CN106523131A - 一种二冲程内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二冲程内燃机，解决了二冲程内燃机在工作过程当中，一些未燃烧的扫气能够脱离排气口从而流入大气中，这将导致产生污染以及降低燃烧效率。其技术方案要点是第一级扫气通道的第一扫气口高于第二级扫气通道的第二扫气口，还包括将燃烧室和曲轴箱连通的多条副进气通道，所述副进气通道的副进气口位于第一扫气口的下方。达到了将尾气排放中的未燃烧汽油混合器得到有效减少，并且能增加扫气效率。

Description

一种二冲程内燃机
技术领域
本发明涉及一种二冲程内燃机，适用于便携式动力机上，尤其涉及一种排放的尾气更加清洁，并能减少未燃烧空气混合气的二冲程内燃机。
背景技术
二冲程内燃机的进气、排气和扫气，是通用活塞适时打开和关闭设在气缸壁上的相应孔道来实现的，当火花塞点火作功后活塞开始下行，这时会打开排气口，废气在缸内的高压下从排气管排出，缸内压力变低。当活塞降到最低点之前，扫气口打开，这时经曲轴箱预压缩的新鲜混合气以高于缸内的压力进入燃烧室，把残余的少量废气继续挤出去，这时也会有少量未经燃烧的可燃混合气会随着废气排出，一些未燃烧的扫气(例如空气/燃料混合物)能够脱离排气口从而流入大气中，这将导致产生污染以及降低燃烧效率，这也是二冲程内燃机油耗较大的原因之一。
CN1804379A 公开了一种二冲程发动机，其主要是通过在活塞壁上设置一个通道，将空气从进气侧的空气入口传送到扫气通道，使该扫气通道在扫气时，实现先用纯空气进行扫气，然后再用油气混合气进行扫气，从而可以有效的降低二冲程发动机的排放。这种线通纯空气进行扫气的方式即为市场上所称的“分层扫气”，虽然能降低未燃烧汽油混合气的排放，但是还是不能很大限度的减少原汽油混合器的损失，在排放中的消耗也并没有得到实质性的减少。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种二冲程内燃机，具有将尾气排放中的未燃烧汽油混合器得到有效减少，并且能增加扫气效率。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种二冲程内燃机，包括：汽缸，在所述汽缸内有一个由往复运动的活塞在活塞上方界定形成的燃烧室，所述活塞连接有连杆，并通过安装于曲轴箱内的曲轴带动连接驱动活塞于燃烧室内做往复运动，在汽缸内径设有与外界相通的排气通道以及与供油管道相通的供气通道，所述燃烧室和曲轴箱具有相连通并与排气通道对置设置的一个燃气进气通道，所述汽缸设置有与外界空气相通的至少两对扫气通道，该至少两对扫气通道相对于排气管道和燃气进气通道形成的二等分面对称布置，该至少两对扫气通道包括设置在靠近排气通道两侧的第一级扫气通道、相邻第一级扫气通道的第二级扫气通道，所述第一级扫气通道的第一扫气口高于第二级扫气通道的第二扫气口，还包括将燃烧室和曲轴箱连通的多条副进气通道，所述副进气通道的副进气口位于第一扫气口的下方。
通过采用上述技术方案，通过设置有第一级扫气通道和第二级扫气通道，并且第一扫气口高于第二扫气口，进而起到了在排气过程当中，先通过第一级扫气通道中的新鲜空气充量对燃烧室进行扫气，进一步的再通过第二扫气口对燃烧室的空气进行扫气，在分层扫气的同时实现了逐级扫气，扫气更加有层次，并且在空气进行扫气之后，燃气进气通道进气，并随后靠近排气通道的副进气通道进行喷气，配合上燃气进气通道，进而起到了汽油混合气在燃烧室内高速率地充入，并且在靠近排气通道的排气口处的副进气通道的喷出还能形成进而阻挡层，进而降低了汽油混合气的损失，也避免了未燃烧的汽油混合气的排出对空气造成的污染，降低了排出气体中总碳氢化合物的容量。
