CN102278191B - 一种内燃机的分层扫气系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种内燃机的分层扫气系统，属于机械技术领域。它解决了现有内燃机的分层扫气系统方便性低，容易造成内燃机有害气体排放超标等技术问题。本内燃机的分层扫气系统，包括位于缸体内的两条扫气道，所述的缸体外侧面上开有两个与所述的扫气道一一对应连通的辅助进气口，每个辅助进气口的进口处设有能控制辅助进气口与外界连通状态的总控机构；两个所述的总控机构之间通过使两个总控机构同步操纵的同步连接机构相连；每个辅助进气口上设有当辅助进气口的进口与外界相连通且当扫气道的气压低于外界时扫气道与外界自动地相连通能使空气进入扫气道内的分控机构。本发明具有方便性强的优点同时能够降低内燃机有害气体的排放。

Description

一种内燃机的分层扫气系统

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种分层扫气系统，特别是涉及一种内燃机的分层扫气系统。

背景技术

内燃机包括燃气气缸和化油器等，燃气气缸由化油器供给空气与油雾组成的混合气，当活塞向上止点移动时，进气孔、排气孔和扫气孔同时被关闭后，进入气缸的混合气被压缩；在进气孔露出时，可燃混合气进入曲轴箱，活塞压缩到上止点附近时，火花塞点燃可燃混合气，燃气膨胀推动活塞下移作功，这时进气孔关闭，密闭在曲轴箱内的可燃混合气被压缩，当活塞接近下止点时排气孔开启，废气冲出，随后换气孔开启，受预压的可燃混合气冲入气缸，驱除废气，进行换气过程。

例如，中国专利公开了一种层状扫气二冲程发动机[公告号为：CN 101265833A]，其气缸具有排气口和开到燃烧室中的扫气口、当活塞向上止点上移时将混合物吸入曲轴箱中的混合物入口、以及将曲轴箱连接至扫气口的扫气通道；法兰部分形成在气缸的一侧，在所述法兰部分中形成有空气供给室和混合物通道；通道连接件与法兰部分相连，该通道连接件具有与空气供给室连接的空气流动通道以及与气缸的法兰部分中的混合物通道连接的混合物流动通道；垫片设置在通道连接件和气缸的法兰部分之间；且设置止回阀，用来允许通道连接件的空气流动通道中的空气只朝向气缸的法兰部分中的空气供给室流动；其中所述垫片形成为具有与其整体成型的叶片阀，以便所述垫片起到垫片和止回阀的作用。该发明提供了一种曲轴箱压缩型层状扫气二冲程发动机，通过设置有结构简单的止回阀，用于允许排气气流只在一个方向流动并且防止其倒流，由此减少部件的数目并降低生产成本。

上述的发明专利中，垫片和止回阀只能在与其连通的气缸内腔压力降低时，单向被动的打开来控制排气流动，没有相应的主动控制机构，缺乏方便性，在化油器中的混合气进入气缸的时候，因外界空气不能同时进入气缸与混合气混合降低混合气浓度导致气缸内气体在点燃后因空气含量不够而燃烧不充分，产生较多的有害气体，造成内燃机有害气体排放超标。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种内燃机的分层扫气系统，具有本分层扫气系统的内燃机缸体内扫气道中空气与可燃混合气分层存贮，可实现分层扫气目的。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种内燃机的分层扫气系统，内燃机包括缸体和化油器组件，本分层扫气系统包括位于缸体内的两条扫气道，其特征在于，所述的缸体外侧面上开有两个与所述的扫气道一一对应连通的辅助进气口，每个所述的辅助进气口的进口处设有能控制辅助进气口与外界连通状态的总控机构；两个所述的总控机构之间通过使两个总控机构同步操纵的同步连接机构相连；每个所述的辅助进气口上设有当辅助进气口的进口与外界相连通且当扫气道的气压低于外界时扫气道与外界自动地相连通能使空气进入扫气道内的分控机构。

内燃机包括缸体和化油器组件等，化油器和缸体外侧控制辅助进气口与外界连通状态的总控机构共用一个同步连接机构，也就是说操作纵同步连接机构时，能使两个辅助进气口与外界同时处于连通状态或截止状态。

当总控机构处于开启状态时，且当扫气道的气压低于外界时，分控机构因压力差而自动打开使扫气道与外界相连通；由此实现外界空气进入扫气道内。当扫气道的气压高于外界时，分控机构在自身结构及压力差的作用下而自动关闭，使扫气道与外界处于截止状态，避免气体外泄。

