CN201635834U - 汽柴两用增容节能发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽柴两用增容节能发动机，为二行程发动机，它包括做功缸及并行排列的前、后配气缸。做功缸中有做功缸活塞，活塞连接做功缸曲轴；前配气缸中有前配气缸活塞，后配气缸中有后配气缸活塞。相连各配气缸上部的上止点下面有气孔相通。后配气缸上部有进气主管，进气主管靠近前配气缸的一侧为进气支管，其中有化油器，进气支管通向配气缸的进气门。做功缸燃烧室进气门和配气缸出气口之间有气道相通。本实用新型的配气设计合理，结构简单，能集多缸气体为一缸燃烧室内做功，燃烧室体积大，供气充足。能适应汽油燃料和柴油燃料在不同工作条件中转换使用，发挥两种燃料的优点，起动容易，功率变化范围大，热利用率高，燃油经济性和环保性强。

Description

汽柴两用增容节能发动机

技术领域

本实用新型涉及内燃机技术，具体涉及一种气缸配气式的汽柴两用增容节能二行程发动机。

背景技术

现有的四行程发动机，已在汽车发动机等多种车辆上得到了广泛应用。其工作循环都包含进气、压缩、做功、排气四个行程，每个行程各占180°曲轴角。进排气机构比较复杂、笨重。二行程发动机在单位时间上的做功次数是四行程发动机的两倍，且结构简单，使用维修方便。其不足之处是没有专门的进气、排气行程，换气过程时间短，是利用新气扫除废气，新气损失多，废气不易排除干净，进气不足。现有的发动机分为汽油机和柴油机，汽油机有“起动容易，运转平稳迅速”的优点，但有“功率和效率较低”的缺点，柴油机有“功率和效率较高”的优点，却有“起动困难，转速较小”的缺点，而在一种机型上发挥两种机型的优点是不可能的。并且以上所述发动机燃烧室的体积受本缸进气本缸燃烧的限制，燃烧室体积较小，功率不足。

发明内容

本实用新型的目的，在于提供一种配气设计合理，结构简单，能集多缸气体为一缸的汽柴两用增容节能发动机。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型汽柴两用增容节能发动机，为二行程发动机，它包括做功缸、以及并行排列的前配气缸和后配气缸，做功缸中有做功缸活塞；做功缸活塞连接做功缸曲轴，前配气缸中有前配气缸活塞，吸入纯净空气的后配气缸中有后配气缸活塞，在相连各配气缸上部的上止点下面有气孔相通，后配气缸的上部有进气主管，进气主管靠近前配气缸的一侧为前配气缸进气支管，另一侧为后配气缸进气支管；前配气缸进气支管中设有化油器通向前配气缸的进气门，后配气缸进气支管通向后配气缸的进气门；做功缸的燃烧室进气门和配气缸的出气口之间有气道相通。

本实用新型的优点在于：燃烧室内做功，燃烧室体积大，供气充足。配气缸的进气方式和配气缸压入做功缸的气体量，通过配气缸气道上阀门的移动，能适应汽油燃料和柴油燃料在不同的工作条件中转换使用，并发挥这两种燃料的优点，是发动机具有“起动容易，热利用率高，燃油经济性和环保性强，功率变化范围大，功率和效率比较高的气缸配气式汽柴两用二行程发动机。

该发动机在配气缸向做功缸进气设计和做功缸排气设计上以及配气缸和做功缸相连曲轴转角设计比较合理，该发动机的配气缸活塞到上止点时，做功缸的活塞到它气缸中部，做功缸活塞上部的气缸容积还比较大，使配气缸能向做功缸内压入较多的气体，这样做功缸燃烧室体积可比现在使用的相同发动机气缸的燃烧室体积大三倍、四倍或更多倍。该发动机的几个配气缸活塞把气体全部压入做功缸后，做功缸活塞开始单独压缩气体至上止点，气缸内的气体压力对活塞向上移动产生的阻力作用在一个活塞上。而现在使用的多缸发动机它的多个活塞分别把气体压至上止点，气缸内气体对活塞向上移动产生的阻力作用在多个活塞上。以上可以看出，该发动机比现在使用的发动设计更科学、完美。上海科技出版社-物理书中提到，当气缸活塞发动机的压缩比为3∶1时，它输出的功率为2马力，当它的压缩比为10∶1时，它可输出40马力的功率。它的压缩比大了三倍多，而它的功率增加了20倍，其主要原因是提高了燃料在燃烧室燃烧、爆发产生的压力和温度。气缸配气式增容二行程发动机燃烧室体积比现在使用的发动机燃烧室体积能大三倍、四倍或更多，进入的气体量也相应增加了三倍、四倍或更多。同样的道理都是提高了燃料在燃烧室燃烧爆发产生的压力温度，所以气缸配气式增容二行程发动机的功率比现在使用的发动机功率能大很多倍。

