CN103696853B - 一种二缸四塞对置直线运动两冲程发动机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发动机，具体是一种二缸四塞对置直线运动两冲程发动机系统，包括发动机传动系统和自然吸气、自压缩排气结构(1)至(8)，其特征在于：所述发动机传动系统是在曲轴(14)上设置左拐(16)、中拐(15)、右拐(17)，分别带左框体(19)、中框体(18)和右框体(20)，所述左框体(19)、中框体(18)和右框体(20)的上下端设置轴承(32)，所述左框体、中框体、右框体的轴承(32)上下方分别设置有水平道轨(33)，所述左框体、中框体、右框体中间分别设置槽孔(31)，所述每个槽孔中设置可在其上下滑动的滑动轴承(30)，所述滑动轴承固定设置在能驱动滑动轴承运动的左拐、中拐和右拐上。采用本技术实现了无凸轮轴机构、无缸头，自压缩螺旋排气，自吸螺旋换气。
Description
技术领域
本发明涉及一种发动机，具体是一种二缸四塞对置直线运动两冲程发动机系统。
背景技术
目前两冲程发动机传动系统是由曲轴带动连杆活塞、凸轮轴、罗茨泵，一拐带一缸一塞，曲线运动，曲轴转360度完成进、压、爆、排作功一次，由凸轮轴开启进气、进油门，有罗茨泵高压进气和排气，目前世界上两冲程发动机只有大马力发动机，用在船舶等方面，小马力两冲程发动机还没有真正开发出来，因为它还存在很多缺陷：
第一，发动机设置柴油机的方式无法设置小型柴油机；
第二，燃烧不尽、排气不净排放不好；
第三，曲线运动振动大、噪声大；
第四，内耗功大、油耗高；
第五，设置复杂、不太经济；
第六，马力没有最大化发掘出来等问题。
发明内容
针对以上所述，本发明旨在提供一种体积小、马力大、油耗低、结构简单、转速低和扭矩大的两缸四塞对置直线运动两冲程发动机系统。
为实现上述目的，本发明的一种两缸四塞对置直线运动两冲程发动机系统，包括曲轴，所述曲轴具有三个活动轴承的中拐、左拐和右拐，其中左拐和右拐与中拐相差180度设置，所述左拐、中拐和右拐分别带左框体、中框体、右框体，所述左框体、中框体、右框体中间设置的槽孔为腰形槽孔或椭圆形，所述左框体、中框体、右框体上下方分别设置有水平道轨所述道轨顺长在中间开凹形槽，框体上方的道轨凹形槽朝下固定在机体上盖上，框体下方的道轨凹形槽朝上固定在机体底壳上。所述左框体、中框体、右框体中间分别设置槽孔，所述每个槽孔中设置在其上下滑动的滑动轴承，所述滑动轴承固定设置在能驱动滑动轴承运动的左拐、中拐和右拐上，所述滑动轴承为圆柱形，所述右框体上下边各安装三个相同的轴承。所述轴承与安装在右框体上下两端的轨道槽配合，将右框体的运动限制的轨道槽内做直线运动，同理，所述左框体和中框体也被同样结构的轴承和轨道配合装置限制在轨道槽内做直线运动。在做功时，所述三个框体是由上下轨道在限制它们的自由度，使其只能沿着轨道直线运动，达到平稳运作。
所述中框体两端分别连接第一左拉杆和第一右拉杆的一端，所述第一左拉杆和第一右拉杆的一端分别连接第一左活塞和第一右活塞，所述第一左活塞和第一右活塞分别置于左缸套和右缸套中；所述左框体、右框体两端分别连接第三左拉杆和第三右拉杆，所述第三左拉杆和第三右拉杆两头分别由左横连杆和右横连杆连接，所述左横连杆和右横连杆中间分别设有第二左拉杆和第二右拉杆，所述第二左拉杆和第二右拉杆分别连接第二左活塞和第二右活塞，所述第二左活塞和第二右活塞分别置于左气缸套和右气缸套内。所述第三左拉杆和第三右拉杆中间设置直线轴承，第三左、右拉杆从直线轴承中穿过，直线轴承固定在缸套外套上，从而形成了第三左、右拉杆的运动轨道，限制了第三左、右拉杆拉杆运动的自由度。
还包括发动机气路结构，所述发动机气路结构是由缸套和缸套外套组合而成，其缸套开有左换气孔、排气孔、扫气孔和右换气孔四路气孔，所述左换气孔、排气孔、扫气孔和右换气孔分别沿缸套圆周开设在缸套上，缸套和缸套外套之间设置有左换气腔、排气腔、冷却腔和右换气腔四个气腔。
