CN106194315B - 一种内燃机及内燃发电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种内燃机及内燃发电机。能够准确地将机油输送到活塞和第一缸体之间的摩擦副，减少机油的消耗量，降低尾气排放。本发明实施例提供一种内燃机，包括：气缸，所述气缸包括：第一缸体，设置在所述第一缸体内的活塞以及一端与所述活塞固定连接，另一端位于所述第一缸体外部的活塞杆；机油泵，所述活塞的内部和所述活塞杆的内部开设有第一油道，所述第一油道的一端与所述机油泵的出口连通，另一端与所述活塞和所述第一缸体的内壁之间的摩擦副连通；机油可在所述机油泵的作用下通过所述第一油道到达所述活塞与所述第一缸体内壁之间的摩擦副，对其进行润滑。

Description

一种内燃机及内燃发电机

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种内燃机及内燃发电机。

背景技术

在内燃机运行过程中，润滑系统对于内燃机的性能、使用寿命及排放具有较大的影响。

现有的润滑系统大多采用曲轴带动齿轮泵在内燃机油道内产生持续的高压机油，通过油道循环进入所述内燃机的各个摩擦副，对其进行润滑，针对润滑系统中最重要的摩擦副即活塞与气缸内壁的之间摩擦副的润滑，通常是持续喷射机油进行润滑，从而使得机油供应量大，即使可以采用一定的控制手段使机油间断性向该摩擦副喷射机油，机油的喷射位置和喷射时间也难以准确控制，使得机油的供应量依然很大，多余的机油会进入燃烧室参与燃烧室内燃烧，使得机油的消耗量较大，且燃烧所产生的颗粒物和尾气排放增加，污染环境。

发明内容

本发明的实施例提供一种内燃机及内燃发电机，能够准确地将机油输送到活塞和第一缸体之间的摩擦副，减少机油的消耗量，减少颗粒物和尾气的排放。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种内燃机，包括：

气缸，所述气缸包括：第一缸体，设置在所述第一缸体内的活塞以及一端与所述活塞固定连接，另一端位于所述第一缸体外部的活塞杆；

机油泵，所述活塞和所述活塞杆的内部开设有第一油道，所述第一油道的一端与所述机油泵的出口连通，另一端与所述活塞和所述第一缸体的内壁之间的摩擦副连通；

机油可在所述机油泵的作用下通过所述第一油道到达所述活塞与所述第一缸体内壁之间的摩擦副，对其进行润滑。

优选的，所述机油泵包括第二缸体以及穿设于所述第二缸体的柱塞，所述柱塞在所述第二缸体内的往复运动方向与所述活塞杆平行，所述柱塞位于所述第二缸体外部的一端与所述活塞杆连接，所述柱塞内开设有分别与所述第二缸体和所述第一油道连通的第二油道，所述机油泵的出口为所述第二油道和所述第二缸体之间的连通口。

可选的，所述第一油道的进口设置在所述活塞杆位于所述第一缸体外部的端部，所述柱塞位于所述第二缸体外部的一端与所述活塞杆位于所述第一缸体外部的端部固定连接。

优选的，位于燃烧室下方的所述第一缸体的侧壁上还开设有至少一个排气孔；

所述机油泵的出口处设置有排油单向阀；所述排油单向阀用于在所述柱塞上行至所述第一油道的出口位置高于所述排气孔的上端面时开启，在所述活塞到达上止点位置时关闭。

可选的，所述排油单向阀包括开设于所述柱塞内部且与所述第二油道连通的第一容置腔，以及设置在所述第一容置腔内的第一阀体，所述第一阀体包括沿所述柱塞的往复运动方向延伸设置的第一弹簧以及与所述第一弹簧的上端固定连接的第一密封件，所述第一弹簧的下端与所述第一容置腔的内壁连接，所述第一密封件与所述第二油道的进口封堵连接；

