CN105422265B

CN105422265B - 一种五缸一体复合式发动机缸体

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Publication number: CN105422265B
Application number: CN201510961498.2A
Authority: CN
Inventors: 杨平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2018-01-23
Anticipated expiration: 2035-12-21
Also published as: CN105422265A

Abstract

本发明公开了一种五缸一体复合式发动机缸体，包括发动机缸体，所述发动机缸体内部设有工字形活塞，发动机缸体内固定设有缸室壁，所述缸室壁与工字形活塞的凹陷部位接触，形成缸室B和缸室C，发动机缸体内侧下端设有气缸环，活塞环与气缸环之间的空腔为缸室D；工字形活塞顶面与发动机缸体顶盖之间的腔室为燃烧室；发动机缸体下部为缸室A。本发明结构简单，设计合理，降低了生产成本，便于维护和检修，工作稳定性好；能够过滤气体中的杂质，降低了对发动机的损坏，提高了使用寿命；工作效率高，功率大，工作时的温度不会过高，机油使用寿命长，减少更换机油的频率，活塞老化速度慢，提高了活塞的使用寿命，降低了使用成本。

Description

一种五缸一体复合式发动机缸体

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体是一种五缸一体复合式发动机缸体。

背景技术

发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，经历了蒸汽机、外燃机和内燃机三个发展阶段。内燃机通常是把化学能转化为机械能。发动机既适用于动力发生装置，也可指包括动力装置的整个机器（如：汽油发动机、航空发动机）。现在的发动机绝大部分都是内燃机。内燃机的种类十分繁多，常见的汽油机、柴油机是典型的内燃机。

现在的发动机结构复杂，制作成本较高，且工作时稳定性不好，容易出现故障。大功率发动机一般都采用涡轮增压的方式来提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩，不过在经过了增压之后，发动机在工作时的压力和温度都大大升高，因此发动机寿命会比同样排量没有经过增压的发动机要短，而且机械性能、润滑性能都会受到影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种五缸一体复合式发动机缸体，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种五缸一体复合式发动机缸体，包括发动机缸体，所述发动机缸体内部设有工字形活塞，工字形活塞顶部外侧套设有活塞环，活塞环与发动机缸体的内壁之间无缝接触；发动机缸体内固定设有缸室壁，所述缸室壁与工字形活塞的凹陷部位接触，形成缸室B和缸室C，发动机缸体右侧开设有两个低压气体进口，发动机缸体左侧开设有两个压缩气体出口，压缩气体出口处安装有单向阀；压缩气体出口通过管道与储气筒一端连接；发动机缸体内设有气缸环，活塞环与气缸环之间的空腔为缸室D；工字形活塞顶面与发动机缸体顶盖之间的腔室为燃烧室，燃烧室左端与进气门连通，进气门位于进气管道内，燃烧室右端与排气门连通，排气门位于排气管道内；进气门位于发动机缸体顶部左侧，排气门位于发动机缸体顶部右侧，进气门通过进气管道与储气筒另一端连接；发动机缸体下部为缸室A，缸室A为曲轴室，缸室A内设有曲轴，曲轴顶端通过销轴与工字形活塞铰接，曲轴轴心的初始位置位于发动机缸体的中心线上；工字形活塞底部中间位置开设有销孔，所述销轴穿过销孔；缸室A左侧开设有进气口，右侧开设有排气口；排气口通过管道与低压气体进口连接；发动机缸体上端左右两侧各开设有一个机油进油口，工字形活塞上端开设有机油通道，两个机油进油口均与机油通道连通；工字形活塞为中部开设有空腔，所述空腔与机油通道连通。

作为本发明进一步的方案：所述进气口通过管道与气体滤清器连接。

作为本发明再进一步的方案：所述曲轴内开设有润滑油道。

作为本发明再进一步的方案：所述工字形活塞的行程与曲轴的臂长相同，发动机缸体的长度为三倍曲轴的臂长。

作为本发明再进一步的方案：所述气缸环的高度低于活塞环的下死点。

作为本发明再进一步的方案：所述缸室壁距发动机缸体顶盖之间的距离为工字形活塞行程的两倍。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设计合理，制造难度低，降低了生产成本；结构简单，便于维护和检修；工作稳定性好，不易出现故障；通过设置空气滤清器，能够过滤气体中的杂质，防止杂质进入发动机内，降低了对发动机的损坏，提高了使用寿命；工作效率高，功率大，无需使用涡轮增加，工作时的温度不会过高，机油使用寿命长，减少更换机油的频率，活塞老化速度慢，提高了活塞的使用寿命，降低了使用成本。使用机油通道润滑，润滑效果好，更节能；进气充沛，废气排放彻底。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中工字形活塞的结构示意图。

