CN202391601U - 两冲程发动机节气门与空气阀的传动连接机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型创造公开了一种两冲程发动机节气门与空气阀的传动连接机构，包括节气门(15)、空气阀(10)、带轮联动装置，所述的带轮联动装置设置在节气门转轴(32)与空气阀转轴(26)之间，节气门(15)带动空气阀(10)联动，节气门转轴(32)上设有第一回位扭簧(33)，空气阀转轴(26)上设有第二回位扭簧(31)，所述的带轮联动装置包括主动轮(29)、从动轮(28)、拉线(25)，主动轮(29)固定在节气门转轴(32)上，主动轮(29)上设有条形槽(29a)，从动轮(28)固定在空气阀转轴(26)上，拉线(25)一端固定在从动轮(28)上，拉线(25)的另一端设置在条形槽(29a)上。采用本结构后，具有结构简单合理、操作轻便、传动平稳、油耗省、废气排放少、运行安全可靠等优点。

Description

两冲程发动机节气门与空气阀的传动连接机构

技术领域

本发明创造涉及一种分层扫气的两冲程发动机，特别是两冲程发动机节气门与空气阀的传动连接机构。

背景技术

两冲程发动机在分层扫气过程中，要求进气管上的空气阀与化油器上的节气门之间保持空气—燃料混合物的数量和输入空气的数量平衡，执行优化状态的燃烧控制。目前，市场上所采用的传动连接机构主要有两类：一类是通过凸轮机构来实现两轴传动；另一类是通过四连杆机构来实现两轴传动。但这两类结构在使用过程中存在以下不足：

一是这两类传动连接机构都属于强制传动方式，即主动轴可以推动从动轴转动，反过来，从动轴也可以推动主动轴转动，是相互执行的传动连接机构，都可以使分层扫气两冲程发动机的输入空气量与空气—燃料混合物的量保持一定的比例关系，即使在有外来微粒或类似物进入其中一根轴而使其不回位时，这种比例关系依然存在。这样可以保证发动机不会因两种气体比例失衡而对发动机可能产生的损坏。但另一方面，也会使分层扫气两冲程发动机在上述偶然因素影响下空气—燃料混合物控制阀（或节气门）不回位，导致发动机失控，从而发生操作安全问题。

二是不论是凸轮机构还是四连杆机构所构成的连接机构都存在传动的不均匀性问题，即当主动轴转动相同的角度时，从动轴转动角度不是唯一的，而是因从动轴自身的转角变化而变化。从整个过程来看，主动轴作匀速圆周运动时，从动轴作转速不断变化的转动。所以，严格来讲分层扫气两冲程发动机两种气体的比例关系因机构设计的尺寸差别而有所不同。

三是凸轮机构和四连杆机构在传动过程中因转角位置的不同，通过主动轴传递给从动轴的转动力矩也是变化的，甚至存在一个区域，使得作用在主动轴相当大的力矩时，才能让从动轴获得足够的转动力矩，该区域被称为死区或死点。这样不仅增加了操纵力矩，使操作者产生疲劳，同时提高了设计难度，对设计的位置和空间提出了一定的限制。

为此，许多生产厂家和有识之士针对上述问题进行开发和试制，但至今尚未找到较为合理的解决办法。

发明内容

为了克服现有传动连接机构存在的上述缺陷，本发明创造的目的是提供一种结构简单合理、操作轻便、传动平稳、油耗省、废气排放少、运行安全可靠的两冲程发动机节气门与空气阀的传动连接机构。

本发明创造解决上述技术问题所采用的技术方案，它包括可转动地安装在化油器上的节气门、可转动地安装在进气管上的空气阀、带轮联动装置，所述的带轮联动装置设置在节气门转轴与空气阀转轴之间，节气门通过带轮联动装置带动空气阀联动，节气门转轴上设有第一回位扭簧，空气阀转轴上设有第二回位扭簧，第一回位扭簧和第二回位扭簧沿相反方向对应推动节气门及空气阀回位。