采用本方案有益效果：本发明的两缸四塞对置直线运动两冲程发动机系统，在曲轴上设置三拐(左、中、右)带三个框体(左、中、右)，包括位于框体上下方的水平道轨(三个框体上下方均有)，所述三个框体，上下端设有轴承，所述三个框体中间设置槽孔，所述槽孔中设置可在其中上下滑动的滑动轴承，所述滑动轴承固定设置能驱动滑动轴承运动的曲拐上，中框体是左右一对拉杆结构，一端固定在框体边缘的两端，让一对拉杆结构另一端分别连接左右活塞，活塞分别置于左右缸套中，左右框体边缘的两端各设有两根拉杆，两框体的左右拉杆两头由两个横连杆连接，横连杆中间设有拉杆结构，拉杆另一端分别连接活塞，活塞分别置于左右缸套中。采用本技术方案的发动机具有体积小、重量轻、马力大、油耗低、结构简单、成本低、振动小、噪声体、磨损小、耐久好、转速低和扭矩大有益效果。
附图说明
图1为本发明的剖视图。
图2为本发明气路结构剖视图之一。
图3为本发明气路结构剖视图之二。
图4为本发明气路结构剖视图之三。
图5为本发明气路结构剖视图之四。
图6为本发明一框体的侧视图。
具体实施方式
如图1和图6所示，本发明的一种两缸四塞对置直线运动两冲程发动机系统，包括曲轴，所述曲轴具有三个活动轴承的中拐15、左拐16和右拐17，其中左拐和右拐与中拐相差180度设置，所述左拐、中拐和右拐分别带左框体19、中框体18、右框体20，所述左框体19、中框体18、右框体20中间设置的槽孔31为腰形槽孔或椭圆形，所述左框体、中框体、右框体上下方分别设置有水平道轨所述道轨33顺长在中间开凹形槽，框体上方的道轨凹形槽朝下固定在机体上盖上，框体下方的道轨凹形槽朝上固定在机体底壳上。所述左框体、中框体、右框体中间分别设置槽孔，所述每个槽孔中设置在其上下滑动的滑动轴承30，所述滑动轴承固定设置在能驱动滑动轴承运动的左拐、中拐和右拐上，所述滑动轴承30为圆柱形，所述右框体20上下边各安装三个相同的轴承32。所述轴承32与安装在右框体上下两端的轨道槽配合，将右框体的运动限制的轨道槽内做直线运动，同理，所述左框体19和中框体18也被同样结构的轴承和轨道配合装置限制在轨道槽内做直线运动。在做功时，所述三个框体是由上下轨道在限制它们的自由度，使其只能沿着轨道直线运动，达到平稳运作。
所述中框体18两端分别连接第一左拉杆22A和第一右拉杆22B的一端，所述第一左拉杆22A和第一右拉杆22B的一端分别连接第一左活塞23A和第一右活塞23B，所述第一左活塞23A和第一右活塞23B分别置于左缸套24A和右缸套24B中；所述左框体19、右框体20两端分别连接第三左拉杆28和第三右拉杆29，所述第三左拉杆和第三右拉杆两头分别由左横连杆27A和右横连杆27B连接，所述左横连杆和右横连杆中间分别设有第二左拉杆26A和第二右拉杆26B，所述第二左拉杆和第二右拉杆分别连接第二左活塞25A和第二右活塞25B，所述第二左活塞和第二右活塞分别置于左气缸套24A和右气缸套24B内。所述第三左拉杆28和第三右拉杆29中间设置直线轴承21，第三左、右拉杆28、29从直线轴承中穿过，直线轴承固定在缸套外套上，从而形成了第三左、右拉杆28、29的运动轨道，限制了第三左、右拉杆运动的自由度。
还包括发动机气路结构，所述发动机气路结构是由缸套和缸套外套组合而成，其缸套开有左换气孔5、排气孔6、扫气孔7和右换气孔8四路气孔，所述左换气孔5、排气孔6、扫气孔7和右换气孔8分别沿缸套圆周开设在缸套上，缸套和缸套外套之间设置有左换气腔1、排气腔2、冷却腔3和右换气腔4四个气腔。
三拐四塞结构运动过程描述如下：
见图1所示，由于左拐16和右拐17与中拐15相差180度设置，当中拐15运动到左端时，第一左活塞23A向左运动到左缸套24A的中间位置，左拐16和右拐17这时刚好运动到右端，第二左活塞25A向右运动到左缸套的中间，形成了第一左活塞23A和第二左活塞25A的压爆，此时另一端的第一右活塞23B运动到右缸套24B的左端，第二右活塞25B运动到右缸套的右端，当曲轴14再次旋转180度时，第一右活塞23B和第二右活塞25B压爆，而第一左活塞23A运动到了左缸套的右端，第二左活塞25A运动到左缸套的左端，从而就形成在直线对置的状态下，左边是“进、压、爆、排，”右边是“压、爆、排、进，”实现对置做功，达到“垒程作功功率倍增”的效果。
本发明的发动机系统通过滑动轴承在框体槽内运动的部分，曲轴带着曲拐转，曲拐带着滑动轴承转，滑动轴承围着曲拐转，曲拐与滑动轴承共同在框体槽内转，同时推动框体拉杆沿轨道槽进行直线运动，实现三体合一(是指曲轴、滑动轴承、框体拉杆等三体合一)形成一个内旋转、外直线三体合一新的完整的传动链，即传动结构，也即两缸四塞，两冲程对置作功，自然吸气，自压缩排气的发动机。
