CN201687542U - 二冲程发动机旋转轴配气系统 - Google Patents

Abstract

二冲程发动机旋转轴配气系统，涉及发动机的配气系统。提供一种可避免进气与排气交叉互混，保证正时精度、工作可靠、噪音低、使用寿命长的二冲程发动机旋转轴配气系统。设曲轴齿轮、正时齿轮、正时曲轴、上下连杆、双向活塞泵、上曲轴、进排气旋转轴和气缸盖；曲轴齿轮设于曲轴动力输出端，正时齿轮与曲轴齿轮啮合，正时齿轮设于正时曲轴上，下连杆下端与正时曲轴连接，下连杆上端与双向活塞泵下端连接，上连杆下端与双向活塞泵上端连接，上连杆上端接上曲轴，进排气旋转轴一端接上曲轴一端，进排气旋转轴上设有进气孔和排气孔，进排气旋转轴设于气缸盖上，进排气旋转轴的进气孔和排气孔按所设定的正时相位角分别与气缸盖的进、排气道连通。

Description

二冲程发动机旋转轴配气系统

技术领域

本实用新型涉及发动机的配气系统，尤其是涉及一种二冲程发动机旋转轴配气系统。

背景技术

二冲程内燃机主要由气缸、活塞组件、曲轴箱、曲轴组件、火花塞组成，传统的二冲程内燃机的气缸进、排气口设于气缸的两侧，当活塞接近气缸底部时，气缸壁上的排气口首先打开，废气排出，缸内压力下降，稍迟，进气口打开；此时由于曲轴带动活塞继续向下运动，压缩曲轴箱内的气体向燃烧室充气，活塞行至下止点后向上运动，进排气口相继关闭，新鲜的混合气被压缩，活塞接近上止点时火花塞点火，可燃气燃爆膨胀作功，以上过程周而复始。传统结构的内燃机主要缺点是进、排气之间有一段交叉过程，在此交叉阶段，部分新新鲜油被废气带出气缸，造成汽油浪费，而部分废气未能及时排出，它混入燃气进入燃烧室，影响作功效率；排气不完全的另一个原因是排气口设于侧壁，部分废气滞留在气缸顶部无法排出，同时使活塞容易把气缸壁刮伤。以上结构的缺陷，使传统的二冲程内燃机燃油消耗大，效率低下，使用寿命短，维护成本高。此外，由于进气须先进入曲轴箱，以致曲轴箱不能存入润滑油，造成严重的润滑不足，同时因润滑油参与燃烧活动造成对环境的严重污染。

发动机通过在汽缸内对气体的压缩、做功、压缩、排气实现做功循环。传统直流式二冲程发动机配气系统多由贯通设置在缸盖上的排气通道及气门开闭系统组成，由驱动气门开闭的动力轮组与活塞的配合；在排气时，通过动力轮组将排气通道的气门打开，完成排气后，通过与排气门配合相连的回位弹簧，将气通道封闭。在该结构中，排气通道通过排气门实现开闭，由于排气门的存在，对进气时或排气时的气体造成阻塞，不能达到很好的进排气效果。另外，目前的发动机配气系统的传动机构主要有以下两种形式：

1、采用链条进行配气传动，这样的传动机构只适合相对高的转速工作，链条机构对技术要求高，加工精度要求高，质量难以保证，构件易磨损，正时容易产生偏差。

2、采用顶杆进行配气传动，其缺点是配气机构是往复运动，外加机件质量大，运行惯性大，高转速工作下顶杆会因为惯性跳离摇臂，工作时振动噪音大，系统工作耗能多，所以这种形式的发动机不适合相对高速运转。

公告号为CN2544108的实用新型专利提供了一种气缸顶部有进排气阀的二冲程内燃机，包含气缸、活塞组件、曲轴箱、曲轴组件、喷油嘴，气缸的进、排气口设在顶部，该进气口接有进气管，装有进气阀，该排气口接有排气管，装有排气阀，进气管接有一个气泵。在排气阶段的后期，通过气泵向气缸内输入压缩空气而将缸内废气推向排气口，使废气排净，有效地解决了现有二冲程机进气与排气交叉互混的缺点，油耗降低，效率提高，排放污染改善。

公告号为CN201273225的实用新型专利提供了一种改进的发动机配气系统。该系统包括气缸，设置在气缸上方的缸盖，设置在缸盖上的进气通道和排气通道贯通缸盖与气缸连通，在缸盖设有与缸盖密封接触的转子及驱动转子旋转的动力轮组，在缸盖上设有转子孔，转子与转子孔形状相应且置于转子孔中并与缸盖密封配合，在缸盖上、沿转子孔周向设有贯通缸盖的进气通道与排气通道。该实用新型可有效地提高进排气效率，从而大幅提高发动机的效率，其结构简单，使用寿命长，且便于维修。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，提供一种可避免进气与排气交叉互混，保证正时精度、工作可靠、噪音低、使用寿命长的二冲程发动机旋转轴配气系统。