附图说明

图1为本实用新型发动机以汽油作燃料时工作状态结构示意图；

图2为发动机以柴油作燃料时工作状态结构示意图。

图中：1、做功缸，2、前配气缸，3、做功缸曲轴，4、前配气缸曲轴，5、前配气缸活塞，6、侧阀，7、后配气缸进气支管，8、主进气管，9、中阀，10、化油器，11、前配气缸进气支管，12、做功缸进气门，13、喷油器，14、火花塞，15、排气孔，16、做功缸活塞，17、气孔，18、片式阀，19、配气缸出气口，20、后配气缸，21、后配气缸活塞，22、后配气缸曲轴，23、压簧。

具体实施方式

参加图1和图2，本实用新型汽柴两用增容节能发动机包括配气机构，润滑、冷却、燃料供给、点火***、机体和转动机构，为二行程发动机，它包括做功缸1、以及并行排列的前配气缸2和后配气缸20，做功缸1中有做功缸活塞16，做功缸活塞16连接做功缸曲轴3。把进气道设有化油器10的配气缸称前配气缸2，把只吸入纯净空气的配气缸称后配气缸20。后配气缸20的上部有进气主管8，配气缸进气主管8分前配气缸进气支管11和后配气缸进气支管7，进气主管8靠近前配气缸2的一侧为前配气缸进气支管11，另一侧为后配气缸进气支管7；前配气缸进气支管11设有化油器10，前配气缸进气支管11通向前配气缸2的进气门，前配气缸2中有前配气缸活塞5。后配气缸进气支管7通向后配气缸20的进气门。吸入纯净空气的后配气缸20中有后配气缸活塞21，在相连各配气缸上部的上止点下面有缸间气孔17相通。做功缸1的燃烧室进气门12和配气缸的出气口19之间有气道相通。所述的前配气缸2的数量为1-4个，所述后配气缸20的数量与前配气缸2数量相同，缸体大小以及进气量相同；前配气缸2的活塞5与后配气缸20的活塞21在气缸的同一高度位置。所述做功缸曲轴3，较之与其相连的前配气缸曲轴4、后配气缸曲轴22落后90度转角。也就是当前配气缸活塞5与后配气缸活塞21向上移动到它们气缸的中间位置时，做功缸活塞16向下移动到它气缸的下止点位置，前配气缸2与后配气缸20的进气门上为真空压力阀笛簧的片式阀18，它在真空作用下打开及在钢簧作用下关闭。在相连的配气缸上部上止点下面各缸之间有气孔17相通，在前配气缸2和后配气缸20之间的相通气孔17中设有一中阀9，中阀9的移动能打开或关闭前配气缸2和后配气缸20之间的气孔17；在后配气缸20的一侧设有一侧阀6，阀门6的移动能打开或关闭后配气缸20通向进气支管7的气道。做功缸1燃烧室的做功缸进气门12和配气缸出气口19有气道相通。做功缸1燃烧室的顶部设有火花塞14和喷油器13；在做功缸1中部的下止点上面有可调排气孔15。做功缸1的燃烧室进气门12上设有气门可调压簧23，可以调节其强度，使配气缸活塞21上移到它气缸的中间位置时，气体开始顶开气门进入做功缸1内，并可根据排气孔15废气排出干净成度进行调节气门压簧23，可改变进气门12的开启时间，使废气排出干净的同时，不让有效气体排出。中阀9和侧阀6可通过气压，油压或电磁控制，也可用手板动来选择燃料。能使用汽油燃料和柴油燃料，这两种燃料燃烧做功时的压缩比不同，进气方式和点火方式也不同，根据它们各燃料在做功时所需的要求和条件，在做功缸燃烧室上设有火花塞和喷油器，机体上按装有点火***和喷油***，以及汽、柴油两个燃料储存箱和两套供油***。在配气缸的气道上设有二个阀门，阀门的移动能改变配气缸压入做功缸的气体量。一般汽油发动机的压缩比为8-11，柴油发动机的压缩比为16-22。这就需要气缸配气式汽柴两用二行程发动机在使用柴油燃料时，做功缸的进气量比使用汽油燃料时做功缸的进气量多两倍。该发动机在使用汽油燃料时，只有前配气缸向做功缸压入汽油和空气混合气体，当转换成柴油燃料后，前配气缸和后配气缸都向做功缸压入纯净空气，同时发动机的点火方式相应改变。

