CN105909419B - 二冲程发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二冲程发动机，包括气缸、活塞和排气门，还包括设置于所述活塞内部且用于控制活塞上所设扫气口开闭的扫气阀以及与活塞和所述排气门连接且用于在活塞下行时控制排气门打开的联动装置。本发明的二冲程发动机，通过在活塞内部设置扫气阀与扫气口相配合，提高换气效果。

Description

二冲程发动机

技术领域

本发明属于内燃机技术领域，具体地说，本发明涉及一种二冲程发动机。

背景技术

目前，二冲程内燃机的扫气方式主要分为三种：横流扫气、回流扫气和直流扫气。但气体均是从气缸侧面进入工作腔，使得换气效果不好，不能充分发挥二冲程内燃机的优势。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种二冲程发动机，目的是提高换气效果。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：二冲程发动机，包括气缸、活塞和排气门，还包括设置于所述活塞内部且用于控制活塞上所设扫气口开闭的扫气阀以及与活塞和所述排气门连接且用于在活塞下行时控制排气门打开的联动装置。

所述扫气口为在所述活塞的活塞头上沿与活塞的轴线相平行的方向贯穿设置，所述扫气阀设置于活塞头的下方。

所述扫气阀包括可旋转的设置于所述活塞上的扫气轴和设置于扫气轴上且用于控制所述扫气口开闭的扫气叶片。

所述扫气轴在所述活塞头的中心处与活塞头转动连接。

所述扫气阀还包括设置于所述扫气轴上且在所述活塞上行和下行过程中带动所述扫气叶片旋转的阀块。

所述活塞的活塞裙上设有容纳所述阀块的容置槽，所述气缸内设有与阀块相配合且用于对阀块施加使其旋转的作用力的驱动件。

所述驱动件为横置于所述气缸的气缸壁上的推杆，所述阀块上设有让驱动件嵌入且为倾斜延伸的导向槽。

所述活塞的外表面上设有与所述导向槽连通且让所述驱动件嵌入的滑槽，滑槽为沿与活塞的轴线相平行的方向延伸设置。

所述扫气口和所述扫气叶片分别设置两个，各个扫气叶片分别用于控制一个扫气口的开闭。

所述联动装置是由多个联动杆依次转动连接构成，联动装置的一端与所述活塞转动连接，另一端与所述排气门转动连接。

本发明的二冲程发动机，通过在活塞内部设置扫气阀与扫气口相配合，提高换气效果。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明二冲程发动机的结构示意图；

图2是扫气阀的结构示意图；

图3是活塞的结构示意图；

图4是联动杆的结构示意图；

图5是联动装置与活塞的装配图；

图中标记为：

1、排气门；2、联动装置；21、销轴；22、联动杆；23、杆体；24、第一轴套；25、第二轴套；26、第一止动块；27、第二止动块；3、活塞；31、活塞头；32、活塞裙；33、扫气口；34、容置槽；35、滑槽；4、扫气阀；41、扫气轴；42、扫气叶片；43、阀块；44、导向槽；5、曲轴；6、气缸；7、连杆；8、气门弹簧；9、弹簧座。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1所示，本发明提供了一种二冲程发动机，包括气缸、活塞、排气门1、设置于活塞内部且用于控制活塞上所设扫气口33开闭的扫气阀4以及与活塞和排气门1连接且用于在活塞下行时控制排气门1打开的联动装置2。

具体地说，如图1所示，气缸的结构与现有技术中的二冲程发动机的气缸的结构基本相同，气缸主要是由气缸盖、气缸体和曲轴箱构成，气缸体上设有让燃料/空气混合物进入的进气口，气缸盖上设置有排气口，排气口中设置有排气门1，排气门1用以选择性地关闭和打开排气口。

如图3所示，活塞包括活塞头31和与活塞头31连接且内部中空的活塞裙32，活塞裙32的上端与活塞头31为同轴固定连接，活塞裙32的下端具有让连杆伸出的开口。扫气口33为在活塞头31上沿与活塞的轴线相平行的方向贯穿设置的圆孔，扫气口33的轴线与活塞的轴线相平行，扫气阀4设置于活塞头31的下方，也位于活塞裙32的内部。扫气阀4在活塞头31的下方旋转，以选择性地关闭和打开上方的扫气口33。

作为优选的，如图2所示，扫气阀4包括可旋转的设置于活塞上的扫气轴41、设置于扫气轴41上且用于控制扫气口33开闭的扫气叶片42和设置于扫气轴41上的阀块43。扫气轴41竖直设置于活塞裙32的内部，扫气轴41的上端在活塞头31的中心处与活塞头31转动连接，扫气轴41的轴线与活塞的轴线为同一直线。扫气叶片42为具有一定厚度的片状构件，扫气叶片42的端部与扫气轴41固定连接，扫气叶片42位于活塞头31的下方。由于扫气口33是从活塞头31的顶面延伸至活塞头31的底面上，因此扫气叶片42的顶面并与活塞头31的底面保持相贴合的状态，确保扫气叶片42转动至扫气口33位置处时，可将扫气口33完全关闭。

