CN111946456A - 一种新型双活塞二冲程发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发动机技术领域,具体涉及一种新型双活塞二冲程发动机,包括气缸和曲轴箱,气缸内往复运动地套装有第一活塞和第二活塞;第一活塞与气缸限制构成燃料压缩室,气缸顶部与燃料压缩室对应设置有进气口;第一活塞、第二活塞以及气缸限制构成燃烧室,气缸对侧分别与燃烧室对应设置有火花塞、排气口;第二活塞通过曲柄连杆驱动且可旋转的支撑在曲轴箱内的曲臂上;第一活塞上设置有连通燃料压缩室与燃烧室的燃料通道以及控制燃料通道开通或闭合的控制阀。本发明结构紧凑、合理新颖,运行状态稳定,采用分离式进气口和排气口,以及配合设置的双活塞结构,能够完美的实现新鲜燃料气体与燃烧尾气的分离,大大降低废气排放和燃料消耗。

Description

一种新型双活塞二冲程发动机
技术领域
本发明涉及二冲程发动机技术领域,具体涉及一种新型双活塞二冲程发动机。
背景技术
二冲程发动机具有轻便、简易、制造成本低廉、大“推重比”等优点,广泛地应用于手持式工具领域,尤其是涉及的割灌机、油锯、吹风机等手持式工具产品。然而在环保要求日益严格的今天,国内均外对小型二冲程发动机制定了更低的尾气排放限值,目前适用于手动工具的二冲程发动机主要采用尾气后处理技术和先导纯空气扫气技术两种方法以降低尾气排放。二冲程发动机的扫气、排气都在活塞下止点附近进行,气口都在气缸的下端,以下止点为对称布置;发动机进气后,可燃混合气容易由扫气口流向排气口;同时,由于扫气口先于排气口关闭而产生额外排气;因此在二冲程发动机的换气过程里,有一部分可燃混合气未参与燃烧就随废气一同排出,新鲜混合气会流失10%以上,大大增加了燃油和润滑油消耗量;同时造成二冲程发动机排放污染严重,污染物排放量值远高于四冲程发动机。由于上述技术的缺陷,因此,急需一种能够从根本上解决二冲程发动机的设计缺陷,以降低油料消耗和环境污染问题。
发明内容
为了解决上述问题,本发明实施例提供了一种新型双活塞二冲程发动机,本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种新型双活塞二冲程发动机,包括气缸以及气缸下部对应连接的曲轴箱,所述气缸内往复运动地套装有第一活塞和第二活塞;
所述第一活塞与所述气缸限制构成燃料压缩室,所述气缸顶部与燃料压缩室对应设置有进气口;
所述第一活塞、第二活塞以及气缸限制构成燃烧室,所述气缸对侧分别与燃烧室对应设置有火花塞、排气口;
所述第二活塞通过曲柄连杆驱动且可旋转的支撑在曲轴箱内的曲臂上,所述曲臂通过曲轴转动设置在曲轴箱内;
所述第一活塞上设置有连通燃料压缩室与燃烧室的燃料通道以及控制燃料通道开通或闭合的控制阀。
进一步地,所述控制阀为第一单向阀,所述第一单向阀至少包括第一活塞平面中央设置的1只;所述第二活塞顶面上设置有与第一单向阀对应的支撑凸杆,所述支撑凸杆可顶升第一单向阀实现燃料压缩室与燃烧室连通;所述第一单向阀向上开启。
进一步地,所述控制阀为第二单向阀,所述第二单向阀至少包括第一活塞平面上均匀设置的1只;所述第二单向阀向下开启;所述第二单向阀向下开启;所述第二活塞顶面中央设置有支撑凸杆,且所述支撑凸杆与第二单向阀非对应设置。
进一步地,所述控制阀包括第一活塞内固定设置的支撑套管,所述支撑套管内通过支撑滚珠套装有支撑连杆;所述支撑连杆一端连接有固定帽,所述支撑套管外套装有压紧在固定帽与第一活塞上的燃料通道内的支撑弹簧;所述支撑连杆另一端设置有封堵燃料通道的阀片。
进一步地,所述进气口内设置有进气单向阀;所述进气单向阀与控制阀具有相同的结构。
进一步地,所述气缸外侧壁上均匀设置有散热片。
相比于现有技术本发明实施例的有益效果为:
本发明实施例的双活塞二冲程发动机结构紧凑,采用分离式进气口和排气口,以及配合设置的双活塞结构,能够完美的实现新鲜燃料气体与燃烧尾气的分离,避免新鲜混合气流失,大大降低废气排放和燃料消耗;本发明的新型发动机构思巧妙、合理新颖,运行状态稳定,具有很好的实用性,相比现有技术而言,具有突出的实质性特点和显著进步。
附图说明
图1为本发明的新型发动机一实施例的结构示意图;