进一步的，所述气缸还包括与所述第一缸体的下端面固定连接的下缸盖，所述第二缸体的上端面与所述下缸盖固定连接；

所述第二缸体包括用于容纳所述柱塞的腔室以及沿所述柱塞的往复运动方向延伸设置的第三油道，所述第三油道靠近所述下缸盖的一端与所述腔室连通，另一端为所述机油泵的进口。

优选的，所述柱塞泵的进口处设置有进油单向阀；所述进油单向阀用于在所述活塞到达下止点位置时关闭，在所述柱塞下行至少第一距离时开启，所述第一距离等于所述柱塞上行至所述第一油道的出口高于所述排气孔的上端面时所对应的距离。

优选的，所述进油单向阀包括开设于所述第三油道内部且与所述第三油道连通的第二容置腔，以及设置在所述第二容置腔内的第二阀体，所述第二阀体包括沿所述柱塞的往复运动方向延伸设置的第二弹簧以及与所述第二弹簧的下端固定连接的第二密封件，所述第二弹簧的上端与所述第二容置腔的内壁连接，所述第二密封件与所述第三油道的进口封堵连接。

优选的，所述气缸和所述机油泵均为两个，且所述机油泵的出口与所述第一油道的一端相对应连通。

可选的，两个所述气缸并排对称设置，每一个所述活塞杆位于所述第一气缸外部的一端与传动机构连接；

所述传动机构用于将一个活塞做往复运动产生的作用力反作用于另一个活塞，使其朝相反的方向运动。

优选的，两个所述活塞杆位于所述第一缸体外部的一端相对设置的两个面上设置有齿状结构；

所述传动机构设置在位于所述第一缸体外部的两个所述活塞杆之间，包括齿轮轴以及套设在所述齿轮轴外表面上的齿轮，所述齿轮分别与两个所述活塞杆的下部的齿状结构啮合连接。

优选的，所述内燃机还包括设置在所述齿轮的下方用于盛放机油的油底壳，所述齿轮的至少一部分位于所述机油的液面以下，所述齿轮运转时可将所述机油溅起，对所述活塞杆和所述下缸盖之间的摩擦副、所述齿轮和所述齿轮轴之间的摩擦副以及所述齿轮和所述齿状结构之间的摩擦副进行润滑。

另一方面，本发明实施例提供一种内燃发电机，其特征在于，包括如上所述的内燃机；

所述第一缸体的内壁上设置有发电机定子，所述活塞杆上设置有发电子动子，所述发电机定子和发电机动子之间存在间隙，所述发电机定子可在所述活塞做往复运动时切割所述发电机动子产生的磁感线而进行发电。

本发明实施例提供了一种内燃机及内燃发电机，通过在所述活塞内部和所述活塞杆内部开设分别与所述机油泵的出口和所述活塞与所述第一缸体内壁之间的摩擦副连通的第一油道，能够在所述机油泵的作用下将机油输送至所述活塞和所述缸体内壁之间的摩擦副，从而能够不受时间和位置的限制，准确地输送机油，将机油完全用于润滑、冷却和清洗摩擦副，能够减少机油的消耗量，减少颗粒物排放量，并且还能够减少机油参与燃烧产生的尾气的排放量。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种内燃机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例提供的一种内燃机的结构示意图进行详细描述。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

一方面，本发明实施例提供一种内燃机，参见图1，包括：

气缸1，所述气缸1包括：第一缸体11，设置在所述第一缸体11内的活塞12以及一端与所述活塞12固定连接，另一端位于所述第一缸体11外部的活塞杆13；

机油泵2，所述活塞12和所述活塞杆13的内部开设有第一油道3，所述第一油道3的一端与所述机油泵2的出口连通，另一端与所述活塞12和所述第一缸体11的内壁之间的摩擦副连通；

机油可在所述机油泵2的作用下通过所述第一油道3到达所述活塞12与所述第一缸体11内壁之间的摩擦副，对其进行润滑。

本发明实施例提供了一种内燃机，通过在所述活塞12和所述活塞杆13内部开设分别与所述机油泵2的出口和所述活塞12与所述第一缸体11内壁之间的摩擦副连通的第一油道3，能够在所述机油泵2的作用下将机油输送至所述活塞12和所述第一缸体11内壁之间的摩擦副，从而能够不受时间和位置的限制，准确地输送机油，将机油完全用于润滑、冷却和清洗摩擦副，能够减少机油的消耗量，减少颗粒物排放量，并且还能够减少机油参与燃烧产生的尾气的排放量。

