CN105041455A - 一种通用小型二冲程汽油机低排环保技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通用小型二冲程汽油机低排环保技术，缸体上设置有三个进气口和一个排气口，闭式扫气道通过缸套上的两个扫气口连通缸体内腔，该两个扫气口面积大小分别是扫气道一和扫气道二截面积的1/3和1/4，具有二次节气的作用；缸套上的扫气口开口被加工成具有一定角度的斜口，可以保证扫气角度α在120°～150°之间，本发明纯空气直接进入燃烧室进行先期扫气，弱化了单纯用可燃混合气进行扫气带来的负面影响，同时也降低了缸内的燃烧温度，使燃烧更充分；另外合金缸套的使用，加强了闭式扫气道的作用，在提高气流速度的同时，也促进了燃料的雾化，并能提高扫气效率；合金缸套的使用还提高了缸体内壁耐磨性、耐腐蚀性及耐高温性能，使机器的使用寿命大大提高。

Description

一种通用小型二冲程汽油机低排环保技术

技术领域

本发明涉及汽油发动机技术领域，具体的说是一种通用小型二冲程汽油机低排环保技术。

背景技术

汽油发动机是以汽油作为燃料，将化学能转化成动能的发动机，常见的汽油机有二冲程和四冲程两种，而其中二冲程汽油发动机由于具有结构简单、体积小、重量轻、运转平稳、升功率高等许多优点，被广泛应用于园林机械、植保机械、小型农机等许多产品领域。

传统的二冲程汽油机由缸体、箱体、曲轴连杆组件、活塞、磁电机点火系统、燃料供给系统、冷却系统、启动系统等部分组成，并在缸体上设置有进气口、排气口、扫气口，这些气口都是由活塞的上下运行来打开或关闭，共同组成配气机构，在活塞上升到将进气口、排气口、扫气口都关闭时，开始压缩混合燃气，同时，在活塞下面的曲轴室内形成真空度，当活塞继续上行时，进气口开启，在大气压力作用下，可燃混合气从化油器进入曲轴室，活塞接近上止点时，点火系统发出电火花，从而点燃被压缩的混合燃气，燃烧后的高温高压气体瞬间膨胀做功，迫使活塞向下移动，进气口逐渐被关闭，流入曲轴室的可燃混合气因活塞下移而被预先压缩，当活塞接近下止点时，排气口开启，废气经排气口从消音器流入大气中，接着受到压缩的可燃混合气从扫气口进入燃烧室并驱除剩余的废气，这也就是二冲程汽油机的扫气过程，上述扫气过程中有部分可燃混合气未经过燃烧就随燃烧废气一起排了出去，所以二冲程汽油机相对于四冲程汽油机不但燃油经济性能较差，而且尾气中含有大量的有害成分，例如CO、HC和NOx化合物，尽管二冲程汽油机的排量并不大，但对大气污染物中有害成分的影响却是显著的，而且在汽油机的制造过程中缸体采用镀铬工艺，对环境造成一定的污染。

随着社会的发展，大气污染问题越来越被重视，为了保护环境，防治污染，我国也实施了《非道路移动机械用小型点燃式发动机排气污染物排放限值与测量方法》，并进行了公告，这就使得传统的常规排放的二冲程汽油机受到限制，目前，解决的方法通常是通过添加催化剂来降低尾气中的HC含量，然而使用催化剂不仅增加了额外成本，还因催化剂化学反应过程中产生大量热能使机器产生过热的问题，因此降低尾气中的原始排放和生产制造过程中的污染才是本领域最根本的研究方向。

