CN110905657A - 一种二冲程内燃机及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二冲程内燃机及其工作方法。内燃机结构包括曲轴、曲轴箱、活塞、气缸、连杆、空气增压装置；曲轴位于曲轴箱内，活塞位于气缸内，活塞与曲轴通过连杆连接；气缸顶端有进气口，进气口有进气阀门，进气口通过进气管道与空气增压装置相连；气缸的侧壁上有排气口，排气口在侧壁上的位置处于上止点与下止点之间，排气口有排气阀门。本发明的有益效果是：排气彻底，活塞做功行程大于压缩行程，能够提高内燃机的效率；一个循环只有两个冲程，功率性能好。

Description

一种二冲程内燃机及其工作方法
技术领域
本发明涉及内燃机领域，具体为一种二冲程内燃机及其工作方法。
背景技术
更高功率与更高效率一直是内燃机发展和前进的方向。传统四冲程内燃机在一次工作循环中转动两圈只做一次功，使得其功率性能不是太好。传统二冲程内燃机相比于四冲程内燃机，功率性能要好很多，但是传统二冲程内燃机排废气不充分，未燃烧的燃油容易从排气口排出，导致其存在效率不高的缺点。
为了应对日益严峻的环境和能源问题，油电混合动力是现代汽车发展的一个主要方向，混合动力系统中在电动机的辅助下，内燃机可以维持在一个相对稳定的转速下运行，有利于内燃机效率的提高。混合动力中电动系统的辅助，为内燃机的发展提供了新的空间，但目前存在的问题是，由于电池质量较大，安装传统四冲程内燃机会使得整车质量偏大；安装功率密度更大的二冲程内燃机有利于减轻整车的质量，但传统二冲程内燃机效率不高，限制了其应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二冲程内燃机及其工作方法，其克服了传统二冲程内燃机排废气不充分的缺点，并且做功行程大于压缩行程，能有效提高内燃机的效率。
本发明的技术方案为：一种二冲程内燃机，其特征在于，包括曲轴、曲轴箱、活塞、气缸、连杆、空气增压装置；曲轴位于曲轴箱内，活塞位于气缸内，活塞与曲轴通过连杆连接；气缸顶端有进气口，进气口有进气阀门，进气口通过进气管道与空气增压装置相连；气缸的侧壁上有排气口，排气口在侧壁上的位置处于上止点与下止点之间，排气口有排气阀门。
优选的，所述进气管道上靠近进气口端有高压气囊，高压气囊用于缓存高压空气。
优选的，所述二冲程内燃机为缸内直喷发动机，在气缸的顶部有喷油嘴。
优选的，所述二冲程内燃机在进气管内有喷油器，燃油随高压空气进入气缸。
优选的，所述二冲程内燃机为点燃式发动机，在气缸的顶部有火花塞。
优选的，所述二冲程内燃机为压燃式发动机。
优选的，所述空气增压装置为电动涡轮增压器、废气涡轮增压器或机械涡轮增压器，或它们的组合。
本发明还公开一种二冲程内燃机的工作方法，所述二冲程内燃机的一个工作循环包括排气压缩冲程和做功冲程。排气压缩冲程分为排气和压缩两个阶段。排气阶段，排气阀门打开，活塞从下止点运行到侧壁上的排气口位置附近，气缸下部的废气通过排气口排出。排气阶段中，进气阀门打开，被加压的高压空气进入气缸，同时将气缸上部的废气扫出。压缩阶段，进气阀门关闭，活塞从排气口位置运行到上止点。做功冲程，进气阀门和排气阀门都关闭，活塞从上止点运行到下止点，做功冲程的末尾，排气阀门打开。燃油可以在压缩阶段通过喷油嘴直接喷入气缸，或随高压空气一起进入气缸。点火方式可以是通过火花塞在压缩冲程末端点燃或通过压缩冲程直接压燃。
本发明的有益效果是：排气彻底，活塞的做功行程大于压缩行程，能够有效提高内燃机的效率；一个循环只有两个冲程，功率性能好。
附图说明
