CN2603210Y - 四冲程内燃引擎 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及四冲程内燃引擎，其特征为：在靠近曲轴箱的燃油进口处前设有第一个止回阀。本实用新型中的引擎运动部件由燃油、机油－空气混合气体润滑，因而省却了独立的润滑系统，可燃混合气体被增压而无需用独立的增压器，非常适合作为用于手持式工具的内燃引擎。

Description

四冲程内燃引擎

技术领域：

本实用新型涉及内燃引擎的技术领域，尤其是涉及专用于手持式工具的内燃引擎。

背景技术：

现有技术中由于链锯鼓风机和割草机等工具通常情况下是可携带和一个人使用的，因而内燃引擎机必须是轻型且易于在不同的地点(路边或垂直向上)工作，故通常用于诸如链锯、鼓风机和割草机等的内燃引擎是轻型的；目前由于二冲程，空气冷却引擎具有良好的功率、重量和尺寸比，比较简单的结构且可在所有的位置或定位操作。因而，在引擎式工具中常采用这种二冲程空气冷却引擎，这种引擎的另一个重要特征为，此种引擎使用膜型碳化器及引擎的润滑是由燃油中添加润滑剂(40∶1)来实现的。

当这种二冲程引擎工作良好时，此种引擎的燃油燃烧率是比较高的，但是噪音也很高，最主要的缺点是此种引擎由于排放的废气中包含一定量的未完全燃烧的燃油，因而废气排放量相当高，加尼福尼亚州的限制碳氢化合物和一氧化碳的排放量的法规已经生效，且所有的二冲程引擎都不符合此法规要求，预期不远的将来，加尼福尼亚州的法规也会被其它州和国家所采用。

众所周知，四冲程内燃引擎的碳氢化合物和一氧化碳排放量理所当然远低于二冲程引擎，这是因为四冲程引擎用合理的方式利用气阀来交换废气和未燃烧的燃油/空气混合气体(当然四冲程引擎的噪音也比二冲程低)。市场上已经出现尺寸较小的四冲程引擎，这些引擎通常用在模型飞机和业余爱好者飞机上。虽然此种引擎尺寸小到可以用在手持式工具上面，因为此种引擎结构较复杂且燃烧量太小，因而这样的引擎是不能用于手持式工具上。

四冲程引擎通常在引擎底部的曲轴箱内设有一个油底壳和一个油泵，油泵将机油输送至移动部件中，诸如顶阀和阀驱动装置。

此外，Mr.y.Imagawa在美国专利号5176(发表于1993年6月5日)和专利号5213074(发表于1993年5月25日)描述了手持式四冲程引擎的润滑系统，此润滑系统中引擎某些部件由曲轴箱内的机油润滑，某些部件由包裹在移动部件上的油脂润滑。

引起争议的是，此种润滑系统中油脂是否能为使用中的变热的运动部件提供令人满意的润滑效果，此外，由于在野外和花园中使用时需要定期清洁油脂和重新注入油脂，因而油脂是否能为引擎在野外和花园中长期使用提供令人满意的润滑效果也值得怀疑，因而此种引擎不适用于家庭园艺工具上。

Mr.R.G.Everts在美国专利号5241932(发表于1993年9月7日)和Mr.Y.Imagawa.Et.A1.在美国专利号5267536(发表于1993年12月7日)所述的引擎类似于美国专利号5213074中所述的引擎，这两个专利都是关于四冲程引擎的润滑系统，包括油底壳的机油和化油器，美国专利(专利号52419320也描述)“与空气相混合的机油雾”，从曲轴箱通过阀导管(阀套)到阀盖来润滑阀和摇臂。

DE.Sfihebangh美国专利(专利号4208107发表于1987年11月24日)叙述了四冲程引擎和其曲轴箱压缩机构，化油器将空气、汽油混合气体的可燃工作流体提供给曲轴箱，此种混合气体由增压器或蓄油池送至气缸进气阀，驱动进气和排气阀，凸轮轴和凸轮驱动装置要装在增压器内。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种改进的四冲程内燃引擎，它可克服现有技术中的一些不足。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：四冲程内燃引擎，它主要包括以下各部分，引擎主体由缸体、曲轴箱和缸头组成；曲轴安装在曲轴箱腔内，活塞安装在气缸内，曲轴通过连杆和活塞连接，气缸、缸头和活塞组成燃烧室；装在缸头处的进气阀、排气阀和相应的气阀驱动机构，曲轴箱内有燃油进口和出口，缸头内有一个连接燃油出口和进气通道的管道，其特征在于：在靠近曲轴箱的燃油进口处前设有第一个止回阀。

