CN110005500B - 一种可任意翻转的四冲程发动机 - Google Patents

Abstract

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种可任意翻转的四冲程发动机，包括汽缸体，汽缸体包括燃烧室、进气门、排气门、进气通道和排气通道，燃烧室内安装有曲轴连杆活塞组，汽缸体上可拆卸安装有缸头盖、缸体下盖和缸体侧盖，汽缸体与缸头盖之间形成缸头室，凸轮位于缸头室内，缸头室内还设有结构相同的进气摇臂组件和排气摇臂组件，进气摇臂组件和排气摇臂组件均包括传动摇臂和压缩摇臂，进气摇臂组件和排气摇臂组件的传动摇臂紧贴凸轮、且分别位于凸轮两侧，进气摇臂组件和排气摇臂组件的压缩摇臂分别连接进气门和排气门，传动摇臂和压缩摇臂相互卡合。其目的是：解决现有四冲程发动机结构缺陷导致的重量偏重和维修困难的问题。

Description

一种可任意翻转的四冲程发动机

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种可任意翻转的四冲程发动机。

背景技术

四冲程发动机属于往复活塞式内燃机，根据所用燃料种类的不同，分为汽油机、柴油机和气体燃料发动机三类。以汽油或柴油为燃料的活塞式内燃机分别称作汽油机或柴油机。使用天然气、液化石油气和其他气体燃料的活塞式内燃机称作气体燃料发动机。

四冲程发动机经过进气、压缩、作功、排气四个行程完成一个工作循环，在这个过程中，活塞上下往复运动四个行程，相应的曲轴旋转两周。四冲程发动机是园林机械中一种主要的动力机。

常用的四冲程发动机一般具有单独的汽油箱体和机油箱体，汽油箱体负责供给燃料，机油箱体负责供给润滑油。

这样的四冲程发动机，由于机油箱为单独结构，整体体积较大，重量偏重。同时这样的四冲程发动机需要设置独立的润滑机构，润滑机构往往零件数量多且十分复杂，存在维修困难，制造成本高等问题。

发明内容

本发明的目的是：旨在提供一种可任意翻转的四冲程发动机，用来解决现有四冲程发动机结构缺陷导致的重量偏重和维修困难的问题。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种可任意翻转的四冲程发动机，包括汽缸体，所述汽缸体包括燃烧室、进气门、排气门、进气通道和排气通道，所述燃烧室内安装有曲轴连杆活塞组，所述汽缸体上可拆卸安装有缸头盖、缸体下盖和缸体侧盖，所述汽缸体与缸头盖之间形成缸头室，所述进气通道和缸头室之间设有润滑通道孔，所述汽缸体和缸体下盖之间形成曲轴箱室，所述汽缸体和缸体侧盖之间形成同步带通道，所述曲轴箱室和同步带通道之间设有连通孔，所述连通孔内安装有过滤装置，所述缸头室与同步带通道之间设有带轮室，所述缸头室与同步带通道均与带轮室连通，所述曲轴连杆活塞组包括第一同步齿轮，所述带轮室内安装有第二同步齿轮，所述第一同步齿轮和第二同步齿轮上绕设有同步带，所述同步带位于同步带通道内，所述第二同步齿轮上一体成型有凸轮，所述凸轮位于缸头室内，所述缸头室内还设有结构相同的进气摇臂组件和排气摇臂组件，所述进气摇臂组件和排气摇臂组件各自包括一个传动摇臂和一个压缩摇臂，所述进气摇臂组件的传动摇臂和排气摇臂组件的传动摇臂分别紧贴凸轮两侧，所述进气摇臂组件压缩摇臂和排气摇臂组件的压缩摇臂分别连接进气门、排气门，对应的所述传动摇臂和压缩摇臂相互卡合。

进一步限定，所述进气摇臂组件和排气摇臂组件上各穿设有一根摇臂轴，所述进气摇臂组件和排气摇臂组件与对应的摇臂轴间隙配合。这样的结构设计，进气摇臂组件和排气摇臂组件滑动套设在摇臂轴上，安装方便，且相互之间间隙配合，具有足够的旋转自由度。

进一步限定，所述传动摇臂和压缩摇臂内侧面均径向开设有两个半圆槽，所述传动摇臂上的半圆槽与压缩摇臂上对应的半圆槽拼合形成注油孔，所述传动摇臂和压缩摇臂内壁轴向开设有溢流槽。这样的结构设计，混合气体从注油孔进入溢流槽，并随着进气摇臂组件和排气摇臂组件的转动，使得混合气体中的润滑油可对整个进气摇臂组件、排气摇臂组件和摇臂轴的接触面进行润滑，多余的混合气体从溢流槽流出，结构简单，降低制造成本。

