本實(shí)用新型屬于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域,具體地說,本實(shí)用新型涉及一種二沖程內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù):
目前,二沖程內(nèi)燃機(jī)的掃氣方式主要分為三種:橫流掃氣、回流掃氣和直流掃氣。但氣體均是從氣缸側(cè)面進(jìn)入工作腔,使得換氣效果不好,不能充分發(fā)揮二沖程內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)勢(shì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此,本實(shí)用新型提供一種二沖程內(nèi)燃機(jī),目的是提高換氣效果。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:二沖程內(nèi)燃機(jī),包括氣缸、活塞和排氣門,還包括設(shè)置于所述氣缸內(nèi)部且用于控制活塞上所設(shè)掃氣口開閉的封堵件以及與活塞和所述排氣門連接且用于在活塞下行時(shí)控制排氣門打開的聯(lián)動(dòng)裝置。
所述掃氣口為在所述活塞上沿與活塞的軸線相平行的方向貫穿設(shè)置,所述封堵件為可選擇性的插入和脫出掃氣口。
所述掃氣口設(shè)置多個(gè),所述封堵件的數(shù)量與掃氣口的數(shù)量相等,各個(gè)封堵件分別用于控制一個(gè)掃氣口的開閉。
所述聯(lián)動(dòng)裝置包括套設(shè)于所述氣缸上且為可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)套、設(shè)置于所述活塞上且用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)套旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)件、與旋轉(zhuǎn)套和所述排氣門連接的聯(lián)動(dòng)桿以及控制排氣門打開的開啟機(jī)構(gòu)。
所述驅(qū)動(dòng)件為橫置于所述活塞上的推桿,所述旋轉(zhuǎn)套上設(shè)有讓驅(qū)動(dòng)件嵌入且為傾斜延伸的導(dǎo)向槽,驅(qū)動(dòng)件嵌入導(dǎo)向槽中驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)套旋轉(zhuǎn)。
所述旋轉(zhuǎn)套上設(shè)有與所述導(dǎo)向槽連通且讓所述驅(qū)動(dòng)件嵌入的第一滑槽和第二滑槽,第一滑槽和第二滑槽為與活塞的軸線相平行的方向延伸設(shè)置,第一滑槽位于第二滑槽的上方。
所述開啟機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于所述排氣門的氣門桿上的彈簧座和與彈簧座相接觸且用于在排氣門旋轉(zhuǎn)時(shí)使彈簧座下壓的限位塊。
所述彈簧座具有與所述排氣門的軸線相垂直的第一限位面和呈傾斜狀態(tài)設(shè)置于第一限位面的一側(cè)且與第一限位面之間具有大于90度的夾角的第二限位面,所述限位塊可選擇性的與第一限位面和第二限位面接觸。
在所述排氣門打開過程中,所述第一限位塊先與所述第一限位面接觸,后與所述第二限位面接觸。
本實(shí)用新型的二沖程內(nèi)燃機(jī),通過設(shè)置控制排氣門打開的聯(lián)動(dòng)裝置與控制掃氣口開閉的封堵件相配合,提高換氣效果。
附圖說明
本說明書包括以下附圖,所示內(nèi)容分別是:
圖1是本實(shí)用新型二沖程內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是旋轉(zhuǎn)套與聯(lián)動(dòng)桿的裝配圖;
圖3是活塞的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是排氣門與彈簧座的裝配圖;
圖5是限位塊與彈簧座的配合示意圖;
圖6是封堵件的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7是限位塊的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖中標(biāo)記為:
1、排氣門;2、聯(lián)動(dòng)裝置;21、驅(qū)動(dòng)件;22、聯(lián)動(dòng)桿;23、旋轉(zhuǎn)套;24、彈簧座;25、限位塊;26、第一限位面;27、第二限位面;28、第三限位面;29、導(dǎo)向槽;210、第一滑槽;211、第二滑槽;212、遠(yuǎn)端端部;213、近端端部;3、活塞;31、活塞頭;32、活塞裙;33、掃氣口;34、容置槽;35、延伸部;4、封堵件;5、曲軸;6、氣缸;7、連桿;8、氣門彈簧;9、連接塊;10、轉(zhuǎn)軸。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)照附圖,通過對(duì)實(shí)施例的描述,對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明,目的是幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解,并有助于其實(shí)施。
如圖1所示,本實(shí)用新型提供了一種二沖程內(nèi)燃機(jī),包括氣缸、活塞和排氣門1、設(shè)置于氣缸內(nèi)部且用于控制活塞上所設(shè)掃氣口33開閉的封堵件4以及與活塞和排氣門1連接且用于在活塞下行時(shí)控制排氣門1打開的聯(lián)動(dòng)裝置2。
具體地說,如圖1所示,氣缸的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)中的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸的結(jié)構(gòu)基本相同,氣缸主要是由氣缸蓋、氣缸體和曲軸箱構(gòu)成,氣缸體上設(shè)有讓燃料/空氣混合物進(jìn)入的進(jìn)氣口,氣缸蓋上設(shè)置有排氣口,排氣口中豎直設(shè)置有排氣門1,排氣門1用以選擇性地關(guān)閉和打開排氣口,排氣門1的軸線與活塞的軸線相平行或同軸。
如圖3所示,活塞包括活塞頭31和與活塞頭31連接且內(nèi)部中空的活塞裙32,活塞裙32的上端與活塞頭31為同軸固定連接,活塞裙32的下端具有讓連桿伸出的開口。掃氣口33為在活塞頭31上沿與活塞的軸線相平行的方向貫穿設(shè)置的圓孔,掃氣口33的軸線與活塞的軸線相平行,掃氣口33在活塞的頂面上形成開口,也在活塞頭31的底面上形成與活塞裙32內(nèi)腔連通的開口。封堵件4為可選擇性的插入和脫出掃氣口33,在活塞向上移動(dòng)時(shí),封堵件4插入掃氣口33中,使掃氣口33關(guān)閉;當(dāng)活塞向下移動(dòng)時(shí),封堵件4從掃氣口33中脫出,使掃氣口33打開。
封堵件4為可選擇性的插入和脫出掃氣口33的桿狀構(gòu)件,封堵件4的長度方向與掃氣口33和活塞的軸線相平行,封堵件4與氣缸壁固定連接,氣缸壁為氣缸內(nèi)部包圍活塞的圓柱形側(cè)壁。如圖6所示,作為優(yōu)選的,封堵件4通過連接塊9與氣缸固定連接,連接塊9的一側(cè)與氣缸壁固定連接,另一側(cè)與封堵件4固定連接,連接塊9的長度與封堵件4的長度方向相平行且兩者長度大致相等。如圖3所示,活塞的外圓面上設(shè)有讓連接塊9嵌入的容置槽34,該容置槽34為從活塞的頂面開始沿與活塞的軸線相平行的方向延伸至活塞的頂面上的長槽,容置槽34并與內(nèi)側(cè)的掃氣口33連通且容置槽34與掃氣口33處于活塞的同一徑向線上。
作為優(yōu)選的,封堵件4的長度小于活塞的行程,當(dāng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),活塞的頂面移動(dòng)至封堵件4的底面下方時(shí),此時(shí)封堵件4從掃氣口33中脫出,掃氣口33被打開,曲軸箱內(nèi)事先進(jìn)入的油氣混合物在活塞向下的壓力作用下,可飛快的經(jīng)掃氣口33進(jìn)入活塞上面的工作腔中。當(dāng)活塞向上移動(dòng)時(shí),連接塊9和封堵件4分別插入容置槽34和掃氣口33中,將掃氣口33關(guān)閉,同時(shí)連接塊9也將容置槽34關(guān)閉。
如圖3所示,掃氣口33為在活塞頭31上沿與活塞的軸線相平行的方向貫穿設(shè)置的圓孔,如圖6所示,封堵件4為直徑與掃氣口33的直徑大小相等的圓桿。作為優(yōu)選的,掃氣口33在活塞內(nèi)部可以設(shè)置多個(gè),相應(yīng)的封堵件4也設(shè)置多個(gè),封堵件4的數(shù)量與掃氣口33的數(shù)量相等,且各個(gè)封堵件4分別用于控制一個(gè)掃氣口33的開閉。在本實(shí)施例中,如圖3所示,掃氣口33和封堵件4分別設(shè)置兩個(gè),兩個(gè)掃氣口33為以活塞的軸線為中心線在活塞內(nèi)呈周向均勻分布。