本发明的进一步设置在于，所述第一级扫气通道的第一扫气口具有60°至90°的仰角。
通过采用上述技术方案，通过将第一级扫气通道的第一扫气孔设置有60°至90°的仰角，新鲜空气充量进入到燃烧室内的扫气盲区小，进而起到了能清除扫气口上方的扫气盲区，并且在到达气缸的内部顶壁之后能向燃气进气通道上方流动，进一步以燃气进气通道向排气通道方向在活塞上表面流动，进而形成一个环形流动路径，最后进入排气通道排出气缸，能起到对于在燃烧室上方的残余气体进行带出。
本发明的进一步设置在于，所述第二级扫气通道的第二扫气口具有大于15°且小于30°的仰角。
通过采用上述技术方案，第二扫气口具有大于15°且小于30°的夹角，进而在第一级扫气通道形成环形气流的同时，通过设置有第二级扫气通道，进一步通入新鲜空气充量对齐进行横向扫气，并且能加速第一级扫气通道形成的环形气流路径的流动速率，将残余气体带入排气通道中排出。
本发明的进一步设置在于，所述副进气通道的副进气口具有60°至75°的仰角。
通过采用上述技术方案，通过副进气口设置有60°至75°的仰角，进而起到了在扫气末期在燃烧室内部喷射出阻挡层，此时配合上燃气进气通道对于燃烧室的汽油混合气的输送，使汽油混合气在燃烧室内部形成一个从燃烧进气口至排气口，再到排气口上方顶壁和燃烧进气口上方的一个流动路径，汽油混合气能在燃烧室内充满，并且副进气口形成的阻挡层避免或多的汽油混合气从排气通道处流出，进而降低了汽油混合气的损失，也避免了未燃烧的汽油混合气的排出对空气造成的污染，降低了排出气体中总碳氢化合物的容量。
本发明的进一步设置在于，所述第二扫气口的最低点与燃气进气口的最高点相平齐并高于副进气口的最高点。
通过采用上述技术方案，起到了在第一扫气口和第二扫气口完全打开之后，先对燃烧室内部的残留气体进行空气的扫气，进而打开燃气进气通道再进行扫气，起到了逐级扫气的作用。
本发明的进一步设置在于，所述副进气口的与燃气进气通道的燃气进气口在最低点相平齐，所述副进气口的最高点低于燃气进气口的最高点。
通过采用上述技术方案，即实现了燃气进气通道能作为主燃气进气口能先对燃烧室内部进行汽油混合气体进行补充，并且一部分作为汽油混合气体作为扫气气体和新鲜空气一起被排出，在活塞逐渐向下运行后，随之副进气通道的副进气孔被打开，汽油混合气体同时通过副进气通道和燃气进气通道进入到燃烧室内部，在活塞达到下止点后，副进气通道和燃气进气通道能同时开启最大，提升了汽油混合气体的通入效率。
本发明的进一步设置在于，所述副进气通道内设置有节流结构。
本发明的进一步设置在于，所述节流结构包括设置在副进气通道靠近出口处设置的节流板，在节流板的中央设置有节流孔。
通过采用上述技术方案，通过设置有节流结构，节流结构的节流孔能提高从副进气通道内喷射处的汽油混合气的压力和喷射速率，提高扫气效率和转化效率，并使阻挡层的气流速率流动更快，对于燃气进气通道中喷出的汽油混合气具有更佳的带动作用，避免多余汽油混合气的进入到排气通道损失。
本发明的进一步设置在于，所述节流孔的孔径沿副进气通道至副进气口方向均匀减小。
通过采用上述技术方案，节流孔的孔径均匀减小，进而起到了能进一步提升对于汽油混合气的压力和喷射速率，形成流动速率更快的阻挡层。
本发明的进一步设置在于，所述第一级扫气通道和第二级扫气通道在排气通道下方汇聚成一空气通道，在空气通道的靠近空气入口处设置有簧片阀。