因此，为克服上述技术的不足而设计出一款可以使全尾气中的有害成分含量明显地降低，从而达到降低排放的目的，大大提高了汽油机使用寿命，使用经济性能得到提高的一种通用小型二冲程汽油机低排环保技术，正是发明人所要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的是提供一种低排环保的二冲程汽油机技术，通过对缸体结构改进，对进、排气、扫气相位及燃烧室的结构进行了改进，并对空气过量系数与点火提前角进行了合理优化，使得燃烧速度及燃烧稳定性得到明显改善，燃烧更加充分，降低了缸内的燃烧温度，增加了排气温度，尾气中的有害成分(HC+NOx)含量明显地降低，从而达到降低排放的目的；本发明的另一个目的是出于工艺方面考虑，特别是增加了缸套结构，不再镀铬，减少了电镀对环境的污染，同时使得生产便于操作实现，降低了汽油机制造成本；另外，本发明还有效降低了汽油机的燃油消耗率，大大提高了汽油机使用寿命，使用经济性能得到提高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种通用小型二冲程汽油机低排环保技术，包括缸体、缸套、活塞、单向阀、进气管、前半曲轴箱、后半曲轴箱、特制缸体密封垫，以及由前后半曲轴箱体成的曲轴室，其特征在于：所述缸体上设置有三个进气口和一个排气口，所述排气口直接连接消音器进行尾气排放；所述三个进气口中，其中中间的进气口外部连接进气管、化油器，内部连接曲轴室，为混合燃气进气口；所述另外两个进气口为纯空气进气口，对称布置在混合燃气进气口两侧偏上位置，它们是缸体上纯空气储气室的出口，所述纯空气储气室通过单向阀连接进气管、空气滤清器；所述缸体上还设置有两个连接曲轴室与缸体内腔的扫气道，并在每个扫气道上设置有气体分割壁，所述气体分割壁将扫气道分割成扫气道一和扫气道二；所述扫气道与镶嵌在缸体内壁上的合金缸套共同组成闭式结构；所述闭式扫气道是通过缸体与箱体之间的特制缸体密封垫上的三个小孔从曲轴室进气的，所述两边的小孔分别对应扫气道一和扫气道二进气，所述中间的小孔在气体分割壁上，可以平衡两边进气；所述闭式扫气道通过缸套上的两个扫气口连通缸体内腔，该两个扫气口面积大小分别是扫气道一和扫气道二截面积的1/3和1/4，具有二次节气的作用；缸套上的扫气口开口被加工成具有一定角度的斜口，可以保证扫气角度α在120°～150°之间。

本发明的有益效果是：

1、本发明纯空气直接进入燃烧室进行先期扫气，弱化了单纯用可燃混合气进行扫气带来的负面影响，同时也降低了缸内的燃烧温度，使燃烧更充分；另外合金缸套的使用，加强了闭式扫气道的作用，在提高气流速度的同时，也促进了燃料的雾化，并能提高扫气效率；合金缸套的使用还提高了缸体内壁耐磨性、耐腐蚀性及耐高温性能，使机器的使用寿命大大提高。

附图说明

图1是本发明的二冲程汽油机主要结构剖视图。

图2是本发明的二冲程汽油机进气、排气通道剖视图。

图3是按本发明技术以43CC排量为例的二冲程汽油机进、排气、扫气相位尺寸图。

附图标记说明：1、起动器组件；2、油箱组件；3、曲轴箱体；4、曲轴连杆组；5、磁电机组；6、缸体；7、活塞；8、火花塞；9、燃烧室10、缸套；11、混合气扫气口；111、扫气口一；112、扫气口二；12、由缸体和缸套组成的闭式扫气道；121、扫气道一；122、扫气道二；13、特制缸体密封垫上进气孔；14、曲轴室；15、化油器16、空气滤清器；17、进气管；18、混合燃气通道；19、纯空气通道20、单向阀；21、纯空气储气室；22、混合气进气口；23、燃烧废气出口；24、消音器；251、纯空气进气口一；252、纯空气进气口二。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。

图1是本发明的二冲程汽油机主要结构剖视图，本发明包括缸体6、缸套10、活塞7、单向阀20、进气管17、前半曲轴箱、后半曲轴箱、特制缸体密封垫，以及由前后半曲轴箱体成的曲轴室14，活塞7设置在缸体6内，活塞7上端为燃烧室9，缸体6上端设置有火花塞8，缸体6底部设置有曲轴连接组4，曲轴连接组4底部设置有曲轴箱体3，缸体6侧面设置有磁电机组5，曲轴箱体3底部设置有油箱组件2，曲轴箱体3侧面设置有启动器组件1，曲轴连接组4内设置有曲轴室14。

图2是本发明的二冲程汽油机进气、排气通道剖视图，图3是按本发明技术以43CC排量为例的二冲程汽油机进、排气、扫气相位尺寸图，缸体6上设置有三个进气口和一个排气口，排气口通过燃烧废气出口23直接连接消音器24进行尾气排放；三个进气口中，其中中间的进气口为混合燃气通道18，混合气体通道18与混合气体进气口22连接，外部连接进气管17、化油器15，内部连接曲轴室14；所述另外两个进气口为纯空气通道19，对称布置在混合燃气通道18两侧偏上位置，它们是缸体6上纯空气储气室21的出口，所述纯空气储气室21通过单向阀20连接进气管、空气滤清器16；所述缸体6上还设置有两个连接曲轴室14与缸体6内腔的闭式扫气道12，并在每个扫气道上设置有气体分割壁，所述气体分割壁将扫气道分割成扫气道一121和扫气道二122；所述扫气道与镶嵌在缸体6内壁上的合金缸套10共同组成闭式结构；所述闭式扫气道12是通过缸体6与曲轴箱体3之间的特制缸体密封垫上的三个小孔从曲轴室14进气的，特制缸体密封垫上的进气孔13分别对应扫气道一121和扫气道二122进气，所述中间的小孔在气体分割壁上，可以平衡两边进气；所述闭式扫气道12通过缸套10上的两个混合气扫气口11，扫气口一111和扫气口二112连通缸体10内腔，该两个扫气口面积大小分别是扫气道一121和扫气道二122截面积的1/3和1/4，具有二次节气的作用；缸套10上的扫气口开口被加工成具有一定角度的斜口，可以保证扫气角度α在120°～150°之间。

