CN109252940B - 带扫气泵的二冲程双循环内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明属于内燃机技术领域，特别涉及一种带扫气泵的二冲程双循环内燃机。包括气缸、活塞、连杆及扫气泵，其中气缸的两端设有上缸盖和下缸盖，活塞容置于气缸内、且将气缸分隔为上气室和下气室，连杆的一端与活塞铰接，另一端由下缸盖穿出与曲柄相连，下缸盖上设置封闭述连杆与下缸盖之间间隙的封闭装置，气缸的外侧沿周向设有空气/混合气室，空气/混合气室通过设置于缸体上的上扫气孔和下扫气孔分别与上气室和下气室连通，或不增设一排扫气孔而增设扫气阀，扫气阀控制扫气孔与上、下气室连通与否，扫气泵设置于空气/混合气室的进气口处。本发明发动机的体积略有增加，功率增大70％以上，达到了人们最想要的大幅度增加功率密度的目的。

Description

带扫气泵的二冲程双循环内燃机

技术领域

本发明属于内燃机技术领域，特别涉及一种带扫气泵的二冲程双循环内燃机。

背景技术

目前，应用的内燃机，在内燃机的气缸中仅有一个气室，是单循环工作，这样的内燃机的功率密度小。

目前，有许多人为了提高功率密度，提出将气缸的近曲柄端封闭，在活塞两端形成上下两个气室进行工作，在活塞和连杆之间增加活塞杆、导轨、十字头等部件，将直线往复运动加摆动的连杆设置在气缸外，与活塞相连接的活塞杆只做直线往复运动，用封闭圈/套封闭活塞杆与下缸盖之间的间隙，实现在活塞两端上下两个气室进行双循环工作，以此来提高内燃机的功率密度。这些“双循环热机”采用的是蒸气机运转系统，是蒸气机与内燃机的结合，实际上是“双循环内燃蒸气机”结构，不是真正意义上的双循环内燃机，这种“双循环内燃蒸气机”有两大缺点：第一用于封闭活塞杆与下缸盖的封闭装置，采用的是封闭圈/套,或增加缸颈而且在缸颈中加封闭剂等，这些封闭装置，原来所用的封闭材料是蒸汽机、空压机等适用于封闭压力和温度都较低的蒸气和空气的。但是在高温、高压的燃气环境中工作很快就会遭到损坏，损坏后由于漏气，功率不但不增，反而下降，耗油多、功率小，这些是此类“双循环内燃机”的致命缺点，也是导致此类内燃机没得到广泛应用的主要原因。第二是在结构上由于增加活塞杆、十字头、导轨等部件，使体积增加了三分之一左右，致使内燃机的功率密度大大下降，造成了此种“双循环内燃机”又一的严重缺点。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种带扫气泵的二冲程双循环内燃机，以解决现有双循环内燃机功率小、体积大的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种带扫气泵的二冲程双循环内燃机，包括气缸、活塞、连杆及扫气泵，其中气缸的两端设有上缸盖和下缸盖，所述活塞容置于气缸内、且将气缸分隔为上气室和下气室，所述连杆的一端与所述活塞铰接，另一端由所述下缸盖穿出、且与曲柄相连，所述下缸盖上设置封闭所述连杆与所述下缸盖之间间隙的封闭装置，所述气缸的外侧沿周向设有空气/混合气室，所述空气/混合气室通过设置于所述气缸上的上扫气孔和下扫气孔分别与上气室和下气室连通，或通过由扫气阀控制的扫气孔与上气室或下气室连通，所述扫气泵设置于所述空气/混合气室的进气口处。

所述上缸盖上设有二冲程上气室排气门和二冲程上气缸盖喷油嘴/火花塞，所述下缸盖上设有二冲程下气室排气门和二冲程下缸盖喷油嘴/火花塞；在所述活塞的上行程中，所述下气室先进行做功，后进行排气和扫气过程，扫气一直进行到活塞再向下止点移动，活塞或扫气阀将扫气孔关闭时为止，所述上气室先进行排气和扫气，后进行压缩，活塞接近上止点时，喷油嘴喷油或火花塞点火；在所述活塞的下行程中，所述上气室先进行做功，后进行排气、扫气过程，扫气一直进行到活塞再向上止点移动，活塞或扫气阀将扫气孔关闭时为止，所述下气室先进行排气、扫气，后进行压缩，活塞接近下止点时，喷油嘴喷油或火花塞点火。