进一步限定，所述传动摇臂和压缩摇臂内侧面均轴向开设有阶梯孔，两个所述阶梯孔拼合形成蓄油室。这样的结构设计，混合气体从注油孔进入蓄油室，并在蓄油室內进行保存，多余的混合气体从溢流槽排出，形成混合气体的流通。

进一步限定，所述汽缸体于缸头室内一体成型有摇臂安装台，所述摇臂安装台上开设有与摇臂轴相匹配的安装孔，所述摇臂轴与安装孔过盈配合。这样的结构设计，摇臂轴与安装孔过盈配合，可使得摇臂轴被固定安装在汽缸体上，结构简单，拆卸方便。

进一步限定，所述汽缸体于进气通道对应位置安装有化油器，所述化油器为膜片式化油器，所述化油器包括进油管和膜片，所述进油管上安装有止回阀，所述进油管与膜片之间设有进油空腔，所述化油器与汽缸体之间安装有负压管，所述化油器的进油空腔通过负压管与汽缸体的曲轴箱室相连通。这样的结构设计，当活塞下行时，曲轴箱室内空间急剧变小，形成正压，通过负压管的连通作用，可使得进油空腔内的压力增大，进而推开膜片，使得化油器开始工作，对油液进行雾化，并进入进气通道，即通过曲轴箱室的气压变化，控制化油器的工作，提高曲轴连杆活塞组与化油器之间的同步率，进而提高进气门、排气门和化油器之间的同步率。

进一步限定，所述汽缸体于缸头室内一体成型有多个安装柱，所述安装柱上开设有螺纹盲孔，所述缸头盖内侧壁于安装柱对应位置一体成型有凸柱，所述凸柱上开设有过孔，所述过孔内穿设有固定螺栓，所述凸柱靠近安装柱一端端面开设有环形凹槽，所述环形凹槽内卡设有第一密封圈，所述缸头盖和汽缸体之间安装有第二密封圈。这样的结构设计，缸头盖和汽缸体之间通过固定螺栓连接，结构简单，拆卸方便；同时，通过安装柱和凸柱，配合第一密封圈使用，可避免缸头室内的混合气体从过孔处泄漏。

进一步限定，所述连通孔内还安装有第一单向阀，所述缸头室和曲轴箱室之间设有回流管，所述回流管内安装有第二单向阀。这样的结构设计，混合气体经缸头室、带轮室、同步带通道和连通孔进入曲轴箱室，再从回流管回到缸头室，通过第一单向阀和第二单向阀，避免流动方向出错。

采用上述技术方案的发明，具有如下优点：

1、混合油在化油器中与空气混合，并被雾化形成混合气体，再通过曲轴箱室内的气压发生的变化作为动力，把混合气体吸入缸头室、带轮室、同步带通道和曲轴箱室内，对缸头室、带轮室、同步带通道和曲轴箱室内的各个部件进行润滑，无需再另外设计机油泵对发动机内的润滑油进行循环，减少发动机的整体重量，同时，减少润滑机构的零部件数量方便维修；

2、曲轴连杆活塞组通过同步带与凸轮动力连接，相对于使用推杆进行曲轴与活塞组之间的动力传递，可减少发动机运行时的噪音；

3、缸头盖通过固定螺栓与汽缸体固定连接，拆卸方便，方便维修；

4、缸头盖、侧盖和缸体下盖独立设置，在对同步带通道内的同步带进行更换时，只需拆下缸头盖和侧盖即可，无需拆下缸体下盖，拆装方便；

5、传动摇臂和压缩摇臂通过相互卡合，并与摇臂轴间歇配合，结构简单，方便拆装，同时保证传动摇臂和压缩摇臂具有足够的旋转自由端；

6、一部分混合气体在进入燃烧室之前，先在缸头室、带轮室、同步带通道和曲轴箱室內进行循环，对其中的各个部件进行润滑，同时对各个部件进行降温，避免各个部件因温度过高而影响使用，同时也对混合气体进行了预加热，提高进入燃烧室内的混合气体的温度，可使得混合气体在燃烧室内的燃烧更加充分；

7、本发明使用混合气体对发动机各个部件进行润滑，相对于使用液体润滑油的发动机，本发动机在使用时，可任意旋转(0°～360°)。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本发明一种可任意翻转的四冲程发动机实施例的零件爆炸结构示意图；