扫气阀4的阀块43是用于在活塞上行和下行过程中带动扫气轴41及其上的扫气叶片42同步旋转一定角度，从而可以实现扫气口33的开闭。如图2、图3和图5所示，活塞裙32的侧壁上设有一个贯穿的容置槽34，阀块43的一端与扫气轴41固定连接，另一部分嵌入活塞裙32上的容置槽34中，容置槽34的弧长大于阀块43的嵌入端的宽度，确保阀块43能够在容置槽34中沿水平方向旋转。发动机在运转时，活塞相对于气缸做上下往复运动，扫气阀4随活塞同步运动，因此通过在气缸内设置与阀块43相配合且用于对阀块43施加使其旋转的作用力的驱动件，可以使扫气阀4相对于活塞能够旋转，实现扫气口33的开闭。

作为优选的，如图2、图3和图5所示，驱动件为横置于气缸的气缸壁上的推杆(图中未示出)，阀块43的端面上设有让驱动件嵌入且为倾斜延伸的导向槽44，推杆的长度方向与活塞的轴线相垂直，导向槽44的长度方向与活塞的轴线之间具有小于90度的夹角，推杆与阀块43构成凸轮机构。在活塞运动过程中，当阀块43移动至使推杆嵌入导向槽44中后，随着活塞的继续上行或下行，推杆与导向槽44的内壁接触并会推动阀块43旋转，进而阀块43能够带动扫气轴41及其上的扫气叶片42同步旋转一定角度，将扫气口33关闭或打开。

作为优选的，如图3和图5所示，活塞的外表面上设有与导向槽44连通且让驱动件嵌入的滑槽35，滑槽35为沿与活塞的轴线相平行的方向延伸设置的长槽，滑槽35并由容置槽34分割成与容置槽34连通的上、下两个部分。导向槽44在阀块43的上、下端面上形成有开口，导向槽44始终有一个开口与滑槽35保持连通，确保推杆能够在滑槽35的上、下两个部分以及导向槽44中来回移动。

作为优选的，扫气口33在活塞内部可以设置多个，相应的扫气叶片42也设置多个，扫气叶片42的数量与扫气口33的数量相等，且各个扫气叶片42分别用于控制一个扫气口33的开闭。在本实施例中，如图2和图3所示，扫气口33和扫气叶片42分别设置两个，两个扫气口33为以活塞的轴线为中心线在活塞内呈周向均匀分布，两个扫气叶片42在扫气轴41上也为呈周向均匀分布。

对于本发明的二冲程发动机，具有压缩和做功两个行程，进气和排气在做功行程末和压缩行程初完成。通过在活塞内设置扫气口33和扫气阀4，使得活塞由下止点向上止点运动到一定位置时，扫气阀4将扫气口33关上，完成压缩过程；做功行程中，活塞由上向下运动到一定位置时，扫气阀4使扫气口33打开，让曲轴箱内的气体经扫气口33进入活塞上方的工作腔，提高换气效果。

作为优选的，如图1和图5所示，联动装置2是由多个联动杆22依次转动连接构成，联动装置2的下端与活塞转动连接，上端与排气门1转动连接。联动装置2可在展开状态与折叠状态之间进行切换，在活塞下行时，活塞拉动联动装置2进行拉伸，当联动装置2完全展开后，联动装置2向下拉动排气门1，使排气口打开。在活塞上行时，活塞推动联动装置2逐渐收缩，变成折叠状态，而联动装置2对排气门1施加的拉力消失，排气门1在气门弹簧8的作用下快速将排气口关闭。气门弹簧8套设于排气门1的气门杆上，且夹紧在气缸盖与固定设置于气门杆端部的弹簧座9之间，气门弹簧8用于对排气门1施加使其向上移动的弹性作用力，在联动装置2未对排气门施加拉力时能够使排气门1将排气口关闭。

如图1和图5所示，相邻两个联动杆22通过销轴21连接，各个联动杆22的一端通过销轴21与上方的联动杆22的端部或排气门1转动连接，另一端通过销轴21与下方的联动杆22或活塞转动连接。联动装置2下端的一个联动杆22通过销轴21与活塞转动连接，上端的一个联动杆22通过销轴21与排气门1转动连接，销轴21的轴线相平行且与活塞的轴线相垂直。如图4所示，联动杆22包括杆体23、设置于杆体23一端的第一轴套24和设置于杆体23另一端的第二轴套25，第一轴套24和第二轴套25的内部具有用于让销轴21穿过的轴孔，实现两个联动杆22及联动杆22与排气门1和活塞的转动连接。第二轴套25的杆体23的端部设置两个，两个第二轴套25之间为容纳另一联动杆22上的第一轴套24的空间。对于相连接的两个联动杆22，其中一个联动杆22上的第一轴套24嵌入另一个联动杆22上的两个第二轴套25之间，然后通过销轴21穿过第一轴套24和第二轴套25，实现两个联动杆22的转动连接。

