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二冲程结构/四冲程内燃机系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种内燃机,特别是一种二冲程结构、四冲程功效的新型内燃机。内燃机工作汽缸(18)对称的位置增加一个辅助吸气缸(17),利用共用的曲轴(6)连接驱动,二个气缸相在曲轴(6)上的工作相位相差180度。新型二冲程内燃机达到四冲程内燃机的燃料利用率、尾气排放水平,满足国家排放标准。使用二冲程发动机生产设备即可制造,是二冲程内燃机的结构性能的一大突破和改进。

Description

二冲程结构/四冲程内燃机系统
本发明涉及一种内燃机，特别是一种二冲程结构、四冲程功效的新型内燃机。
目前，随着我国及世界环保事业的不断发展，传统的二冲程内燃机由于结构的原因，燃烧排气的污染对大气环境造成较大影响。中国有关管理部门已实施限制使用二冲程内燃机交通工具。本发明的目的是提供一种二冲程结构、四冲程功效的新型内燃机动力。达到四冲程内燃机的燃料利用率、尾气排放水平，满足国家对内燃机的排放标准要求。本发明的新型内燃机将保留二冲程发动机的优良性能、结构简单可靠、制造成本低。同时在燃料效率、尾气排放指标达到四冲程发动机。
本发明的技术方案是：
一种二冲程内燃机，保持二冲程内燃机的简单结构，增加单向吸气/扫废气的汽缸装置；利用电控喷射技术；尾气净化装置，组成一个具有四冲程功效的二冲程环保内燃机。
(I)二冲程内燃机工作汽缸(18)对称的位置增加一个辅助吸气缸(17)，利用共用的曲轴(6)连接驱动，二个气缸相在曲轴(6)上的工作相位相差180度。
(II)当工作汽缸(18)的活塞(2)在汽缸的上行顶点时，辅助吸气缸(17)的活塞(11)则在下行顶点，反之亦然。
(III)工作活塞(2)与汽缸(18)与传统二冲程内燃机没有区别，辅助吸气缸(17)则完成内燃机的扫废气和进气功能。
(IV)使用氧传感器(15)、空气流量传感器(9)采用电子喷射闭环技术，将燃料通过喷油嘴(1)直接喷射进工作汽缸(18)与空气混合在合适的时刻火花塞(16)点火燃烧做功。避免了二冲程内燃机要通过化油器(8)将机油/燃料/空气混合形成可燃混合汽的过程。从而没有机油进入汽缸(18)参与燃烧，避免了机油参与燃烧造成的污染。
(V)辅助吸气缸(17)的通过活塞(11)下行相对汽缸(17)顶部动作，产生负压吸入新鲜空气，活塞(17)上行时进气阀(10)关闭，压缩空气打开排气阀(7)经过进气管(3)向工作汽缸(18)提供完全的新鲜空气，将工作汽缸(18)燃烧后形成的废气扫出汽缸(18)进入排气管(12)。
(VI)由于扫废气是完全的新鲜空气，不是可燃混合汽，当然随着扫废气时进入排气管(12)的只是空气而已。从而避免了二冲程内燃机在扫废气时可燃混合汽进入排气管(12)排入大气的问题，减低了污染。因此相对传统的二冲程内燃机节约60～70％的燃料。
(VII)由于在扫废气时进入排气管(12)的是新鲜空气，还有利在排气管(12)内新鲜空气与废气混合进行还原反应；还原CO、HC成为：CO2和H2O。
(VIII)二冲程内燃机润滑是通过可燃混合汽(含机油)吸入时在曲轴箱内及汽缸壁进行润滑，本发明是将曲轴箱的机油与汽缸完全隔离，内燃机的润滑与四冲程内燃机一样是曲轴箱中保持适量的机油(13)，曲轴(6)旋转时飞溅起机油(13)润滑曲轴(6)、连杆(4)和活塞(2)、(11)，曲轴箱内的气体通过单向阀(5)进入进气管(3)。
(IX)利用三元催化还原尾气装置(14)处理，达到更高的排放指标。
由于保持了二冲程内燃机的基本结构，没有使用四冲程内燃机的进气门/排气门/时规正时等装置，大大降低了制造设备要求和产品成本。
《二冲程结构/四冲程内燃机》满足达到四冲程内燃机的技术、经济指标，但保留了二冲程内燃机的简单结构，为制造业提供了低廉的设计制造成本。即利用制造二冲程内燃机的设备即可制造本发明《二冲程结构/四冲程内燃机》。对于生产二冲程内燃机的制造业将节约大量的投资和成本。
《二冲程结构/四冲程内燃机》采用了闭环电子喷射控制装置、三元催化还原尾气净化装置；本发明的内燃机的排放指标在理论上达到《中华人民共和国国家标准：GB 14761-1999》。
本发明《二冲程结构/四冲程内燃机》按一定排列结构就可设计制造多缸的《二冲程结构/四冲程内燃机》，提供不同的动力功率要求。
附图说明：
图1是本发明结构总图
图2是本发明扫气/进气行程示意图
图3是本发明压缩/吸气(喷油/点火)行程示意图
图4是本发明燃烧/做功行程示意图
实施例：
一种二冲程结构、四冲程内燃机，二冲程内燃机工作汽缸(18)对称的位置增加一个辅助吸气缸(17)，利用共用的曲轴(6)连接驱动，二个气缸相在曲轴(6)上的工作相位相差180度。当工作汽缸(18)的活塞(2)在汽缸的上行顶点时，辅助吸气缸(17)的活塞(11)则在下行顶点。工作活塞(2)与汽缸(18)在启动时通过吸气缸(17)推动，进入进气管(3)得到新鲜空气，燃料通过喷油嘴(1)直接喷射进工作汽缸(18)与空气混合，在合适的时刻火花塞(16)点火燃烧做功。辅助吸气缸(17)在曲轴(6)的驱动下辅助吸气缸(17)的通过活塞(11)下行相对汽缸(17)顶部动作，产生负压吸入新鲜空气，活塞(17)上行时进气阀(10)关闭，压缩空气打开排气阀(7)经过进气管(3)向工作汽缸(18)提供完全的新鲜空气，将工作汽缸(18)燃烧后形成的废气扫出汽缸(18)进入排气管(12)，完成内燃机的扫废气和进气功能。
氧传感器(15)、空气流量传感器(9)采用电子喷射闭环技术控制，将燃料通过喷油嘴(1)直接喷射进工作汽缸(18)与空气混合在合适的时刻火花塞(16)点火燃烧做功。曲轴箱的机油与汽缸完全隔离，内燃机的润滑与四冲程内燃机是曲轴箱中保持适量的机油(13)，曲轴旋转时飞溅起机油(13)润滑曲轴(6)、连杆(4)和活塞(2)、(11)。曲轴箱内的泄漏气体当压力高时通过单向阀(5)进入进气管(3)，再次参与燃烧。三元催化还原尾气装置(14)将进入排气管(12)的尾气进行还原反应，以达到更高的排放指标。
有关点火时间的原理，与传统的二冲程发动机一样，闭环电子喷射控制装置已是成熟技术，就不再详解了。