對(duì)于本實(shí)用新型的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī),具有壓縮和做功兩個(gè)行程,進(jìn)氣和排氣在做功行程末和壓縮行程初完成。通過設(shè)置掃氣口33和封堵件4,使得活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到一定位置時(shí),封堵件4將掃氣口33關(guān)上,完成壓縮過程;做功行程中,活塞由上向下運(yùn)動(dòng)到一定位置時(shí),封堵件4使掃氣口33打開,讓曲軸箱內(nèi)的氣體經(jīng)掃氣口33進(jìn)入活塞上方的工作腔,提高換氣效果。
作為優(yōu)選的,如圖1所示,聯(lián)動(dòng)裝置2包括套設(shè)于氣缸上且為可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)套23、設(shè)置于活塞上且用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)套23旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)件21、與旋轉(zhuǎn)套23和排氣門1連接的聯(lián)動(dòng)桿22以及控制排氣門1打開的開啟機(jī)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)套23為與氣缸和活塞同軸的圓環(huán)形或圓弧形瓦片狀構(gòu)件,在氣缸的側(cè)壁上相應(yīng)設(shè)有容納旋轉(zhuǎn)套23的圓環(huán)槽或弧度大于圓弧形瓦片狀的旋轉(zhuǎn)套23的弧形槽,確保旋轉(zhuǎn)套23在圓環(huán)槽或弧形槽中能夠繞氣缸和活塞的軸線旋轉(zhuǎn)。在活塞下行時(shí),驅(qū)動(dòng)件21驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)套23旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)套23帶動(dòng)排氣門1在排氣口中同步旋轉(zhuǎn),同時(shí)在開啟機(jī)構(gòu)的作用下,排氣門1會(huì)向下移動(dòng),將排氣口打開。
如圖1所示,驅(qū)動(dòng)件21為橫置于活塞上的推桿,推桿的長度方向與活塞的軸線相垂直。如圖2所示,旋轉(zhuǎn)套23上設(shè)有讓驅(qū)動(dòng)件21嵌入且為傾斜延伸的導(dǎo)向槽29,驅(qū)動(dòng)件21嵌入導(dǎo)向槽29中驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)套23旋轉(zhuǎn),導(dǎo)向槽29的長度方向與旋轉(zhuǎn)套23和活塞的軸線之間具有小于90度的夾角,驅(qū)動(dòng)件21與導(dǎo)向槽29構(gòu)成凸輪機(jī)構(gòu)。在活塞運(yùn)動(dòng)過程中,當(dāng)活塞移動(dòng)至使驅(qū)動(dòng)件21嵌入導(dǎo)向槽29中后,隨著活塞的繼續(xù)上行或下行,驅(qū)動(dòng)件21與導(dǎo)向槽29的內(nèi)壁接觸并會(huì)推動(dòng)旋轉(zhuǎn)套23旋轉(zhuǎn),進(jìn)而旋轉(zhuǎn)套23通過聯(lián)動(dòng)桿22能夠帶動(dòng)排氣門1同步旋轉(zhuǎn)一定角度。
如圖1和圖2所示,作為優(yōu)選的,旋轉(zhuǎn)套23上設(shè)有與導(dǎo)向槽29連通且讓驅(qū)動(dòng)件21嵌入的第一滑槽210和第二滑槽211,第一滑槽210和第二滑槽211為沿與活塞的軸線相平行的方向延伸設(shè)置的長槽,第一滑槽210位于第二滑槽211的上方,第一滑槽210與導(dǎo)向槽29的上端開口連通,第二滑槽211與導(dǎo)向槽29的下端開口連通,且導(dǎo)向槽29的長度方向與第一滑槽210和第二滑槽211的長度方向之間的夾角大于90度。第一滑槽210位于第二滑槽211的一側(cè),兩者不處于同一直線上,當(dāng)驅(qū)動(dòng)件21經(jīng)導(dǎo)向槽29移動(dòng)至第一滑槽210或第二滑槽211中后,由于第一滑槽210和第二滑槽211為與活塞的移動(dòng)方向相平行的長槽,因此驅(qū)動(dòng)件21不會(huì)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)套23旋轉(zhuǎn)。