所述下缸盖上设有两端呈拱形中部呈长方形的下缸盖开口，所述下缸盖开口的内壁设有盖凹槽，所述盖凹槽为双层盖凹槽，所述封闭装置为容置于所述下缸盖开口内的片环封闭装置，所述片环封闭装置与所述双层盖凹槽滑动配合；

或者所述盖凹槽为单层盖凹槽，所述封闭装置为容置于所述下缸盖开口内的片圈封闭装置，所述片圈封闭装置与所述单层盖凹槽滑动配合。

所述片环封闭装置包括封闭片组Ⅰ、封闭片组Ⅱ及封闭饼，所述封闭片组Ⅰ和封闭片组Ⅱ分别滑动连接在所述双层盖凹槽的两个凹槽内，所述封闭片组Ⅰ和封闭片组Ⅱ均包括叠置且长度逐渐递增或逐渐递减的多个封闭片，各封闭片上沿长度方向设有条形孔，所述封闭饼容置于所述封闭片组Ⅰ和封闭片组Ⅱ中最短的封闭片的条形孔内、且可转动，所述封闭饼上沿径向设有圆柱状孔，所述连杆穿过所述圆柱状孔、且通过杆环密封，所述连杆摆动，所述封闭片组Ⅰ和封闭片组Ⅱ跟随所述连杆沿所述下缸盖开口左右滑动，所述封闭饼可在所述条形孔中向左或向右转动，所述连杆可在所述圆柱状孔中可沿轴向滑动，从而实现了所述连杆在所述下缸盖上的所述片环封闭装置中左右摆动和沿轴向往复运动。

所述圆柱状孔内有环凹槽，所述杆环容置于所述环凹槽内。

多个所述封闭片上的条形孔宽度相等，长度逐渐增大或逐渐减小；所述下缸盖开口被连杆、杆环、封闭饼和多个所述封闭片完全封闭。

所述封闭饼的内部设有相互垂直的三个饼基片弹性层，所述封闭饼的外表面设有饼基片耐磨层。

所述片圈封闭装置包括封闭片组Ⅰ和封闭圈/套，其中封闭片组Ⅰ包括叠置且长度逐渐递增或逐渐递减的多个封闭片，各封闭片上沿长度方向设有条形孔，多个封闭片上的条形孔的长度逐渐递增或逐渐递减，所述封闭圈/套容置于最短的封闭片的条形孔内、且通过沿周向设有的外部凹槽与所述最短的封闭片连接，所述封闭圈/套上设有用于所述连杆穿过的通孔，所述连杆与所述通孔为紧配合。

所述盖凹槽的侧壁上设有浅基凹槽，所述浅基凹槽内设有环基片，所述环基片包括环基片弹性层和设置于所述环基片弹性层两侧的环基片外耐磨片和环基片内耐磨片。

所述盖凹槽的侧壁上设有浅基凹槽，所述浅基凹槽的底部设有深基凹槽，所述深基凹槽内容置有多个滚动柱，所述浅基凹槽内设有位于所述滚动柱上方的滚动基片,所述滚动基片包括滚动基片弹性层及设置于所述滚动基片弹性层两侧的滚动基片外耐磨片和滚动基片内耐磨片。

本发明的优点及有益效果是：

1.本发明的双循环内燃机，纯新增加体积不到原发动机的十分之一，而功率大约可增加80％左右，功率密度大约增加73％，发动机的体积增加很少，功率增大很大，达到了人们最想要的大幅度增加功率密度的目的。

