。并做到付和国家GB14621——93四冲程机的排放标准。真正的达到了附合“节能减排，低碳生活，保护自然环境，”的当今世界大形势。 

本发动机因减少了部份零部件，生产制造成本低于原两冲程汽油发动机，更低于四冲程汽油发动机，其牵引力高于原来的两冲程发动机，更高于四冲程发动机，适合各，中，小型以汽油发动机或柴油发动机为动力的车辆做为牵引及其它的动力用。 

此设计的两冲程发动机，只要加大压缩比就为柴油发动机，因为柴油发动机的压缩比要比汽油发动机的压缩比高得多，但加大压缩比后就会加重曲轴油封的工作负担，这样便会严重的影响发动机的工作质量和使用寿命，此设计的发动机是没有曲轴油封和不用曲轴箱压缩的，所以完全能够胜任两冲程柴油机的工作，加大压缩比后在增加油泵和喷油嘴(应拿去火花塞)等部件，就可设计为两冲程柴油发动机，{此处也可参考《环保节能型两冲程汽油发动机》(1型)换排气的工做方式，也可以将进气门(1型，图中8)，改为排气门工做，方便灵活。}。而两冲程的柴油机因为是纯空气进入气缸体内，经压缩后在喷入柴油，还无燃料的损失。因此设计已改进了发动机附压缩的工做方式，加强了付压缩的压缩能力，这样便可有效的增加两冲程柴油机功率的输出。 

Claims (3)

1.一种《环保节能型两冲程发动机2型》，整机的设计为，可做为汽油发动机和柴油发动机两种性质和用处的发动机，其机械的工做原理相同。

2.跟据权利要求1所述的《环保节能型两冲程发动机2型》其特征在于：两冲程发动机使用纯燃油工做，非曲轴箱非付缸预压缩，本缸产生预压缩气体后直供爆发做功用，整机直接润滑和飞贱润滑无机油泵。此发动机的整体设计可做为V型或W型及直列型的多缸发动机组使用。

3.跟据权利要求1所述得《环保节能型两冲程发动机2型》其特征是：在整机的气缸盖(1)与活塞(16)在活塞至上止点时组成的燃烧室(2)，其活塞(16)的顶部设计为弧型的燃烧室，而气缸盖(1)的燃烧室(2)处且设计为斜直型，此设计是主为解决新的付压缩气体在进入气缸体(13)后对于气缸内的死角区(52)的废气处理排除(见附图5页)，活塞(16)的顶部设计为凸型，并在靠付压缩进气口(70)一侧设有向上内弧型的理气弧面(74)以利于新的付压缩气体进入气缸体(13)后直接冲向缸盖一端进入和折回时都形成扩扇型而推出废气，而活塞顶部(2)燃烧室处设计的弧形也成顺畅状更有利排出废气(见附图5页)，改动了气缸体(13)的结构，活塞(16)下行压缩至下止点时，付压缩的可燃气体在气缸体下部的付压缩气体出气口(7)通过压缩空气通道(10)和可燃气体进气口(8)向气缸体内注入新的可燃气，此处设计的压缩气体不在进入曲轴箱，改动了活塞(16)的结构，在活塞的下部加设有活塞导杆(3)，与活塞为固定配合，在通过小轴(19)与曲轴链杆(20)相连，为防止活塞导杆工作时晃动走形，在气缸体下部加有活塞导杆导向滑道(5)，为防止机油进入付压缩室此处设有油封(4)，曲丙(22)与曲轴链杆(20)连接，曲轴链杆不进入气缸体的付压缩室，而是通过活塞导杆(3)接受活塞(16)所传送的做工在通过曲丙(22)转换输出，此处的曲轴箱因不需要在进行压缩，便加注机油，改为机油室(47)，因曲丙(曲轴)是直接在机油中工作，使得各曲轴轴承，连杆轴承，小轴轴承都得到了极好的润滑，活塞(16)，活塞环(15)的润滑是靠曲丙的甩力将机油甩出做飞贱润滑，飞贱的机油通过飞贱润滑通道到达左，右润滑油室(71)(72)，活塞底油环(21)控制均横润滑油，因为图中为V型排列的各组缸体，其角度不一样，为保证机油的供应，故左右两部位的润滑油室的样式设计的也不相同，如是直列各组缸体的发动机，就可设机程相同的样式润滑油室，通过缸体润滑孔(53)对气缸内壁，活塞，活塞环进行润滑，润滑油过多时可通过活塞润滑回油道(6)反回机油室。 

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