本实用新型中的引擎运动部件由燃油、机油-空气混合气体润滑，因而省却了独立的润滑系统，可燃混合气体被增压而无需用独立的增压器，非常适合作为用于手持式工具的内燃引擎。

附图说明：

本实用新型可从以下描述的各个示意图的简介中得到较好的理解。

图1A到1D是与本实用新型有关的引擎的四个工作冲程示意图。

图2A到2D类似于图1A到1D，但显示了引擎的另一种结构。

图3A和3B类似于图1C和1D，但显示了引擎的另一种结构。

图4A和4B类似于图1C和1D，为显示本实用新型的另一种结构。

图5B写出图5A所示的引擎部分部件图。

图6A本实用新型另一种引擎结构的部分剖面图。

图6B和6C为图6A所示引擎的附加视图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

本实用新型主要包括以下各部分，引擎主体由缸体、曲轴箱和缸头组成；  曲轴安装在曲轴箱腔内，活塞安装在气缸内，曲轴通过连杆和活塞连接，气缸、缸头和活塞组成燃烧室；装在缸头处的进气阀、排气阀和相应的气阀驱动机构，曲轴箱内有燃油进口和出油口，缸头内有一个连接燃油出口和进气通道的管道，其特征在于：在靠近曲轴箱的燃油进口处前设有第一个止回阀；实施中化油器通过管道和曲轴箱连接，在曲轴箱和管道间设有第二个止回阀；第一和第二止回阀及气阀驱动机构都安装在缸体内，缸头内形成一个孔或中空，此中空也是可燃混合气体流经路径之一，进气阀、排气阀和气阀驱动机构都安装在此中空内，一实施例的气阀驱动机构设有凸轮轴和齿轮，凸轮轴安装在曲轴箱腔内并可在凸轴箱腔内旋转，齿轮与凸轮轴连接，凸轮联接凸轮轴和曲轴，另一实施例的气阀驱动机构设有凸轮轴和皮带，凸轮轴安装在缸头上，并可在缸头内旋转，皮带连接凸轮轴和曲轴。管道为U形且在缸体部分形成空间，管道一侧是缸体侧壁，另一侧为固定在缸体上的阀盖，第一个止回阀设有阀口和活塞裙边，也可以是第一个止回阀设有阀口，阀口内装有单回流通阀。

本实用新型的引擎由缸体和缸头两部分组成，缸体形成了一个以上圆柱形气缸和曲轴箱，活塞可在缸体内往复运动，曲轴和连杆安装在曲轴箱内，且与活塞连在一起，缸头形成气缸的一端，活塞为气缸的另一端。进气和排气，通过缸头内的进气和排气通道流动，曲轴箱内有燃油进口和出油口，缸头内有一个连接燃油出口和进气通道的管道，燃油进口与可燃烧混合气体(由燃油、机油、空气组成)连接。引擎工作时，可燃烧混合气体经曲轴燃油进口流向出口，活塞起泵的作用，来输送可燃烧混合气体，可燃烧混合气体中机油润滑曲轴箱内的引擎部件，可燃烧混合气体通过连接燃油出口和进气通道的管道流向，缸头内的进气通道、气阀和气阀驱动机构是由可燃烧混合气体内的机油润滑，因而引擎运动部件可持续不断补充的且围绕着运动部件的可燃烧混合气体内的机油而得到润滑。

气阀可放在进油口或出油口以压缩曲轴箱内可燃烧混合气体，且进油口和出油口间形成了一个增压通道或槽，使可燃烧混合气体处于压力下，引擎可由一个以上气缸和活塞组成如二缸引擎(或成倍于二缸的缸体组成)，二个活塞同时向曲轴箱或缸头运动。

气阀和气阀驱动机构都位于可燃烧混合气体的流动通道上以便于由混合气体中的机油润滑，气阀驱动机构可设在缸头或曲轴箱内。

以下结合技术特征对各图进行详述

图1A到1D示出了四冲程顶阀式内燃引擎110，其中图1A示出压缩冲程，引擎由引擎缸体111，曲轴箱112和缸头113三部分组成，缸体部分形成一个圆柱形气缸114活塞116，在气缸内往复运动，曲轴117通过连杆118与活塞相连在缸体部分内旋转，进气阀119和排气阀120安装在缸头部分，且有阀盖122封闭。排气通道123环绕着排气阀并将废气从气缸114传送至废气消音器(未示出)，火花塞124也安装在缸头部分，火花塞头125延伸至燃烧室126，燃烧室由活塞顶气缸侧壁114和缸头113组成。

