CN103696848B - 一种两冲程内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两冲程内燃机，包括壳体，所述壳体内设置有活塞、曲轴箱，所述曲轴箱包含转轴，所述转轴连接一旋转式压缩机，所述旋转式压缩机包含电磁离合器和压缩空气出口，所述压缩空气出口连接一压缩空气储罐；所述壳体的顶端设置有一个端盖，所述端盖上设置有压缩空气喷嘴、排气口、燃料喷射器、点火装置，所述压缩空气喷嘴通过连通管与所述压缩空气储罐连接，所述连通管上设置有压缩空气自动控制阀，所述排气口设置有排气阀；所述内燃机依次进行进气、做功、排气过程。本发明提供的两冲程内燃机，进气和排气单独进行，排放量和燃料消耗量降低。

Description

一种两冲程内燃机

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，具体涉及一种两冲程内燃机。

背景技术

内燃机，是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。内燃机每个工作循环是由进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程组成，按照完成每个工作循环曲轴旋转的圈数，内燃机可分为四冲程内燃机和两冲程内燃机。四冲程内燃机具有运转平稳、环保、节能的优点，但是具有造价高、体积大、功率低的缺点。与四冲程内燃机相反，两冲程内燃机具有体积小、结构简单、造价低、功率高的优点，因此，两冲程内燃机具有良好的发展前景。

但是，传统的两冲程内燃机，没有单独的进、排气冲程，是利用曲轴箱扫气，不能使废气完全从气缸内排出，进气和排气同时进行，在换气时还有一部分可燃混合气随废气排出，使两冲程内燃机的排放量和燃料消耗量均较高。同时，因内燃机燃烧室容积及气缸工作容积参数固定，从而使内燃机的压缩比固定，固定的压缩比只能适用于设计所选的燃料，应用范围小。

发明内容

本发明的目的是克服以上缺点，提供一种进气和排气单独进行，排放量和燃料消耗量降低的两冲程内燃机，该内燃机取消了传统内燃机气缸内的吸气及的压缩行程。

本发明的技术方案是：

一种两冲程内燃机，包括壳体，所述壳体内设置有活塞、曲轴箱，所述曲轴箱包含转轴，所述转轴连接一旋转式压缩机，所述旋转式压缩机包含电磁离合器和压缩空气出口，所述压缩空气出口连接一压缩空气储罐；所述壳体的顶端设置有一个端盖，所述端盖上设置有压缩空气喷嘴、排气口、燃料喷射器、点火装置，所述压缩空气喷嘴通过连通管与所述压缩空气储罐连接，所述连通管上设置有压缩空气自动控制阀，所述排气口设置有排气阀；所述内燃机依次进行进气、做功、排气过程。

进一步地，所述内燃机的怠速转速低于200转/min。

进一步地，所述电磁离合器与所述压缩空气储罐的压力联动，当压缩空压储罐的压力达到设定值时，电磁离合器断开，旋转式压缩机停止工作。

进一步地，所述旋转式压缩机包括驱动轴，所述曲轴箱的转轴上与所述旋转式压缩机的驱动轴上分别设置有皮带轮，所述转轴与所述旋转式压缩机通过连接在所述皮带轮上的皮带连接。