通过采用上述技术方案，簧片阀能起到只能单向进气，避免气体在通道内部的倒灌。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、通过先将空气进行扫气，将燃烧室残留的气体带出，相对于直接通过汽油混合气进行扫气的方式，减少了未燃烧汽油混合气的直接排出；
2、空气进行逐级扫气，第一级扫气通道以较大仰角扫气，进而形成一个燃烧室内形成一个环形空气排出路径，并且第二级扫气通道通过横向扫气，加速了环形空气排出路径的流速；
3、设置有副进气通道，配合上燃气进气通道，将汽油混合气快速充分的充入燃烧室当中，并且副进气通道以较快速率地喷出，在靠近排出口处形成阻挡层，带动燃气进气通道通入的汽油混合气向上流动，进一步降低未燃烧的汽油混合气流出排出口。
附图说明
图1是二冲程内燃机在未进行扫气状态下的纵向剖视图；
图2是二冲程内燃机隐藏连杆的纵向剖视图；
图3是二冲程内燃机的活塞在下行至打开第一扫气口和排气通道状态的纵向剖视图；
图4是二冲程内燃机的活塞在下行至下止点状态的纵向剖视图；
图5是二冲程内燃机缸体内部排气通道、燃气进气通道和副进气通道的示意图；
图6是二冲程内燃机缸体内部空气入口、第一级扫气通道和第二级扫气通道的示意图；
图7是图6的节流结构的A部放大图。
图中，1、汽缸；11、活塞；12、燃烧室；13、曲轴箱；131、曲轴室；14、连杆；141、凸轮；15、火花塞；16、冷却翅片；2、排气通道；3、供气通道；4、燃气进气通道；41、燃气进气口；5、副进气通道；51、副进气口；6、第一级扫气通道；61、第一扫气口；7、节流板；71、节流孔；8、第二级扫气通道；81、第二扫气口；9、空气通道；91、空气入口；92、簧片阀。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
请参照附图1，一种二冲程内燃机，该内燃机具有一个汽缸1以及一个曲轴箱13，在汽缸1内容纳了一个活塞11，在汽缸1的下方，曲轴箱13围合出一个曲轴室131，曲轴箱13可转动地支撑着一曲轴通过一连杆14以及凸轮141来实现活塞11上下往复运动。在汽缸1的内部设置了一个半球形的燃烧室12，所述燃烧室12的底部由活塞11的上表面所界定，在缸盖部分顶部的孔中旋入了一个火花塞15。在汽缸1的外周臂上设置了冷却翅片16。
请参照附图1并结合附图5，在汽缸1内径设置有与外界相同的排气通道2，还设置有与供油管道相连通的供气通道3，其中供气通道3位于气缸的最下方，供气通道3与曲轴箱13连通，燃烧室12和曲轴室131具有相连通的燃气进气通道4和副进气通道5，即燃气进气通道4和副进气通道5和供气通道3相通。其中燃气进气通道4的燃气进气口41与排气通道2的排气开口对置设置，副进气通道5设置有两条，两条副进气通道5以燃气进气通道4和排气通道2形成的二等分面对称布置(图中仅示意副进气通道5的其中一个)。
请参照附图1并结合附图6，汽缸1中还设置有两级扫气通道，即靠近排气通道2两侧的第一级扫气通道6，以及相邻设置在第一级扫气通道6的第二级扫气通道8，两级扫气通道均与外界新鲜空气相连通，通过在排气通道2的下方设置有空气入口91，在空气入口91处设置有簧片阀92，避免空气的倒灌。空气入口91的空气通道9分进入缸体臂内之后形成一条环形的通道，在环形的通道上方连通有四条通道，即两条第一级扫气通道6和两条第二级扫气通道8，其中第一级扫气通道6以排气通道2和燃气进气通道4形成的二等分面对称布置，第二级扫气通道8以排气通道2和燃气进气通道4形成的二等分面对称布置(图中均仅示意第一级扫气通道6的其中一个和第二级扫气通道8的其中一个)。