图中：1-燃烧室，2-缸室B，3-缸室C，4-缸室D，5-发动机缸体，6-排气门，7-储气筒，8-机油进油口，9-压缩气体出口，10-单向阀，11-气体滤清器，12-进气口，13-缸室A，14-润滑油道，15-曲轴，16-排气口，17-缸室壁，18-低压气体进口，19-活塞环，20-进气门，21-工字形活塞，22-销孔，23-机油通道，24-气缸环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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做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。

请参阅图1～2，一种五缸一体复合式发动机缸体，包括发动机缸体5，所述发动机缸体5内部设有工字形活塞21，工字形活塞21顶部外侧套设有活塞环19，具有良好的密封性，不会漏气，保证了发动机的工作效率，不会使机油变质，活塞环19与发动机缸体5的内壁之间无缝接触，活塞环19能够把发动机缸体5内壁上多余的润滑油刮下，同时又使发动机缸体5内壁上布有薄薄的油膜，保证正常润滑；发动机缸体5内固定设有缸室壁17，所述缸室壁17与工字形活塞21的凹陷部位接触，形成缸室B2和缸室C3，发动机缸体5右侧开设有两个低压气体进口18，发动机缸体5左侧开设有两个压缩气体出口9，压缩气体出口9和低压气体进口18处均安装有单向阀10；压缩气体出口9通过管道与储气筒7一端连接；发动机缸体5内设有气缸环24，活塞环19与气缸环24之间的空腔为缸室D4；工字形活塞21顶面与发动机缸体5顶盖之间的腔室为燃烧室1，燃烧室1左端与进气门20连通，进气门20位于进气管道内，燃烧室1右端与排气门6连通，排气门6位于排气管道内；进气门20位于发动机缸体5顶部左侧，排气门6位于发动机缸体5顶部右侧，进气门20通过进气管道与储气筒7另一端连接；发动机缸体5下部为缸室A13，缸室A13为曲轴室，缸室A13内设有曲轴15，曲轴15顶端通过销轴与工字形活塞21铰接，曲轴15轴心的初始位置位于发动机缸体5的中心线上；工字形活塞21底部中间位置开设有销孔22，所述销轴穿过销孔22；缸室A13左侧开设有进气口12，右侧开设有排气口16，气体从进气口12进入缸室A13，在缸室A13内压缩后从排气口16排出；排气口16通过管道与低压气体进口18连接，压缩空气从低压气体进口18进入位于发动机缸体5右侧的缸室B2和缸室C3，然后通过压缩气体出口9进入储气筒7，再从储气筒7通过进气门20进入燃烧室1；发动机缸体5上端左右两侧各开设有一个机油进油口8，工字形活塞21上端开设有机油通道23，机油通道23内设有单向阀10，两个机油进油口8均与机油通道23连通；工字形活塞21为中部开设有空腔，所述空腔与机油通道23连通。

进一步的，本发明所述进气口12通过管道与气体滤清器11连接，能够过滤气体中的杂质，防止杂质进入发动机内，降低了对发动机的损坏，提高了使用寿命。

进一步的，本发明所述曲轴15内开设有润滑油道14，能够起到润滑作用，减轻磨损。

进一步的，本发明所述工字形活塞21的行程与曲轴15的臂长相同，发动机缸体5的长度为三倍曲轴15的臂长。

进一步的，本发明所述气缸环24的高度低于活塞环19的下死点，以密闭活塞环19到汽缸环24之间的空间，在工字形活塞21运动时，缸室D4的空间大小发生变化，与单向阀10配合使用，驱使机油做单向运动，可替代机油泵。