图2为本发明的新型发动机的另一实施例的结构示意图;
图3为本发明的新型发动机的进气单向阀一实施例的结构示意图;
图4为本发明的新型发动机的第一单向阀一实施例的结构示意图;
图5为本发明的新型发动机的第二单向阀一实施例的结构示意图。
图中:
100、新型发动机;1、气缸;2、燃料压缩室;3、第一活塞;301、燃料通道;4、燃烧室;5、排气口;6、动力腔;7、第一枢轴;8、曲轴箱;9、曲臂;10、曲轴;11、曲柄连杆;12、第二枢轴;13、第二活塞;14、支撑凸杆;15、火花塞;16、第一单向阀;17、散热片;18、进气口;19、进气单向阀;20、第二单向阀;
01、支撑套管;02、支撑连杆;03、支撑弹簧;04、第一阀片;05、燃料过孔;06、支撑滚珠;07、固定帽;08、第二阀片。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非旨在限制本发明的保护范围。
实施例1:
参见图1、图3和图4,本发明公开了一种新型双活塞二冲程发动机,包括气缸1以及气缸1下部对应连接的曲轴箱8,所述气缸1内往复运动地套装有第一活塞3和第二活塞13;第一活塞3和第二活塞13上下对应设置。
具体地,所述第一活塞3与所述气缸1限制构成燃料压缩室2,所述气缸1顶部与燃料压缩室2对应设置有进气口18;在一具体实施中,所述进气口18内设置有进气单向阀19,与进气口18对应设置有燃料进气增压系统,该燃料进气增压系统通过燃料输送管与进气口18连通,通过燃料进气增压系统将燃料如汽油与空气混合增压,并通过燃料输送管与进气单向阀19压入燃料压缩室2内。
具体地,所述第一活塞3、第二活塞13以及气缸1限制构成燃烧室4,所述气缸1对侧分别与燃烧室4对应设置有火花塞15、排气口5;本申请实施例中,所述第一活塞3和第二活塞13与气缸1缸体可相对运动,从而使得第一活塞3和第二活塞13之间形成供燃料气体燃烧的燃烧室4,并通过燃料气体燃烧膨胀推动第二活塞13下行,从而实现新型发动机100对外做功。
具体地,所述曲轴箱8内设置有动力腔6,所述第二活塞13通过曲柄连杆11驱动且可旋转的支撑在曲轴箱8内的曲臂9上,所述曲臂9通过曲轴10转动设置在曲轴箱8内,第二活塞13通过第二枢轴12与曲柄连杆11连接,曲柄连杆11通过第一枢轴7与曲臂转动连接;第二活塞在气缸1内的直线运行,通过曲柄连杆与曲轴上的曲臂配合,即可实现将直线运动转换成曲轴的轴向转动,从而完成动力输出;曲臂作用在于保证曲轴在处于非驱动状态时,因曲臂向心力作用下继续保持转动状态,从而可接续一下次活塞行程,避免造成新型发动机的停机。
具体地,所述第一活塞3上设置有连通燃料压缩室2与燃烧室4的燃料通道301以及控制燃料通道301开通或闭合的控制阀;通过控制阀即可开启或闭合从而实现燃料压缩室和燃烧室4的连通;控制阀可设置为自启式或被动式控制阀。
在本实施例中,所述控制阀为第一单向阀16,所述第一单向阀16为第一活塞3平面中央设置的1只控制阀;所述第二活塞13顶面上设置有与第一单向阀16对应的支撑凸杆14,所述支撑凸杆14可顶升第一单向阀16实现燃料压缩室2与燃烧室4连通;具体地,所述第一单向阀16包括第一活塞3内固定设置的支撑套管01,所述支撑套管01内通过支撑滚珠06套装有支撑连杆02,支撑连杆可通过支撑滚珠相对支撑套管轻便地的上下活动;所述支撑连杆02一端连接有固定帽07,所述支撑套管01外套装有压紧在固定帽07与第一活塞3上的燃料通道内的支撑弹簧03;所述支撑连杆02另一端设置有封堵燃料通道301的阀片;本实施例中,所述第一单向阀16向上开启的,且第一单向阀16为被动式控制阀,本实施例中阀片为第二阀片08,第一阀片封堵在燃料通道顶部,固定帽07位于燃料通道下部,且固定帽相对支撑凸杆设置;当第二活塞13随着曲柄连杆11顶升至上止点时,第一活塞与第二活塞之间处于最小工位,此时,支撑凸杆作用于第一单向阀的固定帽上,从而实现第一单向阀的开启,在燃料压缩室2内压缩燃料气体通过燃料通道进燃烧室,并通过火花塞15点火并燃烧膨胀,从而驱动第二活塞下行,第一活塞上行并压缩燃料气体为下一循环形成做准备。可以理解的是,以上描述仅为示例性的,本申请实施例对此并不进行限定。