燃油进气口128在曲轴112侧壁上，在引擎工作时，接受由化油器129送入的可燃烧混合气体，化油器应选择全方位工作型，如：膜片式化油器。进油管128上有一个单向阀或止回阀130，以便只允许可燃烧混合气体从化油器129流向曲轴箱112的内腔115，化油器的进口129与燃油机油混合罐127相接(也可以按比例40∶1混合汽油和机油)，机油可用通常使用在小型两冲程引擎的同类机油。汽油机油混合气体通过汽化器129进一步与空气混合，并形成前述的可燃烧混合气体并进而从化油器129进入曲轴箱112内腔115。

曲轴箱112上还有一个出口131。管道132一端与曲轴箱112的出口131相接，其另一端134与缸头部分113和气阀盖122间的箱体136相接，因而管道132将可燃烧混合气体从曲轴箱112腔115输送至气阀盖内的箱体136，在图1A到1D中没有示出气阀工作或气阀驱动机构的工作状况。气阀驱动机构设置在可燃烧混合气体流经的位置上，因而气阀驱动机构可由可燃烧混合气体润滑，如本文揭示的气阀或气阀驱动机构具体由凸轮和驱动摇臂的推杆组成，而摇臂驱动气阀、凸轮和推杆设置在曲轴箱腔115和管道130内，摇臂设置在箱体136内。换一种说法，可用定时传动带连接曲轴箱112和凸轮驱动机构，如图5A和5B所示。图6示出另一种结构，凸轮轴、推杆和气阀安装在缸体腔内并与曲轴箱互通，图2A到2D、图3A到3B和图4A到4B也示出了前述四冲程引擎的另一种气阀和气阀驱动机构的结构。

关于引擎的工作，在图1A所示的压缩冲程中，二个气阀(119和120)闭合，活塞116向缸头113移动，因而压缩燃烧室126内的可燃烧混合气体，当活塞116朝上移动时，因而增加了曲轴箱112和活塞116侧面间的曲轴腔容积或空间，从而将化油器129内的可燃烧混合气体从进口128抽入。如图1A所示，止回阀130当然应该打开，以允许可燃烧混合气体朝一个方向流动，在压缩冲程的结束阶段，火花塞点火并点燃烧室内的可燃烧混合气体，如图1B所示，并进而驱动活塞向下移动。二个气阀(119和120)闭合，由于活塞116向下移动，减少了曲轴箱112腔115的体积，从而增加曲轴箱112腔115内的可燃烧混合气体的压力，这样的结果是，关闭气阀130并压缩曲轴箱112腔115、管道132和缸头箱136内的可燃烧混合气体。

如图1B所示，在作功冲程的最后阶段，活塞116再次向上移动，进入排气冲程，如图1C所示，此时气阀驱动机构打开排气阀120，由作功冲程产生的废气由往上移动的活塞从燃烧室126排出，推动可燃烧混合气体由曲轴箱112腔115、经管道132，已打开的进气阀119进入燃烧室126，进气阀119在活塞的进气冲程结束时关闭，然后活塞再次向上进入下一次压缩冲程(图1A)，从而完成引擎完整的四个冲程。

很显然，如前所述，可燃烧混合气体从化油器129流经曲轴箱112、阀盖122和所有需润滑的运动部件触点，可燃烧混合气体在曲轴箱112腔115和阀盖内形成油雾，并且油雾随着可燃烧混合气体流经其流通道上的各种运动部件(包括气阀和气阀驱动结构)至进气阀，而得到源源不断的补充。缸体箱136和曲轴箱也存在一定量的油雾以润滑各种运动部件。油雾中的机油沉淀并粘附在这些运动部件上，从而为这些运动部件提供了持续不断的润滑。

图2A到2D所示引擎210总体上来讲，类似于图1A到图1D所示的引擎，因而采用相同的部件编号，只不过在图2A到图2D中所示部件编号为200系列，而在图1A~图1D中部件编号为100系列。

图2A~图2D中所示的引擎210有一段管道232连接曲轴箱212和阀盖222，这段管道232中有一段扩大段240，这样就使得管道232成为一个储藏增压器或浪涌调整槽，引擎210还有一个止回阀241，止回阀241在曲轴箱212出口(231)处，如图所示，止回阀241只允许可燃烧混合气体从曲轴箱212腔(215)流向增压器240。

引擎210的工作原理也与前述的引擎相同，不同之处在于：在增压器240内的可燃烧混合气体压力高于通道132中的可燃烧混合气体压力，参阅图2A和2B，当活塞116向上移动处于压缩冲程时，可燃烧混合气体从化油器241抽入曲轴箱212腔(215)，此时止回阀关闭，因而这是确实可信的。如图2B所示，在作功冲程活塞216向下移动，进气阀关闭，相应地活塞216迫使可燃烧混合气体进入增压器240，因而可燃烧混合气体被压缩。如图2C所示，在排气冲程可燃烧混合气体被增压器240腔内的关闭的气阀(219和241)所挡住。如图2D所示，在随后的进气冲程，活塞再次向下移动，额外的可燃烧混合气体被泵送至增压器240，气阀(219)打开，在进气冲程结束阶段，增压器240内的可燃烧混合气体压力增大，且压力的增大与曲轴箱212腔215(注：原文为115)内可燃烧混合气体的容量、增压器240的容量和活塞的位移量有关，此压力可比环境压力大8％~15％，这种压力增加或增压，理所当然改善了引擎的容量效率，使引擎能产生比同尺寸大小引擎更大的功率