进一步的，本发明所述缸室壁17距发动机缸体5顶盖之间的距离为工字形活塞21行程的两倍。

本发明中机油向工字形活塞21内的机油通道23流动，然后经过销孔22和润滑油道14向曲轴室喷洒，再经油吸管、过滤器和机油压力室往复循环。

在二冲程模式下，工字形活塞21做功下行，进气门20和排气门6关闭，缸室A13和缸室C3压缩空气到储气筒7，缸室B2吸气；排气门6打开前，工字形活塞21上行，缸室A13和缸室B2吸气，缸室C3压缩空气，工字形活塞21运行到行程中段时，进气门20打开，废气在进气门20进入的压缩空气的推动下，瞬间排放彻底，工字形活塞21上行到行程的三分之二时，排气门6关闭，继续进气，当工字形活塞21上行到行程的四分之三处时，进气门20关闭，工字形活塞21继续上行压缩空气，达到燃烧做功条件。工字形活塞21运行一周实现做功、排气、进气和压缩，实现二冲程模式。

本发明采用空气内循环模式，降低了活塞和气缸的温度；无需预热机件，润滑彻底；结构简单，工作效率高，可取消机油泵、涡轮增压机等耗能、耗材设计；采用机油通道润滑，节省飞溅式润滑机油对曲轴阻力的能耗。

本发明可以实现四冲程和二冲程模式运作，可以以燃气和汽油为燃料，以汽缸和活塞形成的腔室配合单向阀使用对机油加压使之循环；多余的压缩空气可对缸体进行降温，可以实现风冷模式。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种五缸一体复合式发动机缸体，包括发动机缸体（5），所述发动机缸体（5）内部设有工字形活塞（21），工字形活塞（21）顶部外侧套设有活塞环（19），活塞环（19）与发动机缸体（5）的内壁之间无缝接触；发动机缸体（5）内固定设有缸室壁（17），所述缸室壁（17）与工字形活塞（21）的凹陷部位接触，形成缸室B（2）和缸室C（3），发动机缸体（5）右侧开设有两个低压气体进口（18），发动机缸体（5）左侧开设有两个压缩气体出口（9），压缩气体出口（9）处安装有单向阀（10）；压缩气体出口（9）通过管道与储气筒（7）一端连接；发动机缸体（5）内设有气缸环（24），活塞环（19）与气缸环（24）之间的空腔为缸室D（4）；所述气缸环（24）的高度低于活塞环（19）的下死点；工字形活塞（21）顶面与发动机缸体（5）顶盖之间的腔室为燃烧室（1），燃烧室（1）左端与进气门（20）连通，进气门（20）位于进气管道内，燃烧室（1）右端与排气门（6）连通，排气门（6）位于排气管道内；进气门（20）位于发动机缸体（5）顶部左侧，排气门（6）位于发动机缸体（5）顶部右侧，进气门（20）通过进气管道与储气筒（7）另一端连接；发动机缸体（5）下部为缸室A（13），缸室A（13）为曲轴室，缸室A（13）内设有曲轴（15），曲轴（15）顶端通过销轴与工字形活塞（21）铰接，曲轴（15）轴心的初始位置位于发动机缸体（5）的中心线上；所述曲轴（15）内开设有润滑油道（14）；工字形活塞（21）底部中间位置开设有销孔（22），所述销轴穿过销孔（22）；缸室A（13）左侧开设有进气口（12），右侧开设有排气口（16）；排气口（16）通过管道与低压气体进口（18）连接；发动机缸体（5）上端左右两侧各开设有一个机油进油口（8），工字形活塞（21）上端开设有机油通道（23），两个机油进油口（8）均与机油通道（23）连通；工字形活塞（21）为中部开设有空腔，所述空腔与机油通道（23）连通。

2.根据权利要求1所述的五缸一体复合式发动机缸体，其特征在于：所述进气口（12）通过管道与气体滤清器（11）连接。

3.根据权利要求1所述的五缸一体复合式发动机缸体，其特征在于：所述工字形活塞（21）的行程与曲轴（15）的臂长相同，发动机缸体（5）的长度为三倍曲轴（15）的臂长。

4.根据权利要求1所述的五缸一体复合式发动机缸体，其特征在于：所述缸室壁（17）距发动机缸体（5）顶盖之间的距离为工字形活塞（21）行程的两倍。