其中，对所述机油泵2的类型不做限定，只要能够将机油通过所述第一油道3输送至所述活塞12和所述第一缸体11之间的摩擦副即可。

本发明的一实施例中，所述机油泵2包括第二缸体21以及穿设于所述第二缸体21的柱塞22，所述柱塞22在所述第二缸体21内的往复运动方向与所述活塞杆13平行，所述柱塞22位于所述第二缸体21外部的一端与所述活塞杆13连接，所述柱塞22内开设有分别与所述第二缸体21和所述第一油道3连通的第二油道4，所述机油泵2的出口为所述第二油道4和所述第二缸体21之间的连通口。

在本发明实施例中，通过将所述柱塞泵2的柱塞22与所述活塞杆13连接，并在所述柱塞22内开设第二油道4，能够在所述活塞12在所述第一缸体11内做往复运动时，带动所述柱塞22在所述第二缸体21内做往复运动，使得所述第二缸体21的容积发生变化，导致第二缸体21的腔室内的压力变化，使得所述机油可进入所述第二缸体21内，并通过所述第二油道4和所述第一油道3被输送至所述活塞12和所述第一缸体11之间的摩擦副，能够减少用于驱动所述机油泵2运行的动力源，实现所述活塞12和所述柱塞22的联动，结构简单。

其中，对所述柱塞22位于所述第二缸体21外部的一端与所述活塞杆13的连接方式和连接位置不做限定。

本发明的一实施例中，所述第一油道3的进口设置在所述活塞杆13位于所述第一缸体11外部的端部，所述柱塞22位于所述第二缸体21外部的一端与所述活塞杆13位于所述第一缸体11外部的端部固定连接。能够实现连接的紧密性。

其中，所述柱塞22和所述活塞杆13可以通过螺钉进行固定，也可以通过其他方式进行固定。

需要说明的是，所述活塞12带动所述柱塞22向上运动时，所述柱塞泵2可以为进油阶段，也可以为排油阶段，在此不做限定。

当所述活塞12带动所述柱塞22向上运动为所述柱塞泵2的排油阶段时，在所述活塞12带动所述柱塞22向下运动时，所述柱塞泵2为进油阶段，这时，能够在活塞12上行过程中将机油输送至所述活塞12和所述第一缸体11之间的摩擦副；而当所述活塞12带动所述柱塞22向下运动为所述柱塞泵2的进油阶段时，能够使机油进入第二缸体21的腔室内。

本发明的又一实施例中，位于燃烧室下方的所述第一缸体11的侧壁上还开设有至少一个排气孔15；

所述机油泵2的出口处设置有排油单向阀23；所述排油单向阀23用于在所述柱塞22上行至所述第一油道3的出口位置高于所述排气孔15的上端面时开启，在所述活塞12到达上止点位置时关闭。

在本发明实施例中，在所述第一油道3的出口位置高于所述排气孔15的上端面时开始排油，能够防止机油被喷入排气孔15位置，通过排气孔15被排出而造成机油的浪费，同时，在所述活塞到达上止点位置时停止排油，能够减少内燃机的机油消耗量，针对单向扫气内燃机，还能够在降低油耗的同时降低机油燃烧引起的尾气排放。

其中，对所述排油单向阀23的具体结构不做限定，只要能够对排油进行有效控制即可。

本发明的一实施例中，所述排油单向阀23包括开设于所述柱塞22内部且与所述第二油道4连通的第一容置腔231，以及设置在所述第一容置腔231内的第一阀体，所述第一阀体包括沿所述柱塞22的往复运动方向延伸设置的第一弹簧232以及与所述第一弹簧232的上端固定连接的第一密封件233，所述第一弹簧232的下端与所述第一容置腔231的内壁连接，所述第一密封件233与所述第二油道4的进口封堵连接。