图2为图1中A处的放大结构示意图；

图3为图2中B处的放大结构示意图；

图4为图2中C处的放大结构示意图；

图5为本发明一种可任意翻转的四冲程发动机实施例的结构示意图一；

图6为本发明一种可任意翻转的四冲程发动机实施例的结构示意图二；

图7为本发明一种可任意翻转的四冲程发动机实施例中部分零件的结构示意图一；

图8为本发明一种可任意翻转的四冲程发动机实施例的结构示意图三；

图9为本发明一种可任意翻转的四冲程发动机实施例的结构示意图四；

图10为本发明一种可任意翻转的四冲程发动机实施例中部分零件的结构示意图二；

图11为图10中D处的放大结构示意图；

主要元件符号说明如下：

汽缸体1、第一密封圈10、燃烧室11、进气门12、排气门13、进气通道14、排气通道15、曲轴连杆活塞组110、第一同步齿轮111、第二同步齿轮112、凸轮1120、传动摇臂1121、注油孔11210、阶梯孔11213、半圆槽11214、溢流槽11216、压缩摇臂1122、摇臂轴1123、摇臂安装台11230、同步带113、缸头盖2、带轮室20、缸头室21、润滑通道孔22、缸体下盖3、曲轴箱室31、缸体侧盖4、同步带通道41、化油器5、负压管51、安装柱6、螺纹盲孔60、凸柱61。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

实施例一：

如图1～图11所示，本发明的一种可任意翻转的四冲程发动机，包括汽缸体1，汽缸体1包括燃烧室11、进气门12、排气门13、进气通道14和排气通道15，燃烧室11内安装有曲轴连杆活塞组110，汽缸体1上可拆卸安装有缸头盖2、缸体下盖3和缸体侧盖4，汽缸体1与缸头盖2之间形成缸头室21，进气通道14和缸头室21之间设有润滑通道孔22，汽缸体1和缸体下盖3之间形成曲轴箱室31，汽缸体1和缸体侧盖4之间形成同步带通道41，曲轴箱室31和同步带通道41之间设有连通孔，连通孔内安装有过滤装置，缸头室21与同步带通道41之间设有带轮室20，缸头室21与同步带通道41均与带轮室20连通，曲轴连杆活塞组110包括第一同步齿轮111，带轮室20内安装有第二同步齿轮112，第一同步齿轮111和第二同步齿轮112上绕设有同步带113，同步带113位于同步带通道41内，第二同步齿轮112上一体成型有凸轮1120，凸轮1120位于缸头室21内，缸头室21内还安装有结构相同的进气摇臂组件和排气摇臂组件，进气摇臂组件和排气摇臂组件各自包括一个传动摇臂1121和一个压缩摇臂1122，进气摇臂组件的传动摇臂1121和排气摇臂组件的传动摇臂1121分别紧贴凸轮1120两侧，进气摇臂组件压缩摇臂1122和排气摇臂组件的压缩摇臂1122分别连接进气门12、排气门13，对应的传动摇臂1121和压缩摇臂1122相互卡合。

进气摇臂组件和排气摇臂组件上各穿设有一根摇臂轴1123，进气摇臂组件和排气摇臂组件与对应的摇臂轴1123间隙配合。这样的结构设计，进气摇臂组件和排气摇臂组件滑动套设在摇臂轴1123上，安装方便，且相互之间间隙配合，具有足够的旋转自由度。

传动摇臂1121和压缩摇臂1122内侧面均径向开设有两个半圆槽11214，传动摇臂1121上的半圆槽11214与压缩摇臂1122上对应的半圆槽11214拼合形成注油孔11210，传动摇臂1121和压缩摇臂1122内壁轴向开设有溢流槽11216。这样的结构设计，混合气体从注油孔11210进入溢流槽11216，并随着进气摇臂组件和排气摇臂组件的转动，使得混合气体中的润滑油可对整个进气摇臂组件、排气摇臂组件和摇臂轴1123的接触面进行润滑，多余的混合气体从溢流槽11215流出，结构简单，降低制造成本。

传动摇臂1121和压缩摇臂1122内侧面均轴向开设有阶梯孔11213，两个阶梯孔11213拼合形成蓄油室。这样的结构设计，混合气体从注油孔11210进入蓄油室，并在蓄油室內进行保存，多余的混合气体从溢流槽11216排出。