2.本发明与其它双循环热机比，体积小，结构简单，容易改进且容易制造。

附图说明

图1为本发明上冲程上半段的结构示意图；

图2为本发明上冲程下半段的结构示意图；

图3为本发明下冲程上半段的结构示意图；

图4为本发明下冲程下半段的结构示意图；

图5为本发明中下缸盖的结构示意图；

图6为本发明中双层盖凹槽的立体图；

图7为本发明中双层盖的横截面示意图；

图8为本发明中单层凹槽横截面示意图；

图9为本发明中封闭片的结构示意图；

图10为本发明中封闭片组的结构示意图；

图11为本发明中封闭片组合方式一的结构示意图；

图12为本发明中封闭饼的结构示意图；

图13为图12的侧视图；

图14为本发明中封闭饼的剖视图；

图15为本发明中封闭片组合方式二的结构示意图；

图16为本发明中封闭片组合方式三的结构示意图；

图17为本发明中封闭圈/套的结构示意图；

图18为本发明中封闭圈/套的俯视图；

图19为本发明中封闭圈/套的侧视图；

图20为本发明中环基片的结构示意图；

图21为本发明中滚动装置的结构示意图；

图22为本发明中滚动基片的结构示意图；

图23为本发明中滚动层的结构示意图。

图中：1、气缸，2、活塞，3、连杆，5、上缸盖，6、下缸盖，7、上气室，8、下气室，9、下缸盖开口，10、盖凹槽，10a、双层盖凹槽，10b、单层盖凹槽，11、盖凹槽上槽壁，12、中间隔板，13、盖凹槽下槽壁，14、封闭片，14a-14n为封闭片组Ⅰ中的各封闭片，14a’-14n’为封闭片组Ⅱ中的各封闭片，15、条形孔，16、封闭饼，17、圆柱状孔，18、环凹槽，19、封闭圈/套，20、通孔，21、外部凹槽，22、浅基凹槽，23、环基片外耐磨片，24、环基片中弹性层，25、环基片内磨片，26、饼基片弹性层，27、饼基片耐磨层，28、滚动基片，28a、滚动基片外耐磨片，28b、滚动基片弹性层，28c、滚动基片内耐磨片，29、深基凹槽，30、滚动柱，31、滚动柱小轴，32、滚动柱小轴孔，33、杆环封闭装置，34、杆环，37a、二冲程上气室排气门，37b、二冲程下气室排气门，38a、二冲程上气缸盖喷油嘴/火花塞，38b、二冲程下缸盖喷油嘴/火花塞，39、空气/混合气室，40、上扫气孔，41、下扫气孔，42、扫气泵。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1所示，本发明提供的一种带扫气泵的二冲程双循环内燃机，包括气缸1、活塞2、连杆3及扫气泵42，其中气缸1的两端设有上缸盖5和下缸盖6，活塞2容置于气缸1内、且将气缸1分隔为上气室7和下气室8，连杆3的一端与活塞2铰接，另一端由下缸盖6穿出、且与曲柄相连，下缸盖6上设置封闭连杆3与下缸盖6之间间隙的封闭装置，封闭装置用以封闭做往复运动又做摆动的连杆3与下缸盖6之间的间隙。气缸1的外侧沿周向设有空气/混合气室39，空气/混合气室39通过设置于气缸1上的上扫气孔40和下扫气孔41分别与上气室7和下气室8连通，或不增设一排扫气孔而增设扫气阀，扫气阀控制扫气孔与上、下气室连通与否，扫气泵42设置于空气/混合气室39的进气口处。

上缸盖5上设有二冲程上气室排气门37a和二冲程上气缸盖喷油嘴/火花塞38a，下缸盖6上设有二冲程下气室排气门37b和二冲程下缸盖喷油嘴/火花塞38b；上扫气孔40和下扫气孔41均为多个、且沿周向均布。

在活塞2的上行程中，下气室8先进行做功，后进行排气和扫气过程，扫气一直进行到活塞再向下止点移动，活塞2或扫气阀将扫气孔关闭时为止，上气室7先进行排气和扫气，后进行压缩，活塞接近上止点时，喷油嘴喷油或火花塞点火；在活塞2的下行程中，上气室7先进行做功，后进行排气、扫气过程，扫气一直进行到活塞再向上止点移动，活塞2或扫气阀将扫气孔关闭时为止，下气室8先进行排气、扫气，后进行压缩，活塞接近下止点时，喷油嘴喷油或火花塞点火。

如图5所示，下缸盖6上设有两端呈拱形中部呈长方形的下缸盖开口9，下缸盖开口9的内壁设有盖凹槽10，封闭装置容置于下缸盖开口9内、且与盖凹槽10连接。盖凹槽10的侧壁与底壁相互垂直，侧壁与气缸壁垂直，底壁与气缸壁平行。

