CN113357037A - 一种汽油机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽油机，其在气缸中设置了稀燃料气道和浓燃料气道，在曲轴箱中设置了稀燃料扫气道和浓燃料扫气道。曲轴转动过程中，能够带动曲轴腔中的混合气体流动，燃料在混合气体中呈液滴状。混合气体流动时，离心力使燃料向远离轴孔的方向移动，因而在靠近轴孔位置处混合气体中燃料含量较低，形成稀燃料气；远离轴孔位置处形成浓燃料气。稀燃料气和浓燃料气分别容纳在稀燃料气道和浓燃料气道中。活塞下行时，稀燃料气和浓燃料气分别通过稀燃料扫气道和浓燃料扫气道进入工作室中，实现了分层扫气。汽油机无需外加其他部件即可实现分层扫气，因而汽油机的结构得到了简化。

Description

一种汽油机

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，特别涉及一种汽油机。

背景技术

非道路点燃式内燃机多用于工程、园林、农机等行业。两冲程汽油机由于体积小，重量轻，升功率大等优点，广泛应用于小型园林工具中。但是两冲程汽油机由于结构的限制，排放废气时常常会有燃料和新鲜气体随废气一同排出。

现有技术通常采用分层扫气或小孔加速回流扫气的方式减少燃料和新鲜气体的流失。分层扫气的两冲程汽油机往往需要通过复杂的结构将不同的扫气通入气缸内。这不仅提高了两冲程汽油机的加工成本，而且使其更容易损坏。

因此，如何简化分层扫气的两冲程汽油机的结构是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽油机，其通过稀燃料气道和浓燃料气储存曲轴转动时产生的稀燃料气和浓燃料气，并将在活塞下行时，通过稀燃料扫气道和浓燃料扫气道分别将稀燃料气和浓燃料气进入气缸，实现分层扫气。稀燃料气道和浓燃料气道以及稀燃料扫气道和浓燃料扫气道的设置简化了汽油机的结构。

为实现上述目的，本发明提供一种汽油机，包括曲轴箱和气缸，所述气缸的内侧壁设有稀燃料扫气道和浓燃料扫气道，所述稀燃料扫气道和浓燃料扫气道均由所述气缸的工作室的下端延伸至所述气缸的进气口和排气口之间，所述曲轴箱的侧壁具有沿厚度方向贯穿的轴孔，所述曲轴箱的内侧壁具有位于所述轴孔外周的回转壁面，所述回转壁面设有可分别与所述稀燃料扫气道和所述浓燃料扫气道连通的稀燃料气道和浓燃料气道，所述稀燃料气道位于所述回转壁面靠近所述轴孔一侧，所述稀燃料气道沿预设弧线由曲轴腔的底部向顶部延伸，所述预设弧线与所述轴孔同心。

优选地，所述稀燃料扫气道的稀燃料出口和所述浓燃料扫气道的浓燃料出口均低于所述排气口的上端、且高于所述进气口的上端，所述稀燃料出口高于所述浓燃料出口。

优选地，所述稀燃料扫气道与所述排气口的距离小于所述浓燃料扫气道与所述排气口的距离。

优选地，当活塞移动至所述稀燃料出口时，曲轴的相位角为第一相位角，所述第一相位角，所述第一相位角的取值范围为116°～117°，当所述活塞移动至所述浓燃料出口时，曲轴的相位角为第二相位角，所述第二相位角，所述第二相位角的取值范围为117°～118°，所述第一相位角比所述第二相位角提前1°。

优选地，所述气缸还包括位于所述工作室上方的燃烧室，所述燃烧室与所述工作室之间具有锥形过渡段，所述锥形过渡段的直径由所述燃烧室向所述工作室逐渐增加。

优选地，所述浓燃料气道包括位于所述回转壁面底部的收集气道和由所述曲轴腔的底部向顶部延伸的浓气流道，所述稀燃料气道初始端对应的曲轴的相位角大于180°，所述浓气流道和所述稀燃料气道分别位于所述轴孔的两侧。

优选地，所述曲轴腔的上方具有用以连接气缸的连接面，所述连接面具有与活塞间隙配合的活塞孔，所述连接面还具有用以将所述稀燃料气道和稀燃料扫气道连通的稀扫气孔，以及用以将所述浓燃料气道和浓燃料扫气道连通的浓扫气孔。

