CN108590847A - 曲轴顶置二冲程发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲轴顶置二冲程发动机，涉及发动机技术领域，针对现有二冲程发动机采用润滑油和燃油混合工作方式，造成了发动机润滑不佳、燃油消耗大、污染较大以及扫气压力小、扫气不净等问题，采用在活塞内开设有油道，活塞外周壁开设有密封环槽，密封环槽能够与油道连通，密封环槽内可拆卸设置有密封环的方案，通过在活塞内开设有能够与密封环槽相连通的油道，活塞运行时就能够从油道中获取润滑油，因此有效解决了现有技术因采用润滑油和燃油混合方式造成润滑不佳、燃油消耗大、污染较大的问题。

Description

曲轴顶置二冲程发动机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种曲轴顶置二冲程发动机。

背景技术

在活塞发动机中，二冲程发动机结构简单，平顺性好，功率比高于四冲程发动机，但由于二冲程发动机的润滑方式主要采用润滑油和燃油混合的方式来实现，这就造成了二冲程发动机润滑不佳，燃油消耗大，污染较大的问题。这也是二冲程发动机相对于四冲程发动机不能广泛应用的问题。

由于传统的二冲程发动机曲轴设置在发动机气缸底部，并且没有空间和位置有效地设置活塞的润滑机构，因此二冲程发动机活塞的润滑和冷却一直是业界的难题。另外，二冲程发动机的扫气是通过曲轴箱进气预压缩空气的方式实现，也造成了发动机扫气压力小，扫气不净，多缸发动机曲轴箱密封复杂的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供的二冲程发动机把曲轴设置在气缸顶部，并在气缸底部设置扫气缸，在原曲轴箱的位置设置润滑油导管机构。通过机油泵用压力将润滑油输送到该导管，强制向活塞内部和油环处供油，使活塞和气缸得到润滑并能带走一部分热量，降低活塞的温度，解决了二冲程发动机扫气压力小以及需要润滑油和燃油混合实现润滑剂燃烧导致能耗大污染大的问题，改进后的方案能够明显提高发动机效率，延长发动机使用寿命，减少排放对环境的污染。

本发明属于行复式活塞发动机（采用直流扫气，缸内直喷方式），曲轴设置在气缸顶部，排气门设置在气缸顶部，扫气门和进气门设置在气缸下部，气缸底部设置有密封隔壁，具有扫气压力大，扫气干净等特点。

本发明采用如下技术方案实现：

一种曲轴顶置二冲程发动机，包括曲轴传动机构、气缸，所述气缸内可滑动设置有活塞，所述活塞内开设有油道；

所述活塞外周壁开设有密封环槽，密封环槽能够与油道连通；

所述密封环槽内可拆卸设置有密封环。

通过在活塞内开设有能够与密封环槽相连通的油道，活塞运行时就能够从油道中获取润滑油，因此有效解决了现有技术因采用润滑油和燃油混合方式造成润滑不佳、燃油消耗大、污染较大的问题。

优选地，所述气缸顶部开设有排气口，排气口内可活动设置有排气门；

所述气缸的底部还固定设置有扫气缸，气缸和扫气缸二者的内部空腔相互连通；

所述扫气缸内固定设置有活塞滑道，所述活塞滑道与所述气缸的内腔相匹配对应，活塞能够沿着气缸的内腔向下滑动并滑入所述活塞滑道内；

所述活塞滑道与所述扫气缸上下两端之间设置扫气通道；

所述扫气缸的侧面开设有进气口，进气口内固定设置有单向进气阀。

在气缸顶部开设有排气口，在所述气缸的底部还固定设置有扫气缸，将进气和出气分离，能够避免现有二冲程发动机通过曲轴箱进气预压缩空气的方式实现扫气，造成扫气压力小，扫气不净，多缸发动机曲轴箱密封复杂的问题。