盖凹槽10为双层盖凹槽10a，双层盖凹槽10a包括由上到下设置的两层凹槽，封闭装置为与双层盖凹槽10a配合的片环封闭装置，如图6-7所示；或者盖凹槽10为单层盖凹槽10b，封闭装置为与单层盖凹槽10b配和的片圈封闭装置，如图8所示。

如图6-7所示，盖凹槽10为双层盖凹槽10a，双层盖凹槽10a包括由上到下设置的两层凹槽，两层凹槽中间通过中间隔板12分隔，两侧分别为盖凹槽上槽壁11和盖凹槽下槽壁13。

如图9-11所示，封闭装置为与双层盖凹槽10a配合的片环封闭装置。片环封闭装置包括封闭片组Ⅰ、封闭片组Ⅱ及封闭饼16，封闭片组Ⅰ和封闭片组Ⅱ分别滑动连接在双层盖凹槽10a的两个凹槽内，封闭片组Ⅰ和封闭片组Ⅱ均包括叠置且长度逐渐递增或逐渐递减的多个封闭片14，各封闭片14上沿长度方向设有两端呈拱形中部长方形的条形孔15，封闭饼16容置于封闭片组Ⅰ和封闭片组Ⅱ中最短的封闭片14的条形孔15内、且可转动。

如图12-13所示，封闭饼16上沿径向设有圆柱状孔17，圆柱状孔17内壁开有2-5道环凹槽18，环凹槽18中有杆环34，杆环34套在连杆3上。连杆3的杆身为圆柱形，连杆3既在可滑动的封闭片14内左右摆动，又可在封闭饼16内的杆环34中做直线往复运动。

如图14所示，封闭饼16内有三层相互垂直的饼基片弹性层26，封闭饼16表面为饼基片耐磨层27，饼基片弹性层26结构为内部是石棉纤维(夹有碎铜丝或钢屑)，外面包以铜皮、钢皮或碳墨稀皮等，封闭饼16的厚度比封闭片14的条形孔15的宽度大0.0001mm-0.2mm。

连杆3摆动，封闭片组Ⅰ和封闭片组Ⅱ跟随连杆3在下缸盖开口9内左右滑动，封闭饼16可在条形孔15中向左或向右转动，连杆3可在圆柱状孔17中可沿轴向滑动，从而实现了连杆3在下缸盖6上的封闭装置中左右摆动和沿轴向往复运动。

多个封闭片14上的条形孔15宽度相等，长度逐渐增大或逐渐减小，下缸盖开口9被连杆3、杆环34、封闭饼16和多个封闭片14完全封闭。

如图5所示，双层盖凹槽10a两端深度为a，单边侧面深度b。如图9所示，每个封闭片14上的条形孔15的一端到外侧长皆为a’，单边侧面宽度皆为b’，如图10所示。a’比a小0.001-5mm，b’比b小0.001-5mm，每个封闭片14上的条形孔15宽度都相等，比下缸盖开口9的宽度小0.001-5mm，每个封闭片中条形孔15长度不同，第一封闭片14a的条形孔15的长度等于连杆3直径的1.2-3倍(给封闭饼留空间)，第二封闭片14b条形孔15长度比第一封闭片14a条形孔15长度最多长出a，第n封闭片14n的条形孔15长度比第n-1封闭片14(n-1)的条形孔15长，最多长出a，直到多个封闭片一端都靠齐下缸盖开口9的一端，能将下缸盖开口9完全封闭为止。远曲柄端的下缸盖开口的长度可以比近曲柄端气缸盖开口的长度可短

[其中D为下缸盖上的相邻两长方形开口之间的距离，L为连杆长，r为曲柄半径]。远曲柄端封闭片组的封闭片个数可比近曲柄端封闭片个数少0-6片，组内的多个封闭片14互相遮挡，起到了封闭气下缸盖开口9与封闭饼16之间间隙的作用。每组封闭片的组合可以由短到长排列，也可由长到短排列。

下缸盖6有双层盖凹槽10a处的下缸盖6厚度增加到原来的1-2倍，下缸盖开口9两端拱形所对应的气缸下端的缸径和下缸盖6的直径加长到原来的1-1.5倍,双层盖凹槽10a两端深度a大于两侧深度b。

