專利名稱：內(nèi)燃機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機。
本發(fā)明特別是，雖然不只是，為用作按二沖程運轉(zhuǎn)的內(nèi)燃機而作出的。
就按二沖程循環(huán)運轉(zhuǎn)的往復(fù)活塞發(fā)動機來說，部分的壓縮和膨脹沖程用于進、排氣目的。用活塞本身來開閉進、排氣口是常見的事。在活塞向上移動時，曲軸箱減壓，空氣充量或可燃混合氣經(jīng)一自動閥進入曲軸箱。在膨脹沖程期間，曲軸箱中的空氣充量或可燃混合物受壓縮，而在接近該沖程的終點時，排氣口打開，使燃燒產(chǎn)物從燃燒室排出。活塞的繼續(xù)移動使進氣口打開，來自曲軸箱的壓縮沖量流入燃燒室。進、排氣口在一段短的時間周期內(nèi)同時打開，進入的沖量能有助于把燃燒產(chǎn)物從燃燒室內(nèi)清除。這一循環(huán)由被收集于燃燒室內(nèi)的充量的壓縮和隨后的點燃而結(jié)束。
二沖程發(fā)動機這一常用結(jié)構(gòu)的缺點是從燃燒室內(nèi)清除燃燒產(chǎn)物和對燃燒室再充氣的過程是受限制的，因為用于進、排氣的有效時間很短，并且在這一部分時間內(nèi)，進、排氣口二者都是打開的，其結(jié)果是某些進氣充量隨著排出的燃燒產(chǎn)物一起逸出。
本發(fā)明當(dāng)用作二沖程發(fā)動機時，試圖提供一種比上述普通結(jié)構(gòu)具有改善了從燃燒室中清除燃燒產(chǎn)物過程的發(fā)動機。
按照結(jié)構(gòu)形式，本發(fā)明屬于一種包括一氣缸和一個安裝于氣缸中作往復(fù)運動的活塞的內(nèi)燃機，活塞和氣缸相互配合形成一個燃燒室和一個泵吸蓋，它們各自根據(jù)活塞在氣缸中的往復(fù)運動而改變?nèi)莘e;該內(nèi)燃機還包括一個吸入裝置，允許流體進入泵吸室;一個在活塞內(nèi)構(gòu)成的輸送室以接收和容納來自泵吸室的流體;一個用以控制從輸送室進入燃燒室的流體排出控制裝置。
最好，該活塞包括一個由一止回閥控制的輸送通道以便根據(jù)泵吸室容積減少能使流體從泵吸室輸送到輸送室。
該控制裝置可以是任何一種排出通道，它包括一個通向燃燒室的排出口和一個用以控制流體通過排出通道的閥裝置。閥裝置可以包括一個自動閥或一個在外部控制下能開閉排氣口的閥。在閥是自動閥的情況下，它可以，例如，被安排成根據(jù)燃燒室和輸送室之間的予定壓力差來工作;在閥是受外部控制工作的情況下，例如，可設(shè)置一控制機構(gòu)，按照活塞在氣缸中的相對位置來操作閥。這樣的一個控制機構(gòu)可包括一個操作閥的推桿，該推桿按操作關(guān)系和曲軸上的一凸輪相連，活塞按操作關(guān)系和曲軸相連。
在本發(fā)明的一個優(yōu)先結(jié)構(gòu)里a，該氣缸包括二個氣缸部分，一個是氣缸工作部分，一個是氣缸泵吸部分，氣缸泵吸部分的橫斷面積大于氣缸工作部分的橫斷面積，氣缸工作部分在其一端有一壁面，在其另一端通向氣缸泵吸部分，另一壁面連接于氣缸工作部分和泵吸部分的相鄰端;
b，該活塞包括一個活塞工作部分和一個活塞泵吸部分，活塞工作部分安裝在氣缸工作部分內(nèi)，而活塞泵吸部分安裝在氣缸泵吸部分內(nèi);
c，活塞工作部分和氣缸工作部分相互配合構(gòu)成所述燃燒室，而所述另一壁，氣缸泵吸部分和活塞泵吸與工作部分相互配合構(gòu)成所述泵吸室。
按照這種結(jié)構(gòu)，泵吸室是環(huán)形結(jié)構(gòu)，環(huán)形泵吸室的外園周壁是由氣缸泵吸部分的園周壁構(gòu)成的，而環(huán)形泵吸室的內(nèi)園周壁是由活塞工作部分的園周壁構(gòu)成的。