由于所述排油单向阀23随所述柱塞22做往复运动，所述第一阀体通过第一弹簧232的预紧力与所述第二油道4的进口封堵连接，当所述柱塞22上行时所述第一阀体会向下运动，在所述第一油道3的出口到达所述排气孔15的上端面时，作用在所述排油单向阀23入口的压力和所述第一阀体的运动惯性力在能够克服所述排油单向阀23出口的压力和所述第一弹簧232的预紧力时，所述机油才能够被喷射到所述活塞和所述第一缸体11之间的摩擦副；随着所述柱塞22向上运动，所述第二缸体21内部的压力逐渐变小，同理，当所述活塞12上行至上止点位置时，所述第一弹簧232的预紧力和所述排油单向阀23出口的压力在能够克服所述排油单向阀23入口的压力和所述第一阀体的运动惯性力时，所述机油才能够停止喷射，这时，所述排油单向阀23能够在所述活塞12下行时停止喷射机油。

优选的，所述排油单向阀23满足如下条件：当所述第一油道3的出口到达所述排气孔15的上端面时，所述第一弹簧232的预紧力大于等于所述排油单向阀23的出口和入口之间的压力差以及所述第一阀体的运动惯性力之和；当所述活塞12运行至上止点位置时，所述第一弹簧232的预紧力大于等于所述排油单向阀23的入口和出口之间的压力差以及所述第一阀体的运动惯性力之和。

本发明的一实施例中，所述气缸1还包括与所述第一缸体11的下端面固定连接的下缸盖14，所述第二缸体21的上端面与所述下缸盖14固定连接；

所述第二缸体21包括用于容纳所述柱塞22的腔室以及沿所述柱塞22的往复运动方向延伸设置的第三油道5，所述第三油道5靠近所述下缸盖14的一端与腔室连通，另一端为所述机油泵2的进口。

在本发明实施例中，所述活塞12带动所述柱塞22向下运动为所述柱塞泵2的进油阶段，所述机油通过所述机油泵2的进口和第三油道5进入所述腔室内；同时，通过对所述进油单向阀24的位置进行合理设置，当所述进油单向阀24的占用空间较大时，对所述柱塞22在所述第二缸体21内的运动造成的影响较小。

本发明的又一实施例中，所述机油泵2的进口处设置有进油单向阀24；所述进油单向阀24用于在所述活塞12到达下止点位置时关闭，在所述柱塞22下行至少第一距离时开启，所述第一距离等于所述柱塞22上行至所述第一油道3的出口高于所述排气孔15的上端面时所对应的距离，这样可以减少功耗。

本发明的一实施例中，所述进油单向阀24包括开设于所述第三油道5内部且与所述第三油道5连通的第二容置腔241，以及设置在所述第二容置腔241内的第二阀体，所述第二阀体包括沿所述柱塞22的往复运动方向延伸设置的第二弹簧242以及与所述第二弹簧242的下端固定连接的第二密封件243，所述第二弹簧242的上端与所述第二容置腔241的内壁连接，所述第二密封件243与所述第三油道5的进口封堵连接。

由于所述进油单向阀24为固定状态，仅与所述入口和出口之间的压力差有关，因此，采用此结构，仅需要对所述第二弹簧的预紧力进行选定，就能够对所述进油单向阀24的进油时间和进油量进行有效控制，从而能够更好地实现间断供油。

优选的，所述进油单向阀24满足如下条件：当所述柱塞22下行所述第一距离时，所述弹簧242的预紧力大于等于所述进油单向阀24的入口和出口之间的压力差，当所述活塞12到达下止点位置时，所述弹簧242的预紧力大于等于所述进油单向阀24的出口和入口之间的压力差。

其中，对所述气缸1的个数不做限定，对所述机油泵2的个数也不做限定。当所述气缸1为一个或者多个时，所述机油泵2可以为一个，也可以为多个。当所述气缸和所述机油泵2均为多个时，所述气缸1与所述机油泵2对应连通。