如图10所示，封闭片组Ⅰ包括从短到长的封闭片14a、封闭片14b……封闭片14n-1，封闭片14n；封闭片组Ⅱ包括从短到长的封闭片14a’、封闭片14b’……封闭片14n’-1，封闭片14n’。

两组封闭片中各有一个长度最短的封闭片14a和封闭片14a’，封闭饼16就放置在封闭片14a和封闭片14a’的条形孔15中，封闭饼16的直径D大于最短封闭片条形孔15的长度，两者之间的差为：

[D饼为封闭饼装入封闭片后的直径，D为双盖凹槽两个下缸盖开口9之间距离]，封闭片14a和封闭片14a’与封闭饼16接触部分为凹球面形，增加与封闭饼10的封闭度和耐磨度。封闭饼16与封闭片14a和封闭片14a’紧密贴合，在封闭片14a和封闭片14a’的条形孔15之间转动，封闭片14a和封闭片14a’的条形孔15起到了固定封闭饼16上下和左右位置的作用，双层盖凹槽10a内的两组封闭片，起双封闭作用，增强了封闭效果。封闭片组Ⅰ和封闭片组Ⅱ可在下缸盖开口9中左右滑动，封闭饼16可在封闭片组Ⅰ和封闭片组Ⅱ的条形孔15中左右转动，连杆3可在封闭饼里的杆环34中往复运动，实现了连杆3在下缸盖6的封闭装置中即往复运动又左右摆。

如图20所示，本发明的一实施例中，盖凹槽10的侧壁上设有浅基凹槽22，浅基凹槽22内设有环基片，环基片包括环基片外耐磨片23、环基片中弹性层24及环基片内磨片25，环基片外耐磨片23和环基片内磨片25设置于环基片中弹性层24的两侧，环基片外耐磨片23、环基片中弹性层24及环基片内磨片25可一体，也可分体，分体有利于滑动。弹性层24结构可由许多条平行排列的波纹形的弹簧片组成，或可由多片塑性金属片组成,也可由内部是石棉纤维(夹有碎铜丝或钢屑)，外面包以铜皮或钢皮或碳墨稀皮等。

如图21-23所示，本发明的另一实施例中，为了封闭片14左右摆动时，减小与盖凹槽10之间的摩擦，可在浅基凹槽22底壁上开深基凹槽29，浅基凹槽22内改设滚动基片28，滚动基片28由三层组成，滚动基片外耐磨片28a、滚动基片弹性层28b和滚动基片内耐磨片28c，三层为一体。深基凹槽29内设置由许多滚动柱30组成的滚动层，滚动柱30露出深基凹槽29外面，滚动柱30两端有滚动柱小轴31，滚动柱小轴31放在深基凹槽29的滚动柱小轴孔32中，各滚动柱小轴孔32的上壁是连体且螺钉/卡簧等方式固定在深基凹槽侧壁上。

滚动基片28两侧的ab边和cd边为直边，bc边和ad边为内收的弧形，其曲度可与对应的盖凹槽10的曲度相同，可大于对应的盖凹槽10的曲度，ab边的长度比盖凹槽开口9的直边长度小0.001-25mm，如图22所示。滚动柱30不接触深基凹槽29的底壁，滚动层布满整个深基凹槽29，如图23所示。封闭片组中最短和最长封闭片及耐磨硬板两端端面为斜坡形，减弱与滚动柱30的撞击力。为了方便将封闭片14、封闭饼16和封闭圈/套等装入盖凹槽10里，也为了容易制做盖凹槽10，下缸盖6从下缸盖开口9处分开成两部分，两部分之间可有或无缸盖垫,用螺栓将两部分固定在一起。

下缸盖6有润滑油路通到封闭装置，为封闭装置提供润滑。

封闭片组Ⅰ和封闭片组Ⅱ中的封闭片14可有多种排列方式，叠加的封闭片14是按长度大小降序或升序排列。

排列方式一：如图11所示，从盖凹槽上槽壁11开始向中间隔板12排列的封闭片14由短到长排列，再从中间隔板12开始向盖凹槽下槽壁13排列的封闭片14由长到短排列，本发明称此为排列方式一。

排列方式二：如图15所示，从盖凹槽上槽壁11开始向中间隔板12排列的封闭片14由长到短排列，再从中间隔板12开始向盖凹槽下槽壁13排列的封闭片14由长到短排列，本发明称此为排列方式二。

