CN103573383B - 一种二冲程发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二冲程发动机，涉及发动机技术领域。其包括设置有进气口和排气口的气缸、安装在气缸中的可移动的活塞和连杆、一个位于活塞上方与气缸筒件部分围成的燃烧做功室和一个位于活塞下方的曲轴室，还至少有一对连通曲轴室与燃烧做功室的扫气通路,所述扫气通路至少存在有一入口部和一出口部，所述扫气通路的入口部和出口部是通过活塞的移动来控制其打开与关闭的，另外，在气缸缸筒围成的侧壁外围设置有换气室,所述换气室构成扫气通路的一部分。本发明同现有技术相比具有减少了新鲜混合气的损失、提高了扫气效率、降低了未燃烧的HC的排放值的优点。

Description

一种二冲程发动机

技术领域

本发明涉及二冲程发动机技术领域，尤其是涉及一种通过活塞运动的方法来控制扫气导入到气缸的二冲程发动机。

背景技术

目前，已存在的二冲程发动机扫气系统,包括:气缸、活塞、燃烧做功室、曲轴室，其中气缸中设置有进气口、排气口以及扫气口，这些气口都由活塞的控制其打开或者关闭；二冲程发动机的一个工作循环包括：进气、压缩、燃烧做功、排气,二冲程发动机的一个工作循环是由活塞的两个行程完成的,其中在进气与排气同时进行的扫气的这一冲程中,新鲜充量的气体与废气易于掺混,造成缸内的残余废气系数较大,同时在扫气期间有较多的新鲜充量直接排除,导致未燃烧的HC排放较高，扫气效率较低。不同于二冲程发动机的,四冲程发动机的扫气过程是在两个不同的活塞行程中进行的,新鲜充量与废气掺混的机会较少,扫气终了时缸内残余废气系数较小,扫气效率较高。

但由于这种二冲程发动机具有体积小、重量轻、结构相对比较简单，升功率大的优点，故通常适用在摩托车、摩托艇、喷雾机和割草机等小型动力装置上。

这种二冲程发动机在活塞由下止点向上止点移动的过程中，一定空燃比的混合气从进气口被吸入到曲轴室中，如上所陈述的，这一行程同时进行着压缩、燃烧做功的工作循环，燃烧做功的过程中，活塞由上止点向下止点运行，在做功膨胀的后期，排气口先行打开，开始进行换气的过程，通常将二冲程发动机的换气过程分为自由排气阶段、扫气阶段和过后排气阶段三个阶段。在这一复杂的换气过程中，废气的排出和新鲜充量的进入是重叠在一起进行的，尤其是当活塞下行扫气口打开的时刻，此时排气口开启的面积已经很大，气缸内的压力迅速下降，活塞下行的过程中被压缩的曲轴室内的新鲜充量导入到气缸内，并进一步扫出气缸内的废气，一直到活塞由下止点上行到扫气口关闭为止，这一阶段扫气和排气同时进行，故在此阶段内，相当一部分未燃烧的HC排出气缸，造成未燃烧燃料的损失和HC排放的升高（参考附图1）。

发明内容

为克服现有技术中二冲程发动机存在的技术缺陷，即：在扫气阶段只是控制了新鲜充量通过扫气口进入到气缸内部开启或者关闭的时刻，无法精确地控制扫气气流进入到扫气道入口处的时间相位以及扫气气流的压力和流速，从而无法更好的控制新鲜充量的逃逸和废气的排出，从而造成燃料的损失和未燃烧的HC排放的升高。

本发明的一个目的就是设计一种二冲程发动机，通过在连通曲轴室与燃烧做功室的扫气通路设置至少存在有一入口部和一出口部。其中,所述扫气通路的入口部和出口部是通过所述的活塞的移动来控制其打开与关闭，以提高发动机的扫气效率，从而显著降低了气缸内的残余废气系数和未燃烧的HC化合物的排放值。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明一种二冲程发动机，包括设置有进气口和排气口的气缸、安装在气缸中的可移动的活塞和连杆、一个位于活塞上方与气缸筒件部分围成的燃烧做功室和一个位于活塞下方的曲轴室，还至少有一对连通曲轴室与燃烧做功室的扫气通路,所述扫气通路至少存在有一入口部和一出口部，所述扫气通路的入口部和出口部是通过活塞的移动来控制其打开与关闭的，另外，在气缸缸筒围成的侧壁外围设置有换气室,所述换气室构成扫气通路的一部分。

所述扫气通路中出口部及入口部的开闭通过控制活塞的高度来实现。

在所述位于活塞销孔内的活塞销的表面上设置至少一通孔连通曲轴室与扫气通路的入口部，从而实现通过活塞的移动来控制扫气通路入口的开闭。

在所述气缸上设置连通曲轴室与燃烧做功室的一对主扫气通路和一对副扫气通路，所述主、副扫气通路中分别设置有一对入口部和一对出口部，在所述活塞的表面上分别设置有一对第一通道和一对第二通道。

相对于气缸缸筒的轴向方向来看,所述扫气通路的出口部的顶面高度高于所述排气口的顶面高度。

本发明由于采用以上结构，通过活塞的运动来控制设置于扫气通路中的入口部和出口部的开启和关闭，从而实现精确的控制扫气气流进入到扫气道入口处的时间相位及扫气气流的压力和流速，从而换气过程中实现了部分的分层扫气，减少了新鲜混合气的损失，提高了扫气效率，降低了未燃烧的HC的排放值。