对于联动装置2的各个联动杆22之间的转动角度要进行限制，这样在活塞下行时，联动装置2无需完全拉伸变成笔直状态就能使向下拉动排气门1，而且便于活塞上行推动联动装置2的收缩折叠。作为优选的，如图4所示，联动杆22还包括设置于第一轴套24上的第一止动块26和设置于第二轴套25上的第二止动块27。对于通过销轴21相连接的两个联动杆22，第一止动块26和第二止动块27分布在销轴21的周围且第一止动块26和第二止动块27两者可选择性地接触和分离。在联动装置2展开过程中，相连接的两个联动杆22发生相对转动，当其中一个联动杆22上的第一止动块26与另一个联动杆22上的第二止动块27接触后，相连接的两个联动杆22展开到位，此时两个联动杆22呈V形状态，这样下行的活塞通过联动杆22的相互作用从而能够向下拉动排气门1。

如图4所示，第一止动块26为固定设置于第一轴套24的端部且朝向第一轴套24外侧伸出的结构，第二止动块27为固定设置于第二轴套25的端部且朝向第二轴套25外侧伸出的结构，相邻两个联动杆22通过第一止动块26和第二止动块27的相互配合限制联动杆22的转动角度，相应在排气门1和活塞上也设置有止动块与第一止动块26或第二止动块27相配合，用于限制位于联动装置2上端和下端的联动杆22的转动角度。

在本实施例中，如图4和图5所示，联动装置2是由四个联动杆22依次通过销轴21连接而成的，联动杆22的杆体23具有一定的长度和宽度。联动装置2在伸缩时，联动杆22可以使气缸内气体产生横向流动，进而可以使油气混合更充分。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.二冲程发动机，包括气缸、活塞和排气门，其特征在于：还包括设置于所述活塞内部且用于控制活塞上所设扫气口开闭的扫气阀以及与活塞和所述排气门连接且用于在活塞下行时控制排气门打开的联动装置；

所述扫气阀包括可旋转的设置于所述活塞上的扫气轴、设置于扫气轴上且用于控制所述扫气口开闭的扫气叶片以及设置于扫气轴上且在活塞上行和下行过程中带动扫气叶片旋转的阀块；

所述扫气口为在所述活塞的活塞头上沿与活塞的轴线相平行的方向贯穿设置，所述扫气阀设置于活塞头的下方且扫气轴在活塞头的中心处与活塞头转动连接；

所述活塞的活塞裙上设有容纳所述阀块的容置槽，所述气缸内设有与阀块相配合且用于对阀块施加使其旋转的作用力的驱动件；所述阀块的一端与扫气轴固定连接，另一部分嵌入活塞裙上的容置槽中，容置槽的弧长大于阀块的嵌入端的宽度；所述驱动件为横置于气缸的气缸壁上的推杆，所述阀块上设有让驱动件嵌入且为倾斜延伸的导向槽，所述活塞的外表面上设有与所述导向槽连通且让所述驱动件嵌入的滑槽，滑槽为沿与活塞的轴线相平行的方向延伸设置；

所述联动装置是由多个联动杆依次转动连接构成，联动装置的一端与所述活塞转动连接，另一端与所述排气门转动连接。

2.根据权利要求1所述的二冲程发动机，其特征在于：所述扫气口为在活塞头上沿与活塞的轴线相平行的方向贯穿设置的圆孔，扫气口的轴线与活塞的轴线相平行。

3.根据权利要求1所述的二冲程发动机，其特征在于：所述扫气叶片为具有一定厚度的片状构件，扫气叶片的端部与扫气轴固定连接，扫气叶片位于活塞头的下方。

4.根据权利要求3所述的二冲程发动机，其特征在于：所述扫气叶片的顶面与活塞头的底面保持相贴合的状态。

5.根据权利要求1所述的二冲程发动机，其特征在于：所述推杆的长度方向与活塞的轴线相垂直，导向槽的长度方向与活塞的轴线之间具有小于90度的夹角。

6.根据权利要求1所述的二冲程发动机，其特征在于：所述扫气口在活塞内部设置多个，扫气叶片的数量与扫气口的数量相等。

7.根据权利要求1至6任一所述的二冲程发动机，其特征在于：所述扫气口和所述扫气叶片分别设置两个，各个扫气叶片分别用于控制一个扫气口的开闭。

8.根据权利要求7所述的二冲程发动机，其特征在于：两个所述扫气口为以活塞的轴线为中心线在活塞内呈周向均匀分布。

9.根据权利要求1所述的二冲程发动机，其特征在于：相邻两个联动杆通过销轴连接，所述联动杆包括杆体、设置于杆体一端的第一轴套和设置于杆体另一端的第二轴套，第一轴套和第二轴套的内部具有用于让销轴穿过的轴孔。

10.根据权利要求9所述的二冲程发动机，其特征在于：所述第二轴套在杆体的端部设置两个，两个第二轴套之间为容纳另一联动杆上的第一轴套的空间。