如图2、图3、图4和图5所示，两缸四塞对置直线运动两冲程发动机气路结构是由缸套和缸套外套组合而成，其缸套开有四路气孔(5、6、7、8)见结构示意图，在缸套四个位置沿缸套圆周开孔，缸套和缸套外套之间设置有四个气腔(1、2、3、4)见结构示意图，活塞在缸套内的运动和气路的运动工作原理如下：
当左右活塞向缸套中间运行时，左换气腔1和右换气腔4将体外空气、从单向阀10将空气吸入，在让左换气孔5和右换气孔8输入缸体的左端和右端。
如图4所示，当左右活塞将要运动至缸套的中间之瞬间，产生高压高温气体，此时将喷油嘴11喷出的柴油爆燃作功，爆发后左右活塞迅速向缸套的两端运行，此时单向阀10关闭，使换气腔1和4产生压缩气体。
如图5所示，当左右活塞向两端运行时，左活塞的气环和右活塞的气环通过排气孔6和排气孔7时，气腔1和4的压缩气通过气孔1将燃烧腔13内的爆燃气体，从排气孔6和排气孔12排出。
本发明的发动机传动系统，还可根据对马力的需要，设置八缸十六塞等等，也可以平面十字、米字、垒笼式等任意设置机型。
Claims (3)
1.一种二缸四塞对置直线运动两冲程发动机系统，其特征在于：包括曲轴，所述曲轴具有三个活动轴承的中拐(15)、左拐(16)和右拐(17)，其中左拐和右拐与中拐相差180度设置，所述左拐、中拐和右拐分别带左框体(19)、中框体(18)、右框体(20)，所述左框体(19)、中框体(18)、右框体(20)中间设置的槽孔(31)为腰形槽孔或椭圆形，所述左框体、中框体、右框体上下方分别设置有水平道轨所述道轨(33)顺长在中间开凹形槽，框体上方的道轨凹形槽朝下固定在机体上盖上，框体下方的道轨凹形槽朝上固定在机体底壳上；所述左框体、中框体、右框体中间分别设置槽孔，所述每个槽孔中设置在其上下滑动的滑动轴承(30)，所述滑动轴承固定设置在能驱动滑动轴承运动的左拐、中拐和右拐上，所述滑动轴承(30)为圆柱形，所述右框体(20)上下边各安装三个相同的轴承(32)；所述轴承(32)与安装在右框体上下两端的轨道槽配合，将右框体的运动限制的轨道槽内做直线运动，同理，所述左框体(19)和中框体(18)也被同样结构的轴承和轨道配合装置限制在轨道槽内做直线运动，在做功时，所述三个框体是由上下轨道在限制它们的自由度，使其只能沿着轨道直线运动，达到平稳运作。
2.根据权利要求1所述的二缸四塞对置直线运动两冲程发动机系统，其特征在于：所述中框体(18)两端分别连接第一左拉杆(22A)和第一右拉杆(22B)的一端，所述第一左拉杆(22A)和第一右拉杆(22B)的一端分别连接第一左活塞(23A)和第一右活塞(23B)，所述第一左活塞(23A)和第一右活塞(23B)分别置于左缸套(24A)和右缸套(24B)中；所述左框体(19)、右框体(20)两端分别连接第三左拉杆(28)和第三右拉杆(29)，所述第三左拉杆和第三右拉杆两头分别由左横连杆(27A)和右横连杆(27B)连接，所述左横连杆和右横连杆中间分别设有第二左拉杆(26A)和第二右拉杆(26B)，所述第二左拉杆和第二右拉杆分别连接第二左活塞(25A)和第二右活塞(25B)，所述第二左活塞和第二右活塞分别置于左气缸套(24A)和右气缸套(24B)内；所述第三左拉杆(28)和第三右拉杆(29)中间设置直线轴承(21)，第三左、右拉杆(28、29)从直线轴承中穿过，直线轴承固定在缸套外套上，从而形成了第三左、右拉杆(28、29)的运动轨道，限制了第三左、右拉杆运动的自由度。
3.根据权利要求1所述的二缸四塞对置直线运动两冲程发动机系统，其特征在于：所述发动机系统还包括发动机气路结构，所述发动机气路结构是由缸套和缸套外套组合而成，其缸套开有左换气孔(5)、排气孔(6)、扫气孔(7)和右换气孔(8)四路气孔，所述左换气孔(5)、排气孔(6)、扫气孔(7)和右换气孔(8)分别沿缸套圆周开设在缸套上，缸套和缸套外套之间设置有左换气腔(1)、排气腔(2)、冷却腔(3)和右换气腔(4)四个气腔。
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