请参照附图2，第一级扫气通道6的第一扫气口61的最高点高于第二级扫气通道8的第二扫气口81的最高点，第一扫气口61的最高点与排气通道2的在缸体内壁的排气口的最高点相平齐，第二扫气口81的最高点位于第一扫气口61的一半高度处，第二扫气口81的最低点位于燃气进气通道4的最高点处，副进气口51的最高点低于燃气进气口41的最高点，副进气口51的最低点与燃气进气口41的最低点相平齐，副进气口51的最高点大致位于燃气进气口41的一半高度处。
请参照附图2并结合附图6，其中第一级扫气通道6的第一扫气口61具有60°至90°的仰角，优选为80°的仰角，第二级扫气通道8的第二扫气口81具有大于15°且小于30°的仰角，优选为20°的仰角。将第一级扫气通道6的第一扫气孔设置有较高的仰角，新鲜空气充量进入到燃烧室12内的扫气盲区小，进而起到了能清除扫气口上方的扫气盲区，并且在到达气缸的内部顶壁之后能向燃气进气通道4上方流动，进一步以燃气进气通道4向排气通道2方向在活塞11上表面流动，进而形成一个环形流动路径，最后进入排气通道2排出气缸，能起到对于在燃烧室12上方的残余气体进行带出。第二扫气口81具有较低仰角，进而在第一级扫气通道6形成环形气流的同时，通过设置有第二级扫气通道8，进一步通入新鲜空气充量对齐进行横向扫气，并且能加速第一级扫气通道6形成的环形气流路径的流动速率，将残余气体带入排气通道2中排出。
请参照附图2并结合附图5，副进气通道5的副进气口51位于第一扫气口61的下方，并且副进气通道5和具有60°至75°的仰角，优选为70°的仰角。在扫气末期在燃烧室12内部喷射出阻挡层，此时配合上燃气进气通道4对于燃烧室12的汽油混合气的输送，使汽油混合气在燃烧室12内部形成一个从燃烧进气口至排气口，再到排气口上方顶壁和燃烧进气口上方的一个流动路径，汽油混合气能在燃烧室12内充满，并且副进气口51形成的阻挡层避免或多的汽油混合气从排气通道2处流出，进而降低了汽油混合气的损失，也避免了未燃烧的汽油混合气的排出对空气造成的污染，降低了排出气体中总碳氢化合物的容量。
请参照附图6和7，在副进气通道5内设置有节流结构，节流结构包括设置在副进气通道5靠近出口处设置的节流板7，在节流板7的中央设置有一节流孔71，由此可以使得汽油混合气体从副扫气口当中喷射出来，设置有节流孔71能提高气流的压力和流速，并且所述节流孔71的孔径沿副进气通道5至副进气口51方向均匀减小，即节流孔71靠近副进气口51方向的孔的直径小于背向的孔的直径，即形成一个圆台状的节流孔71，该圆台状的上底半径小于下底半径。将节流孔71的孔径沿着汽油混合气体流动的方向减小，故气体能以聚合状而非扩散状喷射出。
以下为二冲程内燃机在活塞11上行以及扫气过程的一个行程做相应描述，在活塞11位于下止点时上行过程中，此时上一次的扫气已经完成，在燃烧室12内已经充满了从曲轴箱13通过燃气进气通道4和副进气通道5进入的汽油混合气体，活塞11的向上运动压缩燃烧室12内的气体，同时形成曲轴箱13内的负压，使汽油混合气体从供气通道3内充入，充满曲轴箱13，在活塞11到达上止点时，点燃火花塞15，混合气体产生巨大的热能量推动活塞11向下运动，活塞11继续下行运动，在打开第一级扫气通道6和排气通道之后开始进行排气运动，由于第一级扫气通道6的第一扫气口61最高点高度高于第二扫气口81，所以先通过第一级扫气通道6中的新鲜空气充量对燃烧室12进行扫气，能清除扫气口上方的扫气盲区，并且形成一个环形空气流动路径，最后进入排气通道2排出气缸，活塞11逐步下行，进一步将第二扫气口81打开，第二扫气口81对燃烧室12的空气进行横向扫气，在分层扫气的同时实现了逐级扫气，扫气更加有层次，并且能加速第一级扫气通道6形成的环形气流路径的流动速率，将残余气体带入排气通道2中排出。