优选地，所述活塞的底部与连杆固定连接，所述连杆为倒“T”字形结构。

优选地，所述连杆包括滑动套管和连杆臂，所述连杆臂对称固定设置在所述滑动套管一端；

所述滑动套管上端与所述活塞的底部固定连接，所述连杆臂通过外连杆与曲轴转动连接。

优选地，所述滑动套管内穿设有润滑油导管，所述润滑油导管内开设有进油管路和出油管路，所述进油管路和出油管路与所述油道相连通；

所述润滑油导管一端分别设置有注油管和排油管，所述注油管与所述进油管路连通，所述排油管与所述出油管路连通；

所述注油管的一端与油泵连接。

利用润滑油导管将润滑油压入气缸实现对活塞的润滑，并通过润滑油的排出带走一部分热量，不仅减小了发动机的维护周期，还能大大增加了发动机的使用寿命。

优选地，所述气缸顶部还固定设置有喷油器和火花塞。

优选地，所述曲轴传动机构的曲轴上固定设置有凸轮，所述排气门的顶部与凸轮滑动连接，通过凸轮的转动带动排气门对排气口实现开启或关闭的操作。

优选地，所述扫气通道包括上扫气通道和下扫气通道。

优选地，所述扫气缸底部开设有连杆活动孔，所述连杆活动孔内可活动穿设有连杆。

优选地，所述密封环包括第一气环、油环、第二气环，所述油环设置于第一气环和第二气环之间，油环的密封环槽与油道连通。

本发明的有益效果包括：

结构巧妙，设计合理，效率高，稳定性好，能够明显提高发动机效率，延长发动机使用寿命，减少排放对环境的污染。

附图说明

图1是本发明提供的实施例中一个气缸单元的结构示意图；

图2是图1的剖视图；

图3是图1的轴侧剖视图；

图4是图3的局部放大图；

图5是活塞移动到气缸顶部时的状态示意图。

图中，各个标号分别表示：曲轴传动机构1、外连杆2、连杆3、活塞4、气缸5、扫气缸6、润滑油导管7、油泵8、排气门9、凸轮10、油道40、第一气环41、油环42、第二气环43、排气口50、喷油器51、火花塞52、活塞滑道60、扫气压力室61、进气口62、单向进气阀63、上扫气通道64、下扫气通道65、进油管路70、出油管路71、注油管72、排油管73。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的图1~5，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-5所示，一种曲轴顶置二冲程发动机，包括曲轴传动机构1、气缸5，曲轴传动机构1位于气缸5的上方，曲轴传动机构1通过外连杆2、连杆3与活塞4连接。

气缸5顶部开设有排气口50，排气口50内可活动设置有排气门9；曲轴传动机构1的曲轴上固定设置有凸轮10，排气门9的顶部与凸轮10滑动连接，通过凸轮10的转动带动排气门9对排气口50实现开启或关闭的操作。在排气门9两侧还固定设置有喷油器51和火花塞52。

气缸5的底部还固定设置有扫气缸6，扫气缸6可以是与气缸5形状对应的圆管结构，气缸5和扫气缸6二者的内部空腔相互连通。扫气缸6内固定设置有活塞滑道60，活塞滑道60为管状结构，其与气缸5的内腔相匹配对应，即活塞4能够沿着气缸5的内腔向下滑动并滑入活塞滑道60内。活塞滑道60与扫气缸6上下两端之间设置扫气通道，扫气通道包括上扫气通道64和下扫气通道65。扫气缸6的侧面开设有进气口62，进气口62内固定设置有单向进气阀63，扫气缸6底部开设有连杆活动孔，连杆活动孔内可活动穿设有连杆3。

气缸5内可滑动设置有活塞4，活塞4内开设有油道40，活塞4外周壁开设有密封环槽，密封环槽内可拆卸设置有密封环，密封环包括第一气环41、油环42、第二气环43，油环42设置于第一气环41和第二气环43之间，油环42的密封环槽与油道40连通。活塞4的底部与连杆3固定连接，连杆3为倒“T”字形结构，连杆3包括滑动套管30和连杆臂31，连杆臂31对称固定设置在滑动套管30一端，滑动套管30上端与活塞4的底部固定连接，连杆臂31通过外连杆2与曲轴转动连接。滑动套管30内穿设有润滑油导管7，润滑油导管7内开设有进油管路70和出油管路71，进油管路70和出油管路71与油道40相连通。润滑油导管7一端分别设置有注油管72和排油管73，注油管72与进油管路70连通，排油管73与出油管路71连通，注油管72的一端与油泵8连接。