Claims (2)

1、一种二冲程/四冲程功效的内燃机，由一个工作汽缸、一个单向(吸气/扫气)辅助汽缸、曲轴、闭环电控喷射技术、尾气净化装置等构成。其特征在于是：二冲程内燃机工作汽缸(18)对称的位置增加一个辅助吸气缸(17)，利用共用的曲轴(6)连接驱动，二个气缸相在曲轴(6)上的工作相位相差180度，工作活塞(2)与汽缸(18)与传统二冲程内燃机没有区别，辅助吸气缸(17)则完成内燃机的扫废气和进气功能，内燃机润滑是通过可燃混合汽(含机油)吸入曲轴箱内、汽缸壁进行润滑，将曲轴箱、汽缸完全隔离，内燃机的润滑与四冲程内燃机一样是曲轴箱中保持合适量的机油(13)，曲轴(6)在旋转时飞溅起的机油(13)润滑曲轴(6)、连杆(4)和活塞(2)、(11)，曲轴箱内的气体通过单向阀(5)进入进气管(3)。一个具有四冲程功效的二冲程环保内燃机。
(I)二冲程内燃机工作汽缸(18)对称的位置增加一个辅助吸气缸(17)，利用共用的曲轴(6)连接驱动，二个气缸相在曲轴(6)上的工作相位相差180度。
(II)当工作汽缸(18)的活塞(2)在汽缸的上行程顶点时，辅助吸气缸(17)的活塞(11)则在下行程顶点，反之亦然。
(III)工作活塞(2)与汽缸(18)与传统二冲程内燃机没有区别，辅助吸气缸(17)则完成内燃机的扫废气和进气功能。
(IV)使用氧传感器(15)、空气流量传感器(9)采用电子控制喷射闭环技术，将燃料通过喷油嘴(1)直接喷射进工作汽缸(18)与空气混合在合适的时刻火花塞(16)点火燃烧做功。避免了二冲程内燃机要通过化油器(8)将机油/燃料/空气混合形成可燃混合汽的过程。从而没有机油进入汽缸(18)参与燃烧，避免了机油参与燃烧造成的污染。
(V)辅助吸气缸(17)的通过活塞(11)下行相对汽缸(17)顶部动作，产生负压吸入新鲜空气，活塞(17)上行时进气阀(10)关闭，压缩空气打开排气阀(7)经过进气管(3)向工作汽缸(18)提供完全的新鲜空气，将工作汽缸(18)燃烧后形成的废气扫出汽缸(18)进入排气管(12)。
(VI)扫废气是完全的新鲜空气，不是可燃混合汽，随着扫废气进入排气管(12)的只是空气。从而避免了二冲程内燃机在扫废气时可燃混合汽进入排气管(12)排入大气的问题，减低了污染。
(VII)由于在扫废气时进入排气管(12)的是新鲜空气，还有利在排气管(12)内新鲜空气与废气混合进行还原反应；还原CO；HC；成为：CO2和H2O。
(VIII)二冲程内燃机润滑是通过可燃混合汽(含机油)吸入曲轴箱内、汽缸壁进行润滑，本发明是将曲轴箱、汽缸完全隔离，内燃机的润滑与四冲程内燃机一样是曲轴箱中保持合适量的机油(13)，曲轴(6)在旋转时飞溅起的机油(13)润滑曲轴(6)、连杆(4)和活塞(2)、(11)，曲轴箱内的气体通过单向阀(5)进入进气管(3)。
(IX)利用三元尾气装置(14)处理，达到更高的排放指标。
2、根据权力要求1所述的二冲程结构/四冲程内燃机，按一定排列结构就可设计制造多缸的二冲程结构/四冲程内燃机，提供不同的动力功率要求。
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