本發(fā)明在用作二沖程發(fā)動機的情況下，空氣充量從活塞中的輸送室被引入燃燒室，完成了燃燒室內(nèi)的帚氣功能。通過任何適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，諸如一個由閥順序開閉的進氣口，可把可燃混合物引入燃燒室，同樣，燃燒產(chǎn)物可通過一個也由閥順序開閉的排氣口排出。借助于這種結(jié)構(gòu)，通過把富油可燃混合物經(jīng)進氣口引入燃燒室，可在燃燒室內(nèi)形成一種分層充量。富油混合物跟經(jīng)由活塞中的輸送室引入的空氣混合形成了一種可燃混合物，它在點燃時在點火裝置附近是富油的。
在另一進排氣結(jié)構(gòu)里，進、排氣口可通過活塞來開閉。
在又一種結(jié)構(gòu)里，可燃混合物可從輸送室引入燃燒室。這一可燃混合物可以是燃燒室中僅有的可燃混合物，也可以或者由經(jīng)進氣口引入燃燒室的補充混合物或者由噴入的燃料而得到補充。
雖然，本發(fā)明被特別設(shè)計來用作二沖程發(fā)動機，然而它也可用作四沖程發(fā)動機。本發(fā)明在用作四沖程發(fā)動機的情況下，可燃混合物充量或至少用于燃燒的空氣充量可從泵吸室經(jīng)活塞內(nèi)的輸送室引入燃燒室。
參照對于表示在附圖中的幾個具體實施例的如下敘述，會充分理解本發(fā)明，其中


圖1是按照第一實施例的發(fā)動機的剖視圖;
圖2是拆去了頂蓋的圖1發(fā)動機的平面簡圖;
圖3至圖7是一系列表示該發(fā)動機工作順序的簡要剖視圖;
圖8至圖11是一系列表示按第二實施例的發(fā)動機工作順序的簡要剖視圖;
圖12是按第三實施例的發(fā)動機的局部簡要剖視圖。
表示在圖1至7中的實施例是關(guān)于一個由具有機體部分3的殼體1、一個氣缸蓋部分5和一個構(gòu)成空間9的可拆罩蓋17所組成的內(nèi)燃機。
在殼體內(nèi)構(gòu)成若干氣缸11，每一氣缸裝有在其內(nèi)作往復(fù)運動的活塞13。每一活塞13經(jīng)一剛性連桿17和一旋轉(zhuǎn)斜盤18按操作關(guān)系和一驅(qū)動軸15相連接。連桿17一端固定在活塞上，而在另一端具有支腳19，支腳19頂在旋轉(zhuǎn)斜盤上的鞋座20內(nèi)。
氣缸11是階梯形結(jié)構(gòu)，以便包括二個部分，一個是氣缸工作部分21，一個是氣缸泵吸部分22。如在附圖中表示的，氣缸泵吸部分22的橫斷面積比氣缸工作部分21的大。氣缸工作部分21在其一端有一壁23，在氣缸工作部分的另一端，所述二個氣缸部分相互連通。在所述二個氣缸部分相互連通處，它們由另一壁25相互連接，該壁在氣缸11中構(gòu)成了一臺階。
活塞13也具有階梯形結(jié)構(gòu)，以便包括二個部分;一個是活塞工作部分31，一個是活塞泵吸部分32?；钊ぷ鞑糠?1安裝于氣缸工作部分21內(nèi)，而活塞泵吸部分32安裝于氣缸泵吸部分22內(nèi)。
燃燒室35由活塞工作部分31和氣缸工作部分21相互配合組成。
一環(huán)形泵吸室37由另一壁25、氣缸泵吸部分22和活塞工作部分及泵吸部分相互配合組成。
隨著活塞13在氣缸11中進行往復(fù)運動，燃燒室35和泵吸室37的容積發(fā)生變化。
設(shè)置一吸氣裝置41，隨著泵吸室37容積膨脹，能使空氣吸入泵吸室。吸氣裝置41包括一個通向泵吸室的吸氣管43和一個跟吸氣管相連的閥45，當(dāng)泵吸室膨脹時，該閥能使空氣沿著吸氣管流入泵吸室，及時防止泵吸室容積縮小時的倒流。