如圖1所示,旋轉(zhuǎn)套23相對(duì)于氣缸僅能做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),旋轉(zhuǎn)套23在軸向上位置保持不動(dòng)。排氣門1相對(duì)于聯(lián)動(dòng)桿22僅能做直線運(yùn)動(dòng),聯(lián)動(dòng)桿22僅能帶動(dòng)排氣門1同步旋轉(zhuǎn),而在排氣門1打開和關(guān)閉過程中,排氣門1相對(duì)于聯(lián)動(dòng)桿22要沿豎直方向做直線運(yùn)動(dòng)。如圖2所示,聯(lián)動(dòng)桿22優(yōu)選為L形結(jié)構(gòu),聯(lián)動(dòng)桿22的上端橫置在氣缸的上方且與排氣門1連接,下端與旋轉(zhuǎn)套23固定連接。聯(lián)動(dòng)桿22的端部設(shè)有讓排氣門1的氣門桿插入的矩形孔,相應(yīng)的氣門桿上具有插入方形孔中且橫截面為矩形的滑動(dòng)部,氣門桿通過滑動(dòng)部插入聯(lián)動(dòng)桿22上的矩形孔中,既可以實(shí)現(xiàn)排氣門1與聯(lián)動(dòng)桿22繞軸線的同步旋轉(zhuǎn),也可以實(shí)現(xiàn)排氣門1相對(duì)于聯(lián)動(dòng)桿22做直線運(yùn)動(dòng)。
如圖4和圖5所示,作為優(yōu)選的,開啟機(jī)構(gòu)包括固定設(shè)置于排氣門1的氣門桿上的彈簧座24和與彈簧座24相接觸且用于在排氣門1旋轉(zhuǎn)時(shí)使彈簧座24下壓的限位塊25,彈簧座24位于聯(lián)動(dòng)桿22的下方。如圖1所示,氣門彈簧8套設(shè)于排氣門1的氣門桿上,且夾緊在氣缸蓋與彈簧座24之間,氣門彈簧8用于對(duì)彈簧座24施加使其向上移動(dòng)的彈性作用力,在限位塊25未對(duì)彈簧座24施加使其向下移動(dòng)的作用力時(shí)能夠使彈簧座24及排氣門1同步向上移動(dòng),將排氣口關(guān)閉,同時(shí)氣門彈簧8對(duì)彈簧座24施加的彈性作用力使彈簧座24與限位塊25始終保持接觸狀態(tài)。
如圖4和圖5所示,作為優(yōu)選的,彈簧座24與排氣門1為同軸固定連接,彈簧座24具有與排氣門1的軸線相垂直的第一限位面26和呈傾斜狀態(tài)設(shè)置于第一限位面26的一側(cè)且與第一限位面26之間具有大于90度的夾角的第二限位面27,第一限位面26位于排氣門1的軸線外側(cè),限位塊25可選擇性的與第一限位面26和第二限位面27接觸。在排氣門1處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí),限位塊25與下方的彈簧座24上的第一限位面26保持接觸狀態(tài),第一限位面26為與排氣門1的軸線相垂直的平面。在活塞下行時(shí),旋轉(zhuǎn)套23使排氣門1發(fā)生旋轉(zhuǎn)后,彈簧座24與排氣門1同步旋轉(zhuǎn),限位塊25會(huì)與第一限位面26脫離接觸后,會(huì)逐漸與第二限位面27接觸,隨著排氣門1和彈簧座24的繼續(xù)旋轉(zhuǎn),彈簧座24相對(duì)于限位塊25會(huì)逐漸向下移動(dòng),彈簧座24帶動(dòng)排氣門1同步移動(dòng),從而逐漸將排氣口打開。在掃氣口33和排氣口均打開后,這兩個(gè)開啟過程的組合完成二沖程內(nèi)燃機(jī)的直流掃氣過程。
如圖4和圖5所示,第二限位面27在彈簧座24上為沿傾斜方向從彈簧座24軸線一側(cè)開始延伸至軸線另一側(cè)的平面,第二限位面27具有一個(gè)最高點(diǎn)位置和最低點(diǎn)位置,最高點(diǎn)位置位于最低點(diǎn)位置的斜上方,最低點(diǎn)位置和最高點(diǎn)位置并分別位于彈簧座24的軸線的一側(cè),最低點(diǎn)位置與第一限位面26處于同一高度且相連接。
