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一種新型二沖程分層掃氣發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法

文檔序號(hào):8470082閱讀:464來源:國(guó)知局
一種新型二沖程分層掃氣發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明屬于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種新型二沖程分層掃氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0002]【背景技術(shù)】現(xiàn)有技術(shù)中,二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、升功率大等特點(diǎn),因而被廣泛應(yīng)用于摩托車領(lǐng)域,同時(shí)在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園藝等領(lǐng)域也被廣泛應(yīng)用;雖然二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)有諸多優(yōu)點(diǎn),但是由于與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程不同,二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)需要用新鮮可燃混合氣進(jìn)行掃氣,這樣容易造成部分可燃混合氣隨尾氣一同排出,即通常所說的短路損失,從而造成油耗高、排氣污染嚴(yán)重的問題,因此,隨著近年來尾氣排放規(guī)定的愈加嚴(yán)格以及人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的逐步增強(qiáng),二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展受到了限制;目前,已有的二沖程汽油機(jī)包括氣缸體、活塞、曲軸箱等部件組成,氣缸體的一端連接有化油器,其另一端連接有排氣消聲器,其工作原理是利用曲軸箱內(nèi)的壓力變化,使空氣通過化油器與汽油形成混合氣體進(jìn)入曲軸箱,再通過氣缸體上設(shè)置的掃氣道進(jìn)入燃燒室;這種傳統(tǒng)二沖程汽油機(jī)掃氣技術(shù)的缺點(diǎn)是:利用新鮮可燃混合氣進(jìn)行掃氣,掃氣口的開啟與排氣口的開啟在時(shí)間上有重疊,使得部分進(jìn)來的新鮮可燃混合氣隨燃燒廢氣一起排出,造成短路損失,所以二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相比,不但燃油經(jīng)濟(jì)性能差,而且尾氣中含有大量的有害成分如HC和CO ;因此,盡管二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的排量相對(duì)較小,但相對(duì)于四沖程汽油機(jī)的排放性能來說卻相差很多,傳統(tǒng)的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)難以滿足日趨嚴(yán)格的排放法規(guī),尤其是尾氣中的碳?xì)浠衔锱欧胖复蟠蟪鲆?guī)定值。
[0003]公告號(hào)為CN203783745的專利公開了一種分層掃氣二沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體,可以解決混合可燃?xì)怏w的短路損失,但是其缸體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在有限的缸體內(nèi)壁上設(shè)有多個(gè)氣口,制造復(fù)雜成本高,分層掃氣時(shí)空氣和混合氣是通過不同的掃氣口進(jìn)行掃氣;并且,掃氣道上的節(jié)流板為固定結(jié)構(gòu),混合氣的進(jìn)氣量受限,在掃氣初期用來限制混合氣進(jìn)入量的效果比較好,但是在掃氣后期需要大量混合氣進(jìn)入燃燒室參與燃燒的情況下,會(huì)限制混合氣的進(jìn)入量,會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降等問題,特別是在冷機(jī)啟動(dòng)階段,需要大量很濃的混合氣進(jìn)入才能保證缸體內(nèi)正常的燃燒做功,因此,在這種情況下節(jié)流孔的存在會(huì)造成冷機(jī)啟動(dòng)性能的大幅下降;公告號(hào)為CN104500212、CN201826965和CN104314682的公開文獻(xiàn)也都存在缸體氣口多,制作過程復(fù)雜,成本高等不足。