本发明创造的进一步方案，所述的带轮联动装置包括主动轮、从动轮、拉线，主动轮固定在节气门转轴上，主动轮上设有条形槽，从动轮固定在空气阀转轴上，拉线一端固定在从动轮上，拉线的另一端活动设置在主动轮的条形槽上。

本发明创造的更进一步方案，所述的主动轮和从动轮上设有V形圆周槽，拉线限制在V形圆周槽内。

本发明创造所述带轮联动装置的第二种方案，包括主动轮、从动轮和传动带，主动轮固定在节气门转轴上，从动轮固定在空气阀转轴上，传动带连接在主动轮与从动轮之间。

本发明创造所述带轮联动装置的第三种方案，包括主动轮、墯轮、从动轮、第一传动带和第二传动带，主动轮固定在节气门转轴上，从动轮固定在空气阀转轴上，第一传动带连接在主动与墯轮之间，第二传动带连接在墯轮与从动轮之间。

本发明创造的更进一步方案，所述的主动轮和从动轮为同步轮，传动带为同步带。

本发明创造的更进一步方案，所述的主动轮、墯轮和从动轮为同步轮，第一传动带和第二传动带为同步带。

采用上述结构后，本发明创造与现有技术比较有以下优点和效果：

一是本发明创造所使用的带轮传动机构属于非强制传动机构，当主动轴即节气门转轴转动时，可通过拉线的张紧拉力把运动传递到从动轴即空气阀转轴上，反过来，空气阀转轴向回位方向转动的运动就不会通过拉线传递给节气门转轴，因为拉线只传递拉力而不传递推力。所以，在外来微粒或类似物进入空气阀转轴而导致其不回位时，节气门转轴可以不受其影响而在回位扭簧作用下回位，这样，在非正常情况下会出现两种气体比例失衡，但不会产生发动机转速不能降低而造成的安全问题。

二是本发明创造所使用的带轮机构属于均匀传动机构，当主动轴即节气门转轴转过相同角度时，从动轴即空气阀转轴也转过一恒定角度，即传动是均匀的，这样就不会因机构设计尺寸的变化而使分层扫气两冲程发动机两种气体的比例关系发生变化，能更精确地保证发动机的过渡性能。

三是本发明创造所使用的带轮传动机构属于恒转矩传动，在任何位置或角度范围内，主动轴即节气门转轴传递给从动轴即空气阀转轴的转动力矩是恒定的，这样就大大提高了操作者的操作舒适性和可靠性，同时对设计者也提供了方便，降低了对设计空间和位置的要求。

四是节气门要转过一预定角度后才带动空气阀使之一起开启或关闭的功能实现简单方便，该功能由主动轮上的条形槽来实现，当主动轮转过一预定角度后，拉线头部的圆柱体从条形槽的一端滑动到另一端，此时空气阀还没有转动，超过这一角度后，拉线被张紧，空气阀才开始转动。此功能可保证发动机在怠速和启动过程中能正常工作。

附图说明

图1为发动机的结构示意图。

图2是本发明创造第一实施例的主视示意图。

图3是本发明创造第一实施例的后视示意图。

图4是本发明创造第一实施例的初始工作示意图。

图5是本发明创造第一实施例旋转预定角度时的工作示意图。

图6是本发明创造第一实施例旋转带动时的工作示意图。

图7是本发明创造第一实施例节气门转轴与空气阀转轴不平行时的配合示意图。

图8是本发明创造第一实施例节气门转轴与空气阀转轴平行时的配合示意图。

图9是本发明创造第二实施例的工作示意图。

图10是本发明创造第二实施例采用同步带的工作示意图。

图11是本发明创造第三实施例的工作示意图。

图12是本发明创造第三实施例采用同步带的工作示意图。

其中1分层扫气两冲程发动机，2消声器，3活塞，4汽缸腔，5活塞凹槽，6火花塞，7汽缸，8空气口，8a空气口第一通道，9进气管，10空气阀，11a空气口第三通道，11b空气口第二通道，12空滤器，13空滤器座，14化油器，15节气门，16进气口第二通道，17进气口， 17a进气口第一通道，18曲柄腔，19曲轴，19a曲柄，20连杆，21曲轴箱，22扫气流动路径，23扫气口，24排气口，24a排气通道，25拉线，26空气阀转轴，27圆柱体，28从动轮，29主动轮，29a条形槽，30操纵杆， 31第一回位扭簧，32节气门转轴，33第二回位扭簧，34传动带，35第一传动带，36第二传动带，37墯轮，38墯轮轴。