工作时，假设其中一个气缸单元的初始状态如图5所示，此时活塞4位于气缸5上半部分的燃烧做功室内，因凸轮3朝上转动使得排气门9在弹簧作用力或凸轮拉力的作用下向上移动并将排气口50密封，接着喷油器51将油雾喷入气缸5内，经火花塞52点火燃烧。油雾燃烧后瞬间产生的推力将活塞4向下推动，活塞4向下移动时，通过连杆3上的两根连杆臂31带动外连杆2向下移动，进而使得外连杆2也带动曲轴实现转动。于此同时，由于活塞4向下运动，扫气缸6侧面的单向进气阀63因压力增大而封闭，活塞4将气缸5下半部以及扫气压力室61内的新鲜空气进行压缩，当活塞4向下移动并进入到扫气缸6中的活塞滑道60内时，如图2所示，此时排气门9为打开状态，扫气缸6内部空间通过上扫气通道64与气缸5内部空腔（燃烧做功室）连通，新鲜空气因为压力作用从上扫气通道64进入气缸5内部空腔（燃烧做功室）中，并把燃烧后的废气从排气口50扫出，活塞4继续向下移动，进一步挤压扫气压力室61内的新鲜空气使其从下扫气通道65、上扫气通道64进入到气缸5内部空腔（燃烧做功室）。在活塞4向下移动的过程中，由于曲轴带动凸轮10旋转，凸轮将排气门9向下压使得排气口50与大气连通，当活塞4移动到最底部后，由于曲轴的旋转作用反向移动，活塞4向上移动将气缸5内的剩于废气从排气口50压出。同时由于活塞4向上移动，使得扫气缸6变为负压状态，单向进气阀63自动开启，新鲜空气被吸入到扫气缸6中等待下一次的压缩扫气。当活塞4向上移动到上扫气通道64时，排气口50关闭，活塞4继续向上移动压缩气缸5内的新鲜空气，再次喷油、点火重复该做功过程。在活塞4运动的过程中，油泵8将润滑油通过注油管72、进油管路70泵入油道40中，由于油道40与密封环槽连通，因此油道4中的润滑油通过密封环槽流入气缸5的内壁，为活塞4提供润滑。在油泵8提供润滑油的过程中，润滑油吸收活塞4及气缸5上的热量从出油管路71、排油管73排出，从而实现既能润滑又能散热的作用。

本发明通过在活塞4内开设有能够与密封环槽相连通的油道40，活塞运行时就能够从油道40中获取润滑油，并通过润滑油的排出带走一部分热量，不仅减小了发动机的维护周期，还能大大增加了发动机的使用寿命，因此有效解决了现有技术因采用润滑油和燃油混合方式造成润滑不佳、燃油消耗大、污染较大的问题。

Claims (10)

1.一种曲轴顶置二冲程发动机，包括曲轴传动机构（1）、气缸（5），其特征在于：

所述气缸（5）内可滑动设置有活塞（4），所述活塞（4）内开设有油道（40）；

所述活塞（4）外周壁开设有密封环槽，密封环槽能够与油道（40）连通；

所述密封环槽内可拆卸设置有密封环。

2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于：

所述气缸（5）顶部开设有排气口（50），排气口（50）内可活动设置有排气门（9）；

所述气缸（5）的底部还固定设置有扫气缸（6），气缸（5）和扫气缸（6）二者的内部空腔相互连通；

所述扫气缸（6）内固定设置有活塞滑道（60），所述活塞滑道（60）与所述气缸（5）的内腔相匹配对应，活塞（4）能够沿着气缸（5）的内腔向下滑动并滑入所述活塞滑道（60）内；

所述活塞滑道（60）与所述扫气缸（6）上下两端之间设置扫气通道；

所述扫气缸（6）的侧面开设有进气口（62），进气口（62）内固定设置有单向进气阀（63）。

3.根据权利要求1或2所述的发动机，其特征在于：

所述活塞（4）的底部与连杆（3）固定连接，所述连杆（3）为倒“T”字形结构。

4.根据权利要求3所述的发动机，其特征在于：

所述连杆（3）包括滑动套管（30）和连杆臂（31），所述连杆臂（31）对称固定设置在所述滑动套管（30）一端；

所述滑动套管（30）上端与所述活塞（4）的底部固定连接，所述连杆臂（31）通过外连杆（2）与曲轴转动连接。

5.根据权利要求4所述的发动机，其特征在于：

所述滑动套管（30）内穿设有润滑油导管（7），所述润滑油导管（7）内开设有进油管路（70）和出油管路（71），所述进油管路（70）和出油管路（71）与所述油道（40）相连通；

所述润滑油导管（7）一端分别设置有注油管（72）和排油管（73），所述注油管（72）与所述进油管路（70）连通，所述排油管（73）与所述出油管路（71）连通；

所述注油管（72）的一端与油泵（8）连接。

6.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于：

所述气缸（5）顶部还固定设置有喷油器（51）和火花塞（52）。

7.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于：

所述曲轴传动机构（1）的曲轴上固定设置有凸轮（10），所述排气门（9）的顶部与凸轮（10）滑动连接，通过凸轮（10）的转动带动排气门（9）对排气口（50）实现开启或关闭的操作。

8.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于：

所述扫气通道包括上扫气通道（64）和下扫气通道（65）。

9.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于：

所述扫气缸（6）底部开设有连杆活动孔，所述连杆活动孔内可活动穿设有连杆（3）。

10.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于：

所述密封环包括第一气环（41）、油环（42）、第二气环（43），所述油环（42）设置于第一气环（41）和第二气环（43）之间，油环（42）的密封环槽与油道（40）连通。