設(shè)置一輸送系統(tǒng)44，以便有選擇地把空氣從泵吸室37輸送到燃燒室35。輸送系統(tǒng)44包括一個在活塞13內(nèi)的輸送室47，隨著泵吸室容積縮小，從泵吸室37接收并容納受壓空氣。輸送室47經(jīng)在活塞11內(nèi)形成的若干輸送通道49從泵吸室接收空氣。每一輸送通道具有孔的形式，穿過活塞，孔的一端通向泵吸室37，而另一端通向活塞內(nèi)的輸送室47。設(shè)置一單向閥50，和輸送通道49相聯(lián)，使空氣能沿輸送室通道從泵吸室流到輸送室，同時防止倒流。單向閥50包括一個閥件51，它能移入或移出在輸送室內(nèi)形成的并緊緊靠近輸送通道49的閥座52，和其接合或脫離。閥件51在氣閥彈簧53的影響下被迫和氣閥座進入密封接合。閥件51設(shè)計得在泵吸室37壓縮時所產(chǎn)生的空氣壓力影響下，能撓曲，和閥座52脫離接合，從而能使空氣從泵吸室流入輸送室。當(dāng)空氣流動結(jié)束時，閥件回復(fù)到和閥座密封接合，從而防止倒流。
為了控制輸送室47內(nèi)的空氣輸入燃燒室35，設(shè)置了一控制裝置54?？刂蒲b置54包括在活塞內(nèi)形成的、并端接于通向燃燒室的輸出口57若干排氣通道55?？刂蒲b置54還包括一個用以開閉輸入口的排氣閥59。在該實施例中，閥59是一種自動閥，它按照輸送室和燃燒室間的某一予定壓力差來開閉。為了將輸入閥59偏置在關(guān)閉輸出口57的位置上，可設(shè)置一彈簧裝置(未示出)。
如在下面將要說明的，自泵吸室37引入燃燒室35的空氣起了帚氣的作用，并也可用于燃燒。
富油的可燃混合物經(jīng)供應(yīng)系統(tǒng)61引入燃燒室，該供應(yīng)系統(tǒng)包括一進氣口83，它通過受安裝于空間9內(nèi)的驅(qū)動軸上的凸輪66操作的閥82，按定時順序開閉。同樣，燃燒產(chǎn)物經(jīng)一適當(dāng)?shù)呐艢庀到y(tǒng)87從燃燒室排出，該排氣系統(tǒng)包括一排氣口84，它通過一個凸輪操作閥70按定時順序開閉。
供應(yīng)系統(tǒng)61還包括一個在泵吸室37影響下，能用壓縮空氣操作的供應(yīng)泵63。供應(yīng)泵63包括一供應(yīng)氣缸65和一個安裝成沿氣缸作往復(fù)運動的供應(yīng)活塞。該活塞包括一活塞頭69和一活塞桿62?；钊^69把氣缸65分成一吸入室73和一供應(yīng)室75。供應(yīng)活塞67由若干軸向通道77構(gòu)成，每一軸向通道受一止回閥79控制，如下面將要說明的，能使富油混合物通道自吸入室73通到供應(yīng)室75。
供應(yīng)室75經(jīng)供就通道76和進氣口83連通。在該供應(yīng)通道內(nèi)裝有一單向閥74。
為了把富油混合物引入吸入室73，設(shè)置了一個包括輸入通道78的輸入裝置77。為了防止倒流設(shè)置了止回閥79。
供應(yīng)活塞67根據(jù)作用于活塞上的流體壓力差能沿氣缸移動。在這方面，活塞桿62由導(dǎo)向裝置80導(dǎo)向并可滑動地支撐。導(dǎo)向裝置80構(gòu)成一導(dǎo)管81，它通向泵吸室37，使供應(yīng)活塞67受泵吸室中的流體壓力作用。采用這一結(jié)構(gòu)，當(dāng)泵吸室的容積縮小時，在其中建立的流體壓力作用于供應(yīng)活塞上，推動它沿供應(yīng)氣缸移動，結(jié)果造成供應(yīng)室75容積縮小，以便壓縮包含在其內(nèi)的富油混合物。緊接著泵吸室容積膨脹，在供應(yīng)活塞上的反向壓力差作用于供應(yīng)活塞，使其朝相反方向移動，以使供應(yīng)室75容積膨脹和吸入室73容積縮小。在吸入室容積縮小時，包含在其內(nèi)的富油混合物經(jīng)活塞頂69內(nèi)的軸向通過流入供應(yīng)室75。閥79防止在隨后的供應(yīng)室容積縮小時產(chǎn)生的回流。
現(xiàn)在相對于圖3至7將敘述按照本實施例的發(fā)動機的操作。
