CN211666812U - 一种二冲程四冲程自由转换发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种二冲程四冲程自由转换发动机，包括气缸、设于气缸内的点火机构、设于气缸内的活塞和驱动活塞运动的曲轴连杆机构，还包括进气阀门组件、排气阀门组件和进气组件，其中进气阀门组件和排气阀门组件分别设于气缸的上部，进气组件设于气缸的侧壁上，且位于活塞的下止点的上方。本实用新型能够同时拥有二冲程和四冲程发动机的优点，在发动机需要动力性优先时，发动机采用二冲程工作模式，以获得最大的功率；在发动机需要经济型优先时，发动机采用四冲程工作模式，以获得最佳的燃油经济性。

Description

一种二冲程四冲程自由转换发动机

技术领域

本实用新型属于发动机技术领域，特别是涉及一种二冲程四冲程自由转换发动机。

背景技术

传统奥托循环活塞式发动机有如下几个工作过程：进气、压缩、做功、排气。二冲程发动机在两个行程内完成一个工作循环，即曲轴转一圈，发动机对外做功一次；四冲程发动机在四个行程内完成一个工作循环，即曲轴转两圈，发动机对外做功一次。

二冲程发动机由于曲轴每旋转一周点火做功一次，故发动机的输出功率与四冲程发动机相比，同等排量升功率较高，可以使发动机有更高的功重比，但其燃油经济性和排放较差；四冲程发动机由于曲轴每旋转两周点火做功一次，故发动机的输出功率较低，但燃油经济性和排放较好。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种二冲程四冲程自由转换发动机，能够拥有二冲程和四冲程发动机的优点，在发动机需要动力性优先时，发动机采用二冲程工作模式，以获得最大的功率；在发动机需要经济型优先时，发动机采用四冲程工作模式，以获得最佳的燃油经济性。

一种二冲程四冲程自由转换发动机，包括气缸、设于所述气缸内的点火机构、设于所述气缸内的活塞和驱动所述活塞运动的曲轴连杆机构，还包括进气阀门组件、排气阀门组件和进气组件，其中所述进气阀门组件和排气阀门组件分别设于所述气缸的上部，所述进气组件设于所述气缸的侧壁上，且位于所述活塞的下止点的上方。

以上技术方案优选的，所述进气组件包括进气口、进气管和进气单向阀，所述进气口分布在所述气缸的侧壁上，且位于所述活塞的下止点的上方，所述进气管分别与所述进气口和进气阀门组件连接，所述进气口与所述进气管之间设有所述进气单向阀。

以上技术方案优选的，所述进气阀门组件包括进气阀门和进气阀门驱动器，所述进气阀门设于所述气缸的顶部，所述进气阀门驱动器用于控制所述进气阀门启闭。

以上技术方案优选的，所述排气阀门组件包括排气阀门和排气阀门驱动器，所述排气阀门设于所述气缸的顶部，所述排气阀门驱动器用于控制所述排气阀门启闭。

本实用新型具有的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种二冲程四冲程自由转换发动机，能够同时拥有二冲程和四冲程发动机的优点，应用于包括但不限于航空、航海、轨道交通、汽车、非道路、发电以及混合动力等应用场景；在发动机需要动力性优先时，发动机采用二冲程工作模式，以获得最大的功率；在发动机需要经济型优先时，发动机采用四冲程工作模式，以获得最佳的燃油经济性。

附图说明

图1是本实用新型一实施例所提供的二冲程四冲程自由转换发动机的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例所提供的二冲程四冲程自由转换发动机的二冲程工作模式的工作顺序图；

图3是本实用新型一实施例所提供的二冲程四冲程自由转换发动机的四冲程工作模式的工作顺序图。

其中：1、气缸；2、点火机构；3、活塞；4、曲轴连杆机构；5、进气口；6、进气管；7、进气单向阀；8、进气阀门；9、进气阀门驱动器；10、排气阀门；11、排气阀门驱动器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例提供一种二冲程四冲程自由转换发动机，如图1-3所示，包括气缸1、设于气缸1内的点火机构2、设于气缸1内的活塞3和驱动活塞3运动的曲轴连杆机构4，为了适应二冲程四冲程自由转换，本实施例还包括进气阀门组件、排气阀门组件和进气组件，其中进气阀门组件和排气阀门组件分别设于气缸1的上部，进气组件设于气缸1的侧壁上，且位于活塞3下止点的上方。可选地，本实施例中点火机构2为火花塞，点火机构2还可以为发热棒。本申请中曲轴连杆机构4属于现有结构，因此对于曲轴连杆机构4的具体结构不再赘述。