此外，增压也产生更浓或浓缩的可燃烧混合气体，导致流经运动部件的机油增加，从而增加了润滑效率。

图3A和3B所示的引擎310有一对汽缸，但是其它结构都类似于图1A~1D所示，冲程缸的活塞同时往复运动，且同时向曲轴箱移动或同向缸头移动，虽然所示出的引擎为二缸，但二缸以上的引擎也是可提供的。此处所示和所述的二缸引擎为背对背排列，但也可取并排排列或V形排列，引擎310有一个曲轴箱312，曲轴箱312上有一个进气口328，进气口上有一个止回阀330，进气口328，连接曲轴箱312、曲轴腔315及化油器329，曲轴箱312有两个出口331a和331b分别与管道332a和332b相连。

引擎310还有两个背对背的混气缸311a和311b，活塞316a和316b在汽缸内往复运动，每个活塞由连杆318a和318b与曲轴317相连，连接方式是安排成二个活塞相互向对方移动，然后相互向相反方向移动。二个活塞的点火顺序正好相反，因而当活塞316a向外移动处于排气冲程时(如图3A所示)，而活塞316b也向外移动但处于压缩冲程。而当活塞316a向内移动处于进气冲程时(如图3B所示)，活塞316b向内移动处于作功或膨胀冲程。每个气缸都有各自的进气阀、排气阀和气阀驱动机构(没有示出)。如前所述的引擎，火花塞安装在缸头部分，这些部件的结构和工作状况与图1A~1D所示的引擎相同，如图3A所示，二个活塞同时向外移动，使可燃混合气体从曲轴腔315经管道332a和332b泵送至进气阀319a和319b。

图4A和4B所示的引擎410有二对背对背安置的气缸411a和411b和二个活塞416a416b。与引擎310相类似，引擎410有一个增压器440和出口止回阀441，此止回阀与两个气缸相连，并将曲轴箱412、曲轴腔415内可燃混合气体送入二个管道432a和432b，因而引擎410的工作方式类似于引擎310，不同之处在于，引擎410进气管道的增压器的压力更高(见图2A所示的引擎)，因而引擎410的效率更高。这是因为引擎410二个活塞的总排气量是单个气缸的工作容量的二倍，而每个周期送入燃烧室的可燃烧混合气体量等同于单个气缸工作容量，因而引擎410增压器440产生的压力比引擎210增压器240产生的压力更高。如图3A和3B所示，没有增压器的二缸引擎，在进气冲程结束阶段时其压力比周围压力高16％~25％，同样，如图4A和4B所示，没有增压器的引擎410在进气冲程结束阶段时其压力比周围压力高21％~45％。

图5A和5B所示是根据本实用新型原理设计的另一种结构引擎510，同样使用的编号与图1A~1D所用的编号相同，但为500系列，参阅图5B。引擎510，缸体511、曲轴箱512和缸头513。缸头513上有一个阀盖522。所述的引擎由曲轴箱和第一、第二两个汽缸组成的引擎主体，在第一、第二气缸内往复运动的第一、第二活塞与气缸分别形成第一、第二燃烧室；引擎机体，由第一、第二阀体，第一、第二燃烧室和安装在阀体内的气阀驱动机构组成；引擎机体有多个进口和出口，多个进口和出口为曲轴箱的进、出口，其进口与化油器相通，管道连接第一、第二阀体出口。实施中引擎机体进口还设有第一个单向阀，曲轴箱出口处还有第二个单向阀，曲轴箱内有一个曲轴，曲轴安装在引擎机体内，并可旋转，第一、第二活塞分别与曲轴相连；二个气缸背对背安置，二个活塞可相互相向或反向往复移动；管道为U形的其一端与曲轴箱相连，一端与阀体相连，其中心段远离机体，且与机体有一定的间隙，在本例中，引擎510是空气冷却的，冷却风扇540在缸体511和缸头513的外侧，活塞516在气缸514内往复移动。