附图为本发明具体实施方式的一种二冲程内燃机结构的示意图。图中，1 曲轴箱、2 曲轴、3 连杆、4 活塞、5 排气阀门、6 排气口、7 喷油嘴、8 火花塞、9 进气阀门、10 进气口、11 高压气囊、12 进气管道、13 空气增压装置、14 气缸。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图所示一种二冲程内燃机，包括活塞4、气缸14、曲轴2、曲轴箱1、连杆3、空气增压装置13；曲轴2位于曲轴箱1内，活塞4位于气缸14内，活塞4与曲轴2通过连杆3连接；气缸14顶端有进气口10、火花塞8和喷油嘴7，进气口10处有进气阀门9；空气增压装置13通过进气管道12与进气口10相连，进气管道12上靠近进气口10端有高压气囊11；气缸14的侧壁有排气口6，排气口6有排气阀门5。
本实施例中二冲程内燃机的一个工作循环包括排气压缩冲程和做功冲程。排气压缩冲程分为排气和压缩两个阶段。排气阶段，排气阀门5打开，活塞4从下止点运行到刚好遮蔽侧壁上的排气口6，气缸14下部的废气通过排气口6排出。排气阶段中，进气阀门9打开，高压空气进入气缸14，同时将气缸14上部的废气扫出。压缩阶段，进气阀门9关闭，活塞从排气口6位置运行到上止点，燃油从喷油嘴7喷入气缸14。压缩阶段的末尾，火花塞8点火。做功冲程，进气阀门9和排气阀门5都关闭，活塞4从上止点运行到下止点。做功冲程的末尾，排气阀5门打开。
本实施例中，空气增压装置13为电力和废气双驱动涡轮增压器。发动机启动前，涡轮增压器依靠电力驱动提前一步启动。发动机在低转速区间，废气和电力共同驱动涡轮增压器；在中高转速区间，废气单独驱动涡轮增压器。
所述实施例为本发明的一个优选实施例，不是对本发明实施方式的限制。凡是根据本发明的实质对以上技术方案进行任何修改、变型或替换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种二冲程内燃机，其特征在于，包括曲轴、曲轴箱、活塞、气缸、连杆、空气增压装置；曲轴位于曲轴箱内，活塞位于气缸内，活塞与曲轴通过连杆连接；气缸顶端有进气口，进气口有进气阀门，进气口通过进气管道与空气增压装置相连；气缸的侧壁上有排气口，排气口在侧壁上的位置处于上止点与下止点之间，排气口有排气阀门。
2.根据权利要求1所述一种二冲程内燃机，其特征在于所述进气管道上靠近进气口端有用于缓存高压空气的高压气囊。
3.根据权利要求1所述一种二冲程内燃机，其特征在于所述二冲程内燃机为缸内直喷发动机，在气缸的顶部有喷油嘴。
4.根据权利要求1所述一种二冲程内燃机，其特征在于所述进气管道内有喷油器，燃油随高压空气进入气缸。
5.根据权利要求1所述一种二冲程内燃机，其特征在于所述二冲程内燃机为点燃式发动机，在气缸的顶部有火花塞。
6.根据权利要求1所述一种二冲程内燃机，其特征在于所述二冲程内燃机为压燃式发动机。
7.根据权利要求1所述一种二冲程内燃机，其特征在于所述空气增压装置为电动涡轮增压器、废气涡轮增压器或机械涡轮增压器，或它们的组合。
8.如权利要求1所述一种二冲程内燃机的工作方法，其特征在于：所述二冲程内燃机一个工作循环包括排气压缩冲程和做功冲程；排气压缩冲程分为排气和压缩两个阶段，排气阶段，排气阀门打开，活塞从下止点运行到侧壁上的排气口位置附近，气缸下部的废气通过排气口排出；排气阶段中，进气阀门打开，被加压的高压空气进入气缸，同时将气缸上部的废气扫出；压缩阶段，进气阀门关闭，活塞从排气口位置运行到上止点；做功冲程，进气阀门和排气阀门都关闭，活塞从上止点运行到下止点，做功冲程的末尾，排气阀门打开；燃油可以在压缩阶段通过喷油嘴直接喷入气缸，或随高压空气一起进入气缸；点火方式可以是通过火花塞在压缩冲程末端点燃或通过压缩冲程直接压燃。
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