[0004]發(fā)明目的本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)存在短路損失多污染大、能耗高和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的技術(shù)問題,提供一種新型二沖程分層掃氣發(fā)動(dòng)機(jī),以解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明一種新型二沖程分層掃氣發(fā)動(dòng)機(jī),它包括空濾、化油器以及相互連通的缸體和曲軸箱體;所述缸體上設(shè)有火花塞和散熱片;所述缸體的一側(cè)通過進(jìn)氣管與化油器相互連通;其要點(diǎn)是所述進(jìn)氣管內(nèi)設(shè)有空氣進(jìn)氣道和混合氣進(jìn)氣道;所述空氣進(jìn)氣道的一端與空濾連通,另一端通過單向簧片閥與缸體內(nèi)的空氣室連通;所述混合氣進(jìn)氣道的一端與化油器連通,另一端通過進(jìn)氣口與曲軸箱體連通;所述缸體的兩側(cè)分別對(duì)稱設(shè)有掃氣道;所述掃氣道的上端通過掃氣口與缸體內(nèi)部的缸腔連通,下端與曲軸箱體連通;所述空氣室通過空氣道與掃氣道上端的掃氣口連通。
[0006]為了徹底排出尾氣,所述掃氣道上端掃氣口的入射角度為151度。
[0007]所述單向簧片閥在壓力為210Pa的負(fù)壓下可開啟。
[0008]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)合理、使用方便,當(dāng)活塞做下行沖程時(shí),最先開啟的是排氣口,燃燒后的尾氣從排氣口處排出,隨著活塞繼續(xù)下行,掃氣口開啟,空氣室內(nèi)的新鮮空氣首先被壓入缸體內(nèi),可燃的混合氣體在空氣之后被壓入缸體內(nèi),形成新鮮空氣在前可燃混合氣體在后的掃氣模式來排出廢氣,短路損失小、能耗低,直至活塞上行關(guān)閉掃氣口為止;單向簧片閥在缸體為210Pa的負(fù)壓下單向開啟,可讓新鮮空氣進(jìn)入空氣室儲(chǔ)存;掃氣口位于排氣口的下方,進(jìn)氣口的上方;空氣與混合氣共用一個(gè)掃氣口進(jìn)行掃氣,可使缸體內(nèi)壁的氣口數(shù)量明顯減少,制作便利且成本低。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)短路損失多污染大、能耗高和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的技術(shù)問題。
[0009]【附圖說明】圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意主視圖;
圖2是圖1中A-A向結(jié)構(gòu)示意剖視圖;
圖3是圖1中B-B向結(jié)構(gòu)示意剖視圖;
圖4是掃氣道在缸體裙部的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是圖4中C-C向結(jié)構(gòu)示意剖視圖;
圖6是圖4中D-D向結(jié)構(gòu)示意剖視圖;
圖7是活塞上行階段各介質(zhì)的分布狀態(tài)參考圖;
圖8是活塞下行初始階段各介質(zhì)的分布狀態(tài)參考圖;
圖9是活塞下行中間階段各介質(zhì)的分布狀態(tài)參考圖;
圖10是活塞下行結(jié)束階段各介質(zhì)的分布狀態(tài)參考圖。
[0010]圖中1、空濾 2、化油器 3、進(jìn)氣管 4、火花塞 5、缸體 6、燃燒室 7、活塞8、缸腔9、空氣進(jìn)氣道10、混合氣進(jìn)氣道11、曲軸箱體12、進(jìn)氣口 13、單向簧片閥14、掃氣口 15、掃氣道 16、排氣口 17、空氣室 18、空氣道
【具體實(shí)施方式】根據(jù)圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9和圖10,本發(fā)明它包括空濾1、化油器2以及相互連通的缸體5和曲軸箱體11 ;所述缸體5上設(shè)有火花塞4和散熱片;所述缸體5的一側(cè)通過進(jìn)氣管3與化油器2相互連通;所述進(jìn)氣管3內(nèi)設(shè)有空氣進(jìn)氣道9和混合氣進(jìn)氣道10 ;所述空氣進(jìn)氣道9的一端與空濾I連通,另一端通過單向簧片閥13與缸體5內(nèi)的空氣室17連通;所述混合氣進(jìn)氣道10的一端與化油器2連通,另一端通過進(jìn)氣口 12與曲軸箱體11連通;所述缸體5的兩側(cè)分別對(duì)稱設(shè)有掃氣道15 ;所述掃氣道15的上端通過掃氣口 14與缸體5內(nèi)部的缸腔8連通,下端與曲軸箱體11連通;所述空氣室17通過空氣道18與掃氣道15上端的掃氣口 14連通;所述掃氣道15上端掃氣口 14的入射角度為151度;所述單向簧片閥13在壓力為210Pa的負(fù)壓下可開啟。
[0011]工作原理:在活塞7上行沖程中,如圖7所示,活塞7關(guān)閉排氣口 16之后開始?jí)嚎s缸體5內(nèi)部的新鮮可燃混合氣體,同時(shí)活塞7下面的曲軸箱體11內(nèi)的壓力降低,在大氣壓力作用下,空氣從空濾I進(jìn)入空氣進(jìn)氣道9,并通過單向簧片閥13進(jìn)入缸體5上的空氣室17,并保存在空氣室17和空氣道18中;同時(shí),新鮮可燃混合氣體從化油器2經(jīng)過混合氣進(jìn)氣道10和進(jìn)氣口 12被吸入曲軸箱體11內(nèi),其中部分可燃混合氣體會(huì)進(jìn)入到掃氣道15中;當(dāng)活塞7上行接近上止點(diǎn)時(shí),火花塞4點(diǎn)火,點(diǎn)燃缸體5燃燒室6內(nèi)被壓縮的新鮮可燃混合氣體,活塞7在到達(dá)上止點(diǎn)之后,燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體膨脹推動(dòng)活塞7向下移動(dòng)進(jìn)入下行沖程。