在上述的内燃机的分层扫气系统中，所述的总控机构包括固定在缸体上的电磁阀，所述的电磁阀包括阀体，阀体固定在缸体的外侧面上，阀体内的进气通道的一端口与辅助进气口的进口相连通，另一端口与外界相连通；所述的同步连接机构为一控制电路，每个所述的电磁阀均与控制电路相联。

在上述的内燃机的分层扫气系统中，所述的总控机构包括具有进气通道的阀体，所述的进气通道的一端口与辅助进气口的进口相连通，另一端口与外界相连通；所述的阀体内设有阀杆和能使进气通道处于连通状态或截止状态的阀芯，阀杆的一端与阀芯相连，另一端穿出阀体与同步连接机构相连。

当操纵者操纵同步连接机构机构时，同步连接机构同时带动两个总控机构内的阀杆且阀杆的运动方向相同，由此实现两组总控机构的同步开启与关闭。

在上述的内燃机的分层扫气系统中，所述的进气通道的进口处设有滤网，所述的滤网固定在阀体上。所述的滤网呈网状结构，起到过滤空气中的固体颗粒等物质的作用。

在上述的内燃机的分层扫气系统中，所述的进气通道的出口处设有滤芯，所述的滤芯固定在阀体内。所述的滤芯呈柱状结构，起到过滤空气中的灰尘等悬浮物质的作用。

在上述的内燃机的分层扫气系统中，所述的阀杆上套设有一使阀芯始终具有向截止进气通道状态方向运动趋势的复位弹簧，所述的复位弹簧的一端抵靠在阀芯上，另一端抵靠在阀体上。当进气通道处于连通状态的时候，复位弹簧被压缩；当进气通道由连通状态转换至截止状态时，阀芯在复位弹簧的作用下自动地运动，直至使阀芯与阀体相抵靠且保持该状态，由此当操纵者释放同步连接机构后总控机构能自动地关闭。

在上述的内燃机的分层扫气系统中，所述的化油器组件包括节气门转轴，所述的同步连接机构包括固定在缸体上的支架和穿设在支架上的连接轴，连接轴的两端一一对应地通过连杆二与阀杆相连；所述的节气门转轴上固连有转盘，所述的连接轴与转盘通过连杆一相连。

节气门转轴上固连的转盘通过连杆一连接到连接轴上，阀杆通过连杆二连接到连接轴上，其中与连接轴相连的连杆一和连杆二通过连接轴实现同向运动，通过这一系列结构连接，实现了化油器中的节气门转轴、同步连接机构、阀体中的阀杆的联动动作，最后节气门转轴上设有扭簧，在需要关闭化油器中混合气的出气口时起到一个复位作用，提高了稳定性。

在上述的内燃机的分层扫气系统中，所述的分控机构包括一端能封堵进气通道出口的弹性阀片，所述的弹性阀片的另一端固定在阀体上。在气缸内气压降低时，弹性阀片的一端弯曲，使汽缸侧壁的辅助进气口打开，由于弹性阀片的另一端固定在阀体上，在气缸的气压大于或者等于外界气压时，弹性阀片恢复原状，所述的弹性阀片可以由不锈钢等金属材料制成，也可以由高聚物基复合材料制成，上述材料都具有耐高温，耐腐蚀，在形变后能快速复原的特性。

在上述的内燃机的分层扫气系统中，所述的阀体的进气通道出口处具有一条状的定位凹槽，定位凹槽位于本体上，所述的弹性阀片位于定位凹槽内。该定位凹槽起到一个容纳弹性阀片的作用，定位凹槽的具体形状与弹性阀片相适合。在气缸内气压大于外界气压时，弹性阀片被挡在定位凹槽内，这种结构使弹性阀片只能单向弯曲，实现了空气的单向流通，同时避免弹性阀片绕固定点转动。

在上述的内燃机的分层扫气系统中，所述的分控机构包括位于辅助进气口处的密封面和穿设在辅助进气口处的导向杆，所述的导向杆上固连有阀芯，所述的导向杆上设有使阀芯始终具有向密封面方向移动趋势的复位弹簧。

在上述的内燃机的分层扫气系统中，所述的阀体包括具有空腔的本体和扣合在本体上用于封盖排气腔的阀盖，所述的本体和缸体之间设有扫气盖，所述的扫气盖与缸体相抵靠。

在上述的内燃机的分层扫气系统中，所述的滤网位于阀体上。

在上述的内燃机的分层扫气系统中，所述的定位凹槽位于阀体内。

与现有技术相比，该内燃机的分层扫气系统具有以下优点：

1、化油器中的节气门转轴和缸体外侧的总控机构通过同步连接机构实现联动动作，总控机构主动控制辅助进气口的打开与关闭，分控机构被动控制辅助进气口的打开与关闭，提高了分层扫气系统控制的方便性。