具体实施方式

图1至图7所示，为本发明创造两冲程发动机节气门与空气阀的传动连接机构的第一种具体实施方案，它包括可转动地安装在化油器14上的节气门15、可转动地安装在进气管9上的空气阀10、带轮联动装置，所述的带轮联动装置设置在节气门转轴32与空气阀转轴26之间，节气门15通过带轮联动装置带动空气阀10联动，节气门转轴32上设有第一回位扭簧33，空气阀转轴26上设有第二回位扭簧31，第一回位扭簧33和第二回位扭簧31沿相反方向对应推动节气门15及空气阀10回位。

所述的带轮联动装置包括主动轮29、从动轮28、拉线25，主动轮29固定在节气门转轴32上，主动轮29上设有条形槽29a，从动轮28固定在空气阀转轴26上，拉线25一端固定在从动轮28上，拉线25的另一端活动设置在主动轮29的条形槽29a上。所述的主动轮29和从动轮28上设有V形圆周槽，拉线25限制在V形圆周槽内。

采用第一种具体实施方案的分层扫气两冲程发动机如图1所示，活塞3可滑动地装配到连接于曲轴箱21上部的汽缸7中。可转动地装在曲柄腔18内的曲柄19a的一端连接于可转动地连接于曲轴箱21的曲轴19，并通过连杆20连接于活塞3。火花塞6连接于汽缸7的顶部。

敞通于汽缸7的内壁表面的排气口24通过排气通道24a连接于消声器2。扫气口23敞通到汽缸7的内壁表面上，比排气口24稍微低一点，扫气口23由扫气流动路径22与曲柄腔18连通，此外，扫气口23通过设置在活塞3的外周边部分内的活塞凹槽5与空气口第一通道8a连通，该通道与空气阀10连通。

敞通到曲柄腔18的进气口17形成在汽缸7的内壁表面的下部，进气口17通过进气口第一通道17a与进气口第二通道16连通，进气口第二通道16与化油器14连通。

    进气口第一通道17a和空气口第一通道8a分别连接于形成于进气管9的进气口第二通道16和空气口第二通道11b，用于输送空气的空气阀10设置在进气管9内，并围绕图2所示的空气阀转轴26转动。此外，连接于空气阀10的空气口第三通道11a形成在进气管9内，并一端与空滤器12相连。

    形成在进气管9内的进气口第二通道16连接于化油器14，以及，化油器14连接于燃料箱（图中未示出）和空滤器座13，空滤器座13的另一端与空滤器12相通。蝶型节气门15设置在化油器14内并能够围绕图7所示节气门转轴32转动，以便控制空气—燃料混合物的流动速率。由图3所示的操纵杆30控制节气门15的打开程度，由油门推杆（图中未示出）或类似物操纵该操纵杆30。如图2所示，从动轮28连接于空气阀转轴26的一端，拉线25一端通过圆柱体27固定在从动轮28圆周上的安装孔内。如图7所示，第一回位扭簧31设置在空气阀转轴26内，并在空气阀10的关闭方向推动空气阀转轴26使其回位。

    主动轮29连接于化油器节气门15的节气门转轴32的一端。拉线25的另一端固定有圆柱体27，圆柱体27安装在主动轮29圆周上的安装槽29a内，拉线25处于非张紧状态，并留有一定空行程，以满足发动机在怠速和启动过程的需要，即节气门15在打开一定预定角度后才带动空气阀10打开。拉线25线体部分完全限制在两带轮的V型圆周槽内，使其在任何情况下不至于脱离出来，如图7所示，第二回位扭簧33设置在节气门转轴32上，并在关闭节气门15的方向推动节气门15使其回位。