本实用新型气缸配气式汽、柴油两用增容发动机，在起动或小负荷工作时，选择开关在拉簧作用下位于汽油燃料的位置，工作时靠飞轮转动离心作用位于柴油燃烧位置。阀9关闭了前配气缸2和后配气缸20之间的通气孔17。侧阀6也打开了后配气缸20通向前配气缸进气支管11的气道。发动机配气缸气道上化油器10开始供油。当配气缸活塞向下移动时，配气缸上的进气门在真空作用下打开，前配气缸2吸入的是经设有化油器10的前配气缸进气支管11进入的油气混合气，后配气缸20吸入的是纯净空气。当配气缸活塞移动到下止点时，配气缸上进气门在钢簧作用下关闭，当配气缸活塞向上移动到它气缸的上止点与下止点中间位置时，做功缸活塞16向下移动到它的气缸的下止点位置，这时做功缸1燃烧室的做功缸进气门12在配气缸气体压力作用下打开，做功缸活塞16继续移动，前配气缸2吸入的混合气在前配气缸活塞5的推压下进入做功缸1，做功缸活塞16从下止点向上移动，就会结合配气缸压入的气体共同把废气从排气孔15推出。后配气缸20吸入的纯净空气通过侧阀6打开气道，流回后配气缸进气支管7内，当配气缸活塞向上移动至上止点，前配气缸2内的混合气全部压入做功缸1内，这时做功缸1的燃烧室的做功缸进气门12关闭，做功缸活塞16已封住了排气孔15，当做功缸活塞16移动到上止点，配气缸压入做功缸1的气体量适合汽油燃料在燃烧室燃烧所需的最佳压力和温度。燃烧室燃料经火花塞14点燃产生爆发而做功，当做功缸活塞16向下移动漏出排气孔15后，高压废气迅速从排气孔15排出，做功缸活塞16移至下止点时，废气基本排完，这时配气缸又开始向做功缸1压入气体。就这样做功缸1和配气缸活塞上下移动互相配合不停地循环工作。

当发动机的负荷增大到某一值时，选择压力阀门开关就会自动移至柴油燃料位置，使中阀9打开了前配气缸2和后配气缸20之间的气孔17，阀门B6关闭了后配气缸20通向后配气缸进气支管7的气道，这时前配气缸2气道上的化油器10停止供油，这样前配气缸2和后配气缸20吸入的都是纯净空气，配气缸活塞向上移动把气体全部压至做功缸1燃烧室，当做功缸活塞16移到上止点，燃烧室达到最佳的压力和温度，通过喷油燃烧爆发而做功。

该发动机使用柴油燃料和使用汽油燃料的工作情况基本相同，不同的是进气方式和进气量及点火方法。

气缸配气式增容二行程发动机的类型按燃料分有三种类型

一、气缸配气式增容汽油发动机

二、气缸配气式增容柴油发动机

三、气缸配气式汽、柴两用增容发动机

这三种发动机又有装设节能装置和不设节能装置之分。

一、气缸配气式增容汽油发动机又分为

A、单配气缸汽油发动机，B、多配气缸汽油发动机

单配气缸汽油发动机又有单配气缸单次进气燃烧做功和单配气缸多次进气燃烧做功的型式。

a单缸指一个配气缸单次进气发动机燃烧室体积受单缸进气量较少限制，体积较小，没有增容作用不利益于提高发动机功率和热利用率。

b单缸多次进气发动机的燃烧室体积大，它可比单缸单次进气发动机的燃烧室体积大二倍、三倍或四倍，配气缸需根据做功缸燃烧室体积相应向做功缸进气二次、三次或四次，在多次进气时，燃烧室上的火花塞应停止工作，做功缸的排气孔也需通过传动轴上的凸轮转动，适时地控制排气孔上气阀的打开或关闭，已勉有效气体跑出。