优选地，所述稀燃料气道两端均设有用以隔离所述稀燃料气道和所述浓燃料气道的隔板，所述隔板包括位于所述稀燃料气道末端的上隔板和位于所述稀燃料气道初始端的下隔板。

优选地，所述浓扫气孔包括第一浓扫气孔和位于所述第一浓扫气孔和所述稀扫气孔之间的第二浓扫气孔，所述第一浓扫气孔的直径大于所述第二浓扫气孔的直径。

优选地，所述上隔板和所述下隔板均垂直所述回转壁面，所述上隔板的上端与所述连接面相连、且垂直所述连接面，所述轴孔的轴线位于所述上隔板所在的平面中，所述上隔板的下端与所述轴孔外周的安装圈相连，所述上隔板的上端位于所述第二浓扫气孔与所述稀扫气孔之间，所述下隔板的两端分别与所述安装圈和所述曲轴腔的边壁相连。

本发明所提供的汽油机，包括曲轴箱和气缸，气缸的内侧壁设有稀燃料扫气道和浓燃料扫气道，稀燃料扫气道和浓燃料扫气道均由气缸的工作室的下端延伸至气缸的进气口和排气口之间，曲轴箱的侧壁具有沿厚度方向贯穿的轴孔，曲轴箱的内侧壁具有位于轴孔外周的回转壁面，回转壁面设有可分别与稀燃料扫气道和浓燃料扫气道连通的稀燃料气道和浓燃料气道，稀燃料气道位于回转壁面靠近轴孔一侧，稀燃料气道沿预设弧线由曲轴腔的底部向顶部延伸，预设弧线与轴孔同心。

曲轴转动过程中，能够带动曲轴腔中的混合气体流动，燃料在混合气体中呈液滴状。混合气体流动时，离心力使燃料向远离轴孔的方向移动，因而在靠近轴孔位置处混合气体中燃料含量较低，形成稀燃料气；远离轴孔位置处形成浓燃料气。稀燃料气和浓燃料气分别容纳在稀燃料气道和浓燃料气道中。活塞下行时，稀燃料气和浓燃料气分别通过稀燃料扫气道和浓燃料扫气道进入工作室中，实现了分层扫气。汽油机无需外加其他部件即可实现分层扫气，因而汽油机的结构得到了简化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的汽油机的爆炸图；

图2为图1中第一半箱体的侧视图；

图3为图1中第二半箱体的侧视图；

图4为图2中第一半箱体的俯视图；

图5为图3中第二半箱体的俯视图；

图6为图1中气缸的剖视图；

图7为图6中排气进扫气过程的示意图。

其中，图1至图7中的附图标记为：

气缸1、活塞2、曲轴箱3、曲轴机构4、化油器分总成5、工作室11、燃烧室12、锥形过渡段13、进气口14、排气口15、稀燃料扫气道16、浓燃料扫气道17、稀燃料出口161、浓燃料出口171、废气区101、稀燃料气区102、浓燃料气区103、第一半箱体31、第二半箱体32、稀燃料气道33、浓燃料气道34、上隔板35、下隔板36、轴孔37、稀扫气孔38、浓扫气孔39、收集气道341、浓气流道342、第一浓扫气孔391、第二浓扫气孔392。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图7，图1为本发明所提供的汽油机的爆炸图；图2为图1中第一半箱体的侧视图；图3为图1中第二半箱体的侧视图；

图4为图2中第一半箱体的俯视图；图5为图3中第二半箱体的俯视图；图6为图1中气缸的剖视图；图7为图6中排气进扫气过程的示意图。

本发明所提供的汽油机，结构如图1所示，包括曲轴箱3、气缸1、活塞2和曲轴机构4。曲轴箱3包括第一半箱体31和第二半箱体32。二者相连形成箱体，第一半箱体31和第二半箱体32之间形成曲轴腔。曲轴腔的两侧设有轴孔37，轴孔37中设有安装圈，曲轴机构4通过轴承与安装圈相连。轴孔37外周设有回转壁面，曲轴在曲轴腔内沿回转壁面转动。气缸1安装在曲轴箱3顶部的安装面上，安装面具有活塞孔，活塞2穿过活塞孔插入气缸1的工作室11内。气缸1的进气口14和排气口15在工作室11的内侧壁上相对设置，排气口15高于进气口14。气缸1工作室11的侧壁设有稀燃料扫气道16和浓燃料扫气道17。稀燃料扫气道16和浓燃料扫气道17将曲轴腔与工作室11连通，活塞2下行时，稀燃料气和浓燃料气分别沿稀燃料扫气道16和浓燃料扫气道17进入工作室11内，实现分层扫气。