排列方式三：如图16所示，从盖凹槽上槽壁11开始向中间隔板12分布的封闭片14由长到短排列，再从中间隔板12开始向盖凹槽下槽壁13排列的封闭片14由短到长排列，本发明称此为排列方式三。

如图17-19所示，片圈封闭装置包括封闭片组Ⅰ和封闭圈/套19，其中封闭片组Ⅰ包括叠置且长度逐渐递增或逐渐递减的多个封闭片14，各封闭片14上沿长度方向设有条形孔15，多个封闭片14上的条形孔15的长度逐渐递增或逐渐递减，封闭圈/套19容置于最短的封闭片14的条形孔15内，封闭圈/套19上设有用于连杆3穿过的通孔20，连杆3与通孔20为紧配合。

封闭圈/套19的外侧沿周向设有用于与封闭片14连接的外部凹槽21。封闭圈/套19为封闭圈或封闭套。单层盖凹槽10b内放置可平行滑动的封闭片组，封闭圈/套19设置于最短的封闭片的条形孔15中，封闭圈/套19套到连杆3上，连杆3既在可滑动的封闭片内左右摆动，又可在封闭圈/套19内中做直线往复运动。

连杆3杆身的横截面形状可为I字形或圆形或长方形等。单层盖凹槽10b中设置多个叠加的封闭片14，封闭片条形孔15中设置封闭圈/套19，封闭圈/套19外形呈长方体状，封闭圈/套的外部与盖凹槽10的拱形边接触的外部凹槽21是两端为弧形槽，两侧可为具有薄沿的直槽，也可无槽而为平面，弧形凹槽和两侧薄沿边(或平面)是为了适合转动。封闭圈/套19内部有通孔20，通孔20的横截面形状可为I字形或圆柱形或长方形等，通孔20横截面与配套的连杆3杆身横截面形状相同。最短封闭片14a插入封闭圈/套外部的圆弧形圈凹槽21里，封闭圈/套19里面套有连杆3，最短封闭片的条形孔15的长等于连杆横截面的长边长度/直径长度与封闭圈/套厚度的2倍之和。将最短封闭片14a、密封圈/套19、连杆3三者接触部分紧密配合可达到良好的密封效果。

本发明的工作原理是：

将带扫气泵的二冲程内燃机的气缸加长到1-1.5倍，空气室或混合气室加长1-2倍，在空气室/混合气室两端各设置一排扫气孔，或不增设一排扫气孔而增设扫气阀，扫气阀控制扫气孔与上、下气室连通与否，将气缸近曲柄端设置下缸盖6，活塞2两端封闭，连杆3与活塞2铰链，连杆3穿过下缸盖6直接与曲柄相连，连杆3与下缸盖6之间的封闭可用片环封闭装置或片圈封闭装置，连杆3带动活塞2进行二冲程双循环工作。

上气缸盖5具有的部件，下缸盖6上都有、且有封闭装置，下缸盖6中间部位开有两端呈拱形中部呈长方形的下缸盖开口9，下缸盖开口9内壁有双或单层盖凹槽，有封闭装置处的下缸盖厚度增加到1-2倍，下缸盖开口9两端拱形所对应的气缸1下端的缸径和下缸盖6的直径加长到原来的1-1.5倍,盖凹槽10两端深度a大于两侧深度b，气缸和空气/混合气室39加长到1-1.5倍，取消原来位置扫气孔，在气室偏上、偏下位置各设置一排上扫气孔40和下扫气孔41，或不增设一排扫气孔而增设扫气阀，扫气阀控制扫气孔与上、下气室连通与否，空气/混合气经扫气泵42进入空气/混合气室39，连杆3与下缸盖6之间用片环封闭装置或用片圈封闭装置进行封闭，在活塞两端进行二冲程双循环。空气/混合气室39为空气室或混合气室。

本发明带扫气泵的二冲程双循环内燃机的工作过程：

第一冲程，活塞向上运行。

如图1所示，二冲程上气室排气门37a先打开、紧接着上扫气孔40打开，上气室7排气、扫气；当上扫气孔40被活塞2挡住或被扫气阀关闭，二冲程上气室排气门37a也关闭，上气室7进行压缩，当活塞2接近上止点，二冲程上气缸盖喷油嘴/火花塞38a喷油或点火(喷油嘴喷油或火化塞点火)。