[0012]在下行沖程中,如圖8所示,進(jìn)氣口 12逐漸被關(guān)閉,被吸入曲軸箱體11內(nèi)的新鮮可燃混合氣體和空氣道18內(nèi)的純凈空氣因活塞7下行而被壓縮,當(dāng)活塞7接近下止點(diǎn)時(shí),排氣口 16逐漸被開啟,部分廢氣由于自身壓力大于外界氣壓而經(jīng)排氣口 16排出;隨著活塞7繼續(xù)下行,如圖9所示,排氣口 16被完全打開,掃氣口 14則剛剛打開,空氣道18和空氣室17內(nèi)的純凈空氣最先被壓入缸體5內(nèi)缸腔8進(jìn)行掃氣;如圖10所示,掃氣口 14被完全開啟,新鮮可燃混合氣體在空氣之后進(jìn)入缸腔8,形成空氣在前新鮮可燃混合氣體在后的掃氣模式來排出廢氣,直至活塞7上行關(guān)閉掃氣口 14為止;掃氣時(shí),掃氣氣流以151度的入射角度從掃氣口 14噴向缸體5與排氣口 16正對(duì)的內(nèi)壁面上,掃氣氣流沖擊到缸體5內(nèi)壁面之后折返,從而將燃燒后的廢氣從排氣口 16處完全排出。
[0013]本發(fā)明中的掃氣口 14、排氣口 16和進(jìn)氣口 12自上向下依次排序?yàn)榕艢饪?16、掃氣口 14和進(jìn)氣口 12,在位置關(guān)系上排氣口 16與缸體5內(nèi)的燃燒室6最近,進(jìn)氣口 12與燃燒室6最遠(yuǎn),以保證活塞7下行時(shí),掃氣口 14是在排氣口 16之后打開的;缸體5的頂部有一近似半球形的燃燒室6,火花塞4從外部嵌入燃燒室6的頂端;缸體5的四周設(shè)置多片散熱片,用以消散發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中產(chǎn)生的熱量。
[0014]本發(fā)明相對(duì)于使用傳統(tǒng)技術(shù)的二沖程汽油機(jī)來說,由于采用空氣在可燃混合氣體之后的掃氣模式進(jìn)行掃氣,減少了掃氣過程中的短路損失,能有效的降低尾氣中有害成分的含量,特別是碳?xì)浠衔锏呐帕?,其燃油消耗率也大幅度降低;空氣與混合氣共用一個(gè)掃氣口進(jìn)行掃氣,可使缸體內(nèi)壁的氣口數(shù)量明顯減少,制作便利且成本低。
[0015]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容中不做出創(chuàng)造性勞動(dòng)而直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形,均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型二沖程分層掃氣發(fā)動(dòng)機(jī),它包括空濾、化油器以及相互連通的缸體和曲軸箱體;所述缸體上設(shè)有火花塞和散熱片;所述缸體的一側(cè)通過進(jìn)氣管與化油器相互連通;其特征是所述進(jìn)氣管內(nèi)設(shè)有空氣進(jìn)氣道和混合氣進(jìn)氣道;所述空氣進(jìn)氣道的一端與空濾連通,另一端通過單向簧片閥與缸體內(nèi)的空氣室連通;所述混合氣進(jìn)氣道的一端與化油器連通,另一端通過進(jìn)氣口與曲軸箱體連通;所述缸體的兩側(cè)分別對(duì)稱設(shè)有掃氣道;所述掃氣道的上端通過掃氣口與缸體內(nèi)部的缸腔連通,下端與曲軸箱體連通;所述空氣室通過空氣道與掃氣道上端的掃氣口連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型二沖程分層掃氣發(fā)動(dòng)機(jī),其特征是所述掃氣道上端掃氣口的入射角度為151度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型二沖程分層掃氣發(fā)動(dòng)機(jī),其特征是所述單向簧片閥在壓力為210Pa的負(fù)壓下可開啟。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型二沖程分層掃氣發(fā)動(dòng)機(jī),它包括空濾、化油器以及相互連通的缸體和曲軸箱體;缸體的一側(cè)通過進(jìn)氣管與化油器相互連通;進(jìn)氣管內(nèi)設(shè)有空氣進(jìn)氣道和混合氣進(jìn)氣道;缸體的兩側(cè)分別對(duì)稱設(shè)有掃氣道;掃氣道的上端通過掃氣口與缸體內(nèi)部的缸腔連通,下端與曲軸箱體連通;空氣室通過空氣道與掃氣道上端的掃氣口連通。當(dāng)活塞下行,掃氣口開啟,空氣室內(nèi)的新鮮空氣首先被壓入缸體內(nèi),可燃的混合氣體在空氣之后被壓入缸體內(nèi),形成新鮮空氣在前可燃混合氣體在后的掃氣模式來排出廢氣,短路損失小、能耗低,直至活塞上行關(guān)閉掃氣口為止;空氣與混合氣共用一個(gè)掃氣口進(jìn)行掃氣,可使缸體內(nèi)壁的氣口數(shù)量明顯減少,制作便利且成本低。
【IPC分類】F02F1-22, F02B25-20, F02B75-02, F02M35-104
【公開號(hào)】CN104791077
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510224288
【發(fā)明人】袁守利, 張超, 尹自學(xué), 王本信, 張鵬鵬
【申請(qǐng)人】大陽(yáng)通用機(jī)械有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年5月6日
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