本实施例中,所述气缸1外侧壁上均匀设置有散热片17;气缸通过其外侧壁周向设置的众多散热片可高效的实现气缸的散热。可以理解的是,以上描述仅为示例性的,本申请实施例对此并不进行限定。
实施例2:
参见图2、图3和图5,本发明公开了一种新型双活塞二冲程发动机,包括气缸1以及气缸1下部对应连接的曲轴箱8,所述气缸1内往复运动地套装有第一活塞3和第二活塞13;第一活塞3和第二活塞13上下对应设置。
具体地,所述第一活塞3与所述气缸1限制构成燃料压缩室2,所述气缸1顶部与燃料压缩室2对应设置有进气口18;在一具体实施中,所述进气口18内设置有进气单向阀19,与进气口18对应设置有燃料进气增压系统,该燃料进气增压系统通过燃料输送管与进气口18连通,通过燃料进气增压系统将燃料如汽油与空气混合增压,并通过燃料输送管与进气单向阀19压入燃料压缩室2内。
具体地,所述第一活塞3、第二活塞13以及气缸1限制构成燃烧室4,所述气缸1对侧分别与燃烧室4对应设置有火花塞15、排气口5;本申请实施例中,所述第一活塞3和第二活塞13与气缸1缸体可相对运动,从而使得第一活塞3和第二活塞13之间形成供燃料气体燃烧的燃烧室4,并通过燃料气体燃烧膨胀推动第二活塞13下行,从而实现新型发动机100对外做功。
具体地,所述曲轴箱8内设置有动力腔6,所述第二活塞13通过曲柄连杆11驱动且可旋转的支撑在曲轴箱8内的曲臂9上,所述曲臂9通过曲轴10转动设置在曲轴箱8内,第二活塞13通过第二枢轴12与曲柄连杆11连接,曲柄连杆11通过第一枢轴7与曲臂转动连接;第二活塞在气缸1内的直线运行,通过曲柄连杆与曲轴上的曲臂配合,即可实现将直线运动转换成曲轴的轴向转动,从而完成动力输出;曲臂作用在于保证曲轴在处于非驱动状态时,因曲臂向心力作用下继续保持转动状态,从而可接续一下次活塞行程,避免造成新型发动机的停机。
具体地,所述第一活塞3上设置有连通燃料压缩室2与燃烧室4的燃料通道301以及控制燃料通道301开通或闭合的控制阀;通过控制阀即可开启或闭合从而实现燃料压缩室和燃烧室4的连通;控制阀可设置为自启式或被动式控制阀。
在本申请实施例中,所述控制阀为第二单向阀20,所述第二单向阀20为第一活塞3平面上轴线对称设置的2只控制阀,需要说明的是,第二单向阀20也可是对向设置的4只;所述第二活塞13顶面中央设置有支撑凸杆14,且所述支撑凸杆14与第二单向阀20非对应设置,支撑凸杆14作用在于实现第一活塞与第二活塞的分离,避免第一活塞与第二活塞的完全贴合;所述第二单向阀20包括第一活塞3内固定设置的支撑套管01,所述支撑套管01内通过支撑滚珠06套装有支撑连杆02,支撑连杆可通过支撑滚珠相对支撑套管轻便地的上下活动;所述支撑连杆02一端连接有固定帽07,所述支撑套管01外套装有压紧在固定帽07与第一活塞3上的燃料通道内的支撑弹簧03;所述支撑连杆02另一端设置有封堵燃料通道301的阀片;本实施例中,所述第二单向阀20向下开启,且第二单向阀20为主动式控制阀,本实施例中阀片为第二阀片08,第一阀片封堵在燃料通道底部,固定帽07位于燃料通道上部,且固定帽直径尺寸小于燃料通道上部直径。工作原理是,当第二活塞13随着曲柄连杆11顶升至上止点时,第一活塞与第二活塞之间处于最小工位,第一活塞在第二活塞的推动下,持续上行至上止点;此时,第一活塞上设置的第二单向阀在燃料压缩室2的燃气压力作用下开启,在燃料压缩室2内压缩燃料气体通过燃料通道进燃烧室,并通过火花塞15点火并燃烧膨胀,从而驱动第二活塞下行;第一活塞上第二单向阀闭合,第一活塞上行并压缩燃料气体为下一循环形成做准备。可以理解的是,以上描述仅为示例性的,本申请实施例对此并不进行限定。可以理解的是,以上描述仅为示例性的,本申请实施例对此并不进行限定。
本实施例中,所述气缸1外侧壁上均匀设置有散热片17;气缸通过其外侧壁周向设置的众多散热片可高效的实现气缸的散热。可以理解的是,以上描述仅为示例性的,本申请实施例对此并不进行限定。
实施例3:
