CN203978608U - 异步双缸发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种异步双缸发动机，包括机体、两套气缸、连杆、喷油装置、点火装置以及两套活塞，每套气缸均配套设置两套进气机构和两套排气机构，还包括曲轴和配气机构，曲轴的两根曲柄销分设于轴颈两侧、且两根曲柄销的轴线与轴颈的轴线位于同一平面内，进气凸轮轴上的两组凸轮相对于进气凸轮轴的轴线呈90度夹角，排气凸轮轴上的两组凸轮相对于排气凸轮轴的轴线呈90度夹角，进气正时链轮与排气正时链轮直径均为曲轴正时链轮直径的两倍，其优点在于：两套气缸内的活塞异步运动，但是点火时间相差180度，两套活塞实现连续无间断做功，点火时刻均匀分布，做功间隔时间相同，具有良好的低速爆发性能。

Description

异步双缸发动机

技术领域

本实用新型涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种异步双缸发动机。

背景技术

当今世界，能源问题不仅是世界性的大课题，也是切实关系到我们老百姓生活的重要因素，油价上涨催动了新能源汽车的发展，目前混合动力技术已经越来越贴近我们的生活了，混合动力汽车有电动马达作为发动机的辅助，所以对发动机的排量以及额定功率及扭矩的要求就会降低，因此，双缸四冲程汽油发动机以排量小，体积小，能耗低的优势，特别适合混合动力汽车用。

所谓发动机活塞异步工作模式是特指在双缸四冲程发动机中两个活塞同上同下的工作模式，相当于1-3-4-2点火顺序的四缸发动机中1缸和3缸的工作模式，这种工作模式的优点是发动机任意两次做功间隔对应的曲轴转角均为180度，发动机工作状态更为平稳，双缸发动机在传统汽车中并没有得到广泛应用，但因为近年来新能源汽车的异军突起，双缸发动机以其得天独厚的优势获得新能源领域的青睐，因此研究开发一种适用于混合动力汽车的发动机是目前汽车行业需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种异步双缸发动机，两套气缸内的活塞异步运动，但是点火时间相差180度，两套活塞实现连续无间断做功，使得功率输出更加平稳，发动机一个工作循环，点火时刻均匀分布，做功间隔时间相同，间隔时间短，能量损失小，具有良好的低速爆发性能。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种异步双缸发动机，包括机体、两套气缸、连杆、喷油装置、点火装置以及两套活塞，每套气缸均配套设置两套进气机构和两套排气机构，还包括曲轴和配气机构，所述曲轴为双拐曲轴，曲轴的两根曲柄销分设于轴颈两侧、且两根曲柄销的轴线与轴颈的轴线位于同一平面内，所述配气机构包括进气凸轮机构、排气凸轮机构以及用于驱动进气凸轮机构和排气凸轮机构的正时机构，所述进气凸轮机构包括进气凸轮轴和安装在进气凸轮轴上的凸轮组，所述排气凸轮机构包括排气凸轮轴和安装在排气凸轮轴上的凸轮组，所述两套气缸对应进气机构顶端与进气凸轮轴上的凸轮组滑动接触，所述两套气缸对应排气机构顶端与排气凸轮轴上的凸轮组滑动接触，所述进气凸轮轴上的凸轮组包括四套凸轮，所述四套凸轮分为两组，两组凸轮相对于进气凸轮轴的轴线呈90度夹角，所述排气凸轮轴上的凸轮组包括四套凸轮，所述四套凸轮分为两组，两组凸轮相对于排气凸轮轴的轴线呈90度夹角，所述曲轴上设有曲轴正时链轮，所述进气凸轮轴端部设有进气正时链轮，排气凸轮轴端部设有排气正时链轮，所述曲轴正时链轮、进气正时链轮和排气正时链轮借助于正时链连接，所述进气正时链轮与排气正时链轮直径相同，所述进气正时链轮的直径是曲轴正时链轮直径的两倍。

所述每套气缸对应的两套进气机构和两套排气机构均设于气缸顶端，且两套进气机构和两套排气机构分设于气缸顶端两侧，所述进气机构和排气机构结构相同，均包括气门挺杆、气门弹簧和气门弹簧座，所述气门弹簧座与机体固定连接，所述气门弹簧下端与气门弹簧座连接，所述气门挺杆穿过气门弹簧设置、且气门弹簧上端与气门挺杆上端卡接，所述气门挺杆顶端与对应凸轮接触。