进一步地，所述旋转式压缩机的皮带轮内设置所述电磁离合器。

进一步地，所述压缩空气储罐连接一台电动空压机，所述电动空压机的电压为12-24V。

进一步地，所述连通管上还设置有一个单向阀。

进一步地，所述单向阀设置在压缩空气自动控制阀与压缩空气喷嘴之间。

进一步地，所述燃料喷射器内喷射的燃料包含汽油。

本发明提供的两冲程内燃机，具有如下优点：

1、本发明提供的两冲程内燃机，排放量和燃料消耗量降低。本发明提供的两冲程内燃机，包括壳体，所述壳体内设置有活塞、曲轴箱，所述曲轴箱包含转轴，所述转轴连接一旋转式压缩机，所述旋转式压缩机包含电磁离合器和压缩空气出口，所述压缩空气出口连接一压缩空气储罐；所述壳体的顶端设置有一个端盖，所述端盖上设置有压缩空气喷嘴、排气口、燃料喷射器、点火装置，所述压缩空气喷嘴通过连通管与所述压缩空气储罐连接，所述连通管上设置有压缩空气自动控制阀，所述排气口设置有排气阀；所述内燃机依次进行进气、做功、排气过程。曲轴箱的转轴转动，带动旋转式压缩机工作，产生的压缩空气直接通过压缩空气喷嘴喷射进入内燃机工作室，内燃机开始工作。在内燃机的工作循环过程中，不需要单独进行吸气、压缩冲程，压缩空气自动控制阀控制压缩空气的进气量，使压缩空气与燃料混合，达到所需的空燃比，压缩空气与燃料混合后直接进行燃烧，此时，压缩空气自动控制阀关闭，燃烧产生的热能转化成动能，做功完成后，排气口的排气阀打开，废气排出。因直接采用压缩空气与燃料混合后进行燃烧，燃烧后再由排气阀排出废气，进气与排气单独进行，与现有两冲程内燃机相比，具有进气与排气不同时进行的优点，燃料在内燃机工作室内充分燃烧，排放量减少，燃料消耗量降低；同时，曲轴箱转轴带动旋转式压缩机运行，利用了内燃机提供的动能，降低了压缩空气产生的能耗；旋转式空压机带有电磁离合器，内燃机启动时刻，离合器断开，使内燃机启动时不带负载，启动快，启动耗油量低。

2、本发明提供的两冲程内燃机，依次进行进气、做功、排气过程，取消了压缩行程，大幅降低了怠速转速，据检测，怠速转速低于200转/min，大大降低了怠速油耗。

3、本发明提供的两冲程内燃机，压缩空气储罐连接一台电动空压机，该电动空压机的电压为12-24V，属于小功率的空压机，压缩空气储罐通过额外连接一台电动空压机，当压缩空气储罐内压缩空气的气量不足时，由电动空压机产生的压缩空气推动活塞，使内燃机做功，从而带动旋转式空压机运行产生压缩空气，当旋转式压缩机正常产生压缩空气后，电动空压机停止工作。

4、本发明提供的两冲程内燃机，工作时无需启动马达功。本发明提供的两冲程内燃机，因采用将压缩空气直接引起工作室中与燃料混合，减少了传统内燃机工作循环中的压缩冲程，压力进气直接推动活塞至启动位置，开始做功行程，因此，本发明提供的二冲程内燃机无需起动马达，内燃机启动快。

5、本发明提供的两冲程内燃机，压缩比、空燃比可调，适用范围广。本发明提供的两冲程内燃机，通过在壳体的顶端设置端盖，端盖上设置压缩空气喷嘴，压缩空气喷嘴与压缩空气储罐连通，并通过压缩空气自动控制阀控制压缩空气进入内燃机工作室的进气量、压力，以及压缩空气的通断，从而实现调节内燃机的压缩比、空燃比的目的。因压缩比、空燃比可调，燃料的适用范围广，可以为汽油及汽油的混合物，并能适应输出轴扭矩的变化。

6、本发明提供的两冲程内燃机，峰值功率高。本发明提供的两冲程内燃机，因直接采用压缩空气与燃料混合，空燃比、空压比可调，且进气与排气单独进行，可提供比现有二冲程内燃机汽缸内超出几倍的空气及燃料量，且在内燃机工作室内，燃料得到充分燃烧，因此，产生的热量大，热量转换成的动能高，内燃机的最大峰值功率提高，且达到最大峰值功率的时间缩短。据检测，最大峰值功率与现有两冲程内燃机相比，提高了5-10倍。