如圖4和圖5所示,作為優(yōu)選的,彈簧座24還具有一個(gè)呈傾斜狀態(tài)設(shè)置于第一限位面26的一側(cè)且與第一限位面26之間具有大于90度的夾角的第三限位面28,第三限位面28位于第二限位面27的上方,第三限位面28與第一限位面26之間的夾角小于第二限位面27與第一限位面26之間的夾角,限位塊25可選擇性的與第一限位面26和第三限位面28接觸。第三限位面28的設(shè)置方式與第二限位面27的設(shè)置方式類似,第三限位面28在彈簧座24上為沿傾斜方向從彈簧座24軸線一側(cè)開始延伸至軸線另一側(cè)的平面,第三限位面28也具有一個(gè)最高點(diǎn)位置和最低點(diǎn)位置,最高點(diǎn)位置位于最低點(diǎn)位置的斜上方,最低點(diǎn)位置和最高點(diǎn)位置并分別位于彈簧座24的軸線的一側(cè)。第二限位面27的最高點(diǎn)位置位于第三限位面28的最高點(diǎn)位置的斜下方且兩者均處于彈簧座24的軸線的同一側(cè),第二限位面27的最低點(diǎn)位置、第三限位面28的最低點(diǎn)位置與第一限位面26處于同一高度,且第三限位面28的最低點(diǎn)位置也第一限位面26相連接。
設(shè)置第三限位面28的作用是為了改變氣門升程,第三限位面28的傾斜角度大,當(dāng)限位塊25與第三限位面28接觸后,可以實(shí)現(xiàn)排氣門1的早開和遲閉。因此根據(jù)需要需調(diào)節(jié)限位塊25的位置,使其可選擇性的與第二限位面27和第三限位面28接觸,本實(shí)用新型的二沖程內(nèi)燃機(jī)還包括用于對(duì)限位塊25提供使其旋轉(zhuǎn)的作用力的位置調(diào)節(jié)裝置,如圖5和圖7所示,該位置調(diào)節(jié)裝置主要包括與限位塊25連接且為可旋轉(zhuǎn)的設(shè)置于氣缸上的轉(zhuǎn)軸10和與轉(zhuǎn)軸10連接且用于提供源動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)(圖中未示出),轉(zhuǎn)軸10的軸線與排氣門1的軸線相平行。限位塊25大致呈扇形結(jié)構(gòu),其一端與轉(zhuǎn)軸10固定連接,另一端橫置在彈簧座24的上方,且該端具有一個(gè)遠(yuǎn)端端部212和一個(gè)近端端部213,遠(yuǎn)端端部212為距離轉(zhuǎn)軸10軸線最遠(yuǎn)的位置,近端端部213為距離轉(zhuǎn)軸10軸線最近的位置,而且,遠(yuǎn)端端部212和近端端部213均能與第一限位面26接觸。遠(yuǎn)端端部212是用于與第三限位面28相配合,近端端部213是用于與第二限位面27相配合。當(dāng)限位塊25的遠(yuǎn)端端部212與第一限位面26脫離接觸且與第三限位面28接觸后,彈簧座24可帶動(dòng)排氣門1向下移動(dòng),將排氣口逐漸打開;當(dāng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸10旋轉(zhuǎn)移動(dòng)角度,使限位塊25的近端端部213與第一限位面26保持接觸,當(dāng)限位塊25的近端端部213與第一限位面26脫離接觸且與第二限位面27接觸后,彈簧座24可帶動(dòng)排氣門1向下移動(dòng),將排氣口逐漸打開。
另外,如圖1和圖3所示,由于驅(qū)動(dòng)件21需穿過氣缸的側(cè)壁后與旋轉(zhuǎn)套23相配合,因此,在氣缸的側(cè)壁上設(shè)有讓驅(qū)動(dòng)件21穿過的避讓槽,相應(yīng)在活塞上設(shè)有用于在活塞上行時(shí)封閉該避讓槽的延伸部35,延伸部35的上端與活塞裙32的底面固定連接,且延伸部35與驅(qū)動(dòng)件21處于與活塞的軸線相平行的同一直線上,延伸部35的寬度大于避讓槽的槽寬,避讓槽由延伸部35、活塞裙32和活塞頭31處的外側(cè)壁完成封閉。
以上結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述。顯然,本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制。只要是采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn);或未經(jīng)改進(jìn),將本實(shí)用新型的上述構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的,均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。