所述进气机构对应的气门挺杆的轴线与活塞轴线之间的夹角为16.2-16.6度，所述排气机构对应的气门挺杆的轴线与活塞轴线之间的夹角为17-17.2度。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述进气机构对应的气门挺杆的轴线与活塞轴线之间的夹角为16.4度，所述排气机构对应的气门挺杆的轴线与活塞轴线之间的夹角为17.1度。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述活塞顶部的燃烧室为屋脊形。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：两套气缸内的活塞异步运动，但是点火时间相差180，两套活塞实现连续无间断做功，使得功率输出更加平稳，机构的运动规律为，曲轴每旋转两周，曲轴正时链轮旋转两周，进气凸轮轴正时链轮旋转一周，排气凸轮轴正时链轮旋转一周，进气凸轮轴旋转一周，排气凸轮轴旋转一周，进气门和排气门各开闭一次，发动机一个工作循环内，点火时刻均匀分布，做功间隔时间相同，间隔时间短，能量损失小，具有良好的低速爆发性能。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

在附图中：1、曲轴；2、连杆；3、活塞；4、曲柄正时链轮；5、正时链；6、进气凸轮轴；7、排气凸轮轴；8、排气正时链轮；9、进气正时链轮；10、气门挺杆；11、气门弹簧；12、气门弹簧座；13、进气门；14、排气门。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型公开了一种异步双缸发动机，包括机体、两套气缸、连杆2、喷油装置、点火装置以及两套活塞3，每套气缸均配套设置两套进气机构和两套排气机构，还包括曲轴1和配气机构，曲轴1为双拐曲轴，曲轴1的两根曲柄销分设于轴颈两侧、且两根曲柄销的轴线与轴颈的轴线位于同一平面内，配气机构包括进气凸轮机构、排气凸轮机构以及用于驱动进气凸轮机构和排气凸轮机构的正时机构，进气凸轮机构包括进气凸轮轴6和安装在进气凸轮轴6上的凸轮组，排气凸轮机构包括排气凸轮轴7和安装在排气凸轮轴7上的凸轮组，两套气缸对应进气机构顶端与进气凸轮轴6上的凸轮组滑动接触，两套气缸对应排气机构顶端与排气凸轮轴7上的凸轮组滑动接触，进气凸轮轴6上的凸轮组包括四套凸轮，四套凸轮分为两组，两组凸轮相对于进气凸轮轴6的轴线呈90度夹角，排气凸轮轴7上的凸轮组包括四套凸轮，四套凸轮分为两组，两组凸轮相对于排气凸轮轴7的轴线呈90度夹角，正时机构包括曲轴1上设置的曲轴正时链轮4、进气凸轮轴6端部设置的进气正时链轮9和排气凸轮轴7端部设置的排气正时链轮8，曲轴正时链轮4、进气正时链轮9和排气正时链轮8借助于正时链5连接，进气正时链轮9与排气正时链轮8直径相同，进气正时链轮9的直径是曲轴正时链轮4直径的两倍，理论上的双缸发动机，1缸—2缸的点火时刻对应的曲轴转角有0度—180度和0度—360度两种，本实用新型考虑到平衡块的对称布置有利于曲轴旋转过程中的动态平衡，故选用0度—180度这种点火模式，那么与此点火时刻相对应的曲轴设计就要求曲拐成对称布置，与此相对应的活塞的运动形式就是一上一下的设计，这种形式的设计更加符合传统四缸发动机的运转模式，理论上曲轴的曲柄销的对称布置更容易达到动平衡，因此发动运转过程的会更加平顺。

进气凸轮轴6包含两组四个进气凸轮、排气凸轮轴包含两组四个排气凸轮，且一缸进气凸轮和二缸进气凸轮在轴线方向沿前端看去，两者相错90度；一缸排气凸轮和二缸排气凸轮在轴线方向沿前端看去，两者相错90度，并且各缸进气凸轮与排气凸轮有确定的相位关系。

每套气缸对应的两套进气机构和两套排气机构均设于气缸顶端，且两套进气机构和两套排气机构分设于气缸顶端两侧，进气机构和排气机构结构相同，均包括气门挺杆10、气门弹簧11和气门弹簧座12，气门弹簧座12与机体固定连接，气门弹簧11下端与气门弹簧座12连接，气门挺杆10穿过气门弹簧11设置、且气门弹簧11上端与气门挺杆10上端卡接，气门挺杆10顶端与对应凸轮接触，进气结构和排气机构的结构与现有发动机中的进气机构和排气机构相同。

进气机构对应的气门挺杆10的轴线与活塞3轴线之间的夹角为16.4度，排气机构对应的气门挺杆10的轴线与活塞3轴线之间的夹角为17.1度，两种夹角的设置，能使进气和排气更加顺畅，活塞3顶部的燃烧室为屋脊形，屋脊形的燃烧室便于设置排气门和进气门，每套活塞对应两个进气门和两个排气门，两个进气门和两个排气门分设于两侧，且分别与进气凸轮轴和排气凸轮轴对应，进气凸轮轴上和排气凸轮轴上的凸轮通过进气机构和排气机构实现进气门和排气门的开闭。