附图说明

图1是本发明中背景技术的示意图；

图2到图4是本发明第一实施例的原理构造图；

图5是本发明中采用的第二实施例的纵向构造图；

图6是图5中活塞及其活塞销组合的纵向构造图；

图7是本发明中采用的第三实施例的纵向构造图；

图8是图7中气缸的纵向构造图；

图9是沿图8中Ⅰ-Ⅰ线所作的剖面图；

图10是沿图8中Ⅱ-Ⅱ线所作的剖面图；

图11是图8中活塞的构造图；

图12是沿图11中Ⅰ-Ⅰ线所作的剖面图；

图13、图14是本发明中第一实施例、第二实施例的示意图；

图15、图16是本发明中三实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明：

如附图所示，图中：1、一实施例的二冲程发动机，2、另一实施例的二冲程发动机，10、右侧曲轴箱体，11、左侧曲轴箱体，12、曲轴箱体垫片，13、通孔螺栓，14、连杆，15、右侧曲轴，16、左侧曲轴，17、曲轴室，18、气缸，19、活塞，19a、活塞上设置的第一通道,19b、活塞上设置的第二通道，20、火花塞,21、燃烧做功室，22、排气口，23、扫气通道，23a、扫气通道的出口部，23b、扫气通道的入口部，24、气缸侧壁，25、换气室盖板，26、换气室，27、活塞销，28、活塞销座，33、气缸上设置的副扫气通道，33a、气缸上设置的副扫气通道的出口部，33b、气缸上设置的副扫气通道的入口部，34、气缸上设置的主扫气通道，34a、气缸上设置的主扫气通道的出口部，34b、气缸上设置的主扫气通道的入口部，35、右侧换气室盖板，36左侧换气室盖板。

本发明一种二冲程发动机，其包括：气缸,其中设置有进气口和排气口，以及可移动的安装在气缸中的活塞和连杆，活塞和连杆通过活塞销相连接,一个位于活塞上方与气缸筒件部分围成的燃烧做功室和一个位于活塞下方的曲轴室，至少有一对连通曲轴室与燃烧做功室的扫气通路,连通曲轴室与燃烧做功室的扫气通路至少存在有一入口部和一出口部，其中,设置在由气缸缸筒围成的侧壁上的扫气通路的入口部和出口部是通过活塞的移动来控制其打开与关闭的，另外，在气缸缸筒围成的侧壁外围设置有换气室,所述换气室是构成扫气通路的一部分。

上述技术方案中，第一实施例是通过控制活塞的高度来实现控制扫气通路中出口部及入口部的开闭。

上述技术方案中，第二实施例是通过位于活塞销孔内的活塞销的表面上设置至少一通孔的形式连通曲轴室与扫气通路的入口部，从而实现通过活塞的移动来控制扫气通路入口的开闭。

上述技术方案中，第三实施例是在气缸上设置连通曲轴室与燃烧做功室的一对主扫气通路和一对副扫气通路，以上主、副扫气通路中分别存在有一对入口部和一对出口部，以及在活塞的表面上分别设置有一对第一通道和一对第二通道。

上述所述第一通道在活塞上、下移动的某一时刻连通所述的曲轴室与副扫气通路的入口部,第二通道在活塞上、下移动的某一时刻连通所述的曲轴室与主扫气通路的入口部，在活塞朝下止点运行的期间内，副扫气通路的出口部相对于主扫气通路的出口部先行打开，同时活塞第一通道连通副扫气通路入口部的时间先行于活塞第二通道连通主扫气通路入口部的时间。

另外，在活塞朝下止点运行的期间内，所述活塞第一通道控制副扫气通路入口部关闭的时间要稍早于述活塞第二通道控制主扫气通路入口部关闭的时间。

上述第一实施例、第二实施例以及第三实施例中，相对于气缸缸筒的轴向方向来看,所述扫气通路的出口部的顶面高度可以设置为高于所述排气口的顶面高度。

Claims (3)

1.一种二冲程发动机，其特征在于：包括设置有进气口和排气口的气缸、安装在气缸中的可移动的活塞和连杆、一个位于活塞上方与气缸筒件部分围成的燃烧做功室和一个位于活塞下方的曲轴室，在所述气缸上设置连通曲轴室与燃烧做功室的一对主扫气通路和一对副扫气通路，所述主、副扫气通路中分别设置有一对入口部和一对出口部，在所述活塞的表面上分别设置有一对第一通道和一对第二通道，所述扫气通路的入口部和出口部是通过活塞的移动来控制其打开与关闭的，另外，在气缸缸筒围成的侧壁外围设置有换气室,所述换气室构成扫气通路的一部分；在所述位于活塞销孔内的活塞销的表面上设置至少一通孔连通曲轴室与扫气通路的入口部，从而实现通过活塞的移动来控制扫气通路入口的开闭。

2.根据权利要求1所述的二冲程发动机，其特征在于：所述扫气通路中出口部及入口部的开闭通过控制活塞的高度来实现。

3.根据权利要求1或2所述的二冲程发动机，其特征在于：相对于气缸缸筒的轴向方向来看,所述扫气通路的出口部的顶面高度高于所述排气口的顶面高度。