本实用新型设有曲轴齿轮、正时齿轮、正时曲轴、下连杆、双向活塞泵、上连杆、上曲轴、进排气旋转轴和气缸盖；曲轴齿轮设于曲轴动力输出端，正时齿轮与曲轴齿轮啮合，正时齿轮设于正时曲轴上，下连杆下端与正时曲轴连接，下连杆上端与双向活塞泵下端连接，上连杆下端与双向活塞泵上端连接，上连杆上端与上曲轴连接，进排气旋转轴一端与上曲轴一端连接，进排气旋转轴上设有进气孔和排气孔，进排气旋转轴设于气缸盖上且与气缸盖转动配合，进排气旋转轴的进气孔和排气孔按所设定的正时相位角分别与气缸盖的进气道和排气道对应连通。

所述曲轴齿轮可为直齿轮，或锥齿轮，或蜗杆，正时齿轮相应为直齿轮，或锥齿轮，或蜗轮，正时齿轮与曲轴齿轮啮合可相应构成直齿轮副，或锥齿轮副，或蜗杆蜗轮副。

所述正时曲轴最好设有平衡块。

所述下连杆上端与双向活塞泵下端连接最好是下连杆上端通过铰接头与双向活塞泵的活塞下端连接，所述上连杆下端与双向活塞泵上端连接最好是上连杆下端通过铰接头与双向活塞泵的活塞上端连接。

所述上曲轴最好设有平衡块。

所述进排气旋转轴的另一端最好设有轴向止推装置，轴向止推装置可设有压紧轴、压紧弹簧和压紧调节螺母，压紧轴通过固定件安装在发动机上，压紧轴一端压触在所述进排气旋转轴的另一端，压紧弹簧套装在压紧轴上，压紧调节螺母设于压紧轴上。轴向止推装置用于防止所述进排气旋转轴的轴向串动，以确保进排气旋转轴的进气孔和排气孔按所设定的正时相位角分别与气缸盖的进气道和排气道精确对应连通。

所述进排气旋转轴的另一端最好设有冷却风扇，冷却风扇与进排气旋转轴联动连接。

与现有技术比较，本实用新型由于通过由正时曲轴、下连杆、双向活塞泵、上连杆和上曲轴构成的双曲轴连杆机构来作为配气系统的传动机构，因此可保证传动机构工作可靠、振动小噪音低、构件使用寿命长。由于是通过进排气旋转轴按所设定的正时相位角与气缸盖的进气道和排气道对应连通，来实现控制发动机汽缸内的进气和排气，因此就无需采用传统的顶杆摇臂气门装置来控制气门的启闭，这样使得结构十分简洁、工作可靠性明显提高，从而使正时控制精度大大提高。只要通过设定的正时角度，就可有效地解决现有二冲程机进气与排气交叉互混的缺点，并可带来油耗降低、功效提高、燃烧充分及减少污染排放等有益效果。本实用新型还具有传动部件少、结构紧凑、便于维护、耐用、可靠及占用空间小等优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。

图2为本实用新型实施例1中的进排气旋转轴、联轴器、压紧装置及气缸盖的结构示意图。

图3为本实用新型实施例2的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

参见图1和2，本实用新型设有曲轴齿轮1(直齿轮)、正时齿轮2(直齿轮)、正时曲轴3、下连杆4、双向活塞泵6(为液压泵或气动泵)、上连杆9、上曲轴10、联轴器12(轴销连接式联轴器)、进排气旋转轴13、气缸盖14和压紧装置。曲轴齿轮1设于曲轴P1动力输出端，正时齿轮2与曲轴齿轮1啮合，正时齿轮2设于正时曲轴3上，正时曲轴3设有平衡块31，下连杆4下端与正时曲轴3连接，下连杆4上端经铰接头5与双向活塞泵6的活塞杆下端连接，上连杆9下端经铰接头7与双向活塞泵6的活塞杆上端连接，上连杆9上端与上曲轴10连接，上曲轴10上设有平衡块11。上曲轴10一端经联轴器12与进排气旋转轴13一端连接，进排气旋转轴13上设有径向的进气孔131和排气孔132，进排气旋转轴13设于气缸盖14上且与气缸盖14转动配合，进排气旋转轴13的进气孔131和排气孔132分别与气缸盖14上的进气道141和排气道142按所设定的正时相位角对应连通。气缸盖14上的进气道141的进气口接进气管P2，进气管P2上设有缓冲储气罐P3和增压器P4。上曲轴10和进排气旋转轴13均通过轴承安装在发动机上。进排气旋转轴13与气缸盖14之间设有耐磨耐高温轴瓦以及润滑油道(图1～3中未画出)。