如图2所示，二冲程下气室排气门37b关闭，下扫气孔41被活塞2挡住或被扫气阀关闭，燃气膨胀推动活塞2做功，当活塞运行接近上止点，二冲程下气室排气门37b打开，进行排气，紧接着下扫气孔41露出或被扫气阀打开，进行扫气，直到活塞2下行，将下扫气孔41挡住或被扫气阀关闭、下排气门37b关闭，扫气结束。

第二冲程：活塞向下运行。

如图3所示，二冲程上气室排气门37a关闭，上扫气孔40被活塞2挡住或被扫气阀关闭，燃气膨胀推动活塞2做功，当活塞2运行接近下止点，二冲程上气室排气门37a打开，上气室7进行排气，紧接着上扫气孔40露出或被扫气阀打开，进行扫气，直到活塞2上行，将上扫气孔40挡住或被扫气阀关闭，扫气结束。

如图4所示，二冲程下气室排气门37b、下扫气孔41打开，下气室8进行排气、扫气，当下扫气孔41被活塞2挡住或被扫气阀关闭，二冲程下气室排气门37b也关闭，下气室8进行压缩，当活塞2接近下止点时二冲程下缸盖喷油嘴/火花塞38b喷油或点火。

双循环二冲程内燃机，曲柄每转动一圈，做功两次。

本发明的双循环内燃机，只比单循环多个下缸盖，纯新增加体积不到原发动机的十分之一，而功率大约可增加80％左右，功率密度大约增加73％，发动机的体积增加很少，功率增大很大，达到了人们最想要的大幅度增加功率密度的目的。

现有的二冲程双循环，在内燃机中增加了活塞杆，使体积增加1/3，功率密度增加很少，远不如本发明功率密度增加的多。大型动力机械最需要这种功率密度大的内燃机。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种带扫气泵的二冲程双循环内燃机，其特征在于，包括气缸(1)、活塞(2)、连杆(3)及扫气泵(42)，其中气缸(1)的两端设有上缸盖(5)和下缸盖(6)，所述活塞(2)容置于气缸(1)内、且将气缸(1)分隔为上气室(7)和下气室(8)，所述连杆(3)的一端与所述活塞(2)铰接，另一端由所述下缸盖(6)穿出、且与曲柄相连，所述下缸盖(6)上设置封闭所述连杆(3)与所述下缸盖(6)之间间隙的封闭装置，所述气缸(1)的外侧沿周向设有空气/混合气室(39)，所述空气/混合气室(39)通过设置于所述气缸(1)上的上扫气孔(40)和下扫气孔(41)分别与上气室(7)和下气室(8)连通，或通过扫气阀控制扫气孔与上气室(7)或下气室(8)连通，所述扫气泵(42)设置于所述空气/混合气室(39)的进气口处；

所述下缸盖(6)上设有两端呈拱形中部呈长方形的下缸盖开口(9)，所述下缸盖开口(9)的内壁设有盖凹槽(10)，所述盖凹槽(10)为双层盖凹槽(10a)，所述封闭装置为容置于所述下缸盖开口(9)内的片环封闭装置，所述片环封闭装置与所述双层盖凹槽(10a)滑动配合；

或者所述盖凹槽(10)为单层盖凹槽(10b)，所述封闭装置为容置于所述下缸盖开口(9)内的片圈封闭装置，所述片圈封闭装置与所述单层盖凹槽(10b)滑动配合。

2.根据权利要求1所述的带扫气泵的二冲程双循环内燃机，其特征在于，所述上缸盖(5)上设有二冲程上气室排气门(37a)和二冲程上气缸盖喷油嘴/火花塞(38a)，所述下缸盖(6)上设有二冲程下气室排气门(37b)和二冲程下缸盖喷油嘴/火花塞(38b)；在所述活塞(2)的上行程中，所述下气室(8)先进行做功，后进行排气和扫气过程，扫气一直进行到活塞再向下止点移动，活塞(2)或扫气阀将扫气孔关闭时为止，所述上气室(7)先进行排气和扫气，后进行压缩，活塞接近上止点时，喷油嘴喷油或火花塞点火；在所述活塞(2)的下行程中，所述上气室(7)先进行做功，后进行排气、扫气过程，扫气一直进行到活塞再向上止点移动，活塞(2)或扫气阀将扫气孔关闭时为止，所述下气室(8)先进行排气、扫气，后进行压缩，活塞接近下止点时，喷油嘴喷油或火花塞点火。