活塞516按常规方法由连杆518与曲轴517相连，曲柄臂541安装在曲轴517上并与连杆518相连，曲柄臂541上一个平衡块542。如图5B所示，曲轴箱512腔515相对比较小并精密地限制了曲轴箱517和曲柄臂541的空间，这是因为曲轴箱512没有必要设置存放机油的油底壳。缸体511和曲轴箱紧密相连形成一个内腔515，此腔除了进口528和出口531以外是密封的。

燃烧室526是由活塞5 16顶、气缸514侧面和缸头513内侧形成，缸体511和缸头513间的缸头垫圈543，使缸头与缸体间达到密封联接，缸头513的内侧544形成了缸体514的上壁(如图5B所示，虽然引擎可以有其缝隙，但这种结构不会变化的)。缸头内壁上有进气口、排气口(没有示出)和火花塞524孔，进气阀519和排气阀(没有示出)以常规方式打开和关闭四冲程引擎的相应的进气口和排气口，每个气阀有阀杆547，阀杆547可在阀导套548内滑动，气阀中设置的阀簧549促使气阀向上运动，并使其置于关闭位置。

引擎510当然还有气阀驱动或促动机构，气阀驱动机构中的摆臂551以旋转方式安装在摆臂轴552上，其一端与气阀外端相吻合，另一端与气阀凸轮553相吻合。气阀凸轮安装在凸轮554上，这种结构即为传统的顶阀、顶凸轮，且顶阀、顶凸轮安装在由阀顶部分的阀盖522形成缸头室536的内腔。

参阅图5A，齿形定时皮带558用以旋转凸轮轴554，此齿形定时皮带是由驱动链轮(没有示出)驱动。此驱动链轮安装在曲轴517上，曲轴517是由缸体511上和曲轴箱512上多个轴承559支撑的(见图53B所示)。在图5A和5B所示的引擎510中，曲轴二端延伸至缸体外，一端(没有示出)是用于连接工具或驱动，另一端，见图5A所示，由螺母561和轮子562相连形成飞轮和风扇。风扇叶片563安装在轮子562上，并产生冷却空气循环。上述所提及驱动链轮也是由曲轴517驱动，可以并成为轮子562的一部分，定时带558也与驱动链轮564啮合，而链轮安装在凸轮轴554的一端，链轮比是设置成凸轮轴554旋转一圈，曲轴旋转二圈(一个完整的四冲程)。凸轮轴554是由缸头上的轴承(没有示出)支承旋转的，支承凸轮轴的轴承和曲轴的轴承与缸体511腔516和曲轴箱512腔515相通，以便与润滑，以下将详叙引擎的润滑。

如前所述，进气口528和出气口532在缸体511内，进气口528在气缸514侧壁口。如图5B所示，当活塞516移至最高中心处(TDC)不能移动时，进气口518打开，当活塞516移至最低中心处(BDC)(没有示出)不能移动时，活塞516的裙边566逐渐关闭进气口，在整个完整的四冲程周期内，进气口二次被活塞关闭。

化油器529经管子567与进气口528相连，化油器是由座圈568支承，座圈568固定在缸体511上，化油器529的进气口与空气滤清器569相连，化油器529的进油口经由管子571与燃油箱相连，化油器可采用传统的膜片型，燃油箱527和空气滤清器569也可采用传统型，管道527连接曲轴箱515和化油器569，以传统的方式泵送燃油至化油器。

出气口532通过管子533和单向阀541与管道532相连，在同前所示的引擎510中，单向阀采用的是针阀，只允许可燃混合气体流向管道532，管道532可由塑料或其它弹性材料制造，其一端与阀盖上522的进口573相连。管道532总体上来讲为U形，而与缸体相分离并有一定的间隙。如图5B所示，进口573直接与阀盖上面的缸头513腔536相连，然后与缸头513进气阀519阀口相连。

缸头513上排气阀口(没有示出)，类似于引擎110、210、310、410的相应部分，如在引擎110中，排气管道123与缸头113腔136不连通，相应地引擎510中废气也不能进缸头513腔536内，但是不同之处在于，引擎510的废气经排气管道进入废气消音器574。进气阀和排气阀、阀套548和阀簧同时打开，使可燃空气—机油混合物在缸头箱内流动以便润滑。

关于引擎510的工作，操作人员可将燃油—机油576混合(通常二冲程引擎的燃油—机油比为40∶1)注入油箱527，可燃性混合气体经管道571吸入化油器，并与空气混合形成可燃混合气体，燃油和机油蒸发成很细的雾。

当活塞516移动至最高中心点(TDC)不能移动时，曲轴箱512腔515内的容量增大，因而曲轴箱512腔515内的气体压力减少，活塞516裙边546移至图示位置，进气口528打开，可燃烧混合气体从化油器529吸入曲轴箱512腔515内，曲轴箱512腔515内气体压力减少，结果使出气阀541关闭，这种状况发生在压缩和排气冲程过程。

