CN1130717A

CN1130717A - 同行程发动机

Info

Publication number: CN1130717A
Application number: CN 94118541
Authority: CN
Inventors: 徐和利
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-12-02
Filing date: 1994-12-02
Publication date: 1996-09-11

Abstract

本发明是一种活塞式同行程发动机，由供给活塞向做功缸强制供气和排气，以实现高功率，低油耗。其气缸上腔为供给缸，内有供给活塞、下腔为做功缸，内装做功活塞，上腔容积大于下腔。两个活塞分别由连杆、连杆机构与同一曲轴相连而同步动作。进气阀装在气缸中部的阀座上，下腔上部有喷油嘴，混合气被压燃。依据本发明可制造高转速、大功率的发动机，用于各种内燃发动机驱动的车辆、船舶和其它机械装置。

Description

同行程发动机

本发明属于活塞式发动机，具体是一种同行程发动机。包括由供给缸和做功缸构成的气缸，供给活塞、做功活塞，曲轴、连杆、阀门等。

活塞式发动机有四行程和二行程两大类，其中二行程发动机在理论上得到较高评价，具有结构简单、工作可靠、功率值高等优点。但却有下述突出缺点：1、进气孔设在气缸侧壁上，不能将气缸底部的废气全部扫出，一部分废气残存在气缸内，致使换气不彻底，减少了下一个循环的进气量，因而影响功率的提高；2、排气孔位置较高，使气缸有效容积减少，限制了功率的提高；3、进、排气孔均在气缸侧壁上，二者轴向距离较小，进、排气重叠时间较长，在第一行程(压缩行程)中进气孔关闭之后，排气孔尚未完全关闭，有相当一部分新鲜油气混合气与废气一起排出，浪费燃料，工作不经挤。同时因油气混合气的排出，致使尾气烟大，环境污染严重。

本发明的目的是提供一种同行程发动机，通过合理的结构布局及做功活塞和供给活塞的共同工作，克服现有二行程发动机的缺陷，以获得提高功率、节约燃料和减少环境污染的效果。

附图说明；

图1-5——同行程发动机工作原理图

图6——进气阀工作状态示意图

图面说明：

图1中：

1-曲轴箱 2-曲轴 3-连杆 4-排气孔

5-喷油咀 6-连杆机构 7-控制器 8-连杆

9-供给活塞 10-供给缸 11-进气单向活门

12-阀门座 13-进气阀 14-做功缸 15-做功活塞

图6中：

16-盲孔 17-弹簧 18-螺钉

19-盖板 20-凹槽 21-通道

本发明的技术方案如下：同行程发动机包括气缸、活塞、连杆、曲轴、曲轴箱等；气缸由进气阀13和阀门座12分隔为上、下两个腔，上腔为供给缸10，下腔为做功缸14，供给缸10的容积大于做功缸14，供给缸10中装有供给活塞9，供给活塞9通过连杆8、连杆机构6与装在曲轴箱1内的曲轴2连接，供给缸10的下部装有进气单向活门11，供给活塞9下端面中部有一盲孔16，盲孔边缘装有控制器7，做功缸14中装有做功活塞15，做功活塞15通过连杆3与曲轴2连接，进气阀13装在气缸中部的阀门座12上，沿周向制有数条纵向通道21，做功缸14上部设有数个喷油咀5，下部的一侧开有排气孔4。

下面对照原理图(图1-5)说明同行程发动机的工作过程(以压燃式单缸为例)。

图1：进气阀13关闭，做功活塞15处于上死点，将空气压缩在做功缸14上部燃烧室内，通过喷油咀5向燃烧室直接喷射燃油，并迅速形成油气混合气，其温度、压力升高，混合气在缸内高温高压作用下点火，与此同时，供绘活塞已通过进气单向活门11将新鲜空气吸满供给缸10，进气单向活门开始关闭；

图2：进气单向活门完全关闭，做功活塞15在燃气作用下向下运动做功，供给活塞9在连杆机构6和连杆8的带动下同步向下运动，并开始压缩供给缸内的空气。做功活塞15活塞裙部挡住了排气口，防止废气串入曲轴箱。

图3：当做功活塞向下运动到接近排气孔4时，供给活塞9上的控制器7已触到进气阀13的上端，此时做功缸内压力减小，供给活塞9通过控制器7使进气阀13向下运动，进气阀开始打开。由于供给缸内气体压力大于做功缸内废气压强，压缩空气经通道21注入做功缸，推动废气下移，做功活塞继续下移，排气孔4逐渐被打开，废气从排气孔排出，随着做功活塞和供给活塞的同步下移，新鲜压缩空气随之下移，推动废气迅速排出；

