CN202732109U - 偏心轮滑块起动的直线发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种偏心轮滑块起动的直线发动机，包括气缸、扫气箱、活塞连杆机构、供油系统、点火系统，气缸为内置燃烧室，采用两个二冲程发动机水平对置；扫气箱，在气缸的气缸壁上具有进气口、扫气口及排气口，进气口与排气口分别布置于气缸的两端，扫气口居于气缸中部，该进气口、扫气口及排气口随直线发动机活塞的往复运动而周期性开关，完成气缸燃烧室与外界环境的气体交换；活塞连杆机构在两个气缸之间将两个活塞同轴连接，实现直线往复运动。本实用新型的优点是减少零件的数目，结构紧凑；降低活塞与气缸的侧向力，减小发动机摩擦损失，提高系统的效率。

Description

偏心轮滑块起动的直线发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机，特别涉及一种偏心轮滑块起动的直线发动机。

背景技术

直线发动机是一种新型的动力系统，其结构一般包括两个轴向对置的气缸、扫气箱、活塞连杆组件，其中活塞连杆组件沿轴向做直线往复运动。与传统发动机相比，直线发动机取消了传统发动机的曲柄连杆机构，将两个活塞同轴直线连接，减少了曲轴与轴承之间产生的大量摩擦热，且直线发动机运动的过程中，活塞不会受到侧向力的作用，摩擦损失大大减少，具有零件数量少、质量轻、机械损失少、效率高等特点。而且直线发动机中采用二冲程发动机，具有机械效率高、旋转力矩小、结构简单及体积小、质量轻等优势。

由于取消了传统发动机的曲柄连杆机构，现有直线发动机系统存在起动困难、功率输出困难的问题，而且二冲程发动机普遍采用化油器式供油方式，该供油方式存在易气阻、燃油系统容易结冰、加减速过渡响应延迟、控制精度低等缺点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供了一种提高直线发动机效率的偏心轮滑块起动的直线发动机，对原二冲程发动机进行了结构改造，设计了相配套的电控喷油系统及数字式点火系统实现了对直线发动机循环进气量、循环喷油量、点火位置及空燃比的精确控制。

为了解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种偏心轮滑块起动的直线发动机，包括气缸、扫气箱、活塞连杆机构、供油系统、点火系统。所述气缸为内置燃烧室，采用两个二冲程发动机水平对置放置；

所述扫气箱，在气缸的气缸壁上具有进气口、扫气口及排气口，进气口与排气口分别布置于气缸的两端，扫气口居于气缸中部，该进气口、扫气口及排气口随直线发动机活塞的往复运动而周期性开关，完成气缸燃烧室与外界环境的气体交换。

所述活塞连杆机构，在两个气缸之间将两个活塞同轴直线连接，实现直线往复运动。

所述供油系统，采用发动机控制器直接控制的喷油器。

所述点火系统，采用发动机控制器控制的数字式点火系统。

发动机控制器根据霍尔传感器测得的活塞运动频率及直线位移传感器测得的活塞瞬时位移，控制直线发动机的循环点火及喷油。

所述霍尔传感器的磁钢片安装于活塞连杆机构，随活塞连杆机构一起运动，检测触头安装在基座上，当磁钢片运动经过检测触头时，霍尔传感器的信号端就产生一个方波信号，该信号输入到发动机控制器。

所述直线位移传感器的运动端安装在活塞连杆机构上，随活塞往复直线运动，测得活塞的瞬时位移信号，该信号输入发动机控制器，控制器根据设定的直线发动机喷油脉宽、喷油位置及点火位置，捕获相应的活塞瞬时位移，驱动喷油器喷油及火花塞点火。

本实用新型的优越功效在于：

1）减少了零件的数目，降低了质量，使得结构更加紧凑，起动方便，同时比功率及效率提高，系统可靠性也得到增强；

2）将两个二冲程发动机水平对置，去除了传统发动机上的曲柄连杆机构，避免了轴承及曲轴的摩擦损耗，同时大大降低了活塞与气缸的侧向力，进一步减小了发动机摩擦损失，提高了系统的效率；

3）设计了相应的电控喷油系统及数字式点火系统，利用空气流量传感器、节气门传感器、直线位移传感器及霍尔传感器，实时测量发动机的循环进气量、节气门开度、活塞瞬时位移及运动频率，并开发了相应的控制器，实现了对空燃比的精确控制，进一步提高了系统的效率；

4）采用基于偏心轮滑块机构的起动及功率输出系统，实现了发动机的顺利起动及功率输出，因此与其它形式的发动机相比，本实用新型在机械结构、能源利用效率、输出功率、使用的方便性等方面均具有明显优势。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型试验测得的起动转速及缸压信号；

图中标号说明

1——火花塞；                        2——氧传感器；   

3——活塞连杆机构；                  4——偏心轮滑块机构；  

5——轻量化的飞轮；                  6——起动电机； 

7——气缸体；                        8——气缸盖；   

9——喷油器；                        10——节气门位置传感器；  

11——空气流量计；                    12——霍尔传感器； 

13——直线位移传感器；                14——扫气箱。

具体实施方式

下面根据附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种偏心轮滑块起动的直线发动机，包括气缸、扫气箱、活塞连杆机构、供油系统、点火系统，其中，气缸为内置燃烧室，采用两个二冲程发动机水平对置；