当活塞516由最高中心点向最低中心点(BDC)移动时，活塞516裙边566关闭进气口528，活塞516向下移动，减少了曲轴箱512内的容积，压缩曲轴箱512腔515内的可燃混合气体，出气阀541打开，迫使可燃烧混合气体进入管道532，在作功冲程中，由于进气阀519被关闭，管道532内的可燃烧混合气体被压缩，当针阀541在活塞516再次向上移动的瞬时关闭时，管道532内的可燃烧混合气体增大压力保持不变。在进气冲程中，被压缩可燃烧混合气体被吸入气缸，多余的可燃烧混合气体被活塞516压入管道，因而曲轴箱压缩过程，实际上起着增压功能，并实现一定尺寸下的引擎输出功率增大，压缩也增大了机油雾的密度和改善了润滑。

如前所述，汽油、机油、空气混合流经曲轴箱512腔515、管道532和阀盖522上的缸头箱536。可燃烧混合气体在曲轴箱512腔515和缸头箱536内形成机油雾，油雾流经环绕并润滑所有需要润滑的运动部件，由于引擎完成一个完整周期有四个冲程，而可燃烧混合气体仅在一个冲程(进气冲程)离开缸头箱536，在曲轴箱512腔516和缸头箱536内的机油雾是相对稳定的，因而曲轴箱512腔516和缸头箱532内含有一定量的机油雾，这些油雾环绕并粘附在运动部件上，从而无须使用机油底壳或涂抹油脂也可润滑运动部。引擎510的另一个优点是管道512内容量相对较大，并起着增压器或浪涌箱的作用。管道512的大容量是由管道U形管弯曲形成的，进气口528及关闭和打开进气口的活塞516的位置也是此种引擎的优点之一，这是由于这种结构省却了单独的止回阀。这种结构同样也使化油器处于更优的定位或位置，此种优点对用于小型手持式工具如链锯等的引擎尤其重要，任何从活塞处渗漏的气体流入曲轴箱512腔515，并回至燃烧室。

图6A、6B和6C示出的引擎总体上来讲与图5A和图5B所示的引擎相同，不同之处在于其缸头结构、气阀和气阀驱动机构。

引擎610由缸体611、曲轴箱或油盘612、缸头613组成。本例引擎缸头为L形成平头、缸头613和缸体611间由垫圈643密封，缸头613和缸体611由外侧的风扇冷却，缸体611固定在安装法兰680上，此法兰680也是为引擎安装手持式、工具式驱动所设置。

活塞616安装在气缸614内，由连杆618与曲轴617相连，平衡块642也与曲轴617相接，所有这些部件都在曲轴箱612腔615旋转，火花塞624安装在缸头613的孔625内。

如图6A所示：引擎610还有一个化油器629，此化油器可优先采用常规全位置如膜片型，此化油器629上有一个手调节油门681来控制引擎速度，化油器接受常规的空气滤清器充气，燃油(如汽油)油箱(没有示出)类似于油箱527并形成如前述的燃油机油混合气体。

化油器629形成了燃油机油混合气体，机油变成非常细的气雾或液滴。如前所述，可燃混合气体流经曲轴箱、增压器或浪涌箱到燃烧室，可燃烧混合气体也同样有效地润滑各类需润滑的引擎运动部件。

可燃烧混合气体自化油器629流出，经气缸侧壁的进气口628流入曲轴箱612腔615，进气口628在气缸侧壁下端，进气口628一直由活塞616裙边关闭，只有当活塞移至最高中心位(TDC)不能移动时，才会打开，如图5B所示。

可燃混合气体由活塞的移动泵送和压缩，可燃烧混合气体流经缸体和增压腔683间的内腔682。增压腔683由缸体611一侧684和外壳686形成。外壳686安装在缸体611侧面，如图6A和6C。而进口687和止回阀688只允许可燃混合气体从内腔682流向增压腔683。增压腔683的一部分689在缸体内，增压器的一部分689与进气阀692进气口691相连接，进气口691的上侧与缸头613下的孔693相连(见图6A所示)，孔693为燃烧室的一部分。

安装在内腔682内的为气阀692的驱动机构694，气阀驱动机构694的凸轮轴696旋转固定在缸体611上，且驱动机构与凸轮上齿轮啮合，凸轮轴696上凸轮697与推杆698和随从机构的一端相啮合，推杆的另一端与气阀692的阀杆699的低端相啮合，推杆698和阀杆699由轴承700支承在缸体上滑动。压缩复位弹簧701安装在缸体611凸缘702和阀杆699的钩子703之间，压缩复位弹簧701将推杆698紧靠在凸轮697上并使气阀692回到关闭位置。