本发明的一实施例中，所述气缸1和所述机油泵2均为两个，且所述机油泵2的出口与所述第一油道3的一端相对应连通。

通过对两个气缸1分别设置机油泵2，能够独立向各个活塞和所述第一缸体11之间的摩擦副提供机油。

其中，对所述气缸1的排列方式不做限定。

本发明的又一实施例中，两个所述气缸1并排对称设置，每一个所述活塞杆13位于所述第一气缸11外部的一端与传动机构6连接；

所述传动机构6用于将一个活塞12做往复运动产生的作用力反作用于另一个活塞12，使其朝相反的方向运动。

在本发明实施例中，所述两个气缸1并排对称设置，能够节省空间，同时，通过设置传动机构6，能够根据杠杆原理交替驱动所述活塞12进行做功，针对自由活塞式内燃机，还能够对其压缩比进行控制，提高内燃机运行的稳定性。

其中，对所述传动机构6的结构不做限定，所述传动机构6可以为具有杠杆传动作用的任何结构。

本发明的一实施例中，两个所述活塞杆13位于所述第一缸体11外部且相对设置的两个面上设置有齿状结构；

所述传动机构6设置在位于所述第一缸体11外部的两个所述活塞杆13之间，包括齿轮轴61以及套设在所述齿轮轴61外表面上的齿轮62，所述齿轮62分别与两个所述活塞杆13的下部的齿状结构啮合连接。

在本发明实施例中，一个活塞12在燃烧室内气体燃烧产生的作用力下从上止点运行至下止点位置时，所述齿轮62转动一定的距离，带动另一个所述活塞12从下至点运行至上止点，这样交替进行，能够在一定程度上对所述内燃机的压缩比进行控制，提高内燃机运行的稳定性。

其中，对两个所述柱塞泵2的排列方式不做限定，两个所述柱塞泵2可以以任意位置关系排列，只要能够实现活塞12带动所述柱塞22进行联动即可。

优选的，两个所述机油泵2并排对称设置。可以根据每个活塞12的交替工作完成对活塞12与所述第一缸体11内壁之间的摩擦副供给机油，提高结构的紧凑性。

本发明的又一实施例中，所述内燃机还包括设置在所述齿轮62下方的用于盛放机油的油底壳(图中未示出)，所述齿轮62的至少一部分位于所述机油的液面以下，所述齿轮62运转时可将所述机油溅起，对所述活塞杆13和所述下缸盖14之间的摩擦副、所述齿轮62和所述齿轮轴61之间的摩擦副以及所述齿轮62和所述齿状结构之间的摩擦副进行润滑。

在本发明实施例中，通过如上所示结构，能够实现对各个摩擦副进行润滑、冷却和清洗。

另一方面，本发明实施例提供一种内燃发电机，其特征在于，包括如上所述的内燃机；

所述第一缸体的内壁上设置有发电机定子，所述活塞杆上设置有发电子动子，所述发电机定子和发电机动子之间存在间隙，所述发电机定子可在所述活塞做往复运动时切割所述发电机动子产生的磁感线而进行发电。

本发明实施例提供了一种内燃发电机，能够实现内燃机和发电机的一体化结构，节省空间，实现内燃发电机的紧凑设计，同时，由于所述内燃机能够在所述机油泵的作用下将机油输送至所述活塞和所述第一缸体内壁之间的摩擦副，从而能够不受时间和位置的限制，准确地输送机油，将机油完全用于润滑、冷却和清洗摩擦副，能够减少机油的消耗量，减少颗粒物排放量，并且还能够减少机油参与燃烧产生的尾气的排放量。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种内燃机，其特征在于，包括：

气缸，所述气缸包括：第一缸体，设置在所述第一缸体内的活塞，以及一端与所述活塞固定连接，另一端位于所述第一缸体外部的活塞杆；

机油泵，所述活塞的内部和所述活塞杆的内部开设有第一油道，所述第一油道的一端与所述机油泵的出口连通，另一端与所述活塞和所述第一缸体的内壁之间的摩擦副连通；

机油可在所述机油泵的作用下通过所述第一油道到达所述活塞与所述第一缸体内壁之间的摩擦副，对其进行润滑；

所述机油泵包括第二缸体以及穿设于所述第二缸体的柱塞，所述柱塞在所述第二缸体内的往复运动方向与所述活塞杆平行，所述柱塞位于所述第二缸体外部的一端与所述活塞杆连接，所述柱塞内开设有分别与所述第二缸体和所述第一油道连通的第二油道，所述机油泵的出口为所述第二油道和所述第二缸体之间的连通口。