回转壁面具有稀燃料气道33和浓燃料气道34。曲轴转动会带动混合气体沿回转壁面流动。流动过程中混合气体的流动方向不断改变，混合气体中的燃料液滴在离心力的作用下飞向曲轴腔中平行曲轴轴向的边壁。液滴与曲轴腔的边壁接触后，沿边壁向曲轴腔的底部流动。因而曲轴腔内，靠近曲轴的一侧形成稀燃料区，曲轴腔底部形成浓燃料区，其余部分形成次浓燃料区。其中，稀燃料区呈弧形、且与轴孔37同心。稀燃料区中的燃料可作为稀燃料气通入气缸1中。与稀燃料区相对应的回转壁面可设置稀燃料气道33，稀燃料气道33以稀燃料区所对应的弧线为预设弧线。稀燃料气道33的上端与气缸1中的稀燃料扫气道16连通。稀燃料气容纳在稀燃料气道33中，并在活塞2下行时通过稀燃料扫气道16进入气缸1内。浓燃料气道34位于与浓燃料区和次浓燃料区对应的回转壁面上，浓燃料气可容纳在浓燃料气道34中。

可选的，稀燃料扫气道16的稀燃料出口161和浓燃料扫气道17的浓燃料出口171均低于排气口15的上端、且高于进气口14的上端。活塞2下行排气过程中，曲轴腔中的混合气体通过扫气道进入工作室11内。但此时工作室11仍在排气，部分混合气体会随废气一同排出。为减少尾气中燃料的含量，本申请设置稀燃料出口161高于浓燃料出口171。在分层扫气时，稀燃料气先进入工作室11，浓燃料气后进入工作室11。工作室11排放的废气中混入的燃料减少，进而改善废气的排放状况，提浓燃料的利用率。稀燃料扫气道16和浓燃料扫气道17位于气缸1的侧壁，简化了缸体的结构，降低了气缸1的加工成本。

可选的，为进一步减少废气中燃料的含量，稀燃料扫气道16位于浓燃料扫气道17与排气口15之间。扫气过程中，稀燃料气位于浓燃料气与排气口15之间，进而在浓燃料出口171与排气口15之间形成隔离层，减少浓燃料气的排放。

另外，稀燃料出口161和浓燃料出口171均可设置坡口，坡口与排气口15之间的距离沿由上向下的方向逐渐减小。坡口能够使稀燃料气和浓燃料气进入工作室11时，先向远离排气口15的方向流动。如图7所示，工作室11内可形成废气区101、稀燃料气区102和浓燃料气区103。稀燃料气沿工作室11中远离排气口15的内侧壁向上流动，流过气缸1顶部的燃烧室12后向排气口15流动。稀燃料气的流动过程可将气缸1顶部的废气推出排气口15，进而减少气缸1中的废气残留。同时浓燃料气的流动方向类似于稀燃料气，浓燃料扫气不会直接流向排气口15，因而减少了废气中燃料的含量。坡口的设置方式可参考现有技术中回流扫气的出气口的设置方式，在此不再赘述。

活塞2在曲轴的带动下在工作室11内往复运动，活塞2移动方向和活塞2在工作室11中的高度对应着曲轴的相位角。本领域技术人员也会通过曲轴的相位角标记工作室11中各结构的位置。本申请中，稀燃料出口161对应的曲轴的相位角为第一相位角，浓燃料出口171对应的曲轴的相位角为第二相位角。

本申请一种具体实施方式中，第一相位角的取值范围为116°～117°，第二相位角的取值范围为117°～118°。另外，为保证稀燃料气能够有效隔离浓燃料气与排气口15，第一相位角比第二相位角提前1°。当然，第一相位角和第二相位角的取值范围也可根据用户所采用的气缸1的具体结构进行选取，第一相位角比第二相位角提前的数值大小可根据用户的需要进行设定，在此不做限定。

可选的，上述具体实施方式中，第一相位角优选为116.4°，第二相位角优选为117.4°。当然用户也可根据需要自行设置第一相位角和第二相位角的具体数值，在此不做限定。