7、本发明提供的两冲程内燃机，与同等排量的内燃机相比，重量轻。本发明提供的两冲程内燃机，因直接采用压缩空气与燃料混合，空燃比、空压比可调，内燃机的升功率高。与现有技术相比，本发明提供的两冲程内燃机，在产生相同排量的情况下，体积小，重量轻，比同等排量的内燃机升功率提高1-5倍，可应用于航空领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明两冲程内燃机的结构示意图；

附图标记：1-壳体，2-活塞，3-曲轴箱，4-端盖，5-压缩空气喷嘴，6-排气口，7-燃料喷射器，8-点火装置，9-连通管，10-压缩空气储罐，11-压缩空气自动控制阀，12-排气阀，13-单向阀，14-旋转式压缩机，15-内燃机工作室，16-压缩空气出口，17-电动空压机，18-转轴。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体实施方式：

结合图1，一种两冲程内燃机，包括壳体1，壳体1内设置有活塞2、曲轴箱3，曲轴箱3包含转轴18，转轴连接一旋转式压缩机14，旋转式压缩机14包含电磁离合器和压缩空气出口16，压缩空气出口16连接一压缩空气储罐10；壳体1的顶端设置有一个端盖4，端盖4上设置有压缩空气喷嘴5、排气口6、燃料喷射器7、点火装置8，压缩空气喷嘴5通过连通管9与压缩空气储罐10连接，连通管9上设置有压缩空气自动控制阀11，排气口6设置有排气阀12；内燃机依次进行进气、做功、排气过程。附图中没有表示出电磁离合器的结构。

燃料喷射器7将燃料高速喷入内燃机工作室内，使燃料从多个方向与压缩空气接触。压缩空气自动控制阀11用于调节压缩空气的进气量、压力，并可以控制压缩空气的通断，以上功能可以通过多个压缩空气自动控制阀实现，且压缩空气自动控制阀根据内燃机的运行工况自动调节。

壳体侧壁、活塞、端盖围成的空间为内燃机工作室15。

通过在内燃机的端盖上设置压缩空气喷嘴，且喷嘴与压缩空气储罐连通，使进入内燃机工作室的空气为压缩空气，内燃机的工作循环过程中，不需要单独进行压缩冲程，压缩空气自动控制阀控制压缩空气的进气量，使压缩空气与燃料混合，达到所需的空燃比，压缩空气与燃料混合后直接进行燃烧，此时，压缩空气自动控制阀关闭，燃烧产生的热能转化成动能，做功完成后，排气口的排气阀打开，废气排出。因直接采用压缩空气与燃料混合后进行燃烧，燃烧后再由排气阀排出废气，进气与排气单独进行，与现有两冲程内燃机相比，具有进气与排气不同时进行的优点，燃料在内燃机工作室内充分燃烧，排放量减少，燃料消耗量降低。同时，曲轴箱转轴带动旋转式压缩机运行，利用了内燃机提供的动能，降低了压缩空气产生的能耗；旋转式空压机带有电磁离合器，内燃机启动时刻，离合器断开，使内燃机启动时不带负载，启动快，启动耗油量低。

本发明提供的两冲程内燃机，通过在壳体的顶端设置端盖，端盖上设置压缩空气喷嘴，压缩空气喷嘴与压缩空气储罐连通，并通过压缩空气自动控制阀控制压缩空气进入内燃机工作室的进气量、压力，以及压缩空气的通断，从而实现调节内燃机的压缩比、空燃比的目的。因压缩比、空燃比大小可调，燃料的使用范围广，适用于含有汽油的燃料，包括汽油、汽油柴油混合物、汽油与其他液体燃料的混合物，并能适应输出轴扭矩的变化。

本发明提供的两冲程内燃机，因直接采用压缩空气与燃料混合，减少了传统内燃机工作循环中的压缩冲程，进气后直接进行做功冲程，无需起动马达。

本发明提供的两冲程内燃机，因直接采用压缩空气与燃料混合，空燃比、空压比可调，且进气与排气单独进行，在内燃机工作室内，燃料得到充分燃烧，因此，产生的热量大，热量转换成的动能高，内燃机的最大峰值功率提高。据检测，最大峰值功率与现有同排量两冲程内燃机相比，提高了5-10倍。