汽缸体1于缸头室21内一体成型有摇臂安装台11230，摇臂安装台11230上开设有与摇臂轴1123相匹配的安装孔，摇臂轴1123与安装孔过盈配合。这样的结构设计，摇臂轴1123与安装孔过盈配合，可使得摇臂轴1123被固定安装在汽缸体1上，结构简单，拆卸方便。

汽缸体1于进气通道14对应位置安装有化油器5，化油器5为膜片式化油器，化油器5包括进油管和膜片，进油管上安装有止回阀，进油管与膜片之间设有进油空腔，化油器5与汽缸体1之间安装有负压管51，化油器5的进油空腔通过负压管51与汽缸体1的曲轴箱室31相连通。

这样的结构设计，当活塞下行时，曲轴箱室31内空间急剧变小，形成正压，通过负压管51的连通作用，可使得进油空腔内的压力增大，进而推开膜片，使得化油器5开始工作，对油液进行雾化，并进入进气通道14，即通过曲轴箱室31的气压变化，控制化油器5的工作，提高曲轴连杆活塞组110与化油器5之间的同步率，进而提高进气门12、排气门13和化油器5之间的同步率。

汽缸体1于缸头室21内一体成型有多个安装柱6，安装柱6上开设有螺纹盲孔60，缸头盖2内侧壁于安装柱6对应位置一体成型有凸柱61，凸柱61上开设有过孔，过孔内穿设有固定螺栓，凸柱61靠近安装柱61一端端面开设有环形凹槽，环形凹槽内卡设有第一密封圈10，缸头盖2和汽缸体1之间安装有第二密封圈10。这样的结构设计，缸头盖2和汽缸体1之间通过固定螺栓连接，结构简单，拆卸方便；同时，通过安装柱6和凸柱61，配合第一密封圈10使用，可避免缸头室21内的混合气体从过孔处泄漏。

本实施例中，汽油和润滑油在化油器5中与空气混合，并被雾化形成混合气体，然后进入进气通道14；

在发动机的排气冲程中，活塞从下支点运动到上支点，同时打开排气门13，关闭进气门12，燃烧室11内的气体经排气门13排出发动机，而由于活塞的向上运动导致曲轴箱室31的空间急剧变大，形成负压，从而使得混合气体从进气通道14依次经润滑通道孔22、缸头室21、带轮室20、同步带通道41和连通孔进入曲轴箱室31；

同时通过过滤装置对混合气体中的粉尘类杂质进行过滤；

在发动机的进气冲程中，活塞从上支点运动到下支点，同时打开进气门12，关闭排气门13，在活塞运动过程中，由于活塞的向下运动导致曲轴箱室31的空间急剧缩小，形成正压，从而使得混合气体从曲轴箱室31依次经连通孔、同步带通道41、带轮室20、缸头室21和润滑通道孔22进入进气通道14，而燃烧室11的空间急剧变大，形成负压，从而使得进气通道14内的混合气体被吸入燃烧室；

在发动机的压缩冲程中，活塞从下支点运动到上支点，同时，关闭排气门13和进气门12，对燃烧内的混合气体进行压缩，由于活塞的向上运动导致曲轴箱室31的空间急剧变大，形成负压，从而使得混合气体从进气通道14依次经缸头室21、带轮室20、同步带通道41和连通孔进入曲轴箱室31；

在发动机的做功冲程中，火花塞点燃被压缩的混合气体，燃烧的气体急剧膨胀，推动活塞下行，将内能转换成机械能，关闭排气门13和进气门12，在活塞运动过程中，由于活塞的向上运动导致曲轴箱室31的空间急剧缩小，形成正压，从而使得混合气体从曲轴箱室31依次经连通孔、同步带通道41、带轮室20和缸头室21进入进气通道14；

通过上述四个冲程，完成一个循环，此循环中，混合气体来回四次经过缸头室21、带轮室20、同步带通道41和曲轴箱室31，混合气体中的润滑油，可对缸头室21、带轮室20、同步带通道41和曲轴箱室31内的各个部件进行润滑。

实施例二：

本实施例与实施例一相比，唯一不同的结构在于：连通孔内还安装有第一单向阀，缸头室21和曲轴箱室31之间设有回流管，回流管内安装有第二单向阀，除此以外，其余结构均与实施例一相同。

这样的结构设计，混合气体经缸头室21、带轮室20、同步带通道41和连通孔进入曲轴箱室31，再从回流管回到缸头室21，通过第一单向阀和第二单向阀，避免流动方向出错。

