CN1187579A - 活塞内含式发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种活塞内含连杆及曲柄的发动机,能够提高发动机的工作效率,改善二冲程发动机活塞的润滑条件,简化结构,减轻发动机的重量。
Description
本发明提供了一种活塞内含连杆及曲柄的发动机,属内燃机领域。
现有技术:
1、对于二冲程曲轴箱进气式发动机,虽沿用至今,但有其自身的缺陷---活塞润滑条件差,排污不能符合各国排放法规要求,且工作效率不高,活塞每完成二个冲程,只有一个冲程作功。
2、对于四冲程发动机而言,也有工作效率低的问题,(虽然其滑润条件要好)活塞在每四个冲程中,只有一个作功冲程。
对应以上种种问题和缺陷,本发明提供了一种活塞内含式发动机。
目的是:1、改善二冲程发动机活塞的润滑条件,使润滑油与扫气气体相分离,降低发动机的排污量。
2、进一步提高二冲程发动机的工作效率,使二冲程发动机的每个冲程都作功,即本发明的单冲程发动机。
3、提高换气压力。
4、进一步提高四冲程发动机的工作效率,使四冲程发动机各缸在每两个冲程即作一次功(即2+4冲程发动机)
5、简化结构,减轻发动机的重量。
本发明是通过下列结构而实现的。首先介绍二冲程发动机的情况。
参见附图1:
1、进气笛簧阀,用于向活塞下部21提供泵气所需单向气流。2、扫气道。3、压力供油孔,单个或多个,用于向活塞6侧壁及连杆小头11滴落润滑油。这些孔的位置将始终处于运动活塞6的上下两密封面之间。4、缸壁上的槽坑,对应于连杆大头17,处于连杆大头17的圆周运动平面内,其槽宽大干连杆大头17的轴向宽度,避免两部分相撞。5、气缸体、活塞6为中空圆柱形,有上、下两个密封端(密封面),即活塞6上下两端均装有活塞环,活塞上端7有2~4只活塞环,其中至少有一只油环。8、扫气口。9火花塞。10、排气口。11、连杆小头,包括活塞销、衬套。12、连杆头盖安装孔,连杆头盖18通过此孔、活塞侧裙长槽孔16及缸体下侧壁上的回油孔15,安装到连杆大头17上。13、连杆,其长度较普通二冲程发动机连杆大为缩短,连杆大、小头中心距等于0.8~1.5倍活塞冲程。整个连杆包括大头17,小头11均在活塞内,具体地说在活塞两密封端之间摆动,曲轴主轴颈14穿过活塞裙侧两长槽孔20,固定安装在缸壁上,曲轴为整体式结构,随着活塞6的上、下往复运动。带动连杆13在活塞6内往复摆动,摆动的连杆13又推动曲轴14作圆周运动。15、缸体下侧的回油孔,与槽坑4沿缸体中轴线相对称。16、活塞侧裙部长槽孔共两个,两长槽孔沿活塞中轴相互对应,供油孔3,槽坑4及回油孔15,将始终处于运动活塞6的两密封面之间。回油孔15,活塞裙部两长槽孔16具有如下作用:
a、回油作用。压力油孔3提供的润滑油,经过各运动副后,最后通过15、16两孔流回油底槽19,这样,使得润滑油能够重复使用。
b、安装孔作用。连杆头盖18就是通过15、16两孔及安装孔12,进入活塞内部进行安装。
c、避免连杆大头17及头盖18作圆周运动时与缸壁及往复运动的活塞6发生碰撞。
d、槽孔16还具有减轻活塞重量的作用。18、连杆头盖,采用轴瓦支撑的斜剖分式结构,连杆轴颈与连杆轴瓦之间的润滑为压力供油润滑。19、油底槽。20、活塞裙部,对应于曲轴主轴颈14的一组长槽孔共二个,当活塞6作住复运动时,为主轴颈14让出通道。槽宽度大于主轴颈直径,槽长大于活塞冲程与主轴颈14的直径之和。21、活塞下部密封面,有一只气环,有一只油环。其作用是:将活塞一侧的泵气室与活塞6中部的曲轴---连杆机构隔开,避免泵气室的新鲜空气进入活塞中部,同时也阻止活塞中部的润滑油进入泵气室。所以,当活塞6作往复运动时,活塞下部密封面能够实现利用纯空气泵气,扫气。由于活塞下部没有厚二冲程发动机的曲柄、连杆机构,所以,活塞6到达下止点后的空气压缩率比较高,即扫气压力高,更易于实现空气辅助喷射,并省去空气泵,(请参考1990年12期《摩托车》车19页),当然,本发明同样适用于高压燃油直喷***。
为便于活塞润滑,发动机气缸中轴线与水平面间的夹角为0°~45°,推荐角度0°~15°。
参见附图2:(为附图1的左视图)
1`、缸体。2`、配重飞轮,曲柄两边各1个。3`、扫气通道。4`、剖分式轴瓦支撑,在过一侧缸壁上开有长槽孔,以便于整体式曲轴的曲拐通过,安装于活塞内部,箭头所示为曲轴安装方向。5`、曲轴。6`、缸体下侧回油孔,与之对应的下侧虚线所示即为槽坑,它们都为连杆大头的圆周运动让出通道。7`、排气口。8`、与4`对称的轴瓦衬套,衬套为整体式结构。
本发明双缸机采用水平---错位对置布局,两缸互为对方泵气、扫气。所谓错位对置,即两缸之间错开一定的距离靠在一起,对立放置,两缸中的曲拐相位差为180°。
参见附图3:
图中所示为两气缸水平---错位对置布局,每缸各有一根曲轴输出扭矩。
31、上气缸泵气室。32、上气缸连杆盖安装孔。33、上气缸曲轴,用于动力输出。34、上缸排气孔。35、上缸压缩作功室,图中所示为活塞到达下止点后,进行扫气的状态。36、上缸小排气孔,防止排气口太高而积炭,与排气口34连通。37、上缸扫气口,由下缸泵气室38泵出的空气经扫气口完成对上缸的扫气。39、下气缸连杆盖安装孔。40、下缸曲轴与上缸曲轴33用齿轮相连系,两曲轴曲拐相位差为180°。41、下缸排气口。42、下缸压缩作功室,其扫气气流是通过上缸泵气室31经扫气口43来提供的。