图6A~6C所示的引擎有一个排气阀706(见图6B和6C所示)。排气阀安装在排气口707，排气口位于靠近气缸614的缸体691内，排气阀706为气阀驱动机构(没有示出)驱动，其结构和位置与进气阀692相同，凸轮轴696支承第二凸轮(没有示出)，第二凸轮为排气阀706驱动机构的一部分，与凸轮697相同，但角度有一定偏移。排气阀706阀杆安装在缸体611上，并可在缸体上移动，当排气阀706打开时，废气由气缸614缸头613孔693经打开的排气口707，缸体内的排气道708至安装在缸体611侧面的消音器709。

图6A~6C所示的引擎结构的特殊优点就在于其所有需润滑的运动部件都在曲轴箱612腔615和内腔682内，与曲轴相连的旋转部件和活塞的运动，在曲轴箱612、曲轴腔615形成了燃油-机油-空气混合气体涡流。可燃混合气体的涡流保证了需润滑的运动部件源源不断地得到可燃混合气体的流动，因而图6A和6B所示的引擎是一种紧凑的小型的引擎。

如图2A~2D、图5A和5B、图6A~6C所示，没有储存增压器或浪涌箱的单缸引擎的浪涌箱和曲轴箱的容量，对气缸在开始压缩冲程时的气压有相当大的影响，假设单缸引擎气体传递是等温的，那么

Pc＝Po(V+Vc)/Vc                                  (1)

Pt＝(Pc*Vc+Pa*Vt)/(Vt+Vc)                        (2)

Pa＝(Pt*Vt)/(Vt+Vc+V+Vcc)+(Pc*Vc)/(V+Vc+Vt+Vcc)  (3)

式中：Po为环境压力

Pa为在压缩冲程开始前，活塞在气缸最低中心处的气缸压力

Pt为活塞在气缸最低中心处时，增压器内的最大压力

Pc为活塞在气缸最低中心处时，曲轴箱内的最大理论压力

Vo为引擎总的位移量

Vc为曲轴箱净容量

Vt为增压器净容量

Vcc为气缸净容量。

对于二缸引擎带增压器(如图4A和4B所示)，同样假设空气传递是等温的，那么：

Pc＝Po(V+Vc)/Vc                                (4)

Pt＝(Pc*Vc+Pa*Vt)/(Vt+Vc)                      (5)

Pa＝(Pt*Vt)/(Vt+Vc+V+Vcc)+(Pc*Vc)/(V+Vc+Vt+Vcc)(6)

压力Pa在引擎工作几个周期后稳定。

很显然，前述的改进型四冲程引擎的描述中，我们可以得出此种引擎运动部件由燃油、机油-空气混合气体润滑，因而省却了独立的润滑系统，可燃混合气体被增压而无需用独立的增压器。由于此种引擎为四冲程引擎，虽然在可燃混合气体中存在着机油，但废气排放还是比较干净。以可燃空气、燃油和机油混合物燃烧驱动的气阀驱动机构与活塞同步运动，在进气冲程中打开进气阀，在排气冲程中打开排气阀，本实用新型中的化油器产生可燃燃油空气和机油混合气雾；化油器、曲轴箱腔、管道、进气阀形成的可燃混合气体，从化油器流至燃烧室的流通路径，处于流通路径上的曲轴连杆上，气阀驱动机构由机油气雾润滑。引擎由缸体和缸头两部分组成，缸体形成了一个以上圆柱形气缸和曲轴箱，活塞可在缸体内往复运动，曲轴和连杆安装在曲轴箱内，且与活塞连在一起，缸头形成气缸的一端，活塞为气缸的另一端。进气和排气，通过缸头内的进气和排气通道流动，曲轴箱内有燃油进口和出油口，缸头内有一个连接燃油出口和进气通道的管道，燃油进口与可燃烧混合气体(由燃油、机油、空气组成)连接以便于可燃混合气体只能从化油器流向曲轴箱，以便于可燃混合气体只能从曲轴箱流向管道。引擎由第二引擎主体与连杆相连的第二活塞、第二进气阀和排气阀及气阀驱动机构，化油器、曲轴箱、管道为两个引擎所共用。活塞裙边打开或关闭阀口。由在化油器和曲轴箱腔间的引擎机体上的阀口15.多重气缸的四冲程引擎用燃油、机油和空气混合气体作燃料，这样的引擎由下述各部分组成：