本发明提供的两冲程内燃机，因直接采用压缩空气与燃料混合，空燃比、空压比可调，内燃机的升功率高。与现有技术相比，本发明提供的两冲程内燃机，在产生相同排量的情况下，体积小，重量轻，比同等排量的内燃机重量轻20-40%。

本发明提供的两冲程内燃机，怠速转速低于200转/min，大大降低了怠速油耗。

本发明中，优选地，电磁离合器与压缩空气储罐10的压力联动，当压缩空压储罐的压力达到设定值时，电磁离合器断开，旋转式压缩机停止工作，实现根据工况条件启停旋转式压缩机；且内燃机启动时刻，离合器断开，使内燃机启动时不带负载，启动快，启动耗油量低。

本实施例中，旋转式压缩机14包括驱动轴，曲轴箱的转轴18上与旋转式压缩机14的驱动轴上分别设置有皮带轮，转轴与旋转式压缩机通过连接在皮带轮上的皮带连接。附图中没有标出驱动轴、皮带轮、皮带的附图标记。优选地，旋转式压缩机的皮带轮内设置上述电磁离合器，结构紧凑，控制效果好。

本发明中，压缩空气储罐10连接还一台电动空压机17，电动空压机17的电压为12-24V，属于微型电动空压机，当压缩空气储罐内压缩空气的气量不足时，由电动空压机产生的压缩空气推动活塞，使内燃机做功，从而带动旋转式空压机运行产生压缩空气，当旋转式压缩机正常产生压缩空气后，电动空压机停止工作。

本实施例中，所述连通管9上还设置有一个单向阀13，可防止内燃机工作室内的可燃混合气体倒流入连通管内，污染压缩空气储罐。优选地，单向阀13设置在压缩空气自动控制阀11与压缩空气喷嘴5之间，可防止可燃混合气体倒流后腐蚀压缩空气自动控制阀11，降低检修成本。

本实施例中，压缩空气储罐的底部设置有一个的电动排水阀，及时将压缩空气中含有的水分排出，使压缩空气保持干燥。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的保护范围内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种两冲程内燃机，包括壳体，所述壳体内设置有活塞、曲轴箱，所述壳体的顶端设置有一个端盖，所述端盖上设置有压缩空气喷嘴、排气口、燃料喷射器、点火装置，所述压缩空气喷嘴通过连通管与压缩空气储罐连接，所述连通管上设置有压缩空气自动控制阀，所述排气口设置有排气阀；所述内燃机依次进行进气、做功、排气过程，其特征在于，所述曲轴箱包含转轴，所述转轴连接一旋转式压缩机，所述旋转式压缩机包含电磁离合器和压缩空气出口，所述压缩空气出口连接一压缩空气储罐；所述旋转式压缩机包括驱动轴，所述曲轴箱的转轴上与所述旋转式压缩机的驱动轴上分别设置有皮带轮，所述转轴与所述旋转式压缩机通过连接在所述皮带轮上的皮带连接，所述旋转式压缩机的皮带轮内设置所述电磁离合器；所述连通管上还设置有一个单向阀。

2.根据权利要求1所述的两冲程内燃机，其特征在于，所述内燃机的怠速转速低于200转/min。

3.根据权利要求1或2所述的两冲程内燃机，其特征在于，所述电磁离合器与所述压缩空气储罐的压力联动，当压缩空压储罐的压力达到设定值时，电磁离合器断开，旋转式压缩机停止工作。

4.根据权利要求1所述的两冲程内燃机，其特征在于，所述压缩空气储罐连接一台电动空压机，所述电动空压机的电压为12-24V。

5.根据权利要求1所述的两冲程内燃机，其特征在于，所述单向阀设置在压缩空气自动控制阀与压缩空气喷嘴之间。

6.根据权利要求1所述的两冲程内燃机，其特征在于，所述燃料喷射器内喷射的燃料包含汽油。