可选的，现有技术中，燃烧室12与工作室11之间通过水平的工作室11顶面过渡。浓燃料气流过工作室11顶面后，流动方向朝向水平方向。因而浓燃料气可能穿过稀燃料气区102，直接进入废气区101，造成浓燃料气泄漏。本申请中，燃烧室12与工作室11之间具有锥形过渡段13，锥形过渡段13的直径由燃烧室12向工作室11逐渐增加。锥形过渡段13上端的直径与燃烧室12下端相等，锥形过渡段13下端的直径与工作室11顶部相等，因而锥形过渡段13的侧壁形成倾斜的过渡面。浓燃料气经过过渡面后流动方向朝向燃烧室12，进一步减少浓燃料气的排放。本申请的一种具体实施方式中，锥形过渡段13的侧壁与垂直工作室11轴线的平面之间的夹角为17°。当然用户也可根据需要自行设定过渡段侧壁的角度，在此不做限定。

本实施例中，气缸1的侧壁设置了稀燃料扫气道16和浓燃料扫气道17，且稀燃料出口161的高度高于浓燃料出口171。因而在分层扫气时，稀燃料气先进入工作室11，浓燃料气后进入工作室11。工作室11排放的废气中混入的燃料减少，进而改善废气的排放状况，提浓燃料的利用率。稀燃料扫气道16和浓燃料扫气道17位于气缸1的侧壁，简化了缸体的结构，降低了气缸1的加工成本。

可选的，浓燃料气道34包括收集气道341和浓气流道342。其中，收集气道341位于回转壁面底部，与浓燃料区相对应。浓气流道342由曲轴腔的底部向顶部延伸，浓气流道342与稀燃料气道33对称分布在轴孔37的两侧，浓气流道342与次浓燃料区相对应。本申请的一种具体实施方式中。稀燃料气道33和浓燃料气道34均通过模具成型，当然二者也可根据需要采用洗削加工等方式成型，在此不做限定。活塞2下行时，曲轴上的配重块随曲轴转动。配重块与回转壁面配合，使稀燃料气道33与浓燃料气道34形成相对封闭的空间，因而二者可具有一定的蓄压功能，能够有效地避免扫气气压不稳定的问题。

可选的，回转壁面周向上的位置可与曲轴的相位角相对应，本领域技术人员也会通过曲轴的相位角标记回转壁面上的位置。具体的，连杆转动至最上端时曲轴相位角为0°。相应的，连杆转动至最下端时曲轴相位角为180°。稀燃料区对应的曲轴相位角大于180°，并延伸至相位角360°的区域，进而使稀燃料气道33避开浓燃料区。

可选的，连接面还具有稀扫气孔38和浓扫气孔39。稀扫气孔38用于连通稀燃料气道33和稀燃料扫气道16，浓扫气孔39用于连通浓燃料气道34和浓燃料扫气道17。扫气孔具有节流效果，燃料气通过扫气孔时流速增加，有助于将废气从气缸1中排出。

另外，浓扫气孔39包括第一浓扫气孔391和第二浓扫气孔392，第二浓扫气孔392位于第一浓扫气孔391和稀扫气孔38之间，第一浓扫气孔391的直径大于第二浓扫气孔392的直径。

可选的，为减少稀燃料气与浓燃料气混合，稀燃料气道33两端均设有隔板，隔板可隔离稀燃料气道33和浓燃料气道34。隔板垂直回转壁面，曲轴上的配重块与隔板的间隙较小，当配重块转动至与隔板相对的位置时，可使稀燃料气道33和浓燃料气道34处于接近密封的状态。

可选的，隔板包括上隔板35和下隔板36。上隔板35位于稀燃料气道33末端，上隔板35垂直连接面，轴孔37的轴线位于连接面中。上隔板35的上端与连接面相连，上隔板35的下端与轴孔37外周的安装圈相连。稀燃料气和浓燃料气分别从上隔板35的两侧流过。上隔板35的上端位于第二浓扫气孔392与稀扫气孔38之间，从而对曲轴腔输出的燃料气进行隔离。下隔板36的两端分别与安装圈和曲轴腔的边壁相连，防止浓燃料气进入稀燃料气道33中。

另外，化油器分总成5与气缸1的进气口14相连，为保证燃料充分燃烧，提高燃料的利用率，本申请还缩小了化油器分总成5喉管的直径，进一步减少了燃料消耗。

本实施例中，曲轴箱3在回转壁面设置了稀燃料气道33和浓燃料气道34。曲轴转动过程中，混合气体在离心力作用下会形成稀燃料气和浓燃料气，稀燃料气和浓燃料气分别容纳在稀燃料气道33和浓燃料气道34中。在气缸1进气时，稀燃料气和浓燃料气分别通过稀燃料扫气道16和浓燃料扫气道17进入气缸1中，实现分层扫气。曲轴箱3通过稀燃料气道33和浓燃料气道34实现分层扫气，简化了分层扫气的内燃机的结构。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的汽油机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上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 (10)