所述扫气箱14，在气缸的气缸壁上具有进气口、扫气口及排气口，进气口与排气口分别布置于气缸的两端，扫气口居于气缸中部，该进气口、扫气口及排气口随直线发动机活塞的往复运动而周期性开关，完成气缸燃烧室与外界环境的气体交换。

所述活塞连杆机构3，在两个气缸之间将两个活塞同轴直线连接，实现直线往复运动。

所述供油系统，采用发动机控制器直接控制的喷油器。

所述点火系统，采用发动机控制器控制的数字式点火系统。

发动机控制器根据霍尔传感器12测得的活塞运动频率及直线位移传感器13测得的活塞瞬时位移，控制直线发动机的循环点火及喷油。

所述霍尔传感器12的磁钢片安装在活塞连杆机构3，随活塞连杆机构3一起运动，检测触头安装在基座上，当磁钢片运动经过检测触头时，霍尔传感器12的信号端就产生一个方波信号，该信号输入发动机控制器。

所述直线位移传感器13的运动端安装在活塞连杆机构3上，随活塞往复直线运动，测得活塞的瞬时位移信号，该信号输入发动机控制器，控制器根据设定的直线发动机喷油脉宽、喷油位置及点火位置，捕获相应的活塞瞬时位移，驱动喷油器喷油及火花塞点火。

气缸体7、气缸盖8及扫气箱14通过缸盖螺栓固定连接，气缸盖8上布置火花塞1，扫气箱14与节气门体固定连接，储存及预压缩可燃混合气。节气门体上布置喷油器9、节气门位置传感器10及空气流量传感器11，排气管上布置有氧传感器2，直线位移传感器13与活塞连杆机构3固定连接，测量活塞的瞬时位移，霍尔传感器12固定在基座上，测量活塞的运转频率。直线位移传感器13、霍尔传感器12、空气流量传感器11、氧传感器2及节气门位置传感器10的信号均与发动机的控制器电气连接，发动机的控制器通过氧传感器2、节气门位置传感器10及空气流量传感器11实现燃烧空燃比的精确控制，通过直线位移传感器13及霍尔传感器12实时控制直线发动机的运转。 

本实用新型起动时，起动电机6带动飞轮5旋转，飞轮5的旋转通过偏心轮滑块机构4转化为活塞连杆机构3的直线往复运动，从而到达压缩可燃混合气的目的。发动机的控制器加载控制程序并运行，串口通信接口模块接收到设置的喷油点火初始化参数。本实用新型起动时，传感器不断采集信号并将信号输入直线发动机控制器进行处理。活塞组的运动频率检测是由霍尔传感器12完成的。霍尔传感器12的磁钢片安装在活塞连杆机构3上，随活塞连杆机构3一起运动，检测触头安装在基座上。当磁钢片运动经过检测触头时，霍尔传感器12的信号端就产生一个方波信号，通过信号处理模块传给直线发动机的控制器，控制器计算方波跳变沿间的时间差，就能够算得活塞连杆机构的运动频率。活塞连杆机构的瞬时位置检测是由直线位移传感器13完成的。直线位移传感器13的滑杆随活塞连杆机构3一起运动。直线位移传感器13的信号通过信号处理模块的传给直线发动机的控制器作A/D采样，转化为数字量，可以实时调用直线位移信号。综合串口通信的信号、霍尔传感器12的信号和直线位移传感器13的信号，就可以对运行状态进行判断，然后通过喷油点火模块实现电控喷油点火，顺利起动，试验测得起动转速及缸压曲线如图2所示。 

当起动后，氧传感器2、空气流量传感器11及节气门位置传感器10分别测得运转时的空燃比、进气量及节气门位置，并将信号输入直线发动机控制器。控制器根据理论空燃比及发动机的循环转速，计算得到合适的循环喷油脉宽及节气门开度，精确控制直线发动机的燃烧，实现直线发动机的稳定运转。

Claims (2)

1.一种偏心轮滑块起动的直线发动机，包括气缸、扫气箱、活塞连杆机构、供油系统、点火系统，其特征在于：

所述气缸，为内置燃烧室，采用两个二冲程发动机水平对置；

所述扫气箱，在气缸的气缸壁上具有进气口、扫气口及排气口，进气口与排气口分别布置于气缸的两端，扫气口居于气缸中部，该进气口、扫气口及排气口随直线发动机活塞的往复运动而周期性开关，完成气缸燃烧室与外界环境的气体交换；

所述活塞连杆机构，在两个气缸之间将两个活塞同轴连接，实现直线往复运动；

所述供油系统，采用发动机控制器直接控制的喷油器；

所述点火系统，采用发动机控制器控制的数字式点火系统。

2.如权利要求1所述的偏心轮滑块起动的直线发动机，其特征在于：发动机控制器根据霍尔传感器测得的活塞运动频率及直线位移传感器测得的活塞瞬时位移，控制直线发动机的循环点火及喷油；

所述霍尔传感器的磁钢片安装于活塞连杆机构，随活塞连杆机构一起运动，检测触头安装在基座上，当磁钢片运动经过检测触头时，霍尔传感器的信号端就产生一个方波信号，该信号输入到发动机控制器；

所述直线位移传感器的运动端安装在活塞连杆机构上，随活塞往复直线运动，测得活塞的瞬时位移信号，该信号输入发动机控制器，控制器根据设定的直线发动机喷油脉宽、喷油位置及点火位置，捕获相应的活塞瞬时位移，驱动喷油器喷油及火花塞点火。

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