单缸多次进气汽油发动机的结构简单，维修方便，使用时间长，增加了燃烧室容积容量，提高了发动机功率和效率，广泛用于各种轻型动力机械上，如：小型汽车、摩托车、电动车、自行车助力，起动机或在用电不便的地方代替某些电动工具等。

B、多缸配气汽油发动机

多缸配气汽油发动机的配气缸数量为2个时，若它的燃烧室体积应二次进气才能符合燃料燃烧做功的最佳条件时，需二次进气。当该发动机的配气缸数量为3个以上时，燃烧室体积应与配气缸数量相适应，为一次进气。

多缸配气汽油发动机用于各种轻型快速的各种动力机械上。

二、气缸配气式增容柴油发动机

气缸配气式柴油发动机的类型与汽油发动机类型基本一样。不同的是柴油燃料燃烧所需的配气量比汽油燃料燃烧时的配气量大两倍，是通过喷油燃烧做功的，在起动时应有较强的起动力。可适用一些笨重机械的动力。

三、气缸配气式汽柴两用增容发动机

汽柴两用发动机有汽油和柴油两种燃料燃烧做功的共同优点，有起动容易，热利用率较高。功率变化范围大，功率和效率比较高的优点。汽柴两用增容发动机的配气缸数量少时，也可多次进气于适应，燃烧室体积大时的要求。

气缸配气式增容二行程发动机也适用于液化石油气，液化天燃气和压缩天燃气，以及已醇等多种燃料。

Claims (7)

1.一种汽柴两用增容节能发动机，为二行程发动机，其特征在于：它包括做功缸(1)、以及并行排列的前配气缸(2)和后配气缸(20)；做功缸(1)中有做功缸活塞(16)，做功缸活塞(16)连接做功缸曲轴(3)；前配气缸(2)中有前配气缸活塞(5)，后配气缸(20)中有后配气缸活塞(21)；在相连各配气缸上部的上止点下面有气孔(17)相通；后配气缸(20)的上部有进气主管(8)，进气主管(8)靠近前配气缸(2)的一侧为前配气缸进气支管(11)，另一侧为后配气缸进气支管(7)；前配气缸进气支管(11)中设有化油器(10)，前配气缸进气支管(11)通向前配气缸(2)的进气门，后配气缸进气支管(7)通向后配气缸(20)的进气门；做功缸(1)的燃烧室进气门(12)和配气缸的出气口(19)之间有气道相通。

2.根据权利要求1所述的汽柴两用增容节能发动机，其特征在于：所述的前配气缸(2)的数量为1-4个，所述后配气缸(20)的数量与前配气缸(2)数量相同，缸体大小以及进气量相同；前配气缸活塞(5)与后配气缸活塞(21)在气缸的同一高度位置。

3.根据权利要求1所述的汽柴两用增容节能发动机，其特征在于：所述做功缸曲轴(3)，较之与其相连的前配气缸曲轴(4)及后配气缸曲轴(22)落后90度转角。

4.根据权利要求1所述的汽柴两用增容节能发动机，其特征在于：前配气缸(2)与后配气缸(20)的进气门上为真空压力的片式阀(18)。

5.根据权利要求1所述的汽柴两用增容节能发动机，其特征在于：在前配气缸(2)和后配气缸(20)之间的相通气孔中设有中阀(9)，中阀(9)的移动能打开或关闭前配气缸(2)和后配气缸(20)之间的气孔(17)；在后配气缸(20)的一侧设有侧阀(6)，侧阀(6)的移动能打开或关闭后配气缸(20)通向后配气缸进气支管(7)的气道。

6.根据权利要求1所述的汽柴两用增容节能发动机，其特征在于：做功缸(1)燃烧室的顶部设有火花塞(14)和喷油器(13)；在做功缸(1)中部的下止点上面有可调排气孔(15)。

7.根据权利要求1所述的汽柴两用增容节能发动机，其特征在于：做功缸(1)的燃烧室进气门(12)上设有压簧(23)可以调节其强度。

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