    上述机构的目的是控制发动机的空气和空气—燃料混合物的比例关系。以下将参照图4至图6详细叙述工作过程。

    下面叙述分层扫气两冲程发动机1的工作，在活塞的上止点处由如图1所示的火花塞6点燃在汽缸腔4内压缩的空气—燃料混合物的情况下，使空气—燃料混合物爆燃，以至向下推动活塞3。此时，由空滤器12净化的输入空气填充在扫气口23和扫气流动路径22内。而且，其中燃料和由空滤器12净化的空气混合物填充在曲柄腔18内。

    当活塞3向下运动时，进气口17首先被关闭，曲柄腔18内的空气—燃料混合物被压缩。按照活塞3的向下运动，接下来排气口24被打开。燃烧的气体通过排气通道24a、消声器2被排到外部。随后，扫气口23被打开，输入空气依靠曲柄腔18内的压缩空气—燃料混合物的压力从扫气口23流入汽缸腔4内，然后与留在汽缸腔4内的燃烧气体一起从排气口24排出。

    在输入空气流入到汽缸腔4内之后，在曲柄腔18内的空气—燃料混合物流入汽缸腔4。但是，当空气—燃料混合物流入汽缸腔4时，活塞3处于向上运动的状态中，以至关闭排气口24。因此，能防止其中空气—燃料混合物被排出到外部的所谓窜气现象。能减少废气中所含的碳氫化合物的量，并可减少燃料的浪费。

    由化油器14的节气门15控制通过化油器的空气—燃料混合物的量，由空气阀10控制进入空气口8的空气的量。由于带轮传动机构能保证两阀轴的转角关系，也就能控制两种气体进入发动机的比例关系以及能执行在优化状态下的燃烧。另外，带轮联动机构具有传动转速的均匀性和传动扭矩的恒定等优点，能保证发动机加速和减速的平稳性和操纵力矩的一致性，提高了操纵性能。

    参照图4至图6叙述带轮机构的操作。如图3所示，当油门推杆（图中未示出）推动操纵杆30顺时针方向旋转时，如图4所示，节气门转轴32带动主动轮29沿逆时针方向旋转，当旋转至如图5所示位置时，节气门15打开一预定角度，此时，拉线25开始张紧，拉动从动轮28开始沿逆时针方向旋转。从动轮28带动空气阀转轴26一起转动，从而打开空气阀10。如图6所示，当主动轮29旋转到节气门15完全打开的状态时，从动轮28也带动空气阀10旋转到完全打开的位置。松开油门推杆，两转轴将在第二和第一回位扭簧33、31的推动下回到关闭位置。

当在外来微粒或类似物进入节气门转轴32和不能使阀轴正常工作时，在第二回位扭簧31作用下，从动轮28通过拉线25可附加一回位扭矩给节气门15促进其回位。保证空气和空气—燃料混合物量的比例关系及防止安全事故。

当在外来微粒或类似物进入空气阀转轴26而不能使其正常工作时，松开油门推杆后，节气门15在第一回位扭簧33的推动下正常回位，而不会因为空气阀10的不回位受到影响。因此可避免由此而产生的安全隐患。如图8所示，该实施例也可应用于两平行轴的情况下。

图9和图10所示，为本发明创造两冲程发动机节气门与空气阀的传动连接机构的第二种具体实施方案，所述的带轮联动装置包括主动轮29、从动轮28和传动带34，主动轮29固定在节气门转轴32上，从动轮28固定在空气阀转轴26上，传动带34连接在主动轮29与从动轮28之间，节气门转轴32上设有第一回位扭簧33，在空气阀转轴26上设有第二回位扭簧31。与第一具体实施方案不同之处在于采用完整的主动轮29和从动轮28以及完整传动带34。图中未示出传动带与带轮保持相对位置的限位结构及节气门15转过一预定角度后，空气阀10才开始转动的控制结构。图10与图9的不同之处是所述的主动轮29和从动轮28为同步轮，传动带34为同步带。