参照图1、图2或图3,在本实施例中,与实施例1和实施例2具有相同的发动机主体结构;所述进气口18内设置有进气单向阀19;所述进气单向阀19包括进气口18内固定设置的支撑套管01,所述支撑套管01内通过支撑滚珠06套装有支撑连杆02,支撑连杆可通过支撑滚珠相对支撑套管轻便地的上下活动;所述支撑连杆02另一端设置有封堵燃料通道301的第一阀片04,所述支撑套管01外套装有压紧在第一阀片04与进气口18内的支撑弹簧03;本实施例中,所述进气单向阀19向下开启的,且进气单向阀19采用被动式控制阀,本实施例中第一阀片04采用与进气口18下端匹配的锥形结构,从而实现对进气口18入口进行封堵。可以理解的是,以上描述仅为示例性的,本申请实施例对此并不进行限定。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
另外,本说明书中的各实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可,每个实施例重点说明的是与其他实施例的不同之处。尤其,对于设备及系统实施例而言,由于其基本相似与方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可,作为单元提示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可位于一个地方,或者也可以分不到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可理解并实施。
以上所述,仅为本申请的一种具体实施方法,但本申请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申请揭露的技术范围,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种新型双活塞二冲程发动机,其特征在于,包括气缸(1)以及气缸(1)下部对应连接的曲轴箱(8),所述气缸(1)内往复运动地套装有第一活塞(3)和第二活塞(13);
所述第一活塞(3)与所述气缸(1)限制构成燃料压缩室(2),所述气缸(1)顶部与燃料压缩室(2)对应设置有进气口(18);
所述第一活塞(3)、第二活塞(13)以及气缸(1)限制构成燃烧室(4),所述气缸(1)对侧分别与燃烧室(4)对应设置有火花塞(15)、排气口(5);
所述第二活塞(13)通过曲柄连杆(11)驱动且可旋转的支撑在曲轴箱(8)内的曲臂(9)上,所述曲臂(9)通过曲轴(10)转动设置在曲轴箱(8)内;
所述第一活塞(3)上设置有连通燃料压缩室(2)与燃烧室(4)的燃料通道以及控制燃料通道开通或闭合的控制阀。
2.根据权利要求1所述的一种新型双活塞二冲程发动机,其特征在于,所述控制阀为第一单向阀(16),所述第一单向阀(16)至少包括第一活塞(3)平面中央设置的1只;所述第二活塞(13)顶面上设置有与第一单向阀(16)对应的支撑凸杆(14),所述支撑凸杆(14)可顶升第一单向阀(16)实现燃料压缩室(2)与燃烧室(4)连通;所述第一单向阀(16)向上开启。
3.根据权利要求1所述的一种新型双活塞二冲程发动机,其特征在于,所述控制阀为第二单向阀(20),所述第二单向阀(20)至少包括第一活塞(3)平面上均匀设置的1只;所述第二单向阀(20)向下开启;所述第二活塞(13)顶面中央设置有支撑凸杆(14),且所述支撑凸杆(14)与第二单向阀(20)非对应设置。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种新型双活塞二冲程发动机,其特征在于,所述控制阀包括第一活塞(3)内固定设置的支撑套管(01),所述支撑套管(01)内通过支撑滚珠(06)套装有支撑连杆(02);所述支撑连杆(02)一端连接有固定帽(07),所述支撑套管(01)外套装有压紧在固定帽(07)与第一活塞(3)上的燃料通道内的支撑弹簧(03);所述支撑连杆(02)另一端设置有封堵燃料通道(301)的阀片。
5.根据权利要求4所述的一种新型双活塞二冲程发动机,其特征在于,所述进气口(18)内设置有进气单向阀(19);所述进气单向阀(19)与控制阀具有相同的结构。
6.根据权利要求5所述的一种新型双活塞二冲程发动机,其特征在于,所述气缸(1)外侧壁上均匀设置有散热片(17)。
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