1.一种汽油机，其特征在于，包括曲轴箱(3)和气缸(1)，所述气缸(1)的内侧壁设有稀燃料扫气道(16)和浓燃料扫气道(17)，所述稀燃料扫气道(16)和所述浓燃料扫气道(17)均由所述气缸(1)的工作室(11)的下端延伸至所述气缸(1)的进气口(14)和排气口(15)之间，所述曲轴箱(3)的侧壁具有沿厚度方向贯穿的轴孔(37)，所述曲轴箱(3)的内侧壁具有位于所述轴孔(37)外周的回转壁面，所述回转壁面设有可分别与所述稀燃料扫气道(16)和所述浓燃料扫气道(17)连通的稀燃料气道(33)和浓燃料气道(34)，所述稀燃料气道(33)位于所述回转壁面靠近所述轴孔(37)一侧，所述稀燃料气道(33)沿预设弧线由曲轴腔的底部向顶部延伸，所述预设弧线与所述轴孔(37)同心。

2.根据权利要求1所述的汽油机，其特征在于，所述稀燃料扫气道(16)的稀燃料出口(161)和所述浓燃料扫气道(17)的浓燃料出口(171)均低于所述排气口(15)的上端、且高于所述进气口(14)的上端，所述稀燃料出口(161)高于所述浓燃料出口(171)。

3.根据权利要求2所述的汽油机，其特征在于，所述稀燃料扫气道(16)与所述排气口(15)的距离小于所述浓燃料扫气道(17)与所述排气口(15)的距离。

4.根据权利要求3所述的汽油机，其特征在于，当活塞(2)移动至所述稀燃料出口(161)时，曲轴的相位角为第一相位角，所述第一相位角，所述第一相位角的取值范围为116°～117°，当所述活塞(2)移动至所述浓燃料出口(171)时，曲轴的相位角为第二相位角，所述第二相位角，所述第二相位角的取值范围为117°～118°，所述第一相位角比所述第二相位角提前1°。

5.根据权利要求4所述的汽油机，其特征在于，所述气缸(1)还包括位于所述工作室(11)上方的燃烧室(12)，所述燃烧室(12)与所述工作室(11)之间具有锥形过渡段(13)，所述锥形过渡段(13)的直径由所述燃烧室(12)向所述工作室(11)逐渐增加。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的汽油机，其特征在于，所述浓燃料气道(34)包括位于所述回转壁面底部的收集气道(341)和由所述曲轴腔的底部向顶部延伸的浓气流道(342)，所述稀燃料气道(33)初始端对应的曲轴的相位角大于180°，所述浓气流道(342)和所述稀燃料气道(33)分别位于所述轴孔(37)的两侧。

7.根据权利要求6所述的汽油机，其特征在于，所述曲轴腔的上方具有用以连接气缸(1)的连接面，所述连接面具有与活塞(2)间隙配合的活塞孔，所述连接面还具有用以将所述稀燃料气道(33)和稀燃料扫气道(16)连通的稀扫气孔(38)，以及用以将所述浓燃料气道(34)和浓燃料扫气道(17)连通的浓扫气孔(39)。

8.根据权利要求7所述的汽油机，其特征在于，所述稀燃料气道(33)两端均设有用以隔离所述稀燃料气道(33)和所述浓燃料气道(34)的隔板，所述隔板包括位于所述稀燃料气道(33)末端的上隔板(35)和位于所述稀燃料气道(33)初始端的下隔板(36)。

9.根据权利要求8所述的汽油机，其特征在于，所述浓扫气孔(39)包括第一浓扫气孔(391)和位于所述第一浓扫气孔(391)和所述稀扫气孔(38)之间的第二浓扫气孔(392)，所述第一浓扫气孔(391)的直径大于所述第二浓扫气孔(392)的直径。

10.根据权利要求9所述的汽油机，其特征在于，所述上隔板(35)和所述下隔板(36)均垂直所述回转壁面，所述上隔板(35)的上端与所述连接面相连、且垂直所述连接面，所述轴孔(37)的轴线位于所述上隔板(35)所在的平面中，所述上隔板(35)的下端与所述轴孔(37)外周的安装圈相连，所述上隔板(35)的上端位于所述第二浓扫气孔(392)与所述稀扫气孔(38)之间，所述下隔板(36)的两端分别与所述安装圈和所述曲轴腔的边壁相连。

Images