以上对本发明提供的一种可任意翻转的四冲程发动机进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种可任意翻转的四冲程发动机，包括汽缸体（1），所述汽缸体（1）包括燃烧室（11）、进气门（12）、排气门（13）、进气通道（14）和排气通道（15），所述燃烧室（11）内安装有曲轴连杆活塞组（110），其特征在于：所述汽缸体（1）上可拆卸安装有缸头盖（2）、缸体下盖（3）和缸体侧盖（4），所述汽缸体（1）与缸头盖（2）之间形成缸头室（21），所述进气通道（14）和缸头室（21）之间设有润滑通道孔（22），所述汽缸体（1）和缸体下盖（3）之间形成曲轴箱室（31），所述汽缸体（1）和缸体侧盖（4）之间形成同步带通道（41），所述曲轴箱室（31）和同步带通道（41）之间设有连通孔，所述连通孔内安装有过滤装置，所述缸头室（21）与同步带通道（41）之间设有带轮室（20），所述缸头室（21）与同步带通道（41）均与带轮室（20）连通，所述曲轴连杆活塞组（110）包括第一同步齿轮（111），所述带轮室（20）内安装有第二同步齿轮（112），所述第一同步齿轮（111）和第二同步齿轮（112）上绕设有同步带（113），所述同步带（113）位于同步带通道（41）内，所述第二同步齿轮（112）上一体成型有凸轮（1120），所述凸轮（1120）位于缸头室（21）内，所述缸头室（21）内还设有结构相同的进气摇臂组件和排气摇臂组件，所述进气摇臂组件和排气摇臂组件各自包括一个传动摇臂（1121）和一个压缩摇臂（1122），所述进气摇臂组件的传动摇臂（1121）和排气摇臂组件的传动摇臂（1121）分别紧贴凸轮（1120）两侧，所述进气摇臂组件压缩摇臂（1122）和排气摇臂组件的压缩摇臂（1122）分别连接进气门（12）、排气门（13），对应的所述传动摇臂（1121）和压缩摇臂（1122）相互卡合；

所述进气摇臂组件和排气摇臂组件上各穿设有一根摇臂轴（1123），所述进气摇臂组件和排气摇臂组件与对应的摇臂轴（1123）间隙配合；

所述传动摇臂（1121）和压缩摇臂（1122）内侧面均径向开设有两个半圆槽（11214），所述传动摇臂（1121）上的半圆槽（11214）与压缩摇臂（1122）上对应的半圆槽（11214）拼合形成注油孔（11210），所述传动摇臂（1121）和压缩摇臂（1122）内壁轴向开设有溢流槽（11216）；

所述传动摇臂（1121）和压缩摇臂（1122）内侧面均轴向开设有阶梯孔（11213），两个所述阶梯孔（11213）拼合形成蓄油室。

2.根据权利要求1所述的一种可任意翻转的四冲程发动机，其特征在于：所述汽缸体（1）于缸头室（21）内一体成型有摇臂安装台（11230），所述摇臂安装台（11230）上开设有与摇臂轴（1123）相匹配的安装孔，所述摇臂轴（1123）与安装孔过盈配合。

3.根据权利要求1所述的一种可任意翻转的四冲程发动机，其特征在于：所述汽缸体（1）于进气通道（14）对应位置安装有化油器（5），所述化油器（5）为膜片式化油器，所述化油器（5）包括进油管和膜片，所述进油管上安装有止回阀，所述进油管与膜片之间设有进油空腔，所述化油器（5）与汽缸体（1）之间安装有负压管（51），所述化油器（5）的进油空腔通过负压管（51）与汽缸体（1）的曲轴箱室（31）相连通。

4.根据权利要求1所述的一种可任意翻转的四冲程发动机，其特征在于：所述汽缸体（1）于缸头室（21）内一体成型有多个安装柱（6），所述安装柱（6）上开设有螺纹盲孔（60），所述缸头盖（2）内侧壁于安装柱（6）对应位置一体成型有凸柱（61），所述凸柱（61）上开设有过孔，所述过孔内穿设有固定螺栓，所述凸柱（61）靠近安装柱（6）一端端面开设有环形凹槽，所述环形凹槽内卡设有第一密封圈，所述缸头盖（2）和汽缸体（1）之间安装有第二密封圈（10）。

5.根据权利要求1所述的一种可任意翻转的四冲程发动机，其特征在于：所述连通孔内还安装有第一单向阀，所述缸头室（21）和曲轴箱室（31）之间设有回流管，所述回流管内安装有第二单向阀。