2、在气缸外侧面固定有阀体，通过阀体向缸体扫气道前部供给空气；扫气时，先扫入空气，扫净燃室中的燃烧残留物，接着扫入混合气，降低混合气扫气损失，继而降低有害气体的排放，并使混合气燃烧更加充分，使内燃机燃烧排放尾气符合有害气体的排放标准。

3、阀体内的滤网和滤芯，能够有效过滤空气中的固体颗粒和粉尘，避免其进入缸体；阀体内的复位弹簧的一端抵在阀芯上，能够及时封堵进气口。

附图说明

图1是内燃机的结构示意图。

图2是不含缸体的内燃机的结构俯视图。

图3是本发明分控机构的结构示意图。

图4是本发明的总控机构的结构示意图

图5是本发明的阀体的结构示意图。

图6是内燃机的缸体结构示意图。

图7是本发明的同步连接机构的结构示意图。

图中，1、缸体；2、化油器；3、同步连接机构；31、连接轴轴；32、连杆一；33、连杆二；34、连杆三；4、总控机构；5、阀体；6、阀杆；7、复位弹簧；8、滤网；9、分控机构；91、弹性阀片；10、定位凹槽；11、滤芯；12、阀芯；13、扫气盖；14、本体；15、阀盖；16、辅助进气口；17、节气门转轴；18、转盘；19、扫气道。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，内燃机包括缸体1和化油器2组件，其中缸体1的结构如图6所示，缸体1内对称分布有两条扫气道19，缸体1外侧面上开有两个与所述的扫气道19一一对应连通的辅助进气口16，每个所述的辅助进气口16的进口处设有能控制辅助进气口16与外界连通状态的总控机构4，两个所述的总控机构4之间设有通过使两个总控机构4同步操纵的同步连接机构3相连；每个所述的辅助进气口16上设有当辅助进气口16的进口与外界相连通且当扫气道19的气压低于外界时，扫气道19与外界自动地相连通能使空气进入扫气道19内的分控机构9。化油器2包括节气门转轴17和固连在节气门转轴17上的转盘18，转盘18与连杆一32相连接。

如图4和5所示，总控机构4包括固定在缸体1上的阀体5。阀体5包括一个具有空腔的本体14，该本体14的空腔内内设有阀杆6和能使进气通道处于连通状态或截止状态的阀芯12，阀杆6的一端与阀芯12相连，另一端穿出阀体5与同步连接机构3相连，阀杆6与阀芯12之间设有复位弹簧7，复位弹簧7的一端抵在阀体5上，另一端抵在阀芯12上，阀体5内的进气通道的一端口与辅助进气口16的进口相连通，另一端口与外界相连通。阀体5还包括阀盖15和扫气盖13，本体14与阀盖15扣合在一起，在本体14与缸体1之间扣合有扫气盖13，扫气盖13突出面与缸体1相抵靠。作为另一种实施方式，所述的总控机构还可以是固定在缸体上的电磁阀，所述的电磁阀包括阀体，阀体固定在缸体的外侧面上，阀体内的进气通道的一端口与辅助进气口的进口相连通，另一端口与外界相连通；所述的同步连接机构为一控制电路，每个所述的电磁阀均与控制电路相联。

如图2和7所示，同步连接机构3包括连接轴31和与连接轴31机械连接的连杆一32、连杆二33，连杆一32与化油器2中的转盘18相连，转盘18又与节气门转轴17相连，连杆二33连接到总控机构4上。上述的同步连接机构3中，连杆一32和连杆二33分布于连接轴31的一侧，在连接轴31的另一侧有与连杆二33相对称分布的连杆二33。

如图3和图5所示，分控机构9包括一端能封堵进气通道出口的弹性阀片91，该弹性阀片91的另一端固定在阀体5上。弹性阀片91置于定位凹槽10内，定位凹槽10的形状与弹性阀片91相适应，该定位凹槽10位于阀体5内。作为另一种实施方式，所述的分控机构还可以是包括位于辅助进气口处的密封面和穿设在辅助进气口处的导向杆，所述的导向杆上固连有阀芯，所述的导向杆上设有使阀芯始终具有向密封面方向移动趋势的复位弹簧。