进排气旋转轴13的另一端设有轴向止推装置，轴向止推装置设有压紧轴151、压紧弹簧152和压紧调节螺母153，压紧轴151通过固定件安装在发动机上，压紧轴151一端压触在进排气旋转轴13的另一端，压紧弹簧152套装在压紧轴151上，压紧调节螺母153设于压紧轴13上，只需调整压紧调节螺母153，就可以通过压紧弹簧152的作用力将进排气旋转轴13进行轴向压紧，可防止进排气旋转轴13的轴向串动，从而确保进排气旋转轴13的进气孔131和排气孔132按所设定的正时相位角分别与气缸盖14上的进气道141和排气道142精确对应连通。进气孔131和排气孔132所设定的正时相位角存在相位角差(如图2所示)。气缸盖14上的进气道141和排气道142均与气缸P5相通。所述进排气旋转轴13的另一端设有冷却风扇16(也可设散热片等装置)，冷却风扇16与进排气旋转轴13联动连接，冷却风扇16用于进排气旋转轴13的冷却。

本实用新型的工作原理简述如下：发动机曲轴P1转动带动曲轴齿轮1旋转，曲轴齿轮1与正时齿轮2啮合传动带动正时曲轴3转动、正时曲轴3带动下连杆4摆动，下连杆4带动双向活塞泵6上下往复运动，双向活塞泵6带动上连杆9摆动，上连杆9带动上曲轴10转动，上曲轴10带动进排气旋转轴13旋转，进排气旋转轴13上的进气孔131和排气孔132按所设定的正时相位角分别与气缸盖14上的进气道141和排气道142精确对应连通。当曲轴P1转到接近于下止点时，进排气旋转轴13上的排气孔132先与气缸盖14上的排气道142接通，开始排出高压废气，因进排气旋转轴13上的排气孔132与进气孔131也有一个相位差(如图2所示)，因此当曲轴P1转至下止点时，进气孔131才和气缸盖14上的进气道141接通，与进气道141相通的缓冲储气罐P3内存有由增压器P4加压的压缩空气就开始向气缸P5内进气，同时排气道继续排出剩余废气，从而可彻底地完成扫气过程。

实施例2

参见图2，与实施例1类似。区别在于，本实用新型具有是应用于四缸发动机上，联轴器12’为花键连接式联轴器。进排气旋转轴13’上间隔设有与4个气缸分别对应配用的进排气孔。各进排气孔分别与气缸盖14’上设有的进排气道按所设定的正时规律连通或闭合。图2中的其余附图标记与图1(实施例1)对应一致。

Claims (7)

1.二冲程发动机旋转轴配气系统，其特征在于设有曲轴齿轮、正时齿轮、正时曲轴、下连杆、双向活塞泵、上连杆、上曲轴、进排气旋转轴和气缸盖；曲轴齿轮设于曲轴动力输出端，正时齿轮与曲轴齿轮啮合，正时齿轮设于正时曲轴上，下连杆下端与正时曲轴连接，下连杆上端与双向活塞泵下端连接，上连杆下端与双向活塞泵上端连接，上连杆上端与上曲轴连接，进排气旋转轴一端与上曲轴一端连接，进排气旋转轴上设有进气孔和排气孔，进排气旋转轴设于气缸盖上且与气缸盖转动配合，进排气旋转轴的进气孔和排气孔按所设定的正时相位角分别与气缸盖的进气道和排气道对应连通。

2.如权利要求1所述的二冲程发动机旋转轴配气系统，其特征在于所述曲轴齿轮为直齿轮，或锥齿轮，或蜗杆，正时齿轮相应为直齿轮，或锥齿轮，或蜗轮，正时齿轮与曲轴齿轮啮合相应构成直齿轮副，或锥齿轮副，或蜗杆蜗轮副。

3.如权利要求1所述的二冲程发动机旋转轴配气系统，其特征在于所述正时曲轴设有平衡块。

4.如权利要求1所述的二冲程发动机旋转轴配气系统，其特征在于所述下连杆上端与双向活塞泵下端连接是下连杆上端通过铰接头与双向活塞泵的活塞下端连接，所述上连杆下端与双向活塞泵上端连接是上连杆下端通过铰接头与双向活塞泵的活塞上端连接。

5.如权利要求1所述的二冲程发动机旋转轴配气系统，其特征在于所述上曲轴设有平衡块。

6.如权利要求1所述的二冲程发动机旋转轴配气系统，其特征在于所述进排气旋转轴的另一端设有轴向止推装置，轴向止推装置设有压紧轴、压紧弹簧和压紧调节螺母，压紧轴通过固定件安装在发动机上，压紧轴一端压触在所述进排气旋转轴的另一端，压紧弹簧套装在压紧轴上，压紧调节螺母设于压紧轴上。

7.如权利要求1所述的二冲程发动机旋转轴配气系统，其特征在于所述进排气旋转轴的另一端设有冷却风扇，冷却风扇与进排气旋转轴联动连接。

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