由曲轴箱腔和第一、第二两个汽缸组成的引擎主体，在第一、第二气缸内往复运动的第一、第二活塞与气缸分别形成第一、第二燃烧室，第一、第二活塞同时朝曲轴箱腔移动或同时向离开曲轴箱腔的方向移动，曲轴箱腔的容量随着活塞的往复运动增大或减少；引擎机体，由第一、第二阀体，第一、第二燃烧室和安装在阀体内的气阀驱动机构组成；气阀驱动机构由燃油进气阀和排气阀、气阀驱动机构组成。引擎机体有多个进口和出口，多个进口和出口为曲轴箱腔的进，出口，其进口与化油器相通以接受可燃混合气体。

管道连接第一、第二阀体出口，燃油进气阀在引擎工作时，可燃混合气体流经的曲轴箱腔和阀体，并润滑曲轴箱腔内和阀体内的运动部件。第一、第二活塞同时朝曲轴箱腔移动或同时向离开曲轴箱腔的方向移动，曲轴箱腔的容量随着活塞的往复运动增大或减少，燃油进气阀在引擎工作时，可燃混合气体流经的曲轴箱腔和阀体，并润滑曲轴箱腔内和阀体内的运动部件，以使可燃混合气体流出曲轴箱腔，曲轴转动二圈，引擎完成一个完整的周期(四个冲程)，活塞在曲轴旋转二圈交替中完成作功冲程21.如15所述曲轴箱腔和阀体内有足够的可燃混合气体流动，这些可燃混合气体环绕引擎运动部件流动并润滑这些运动部件。

Claims (15)

1、四冲程内燃引擎，它主要包括以下各部分，引擎主体由缸体、曲轴箱和缸头组成；  曲轴安装在曲轴箱腔内，活塞安装在气缸内，曲轴通过连杆和活塞连接，气缸、缸头和活塞组成燃烧室；装在缸头处的进气阀、排气阀和相应的气阀驱动机构，曲轴箱内有燃油进口和出口，缸头内有一个连接燃油出口和进气通道的管道，其特征在于：在靠近曲轴箱的燃油进口处前设有第一个止回阀。

2、如权利要求1所述的四冲程内燃引擎，其特征在于：化油器通过管道和曲轴箱连接，在曲轴箱和管道间设有第二个止回阀。

3、如权利要求1或2所述的四冲程内燃引擎，其特征在于：第一和第二止回阀及气阀驱动机构都安装在缸体内。

4、如权利要求1或2所述的四冲程内燃引擎，其特征在于：缸头内形成一个孔或中空，此中空也是可燃混合气体流经路径之一，进气阀、排气阀和气阀驱动机构都安装在此中空内。

5、如权利要求1或2所述的四冲程内燃引擎，其特征在于：所述的气阀驱动机构设有凸轮轴和齿轮，凸轮轴安装在曲轴箱腔内并可在凸轴箱腔内旋转，齿轮与凸轮轴连接，凸轮联接凸轮轴和曲轴。

6、如权利要求1或2所述的四冲程内燃引擎，其特征在于：所述的气阀驱动机构设有凸轮轴和皮带，凸轮轴安装在缸头上，并可在缸头内旋转，皮带连接凸轮轴和曲轴。

7、如权利要求1或2所述的四冲程内燃引擎，其特征在于：管道为U形且在缸体部分形成空间，管道一侧是缸体侧壁，另一侧为固定在缸体上的阀盖。

8、如权利要求1所述的四冲程内燃引擎，其特征在于：第一个止回阀设有阀口和活塞裙边。

9、如权利要求1所述的四冲程内燃引擎，其特征在于：第一个止回阀设有阀口，阀口内装有单回流通阀。

10、如权利要求1所述的四冲程内燃引擎，其特征在于：所述的引擎由曲轴箱和第一、第二两个汽缸组成的引擎主体，在第一、第二气缸内往复运动的第一、第二活塞与气缸分别形成第一、第二燃烧室；引擎机体，由第一、第二阀体，第一、第二燃烧室和安装在阀体内的气阀驱动机构组成；引擎机体有多个进口和出口，多个进口和出口为曲轴箱的进、出口，其进口与化油器相通，管道连接第一、第二阀体出口。

11、如权利要求10所述的四冲程内燃引擎，其特征在于：引擎机体进口还设有第一个单向阀。

12、如权利要求10所述的四冲程内燃引擎，其特征在于：曲轴箱出口处还有第二个单向阀。

13、如权利要求10所述的四冲程内燃引擎，其特征在于：曲轴箱内有一个曲轴，曲轴安装在引擎机体内，并可旋转，第一、第二活塞分别与曲轴相连。

14、如权利要求10所述的四冲程内燃引擎，其特征在于：二个气缸背对背安置，二个活塞可相互相向或反向往复移动。

15、如权利要求10所述的四冲程内燃引擎，其特征在于：管道为U形的其一端与曲轴箱相连，一端与阀体相连，其中心段远离机体，且与机体有一定的间隙。

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