进一步的，进气组件包括进气口5、进气管6和进气单向阀7，进气口5分布在气缸1的侧壁上，且位于所述活塞3的下止点的上方，进气管6分别与进气口5和进气阀门组件连接，进气口5与进气管6之间设有进气单向阀7。

进一步的，进气阀门组件包括进气阀门8和进气阀门驱动器9，进气阀门8设于气缸1的顶端，进气阀门驱动器9用于控制进气阀门8启闭。

进一步的，排气阀门组件包括排气阀门10和排气阀门驱动器11，排气阀门10设于气缸1的顶端，排气阀门驱动器11用于控制排气阀门10启闭。本申请中进气阀门驱动器9和排气阀门驱动器11可以是现有的可变凸轮机械结构，也可以是电磁阀形式。

本实施例的工作过程：通过进气阀门驱动器9和排气阀门驱动器11，来控制进气阀门8和排气阀门10的开关时刻，同时配合单向进气阀的开关时间，从而达到发动机进行二冲程/四冲程工作状态的自由转换。具体的如图2和3所示：

二冲程模式：

A. 进气：活塞3下行至进气口5下方，进气单向阀7打开，新鲜空气和燃料混合气进入气缸1，此时排气阀门驱动器11控制排气阀门10打开，上一循环的废气通过排气阀门10排出气缸1，形成直流扫气；

B. 压缩：活塞3上行，进气单向阀7关闭，进气口5和进气阀门8关闭，混合气被压缩；

C. 做功：活塞3上行至上止点附近，火花塞点火，混合气被点燃、膨胀，推动活塞3下行做功；

D. 排气：活塞3行至进气口5处，排气阀门10打开，进气单向阀7打开，废气通过排气阀门10排出气缸1，形成直流扫气；

至此曲轴转一圈，发动机对外做功一次。

四冲程模式：

E．进气：活塞3下行，进气阀门8打开，新鲜空气和燃料混合气通过进气阀门8进入气缸1，当活塞3下行至进气口5处，进气阀门8关闭，进气单向阀7打开，新鲜混合气通过进气口5进入气缸1。

F．压缩：活塞3上行，进气单向阀7关闭，进气口5和进气阀门8均关闭，混合气被压缩；

G．做功：活塞3上行至上止点附近，火花塞点火，混合气被点燃、膨胀，推动活塞3下行做功，进气单向阀7处于关闭状态；

H．排气：活塞3上行，排气阀门10打开，废气通过排气阀门10排出气缸1，进气单向阀7处于关闭状态；

至此曲轴转两圈，发动机对外做功一次。

本实用新型具有的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种二冲程四冲程自由转换发动机，能够同时拥有二冲程和四冲程发动机的优点，应用于包括但不限于航空、航海、轨道交通、汽车、非道路、发电以及混合动力等应用场景；在发动机需要动力性优先时，发动机采用二冲程工作模式，以获得最大的功率；在发动机需要经济型优先时，发动机采用四冲程工作模式，以获得最佳的燃油经济性。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.一种二冲程四冲程自由转换发动机，包括气缸、设于所述气缸内的点火机构、设于所述气缸内的活塞和驱动所述活塞运动的曲轴连杆机构，其特征在于：还包括进气阀门组件、排气阀门组件和进气组件，其中所述进气阀门组件和排气阀门组件分别设于所述气缸的上部，所述进气组件设于所述气缸的侧壁上，且位于所述活塞的下止点的上方。

2.根据权利要求1所述的二冲程四冲程自由转换发动机，其特征在于：所述进气组件包括进气口、进气管和进气单向阀，所述进气口分布在所述气缸的侧壁上，且位于所述活塞的下止点的上方，所述进气管分别与所述进气口和进气阀门组件连接，所述进气口与所述进气管之间设有所述进气单向阀。

3.根据权利要求1所述的二冲程四冲程自由转换发动机，其特征在于：所述进气阀门组件包括进气阀门和进气阀门驱动器，所述进气阀门设于所述气缸的顶部，所述进气阀门驱动器用于控制所述进气阀门启闭。

4.根据权利要求1所述的二冲程四冲程自由转换发动机，其特征在于：所述排气阀门组件包括排气阀门和排气阀门驱动器，所述排气阀门设于所述气缸的顶部，所述排气阀门驱动器用于控制所述排气阀门启闭。

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