在圖3中，活塞13已完成了它在氣缸11中的下降，并表示它處在下止點位置。在此階段泵吸室37已膨脹到它最大容積狀態(tài)。隨著泵吸室膨脹到這一狀態(tài)，閥45打開，空氣經(jīng)輸入口43引入泵吸室。同時，作用于供應(yīng)活塞67上的流體壓力使它沿供應(yīng)氣缸移動，引起吸入室73容積縮小。這引起了一些事先進入吸入室73內(nèi)的富油混合氣被輸送到供應(yīng)室。
一當(dāng)驅(qū)動軸15繼續(xù)轉(zhuǎn)動，活塞13開始在氣缸中上升，從而造成泵吸室和燃燒室容積各自逐漸縮小，如圖4所示。泵吸室容積逐漸縮小，迫使包含在其內(nèi)的空氣在壓力下沿輸送通道49輸入到輸送室47。由于在這一階段，燃燒室正經(jīng)歷壓縮沖程以及在燃燒室內(nèi)的流力壓力阻止了輸出閥59打開，空氣在輸送室內(nèi)積聚起來。泵吸室37的逐漸縮小，在供應(yīng)活塞上產(chǎn)生了流體壓力，結(jié)果使它沿供應(yīng)氣缸移動，引起供應(yīng)室75容積縮小。在此階段，進氣口83由閥82關(guān)閉著，因此富油混合物在供應(yīng)室和供應(yīng)道76內(nèi)受到壓縮。
在圖5中表示活塞13接近其上止點位置。進氣口83打開，將富油混合物在壓力下輸入燃燒室。富油混合物和予先引入燃燒室并被壓縮的燃燒空氣混合，以形成一種分層充量。
如在圖6中所示，進報導(dǎo)閥然后關(guān)閉，在點火裝置89(諸如火花塞)的作用下，燃燒室內(nèi)出現(xiàn)著火，燃燒室中的膨脹燃燒氣體從而迫使氣缸內(nèi)的活塞下降。
在活塞下降期間，排氣口84打開，以使燃燒產(chǎn)物從燃燒室中排出，如圖7所示。
隨著燃燒室膨脹和燃燒產(chǎn)物從燃燒室排出，燃燒室內(nèi)的氣體壓力下降。所合成的燃燒室內(nèi)和活塞中輸送室內(nèi)的壓力差與慣性效應(yīng)一起，使輸出閥59打開，從而允許在壓力下貯存在輸送室內(nèi)的空氣進入膨脹著的燃燒室。進入燃燒室的空氣對該室進行帚氣。隨著活塞接近其最低位置，此時排氣口84關(guān)閉。
在下降期間，泵吸室37經(jīng)歷容積膨脹，因此空氣經(jīng)輸入口43被引入泵吸室。然后重復(fù)這一循環(huán)。
從活塞中的輸送室進入燃燒室的空氣對燃燒室的帚氣是極多有效的。此外，在帚氣期間很少有或根本沒有燃料損失。因為燃料是在完成或至少幾乎完成帚氣后單獨引入的。
雖然還敘述了關(guān)于某種發(fā)動機的第一實施例，在該發(fā)動機中，活塞通過旋轉(zhuǎn)斜盤機構(gòu)按操作關(guān)系連接于驅(qū)動軸，然而應(yīng)當(dāng)理解，為此目的發(fā)動機可以采用一種傳統(tǒng)的曲柄部件。
現(xiàn)在參照附圖8和11，按照第二實施例的內(nèi)燃機除了輸出閥59的操作和曲柄部件的應(yīng)用之外，其它相似于第一實施例的發(fā)動機。
在這些實施例中，輸出閥59不是像在第一實施例情況中的自動閥，而是受外部控制操作的。尤其是，輸出閥59用彈簧91偏置于關(guān)閉位置，并由作用于閥的推桿93按定時順序打開。推桿被安置在連桿17內(nèi)的通道中，受安裝在曲軸15上的凸輪95操作。
正如從這些附圖中可以看出，按照第二實施例的發(fā)動機以類似于第一實施例的發(fā)動機的方式運轉(zhuǎn)。