对四缸机而言,将本布局的双缸机,沿曲轴轴线方向再行并联组合,即构成了四缸机。当然,两上气缸中的曲轴曲拐又都相差了180°,两下气缸也是如此。这样,便保证了曲轴每转一圈,均有两个活塞每相隔180°作一次功,保证了发动机运转的平顺性。为便于安装,上缸两曲轴间的联接采用可分离轴形式。下缸两轴也是如此。
本发明的单冲程发动机的含意是这样的,水平放置的发动机气缸体,其上、下两气缸室都为压缩作功室,上气缸室作功,推动活塞下行。下气缸室作功,推动活塞上行。由于活塞上行、下行都是作功行程,故谓之为单冲程发动机。两气缸室都用扫气泵扫气。请参照附图4:401活塞,402扫气口,从扫气泵产生的较高压力的空气,通过此口对气缸室进行扫气。403上气缸室,404火花塞,405排气口。406活塞销,407曲柄,408下气缸室,409火花塞,410气缸体。
由于每个冲程都作功,所以曲轴每转360°,单缸单冲程发动机的作功次数相当于双缸2冲程的作功次数。
若不开设气缸壁上的扫、排气孔,而在气缸的上、下两端装上带有凸轮、气门等组件的气缸头,则单冲程发动机就变为2+4冲程发动机,即活塞每往得复运动4次,就有2次作功冲程。换言之,活塞的上表面与上气缸室及气缸头构成一个四冲程工作循环,活塞的下表面与下气缸室及气缸头构成另一个四冲程工作循环,将两个四冲程合而为一(在一个缸体、一个活塞工况下),就构成了2+4冲程发动机。
很显然,本结构在使用一个缸体、一个活塞、一根连杆的情形下,曲轴每转720°,活塞即能完成二次作功冲程,所以发动机工作效率高,活塞的润滑条件也很好,(采用与图1相同的润滑结构)。尤为重要的是,由于活塞的上、下两个密封面都作功,使得活塞在往复运动时,两面都有压缩气体缓冲,缓冲气体能有效减轻发动机的振动,使发动机的运行更平顺,噪音更低。
本发明由于结构所限,即曲轴需穿过活塞,所以,不论是单冲程发动机或是2+4冲程发动机。采用多缸机结构时以8缸为限,1~2缸的结构最简单,使用效果也最好。
Claims (7)
1、本发明公开了一种活塞内含式发动机,其特征是:
a、处于同一直径气缸内的活塞6有上密封端7和下密封端21,即上、下两密封端(面)均装设活塞环,
b、连杆包括大头17、小头11及曲轴14的曲柄部分,均置于两密封端之间,
2、据权利要求1所述的一种活塞内含式发动机,其特征是,缸壁开设有多个压力润滑油供油孔3及回油孔15,它们始终处于往复运动活塞6的两密封端之间,
3、据权利要求1所述的一种活塞内含式发动机,其特征是:连杆大、小头中心距等于0.8~1.5倍活塞行程,
4、据权利要求1所述的一种活塞内含式发动机,其特征是:在活塞6裙侧开设两组长槽孔,每组2个,其中对应于曲轴主轴颈14的长槽孔20宽度大于主轴径直径,对应于连杆大端的槽孔16宽度大于连杆大端之轴向宽度,
5、据权力要求2所述的一种活塞内含工发动机,其特征是:在缸壁上沿连杆大端转动平面方向,开设有槽坑4及回油孔15,孔、槽宽度大于连杆大端之轴向宽度,
6、据权力要求1所述的一种活塞内含式发动机,其特征是:上缸泵气室31向下缸压缩作功室42提供扫气,下缸泵气室38向上缸压缩作功室35提供扫气,
7、据权力要求1所述的一种活塞内含式发动机,其特征是:由上密封面对应的上气缸室403,和由下密封对应的下气缸室407,均为压缩作功室。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN97101316A CN1187579A (zh) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 活塞内含式发动机 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN97101316A CN1187579A (zh) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 活塞内含式发动机 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1187579A true CN1187579A (zh) | 1998-07-15 |
Family
ID=5165641
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN97101316A Pending CN1187579A (zh) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 活塞内含式发动机 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1187579A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111237078A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-06-05 | 西华大学 | 一种二冲程发动机的活塞连杆机构 |
-
1997
- 1997-01-10 CN CN97101316A patent/CN1187579A/zh active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111237078A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-06-05 | 西华大学 | 一种二冲程发动机的活塞连杆机构 |
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