根据本发明具有上述结构的汽油机工作过程如下：当活塞7从下止点开始向上运行时，首先关闭混合燃气扫气口一111和扫气口二112，然后关闭纯空气进气口一251和纯空气进气口252，接着关闭排气口，开始压缩活塞7上方燃烧室9内的混合燃气，同时曲轴室14内的压力降低，形成负压；活塞7继续上行时，首先打开混合气进气口22，混合气从化油器15中吸入到曲轴室14，然后打开纯空气进气口一251和纯空气进气口252，由于此时活塞7接近上止点，曲轴室14内负压接近最大，纯空气储气室21的单向阀20被打开，纯空气被吸入储气室并保存；接着燃烧室9内的混合气被点燃，在燃烧气体的推动下，活塞7由上止点位置开始下行；当燃烧接近尾声时排气口首先被打开，燃烧废气开始排出，然后纯空气进气口一251和纯空气进气口252被打开，纯空气储气室21内的纯空气进入燃烧室9进行先期扫气；接着混合燃气扫气口一111和扫气口二112被打开，曲轴室14内的混合气通过缸体6与箱体之间的特制缸体密封垫上的三个小孔时被加速，进入扫气道内形成湍流同时也被充分混合，然后通过缸套10上的扫气口一111和扫气口二112，被以一定的角度α喷射到燃烧室9及储气室，进行二次扫气；由于独到的相位设计，当混合气尚未充满燃烧室9时，活塞就达到了下止点并开始了上行程过程，接着逐渐关闭排气口，再次完全关闭排气口时燃烧废气被完全排出，而尚未燃烧的混合气刚好到达排气口位置但未被排出，从而有效降低了尾气中的有害成分(HC+NOx)含量，达到降低原始排放的目的，也降低了油耗，燃油经济系得到提高。

上述工作过程中，纯空气直接进入燃烧室9进行先期扫气，弱化了单纯用可燃混合气进行扫气带来的负面影响，同时也降低了缸内的燃烧温度，使燃烧更充分；另外合金缸套的使用，加强了闭式扫气道的作用，在提高气流速度的同时，也促进了燃料的雾化，并能提高扫气效率；合金缸套的使用还提高了缸体内壁耐磨性、耐腐蚀性及耐高温性能，使机器的使用寿命大大提高。

Claims (1)

1.一种通用小型二冲程汽油机低排环保技术，包括缸体、缸套、活塞、单向阀、进气管、前半曲轴箱、后半曲轴箱、特制缸体密封垫，以及由前后半曲轴箱体成的曲轴室，其特征在于：所述缸体上设置有三个进气口和一个排气口，所述排气口直接连接消音器进行尾气排放；所述三个进气口中，其中中间的进气口外部连接进气管、化油器，内部连接曲轴室，为混合燃气进气口；所述另外两个进气口为纯空气进气口，对称布置在混合燃气进气口两侧偏上位置，它们是缸体上纯空气储气室的出口，所述纯空气储气室通过单向阀连接进气管、空气滤清器；所述缸体上还设置有两个连接曲轴室与缸体内腔的扫气道，并在每个扫气道上设置有气体分割壁，所述气体分割壁将扫气道分割成扫气道一和扫气道二；所述扫气道与镶嵌在缸体内壁上的合金缸套共同组成闭式结构；所述闭式扫气道是通过缸体与箱体之间的特制缸体密封垫上的三个小孔从曲轴室进气的，所述两边的小孔分别对应扫气道一和扫气道二进气，所述中间的小孔在气体分割壁上，可以平衡两边进气；所述闭式扫气道通过缸套上的两个扫气口连通缸体内腔，该两个扫气口面积大小分别是扫气道一和扫气道二截面积的1/3和1/4，具有二次节气的作用；缸套上的扫气口开口被加工成具有一定角度的斜口，可以保证扫气角度α在120°～150°之间。