图4：做功活塞运动到下死点，排气孔4和进气阀13完全打开，由于进气阀13上端凸缘已触及阀门座12而不能继续下移，在供给活塞下移的过程中，阀端部克服控制器7支持弹簧17的弹力而进入供给活塞9下端面的盲孔16中，此时控制器7的触端又在其弹簧17作用下伸入进气阀13上部的环形凹槽20中，供给活塞亦处于下死点。在压缩空气的推动下，废气迅速排出，为使废气全部排出，有少量新鲜空气会随之排出，因为供给缸容积大于做功缸，故此时做功缸内依然充满新鲜空气。

图5：做功活塞，借助惯性动力以下死点开始向上运动，供给活塞同步上移，当做功活塞上移到关闭排气孔的同时，供给活塞通过控制器7带动进气阀13关闭，进气单向活门打开，供给缸内开始吸进新鲜空气，做功活塞开始压缩做功缸内空气。当做功活塞继续上移，空气继续被压缩，到上死点时，供给缸内已吸满新鲜空气，供给活塞亦处于上死点，进气单向活门开始关闭，回到图1所示状态，完成了一次做功循环。

和现有二行程发动机比较，本发明具有下述优点和有益效果：

1、由曲轴箱进气改为直喷式强制供气。进气阀设在做功缸顶部，且供给缸容积大于做功缸容积，在供给活塞强迫供气，因而供气充足，充填量大，有利于发动机功率的提高；2、不用换气子换气，并合理布置排气孔，增大了做功缸容量，亦即增加了充填量，从而增加功率；3、采用上面进气，下部排气，由新鲜压缩空气从上而下的推动废气排出，排气流畅。由于供给缸容积大于做功缸容积，因而为排尽废气，即是有少量新鲜空气排出，也不影响下个循环的进气量。这样废气排放彻底，使缸内新鲜空气的实际充填量增大，功率增大；4、燃料直接喷入被压缩的空气中待燃，没有油气混合气被排出，因而节约燃料，经挤性好；5、结构简单合理，充分利用现有成熟技术，维护方便，成本低；6、提供了制造高转速，大功率发动机的理论基础和方案。

活塞式发动机成熟的应用技术和制造工艺为本发明的实施提供了有利条件。本发明最佳实施方案中，各另组件均用现有活塞式发动机相应另组件常用材料和工艺方法制造。其中气缸10、14一次铸造而成，连杆机构6是框式结构，下部两端与曲轴2相连，处于连杆3的左右对称位置。进气阀13的上段和中段为圆柱形，下部为园锥形，该锥形与阀门座12的锥形为气密结合，通道21为6条。供给活塞9下端面盲孔16与进气阀13的上段为松动配合，进气阀上段可插入该盲孔中。控制器7为楔形，周向宽度大于通道21，共两件，对称她安装在盲孔16的外侧，小端头部为园弧形，大端有弹簧17支承，自由状态时，小端略伸入盲孔中，盖板19与供给活塞9下表面齐平，靠盲孔一端与盲孔壁齐平，盖板用4个埋头螺钉18固定在供给活塞9上。楔形件受挤压时可以外移。本发明可根据对功率的需求和使用需要制成不同规格的单缸、双缸或多缸发动机。

当同行程发动机、以汽油为燃料时，将11进气单向活门11前的空气通道加化油器，将喷油嘴5变为火花塞，选择合适的供给缸缸径，容量避免做功缸内的混合气体过多的废气一同排出。

Claims

1、一种同行程发动机，包括气缸、活塞、连杆、曲轴、曲轴箱等；其特征在于气缸由进气阀(13)和阀门座(12)分隔为上、下两个腔，上腔为供给缸(10)，下腔为做功缸(14)，供给缸(10)中装有供给活塞(9)，供给活塞(9)通过连杆(8)、连杆机构(6)与装在曲轴箱(1)内的曲轴(2)连接，供给缸(10)的下部装有进气单向活门(11)，供给活塞(9)下端面中部有一盲孔(15)，盲孔边缘装有控制器(7)，做功缸(14)中装有做功活塞(15)，做功活塞(15)通过连杆(3)与曲轴(2)连接，进气阀(13)装在气缸中部的阀门座(12)上，沿周向制有数条纵向通道(21)，做功缸(14)上部设有数个喷油咀(5)，下部一侧开有排气孔(4)。

2、根据权利要求1所述的同行程发动机，其特征在于连杆机构(6)是框式结构，与曲轴连接的两端处于连杆(3)的左右对称位置。

3、根据权利要求1所述的同行程发动机，其特征在于进气阀(13)的上段和中段为园柱形，上段可插入供给活塞(9)的盲孔(16)中，下段为与阀门座(12)配合的园锥形。

4、根据权利要求1所述的同行程发动机，其特征在于控制器(7)受挤压时可以外移。