   图11和图12所示，为本发明创造两冲程发动机节气门与空气阀的传动连接机构的第三种具体实施方案，所述的带轮联动装置包括主动轮29、墯轮37、从动轮28、第一传动带35和第二传动带36，主动轮29固定在节气门转轴32上，从动轮28固定在空气阀转轴26上，墯轮37可转动地设置在墯轮轴38上，第一传动带35连接在主动轮29与墯轮37之间，第二传动带36连接在墯轮37与从动轮28之间，节气门转轴32上设有第一回位扭簧33，空气阀转轴26上设有第二回位扭簧31。本方案与第二种具体实施方案的不同之处是增加一中间墯轮的情况，该传动连接机构也未示出传动带与相应带轮保持相对位置关系的限位结构及节气门15转过一预定角度后，空气阀10才开始转动的控制结构。图12与图11的不同之处是所述的主动轮29、墯轮37和从动轮28为同步轮，第一传动带35和第二传动带36为同步带。   

上述的第一、第二和第三实施例的传动连接机构中，节气门转轴32及空气阀转轴26的相对位置关系均包括平行轴、相交轴及交错轴三种情况。传动带或拉线的剖面形状包括圆形、矩形、三角形、梯形以及它们的组合形状，其中单条和多条传动带也包括在内。

Claims (7)

1.一种两冲程发动机节气门与空气阀的传动连接机构，包括可转动地安装在化油器(14)上的节气门(15)、可转动地安装在进气管(9)上的空气阀(10)、带轮联动装置，其特征是：所述的带轮联动装置设置在节气门转轴(32)与空气阀转轴(26)之间，节气门(15)通过带轮联动装置带动空气阀(10)联动，节气门转轴(32)上设有第一回位扭簧(33)，空气阀转轴(26)上设有第二回位扭簧(31)，第一回位扭簧(33)和第二回位扭簧(31)沿相反方向对应推动节气门(15)及空气阀(10)回位。

2.根据权利要求1所述的两冲程发动机节气门与空气阀的传动连接机构，其特征是：所述的带轮联动装置包括主动轮(29)、从动轮(28)、拉线(25)，主动轮(29)固定在节气门转轴(32)上，主动轮(29)上设有条形槽(29a)，从动轮(28)固定在空气阀转轴(26)上，拉线(25)一端固定在从动轮(28)上，拉线(25)的另一端活动设置在主动轮(29)的条形槽(29a)上。

3.根据权利要求2所述的两冲程发动机节气门与空气阀的传动连接机构，其特征是：所述的主动轮(29)和从动轮(28)上设有V形圆周槽，拉线(25)限制在V形圆周槽内。

4.根据权利要求1所述的两冲程发动机节气门与空气阀的传动连接机构，其特征是：所述的带轮联动装置包括主动轮(29)、从动轮(28)和传动带(34)，主动轮(29)固定在节气门转轴(32)上，从动轮(28)固定在空气阀转轴(26)上，传动带(34)连接在主动轮(29)与从动轮(28)之间。

5.根据权利要求1所述的两冲程发动机节气门与空气阀的传动连接机构，其特征是：所述的带轮联动装置包括主动轮(29)、墯轮(37)、从动轮(28)、第一传动带(35)和第二传动带(36)，主动轮(29)固定在节气门转轴(32)上，从动轮(28)固定在空气阀转轴(26)上，墯轮(37)可转动地设置在墯轮轴上(38)，第一传动带(35)连接在主动轮(29)与墯轮(37)之间，第二传动带(36)连接在墯轮(37)与从动轮(28)之间。

6.根据权利要求4所述的两冲程发动机节气门与空气阀的传动连接机构，其特征是：所述的主动轮(29)和从动轮(28)为同步轮，传动带(34)为同步带。

7.根据权利要求5所述的两冲程发动机节气门与空气阀的传动连接机构，其特征是：所述的主动轮(29)、墯轮(37)和从动轮(28)为同步轮，第一传动带(35)和第二传动带(36)为同步带。

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