具体地，本实用新型依照双缸发动机工作原理及整机布置的要求，在此基础上根依照双缸发动机工作原理及整机布置的要求，对整个机构进行重新布置及优化，曲轴1前端装配有曲轴正时链轮4，依靠半圆键传动运动，当曲轴1旋转时，会带动曲轴正时链轮4旋转，曲轴正时链轮4依靠正时链5将运动传递给进气正时链轮8、排气正时链轮9；曲轴正时链轮4、正时链条5、进气正时链轮8、排气正时链轮9之间有相对确定的运动关系，即曲轴正时链轮4转动两圈、进气正时链轮8、排气正时链轮9个转动一圈，进气正时链轮8、排气正时链轮9将运动分别传递给进气凸轮轴6、排气凸轮轴7，凸轮轴上的凸轮在旋转过程中推动气门挺杆10压缩气门弹簧11最终推动进气门13、排气门14运动、由此进气门13、排气门14就会配合活塞的运动有规律的进行开启和闭合。

总之，本实用新型中的两套气缸内的活塞异步运动，但是点火时间相差180度，两套活塞实现连续无间断做功，使得功率输出更加平稳，机构的运动规律为，曲轴每旋转两周，曲轴正时链轮旋转两周，进气凸轮轴正时链轮旋转一周，排气凸轮轴正时链轮旋转一周，进气凸轮轴旋转一周，排气凸轮轴旋转一周，进气门和排气门各开闭一次，发动机一个工作循环，点火时刻均匀分布，做功间隔时间相同，做功间隔时间短，能量损失小，具有良好的低速爆发性能。

Claims (3)

1.一种异步双缸发动机，包括机体、两套气缸、连杆(2)、喷油装置、点火装置以及两套活塞(3)，每套气缸均配套设置两套进气机构和两套排气机构，其特征在于：还包括曲轴(1)和配气机构，所述曲轴(1)为双拐曲轴，曲轴(1)的两根曲柄销分设于轴颈两侧、且两根曲柄销的轴线与轴颈的轴线位于同一平面内，所述配气机构包括进气凸轮机构、排气凸轮机构以及用于驱动进气凸轮机构和排气凸轮机构的正时机构，所述进气凸轮机构包括进气凸轮轴(6)和安装在进气凸轮轴(6)上的凸轮组，所述排气凸轮机构包括排气凸轮轴(7)和安装在排气凸轮轴(7)上的凸轮组，所述两套气缸对应进气机构顶端与进气凸轮轴(6)上的凸轮组滑动接触，所述两套气缸对应排气机构顶端与排气凸轮轴(7)上的凸轮组滑动接触，所述进气凸轮轴(6)上的凸轮组包括四套凸轮，所述四套凸轮分为两组，两组凸轮相对于进气凸轮轴(6)的轴线呈90度夹角，所述排气凸轮轴(7)上的凸轮组包括四套凸轮，所述四套凸轮分为两组，两组凸轮相对于排气凸轮轴(7)的轴线呈90度夹角，所述正时机构包括曲轴(1)上设置的曲轴正时链轮(4)、进气凸轮轴(6)端部设置的进气正时链轮(9)和排气凸轮轴(7)端部设置的排气正时链轮(8)，所述曲轴正时链轮(4)、进气正时链轮(9)和排气正时链轮(8)借助于正时链(5)连接，所述进气正时链轮(9)与排气正时链轮(8)直径相同，所述进气正时链轮(9)的直径是曲轴正时链轮(4)直径的两倍；

所述每套气缸对应的两套进气机构和两套排气机构均设于气缸顶端，且两套进气机构和两套排气机构分设于气缸顶端两侧，所述进气机构和排气机构结构相同，均包括气门挺杆(10)、气门弹簧(11)和气门弹簧座(12)，所述气门弹簧座(12)与机体固定连接，所述气门弹簧(11)下端与气门弹簧座(12)连接，所述气门挺杆(10)穿过气门弹簧(11)设置、且气门弹簧(11)上端与气门挺杆(10)上端卡接，所述气门挺杆(10)顶端与对应凸轮接触；

所述进气机构对应的气门挺杆(10)的轴线与活塞(3)轴线之间的夹角为16.2-16.6度，所述排气机构对应的气门挺杆(10)的轴线与活塞(3)轴线之间的夹角为17-17.2度。

2.根据权利要求1所述的异步双缸发动机，其特征在于：所述进气机构对应的气门挺杆(10)的轴线与活塞(3)轴线之间的夹角为16.4度，所述排气机构对应的气门挺杆(10)的轴线与活塞(3)轴线之间的夹角为17.1度。

3.根据权利要求1或2所述的异步双缸发动机，其特征在于：所述活塞(3)顶部的燃烧室为屋脊形。