如图1所示，阀盖15上的空气进气口出设有滤网8，滤网8呈网状结。如图4所示，总控机构4内有滤芯11，滤芯11呈柱状结构，滤网8和滤芯11起到过滤空气中的固体颗粒的作用。

当需要内燃机工作时，控制节气门转轴17转动，与节气门转轴17固连在一起的转盘18也随之转动，继而化油器2中节气门打开，混合气进入缸体1内。同时，转盘18通过连杆一32机械连接到连接轴31上，拉动连接轴31旋转，同样机械连接到连接轴31上的连杆二33动作，连杆二33拉动阀杆6向着使总控机构4中进气通道打开的方向运动，这个过程中，复位弹簧7被压缩，与阀杆6的另一端相连的阀芯12打开。至此，总控机构4处于打开状态，随着活塞上移的过程中，缸体1内气压降低，外界气压大于缸体1内气压，弹性阀片91受压弯曲，使扫气道19与外界连通，空气通过阀盖15上的滤网8进入阀体5内，将空气中的固体颗粒过滤掉，然后通过阀体5内空腔中的滤芯11，将空气中的尘埃过滤掉后，从定位凹槽10进入扫气道19。空气对气缸1进行扫气时，挤出气缸1内的废气。整个过程中，需要总控机构4和分控机构9同时打开才能允许空气进入扫气道19，提高了分层扫气系统的控制的方便性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了气缸1、化油器2、同步连接机构3、连接轴31、连杆一32、连杆二33、总控机构4、阀体5等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (7)

1.一种内燃机的分层扫气系统，内燃机包括缸体（1）和化油器（2）组件，本分层扫气系统包括位于缸体内的两条扫气道（19），其特征在于，所述的缸体（1）外侧面上开有两个与所述的扫气道（19）一一对应连通的辅助进气口（16），每个所述的辅助进气口（16）的进口处设有能控制辅助进气口（16）与外界连通状态的总控机构（4）；两个所述的总控机构（4）之间通过使两个总控机构（4）同步操纵的同步连接机构（3）相连；每个所述的辅助进气口（16）上设有当辅助进气口（16）的进口与外界相连通且当扫气道（19）的气压低于外界时扫气道（19）与外界自动地相连通能使空气进入扫气道（19）内的分控机构（9）；所述的总控机构（4）包括具有进气通道的阀体（5），所述的进气通道的一端口与辅助进气口（16）的进口相连通，另一端口与外界相连通；所述的阀体（5）内设有阀杆（6）和能使进气通道处于连通状态或截止状态的阀芯（12），阀杆（6）的一端与阀芯（12）相连，另一端穿出阀体（5）与同步连接机构（3）相连；所述的化油器（2）组件包括节气门转轴（17）、转盘（18），所述的同步连接机构（3）包括固定在缸体（1）上的支架和穿设在支架上的连接轴（31），连接轴（31）的两端一一对应地通过连杆二（33）与阀杆（6）相连；所述的节气门转轴（17）上固连有转盘（18），所述的连接轴（31）与转盘（18）通过连杆一（32）相连。

2.根据权利要求1所述的内燃机的分层扫气系统，其特征在于，所述的阀体（5）固定在缸体（1）的外侧面上。

3.根据权利要求1所述的内燃机的分层扫气系统，其特征在于，所述的进气通道的进口处设有滤网（8），所述的滤网（8）固定在阀体（5）上；进气通道的出口处设有滤芯（11），所述的滤芯（11）固定在阀体（5）内。

4.根据权利要求1所述的内燃机的分层扫气系统，其特征在于，所述的阀杆（6）上套设有一使阀芯（12）始终具有向截止进气通道状态方向运动趋势的复位弹簧（7），所述的复位弹簧（7）的一端抵靠在阀芯（12）上，另一端抵靠在阀体（5）上。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的内燃机的分层扫气系统，其特征在于，所述的分控机构（9）包括一端能封堵进气通道出口的弹性阀片（91），所述的弹性阀片（91）的另一端固定在阀体（5）上。

6.根据权利要求5所述的内燃机的分层扫气系统，其特征在于，所述的阀体（5）的进气通道出口处具有一条状的定位凹槽（10），所述的弹性阀片（91）位于定位凹槽内（10）。

7.根据权利要求1至4中的任意一项所述的内燃机的分层扫气系统，其特征在于，所述的分控机构包括位于辅助进气口处的密封面和穿设在辅助进气口处的导向杆，所述的导向杆上固连有阀芯，所述的导向杆上设有使阀芯始终具有向密封面方向移动趋势的弹簧。

Images