現(xiàn)在參照附圖12，那里表示了另一個實施例，它類似于第一實施例，所不同的是燃燒室35包括一個輸入富油混合物的輔助區(qū)，因此，在點火時刻，在點火裝置89附近，把可燃混合物控制成富油。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的范圍并不限于所述各實施例的范圍。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機，它包括氣缸和安裝于氣缸中作往復(fù)運動的活塞，活塞和氣缸相互配合形成燃燒室和泵吸室，根據(jù)活塞在氣缸中的往復(fù)運動，它們各自的容積發(fā)生變化，還包括一個能使流體進入泵吸室的吸入裝置；一個在活塞內(nèi)構(gòu)成的適于接收和容納來自泵吸室的流體的輸送室以及一個適于控制流體自輸送室排入燃燒室的控制裝置。
2.按權(quán)利要求1所述的一種發(fā)動機，其特征在于該活塞包括一個由止向閥控制的根據(jù)泵吸室的容積縮小能使流體自泵吸室輸送到輸送室的輸送通道。
3.按權(quán)利要求1或2所述的一種發(fā)動機，其特征在于該控制裝置由一個包括通至燃燒室的輸出口的輸出通道和一個適于控制流經(jīng)輸出通道的流體流動的閥裝置組成。
4.按權(quán)利要求3所述的一種發(fā)動機，其特征在于閥裝置包括一個自動閥。
5.按權(quán)利要求4所述的一種發(fā)動機，其特征在于該自動閥適于根據(jù)燃燒室和輸送室間的予定壓力差來操作。
6.按權(quán)利要求3所述的一種發(fā)動機，其特征在于該閥裝置包括一個在外部控制下能操作開閉輸出口的閥。
7.按前述權(quán)利要求中任一項所述的一種發(fā)動機，其特征在于該氣缸包括二個氣缸部分，一部分是氣缸工作部分，另一部分是氣缸泵吸部分，氣缸泵吸部分的橫斷面積大于氣缸工作部分的橫斷面積，氣缸工作部分其一端有一壁，而另一端通至氣缸泵吸部分，另一壁連接于氣缸工作部分和氣缸泵吸部分的鄰接端;其中所述活塞包括一個活塞工作部分和一個活塞泵吸部分，活塞工作部分安裝在氣缸工作部分內(nèi)，而活塞泵吸部分安裝在氣缸泵吸部分內(nèi)?；钊ぷ鞑糠趾蜌飧坠ぷ鞑糠窒嗷ヅ浜蠘?gòu)成所述燃燒室，所述另一壁，所述氣缸泵吸部分和所述活塞泵吸與工作部分相互配合構(gòu)成所述泵吸室。
8.按權(quán)利要求7所述的一種發(fā)動機，其特征在于所述輸送通道包括一個通至靠近活塞泵吸部分的活塞工作部分側(cè)壁的輸進端。
9.按前述權(quán)利要求中任一項所述的一種發(fā)動機，其特征在于具有若干所述輸氣通道。
10.按權(quán)利要求9所述的一種發(fā)動機，其特征在于所述止回閥是所有輸送通道所共用的。
11.按前述權(quán)利要求中任一項所述的一種發(fā)動機，其特征在于包括適于把燃料或可燃混合物引入燃燒室的進氣裝置，該進氣裝置包括一個適于被閥順序開閉的進氣口。
12.按權(quán)利要求11所述的一種發(fā)動機，其特征在于所述進氣裝置包括一個將燃料或可燃混合物供應(yīng)到進氣口的供應(yīng)泵，該供應(yīng)泵在泵吸室的影響下，可通過壓縮空氣操作。
13.一種基本上按照以附圖為基礎(chǔ)所描述的發(fā)動機。
全文摘要
該內(nèi)燃機包括一氣缸(11)和一裝于氣缸內(nèi)作往復(fù)運動的活塞(13)?；钊蜌飧紫嗷ヅ浜蠘?gòu)成一燃燒室(35)和一泵吸室(37)，按活塞在氣缸中的往復(fù)運動，它們各自的容積發(fā)生變化。設(shè)置一吸氣裝置(41)以使空氣進入泵吸室。在活塞內(nèi)形成一輸送室(47)，適于在泵吸室容積縮小時，容納自泵吸室經(jīng)由止回閥(50)控制的輸送道(49)吸入的空氣。設(shè)置一控制裝置(54)以控制空氣自輸送室輸入燃燒室，以便對燃燒室掃氣并引入燃燒空氣。
文檔編號F02B25/14GK1047907SQ90104140
公開日1990年12月19日 申請日期1990年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月7日
發(fā)明者戴維·詹姆斯·羅克 申請人:食蟻獸有限公司