并且在空气进行扫气之后，燃气进气通道4进气，随后靠近排气通道2的副进气通道5进行喷气，进而起到了汽油混合气在燃烧室12内高速率地充入，并且在靠近排气通道2的排气口处的副进气通道5的喷出还能形成进而阻挡层，进而降低了汽油混合气的损失，也避免了未燃烧的汽油混合气的排出对空气造成的污染，降低了排出气体中总碳氢化合物的容量。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种二冲程内燃机，包括：汽缸(1)，在所述汽缸(1)内有一个由往复运动的活塞(11)在活塞(11)上方界定形成的燃烧室(12)，所述活塞(11)连接有连杆(14)，并通过安装于曲轴箱(13)内的曲轴带动连接驱动活塞(11)于燃烧室(12)内做往复运动，在汽缸(1)内径设有与外界相通的排气通道(2)以及与供油管道相通的供气通道(3)，所述燃烧室(12)和曲轴箱(13)具有相连通并与排气通道(2)对置设置的一个燃气进气通道(4)，其特征在于，所述汽缸(1)设置有与外界空气相通的至少两对扫气通道，该至少两对扫气通道相对于排气通道(2)和燃气进气通道(4)形成的二等分面对称布置，该至少两对扫气通道包括设置在靠近排气通道(2)两侧的第一级扫气通道(6)、相邻第一级扫气通道(6)的第二级扫气通道(8)，所述第一级扫气通道(6)的第一扫气口(61)高于第二级扫气通道(8)的第二扫气口(81)；还包括将燃烧室(12)和曲轴箱(13)连通的多条副进气通道(5)，所述副进气通道(5)的副进气口(51)位于第一扫气口(61)的下方。
2.根据权利要求1所述的一种二冲程内燃机，其特征在于，所述第一级扫气通道(6)的第一扫气口(61)具有60°至90°的仰角。
3.根据权利要求2所述的一种二冲程内燃机，其特征在于，所述第二级扫气通道(8)的第二扫气口(81)具有大于15°且小于30°的仰角。
4.根据权利要求3所述的一种二冲程内燃机，其特征在于，所述副进气通道(5)的副进气口(51)具有60°至75°的仰角。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种二冲程内燃机，其特征在于，所述第二扫气口(81)的最低点与燃气进气口(41)的最高点相平齐并高于副进气口(51)的最高点。
6.根据权利要求5所述的一种二冲程内燃机，其特征在于，所述副进气口(51)与燃气进气通道(4)的燃气进气口(41)在最低点相平齐，所述副进气口(51)的最高点低于燃气进气口(41)的最高点。
7.根据权利要求6所述的一种二冲程内燃机，其特征在于，所述副进气通道(5)内设置有节流结构。
8.根据权利要求7所述的一种二冲程内燃机，其特征在于，所述节流结构包括设置在副进气通道(5)靠近出口处设置的节流板(7)，在节流板(7)的中央设置有节流孔(71)。
9.根据权利要求8所述的一种二冲程内燃机，其特征在于，所述节流孔(71)的孔径沿副进气通道(5)至副进气口(51)方向均匀减小。
10.根据权利要求1所述的一种二冲程内燃机，其特征在于，所述第一级扫气通道(6)和第二级扫气通道(8)在排气通道(2)下方汇聚成一空气通道(9)，在空气通道(9)的靠近空气入口(91)处设置有簧片阀(92)。
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