2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，

所述第一油道的进口设置在所述活塞杆位于所述第一缸体外部的端部，所述柱塞位于所述第二缸体外部的一端与所述活塞杆位于所述第一缸体外部的端部固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的内燃机，其特征在于，

位于燃烧室下方的所述第一缸体的侧壁上还开设有至少一个排气孔；

所述机油泵的出口处设置有排油单向阀；所述排油单向阀用于在所述柱塞上行至所述第一油道的出口位置高于所述排气孔的上端面时开启，在所述活塞到达上止点位置时关闭。

4.根据权利要求3所述的内燃机，其特征在于，

所述排油单向阀包括开设于所述柱塞内部且与所述第二油道连通的第一容置腔，以及设置在所述第一容置腔内的第一阀体，所述第一阀体包括沿所述柱塞的往复运动方向延伸设置的第一弹簧以及与所述第一弹簧的上端固定连接的第一密封件，所述第一弹簧的下端与所述第一容置腔的内壁连接，所述第一密封件与所述第二油道的进口封堵连接。

5.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，

所述气缸还包括与所述第一缸体的下端面固定连接的下缸盖，所述第二缸体的上端面与所述下缸盖固定连接；

所述第二缸体包括用于容纳所述柱塞的腔室以及沿所述柱塞的往复运动方向延伸设置的第三油道，所述第三油道靠近所述下缸盖的一端与所述腔室连通，另一端为所述机油泵的进口。

6.根据权利要求5所述的内燃机，其特征在于，

所述机油泵的进口处设置有进油单向阀；所述进油单向阀用于在所述活塞到达下止点位置时关闭，在所述柱塞下行至少第一距离时开启，所述第一距离等于所述活塞上行至所述第一油道的出口高于排气孔的上端面时所对应的距离。

7.根据权利要求6所述的内燃机，其特征在于，

所述进油单向阀包括开设于所述第三油道内部且与所述第三油道连通的第二容置腔，以及设置在所述第二容置腔内的第二阀体，所述第二阀体包括沿所述柱塞的往复运动方向延伸设置的第二弹簧以及与所述第二弹簧的下端固定连接的第二密封件，所述第二弹簧的上端与所述第二容置腔的内壁连接，所述第二密封件与所述第三油道的进口封堵连接。

8.根据权利要求1-2、5-7任一项所述的内燃机，其特征在于，

所述气缸和所述机油泵均为两个，且所述机油泵的出口与所述第一油道的一端相对应连通。

9.根据权利要求8所述的内燃机，其特征在于，

两个所述气缸并排对称设置，每一个所述活塞杆位于第一气缸外部的一端与传动机构连接；

所述传动机构用于将一个活塞做往复运动产生的作用力反作用于另一个活塞，使其朝相反的方向运动。

10.根据权利要求9所述的内燃机，其特征在于，

两个所述活塞杆位于所述第一缸体外部且相对设置的两个面上设置有齿状结构；

所述传动机构设置在位于所述第一缸体外部的两个所述活塞杆之间，包括齿轮轴以及套设在所述齿轮轴外表面上的齿轮，所述齿轮分别与两个所述活塞杆的下部的齿状结构啮合连接。

11.根据权利要求10所述的内燃机，其特征在于，

所述内燃机还包括设置在所述齿轮的下方用于盛放机油的油底壳，所述齿轮的至少一部分位于所述机油的液面以下，所述齿轮运转时将所述机油溅起，对所述活塞杆和下缸盖之间的摩擦副、所述齿轮和所述齿轮轴之间的摩擦副以及所述齿轮和所述齿状结构之间的摩擦副进行润滑。

12.一种内燃发电机，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的内燃机；

所述第一缸体的内壁上设置有发电机定子，所述活塞杆上设置有发电机动子，所述发电机定子和发电机动子之间存在间隙，所述发电机定子可在所述活塞做往复运动时切割所述发电机动子产生的磁感线而进行发电。