3.根据权利要求1所述的带扫气泵的二冲程双循环内燃机，其特征在于，所述片环封闭装置包括封闭片组Ⅰ、封闭片组Ⅱ及封闭饼(16)，所述封闭片组Ⅰ和封闭片组Ⅱ分别滑动连接在所述双层盖凹槽(10a)的两个凹槽内，所述封闭片组Ⅰ和封闭片组Ⅱ均包括叠置且长度逐渐递增或逐渐递减的多个封闭片(14)，各封闭片(14)上沿长度方向设有条形孔(15)，所述封闭饼(16)容置于所述封闭片组Ⅰ和封闭片组Ⅱ中最短的封闭片(14)的条形孔(15)内、且可转动，所述封闭饼(16)上沿径向设有圆柱状孔(17)，所述连杆(3)穿过所述圆柱状孔(17)、且通过杆环(34)密封，所述连杆(3)摆动，所述封闭片组Ⅰ和封闭片组Ⅱ跟随所述连杆(3)沿所述下缸盖开口(9)左右滑动，所述封闭饼(16)可在所述条形孔(15)中向左或向右转动，所述连杆(3)可在所述圆柱状孔(17)中可沿轴向滑动，从而实现了所述连杆(3)在所述下缸盖(6)上的所述片环封闭装置中左右摆动和沿轴向往复运动。

4.根据权利要求3所述的带扫气泵的二冲程双循环内燃机，其特征在于，所述圆柱状孔(17)内有环凹槽(18)，所述杆环(34)容置于所述环凹槽(18)内。

5.根据权利要求4所述的带扫气泵的二冲程双循环内燃机，其特征在于，多个所述封闭片(14)上的条形孔(15)宽度相等，长度逐渐增大或逐渐减小；所述下缸盖开口(9)被连杆(3)、杆环(34)、封闭饼(16)和多个所述封闭片(14)完全封闭。

6.根据权利要求3所述的带扫气泵的二冲程双循环内燃机，其特征在于，所述封闭饼(16)的内部设有相互垂直的三个饼基片弹性层(26)，所述封闭饼(16)的外表面设有饼基片耐磨层(27)。

7.根据权利要求1所述的带扫气泵的二冲程双循环内燃机，其特征在于，所述片圈封闭装置包括封闭片组Ⅰ和封闭圈/套(19)，其中封闭片组Ⅰ包括叠置且长度逐渐递增或逐渐递减的多个封闭片(14)，各封闭片(14)上沿长度方向设有条形孔(15)，多个封闭片(14)上的条形孔(15)的长度逐渐递增或逐渐递减，所述封闭圈/套(19)容置于最短的封闭片(14)的条形孔(15)内、且通过沿周向设有的外部凹槽(21)与所述最短的封闭片(14)连接，所述封闭圈/套(19)上设有用于所述连杆(3)穿过的通孔(20)，所述连杆(3)与所述通孔(20)为紧配合。

8.根据权利要求1所述的带扫气泵的二冲程双循环内燃机，其特征在于，所述盖凹槽(10)的侧壁上设有浅基凹槽(22)，所述浅基凹槽(22)内设有环基片，所述环基片包括环基片弹性层(24)和设置于所述环基片弹性层(24)两侧的环基片外耐磨片(23)和环基片内耐磨片(25)。

9.根据权利要求1所述的带扫气泵的二冲程双循环内燃机，其特征在于，所述盖凹槽(10)的侧壁上设有浅基凹槽(22)，所述浅基凹槽(22)的底部设有深基凹槽(29)，所述深基凹槽(29)内容置有多个滚动柱(30)，所述浅基凹槽(22)内设有位于所述滚动柱(30)上方的滚动基片(28),所述滚动基片(28)包括滚动基片弹性层(28b)及设置于所述滚动基片弹性层(28b)两侧的滚动基片外耐磨片(28a)和滚动基片内耐磨片(28c)。

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