专利名称：二冲程发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种活塞排气的二冲程发动机。
背景技术：
众所周知，如今市场上的二冲程发动机依旧使用传统的扫气排气机构，而这种排气方式的弊端就是排气不良，很多油气未参与燃烧就被排出，燃油消耗大，污染环境。这也是二冲程发动机被绝大多数国家主流发动机市场淘汰的原因。除了一些讲究功重比和一些特殊设备(如:船舶、飞机、坦克等)依旧使用外，车用发动机基本上都是使用四冲程发动机。当然，也有人试图改进设计，不过大多是采用缸内直喷，增压空气排气的方式。可这又增加了设备成本，技术难度和重量，丧失了二冲程发动机简单、经久耐用的优势，得不偿失。
发明内容
本发明涉及的二冲程发动机是通过缸体内两个活塞的相互作用，先排中净两个活塞之间燃烧室的废气，新鲜的空气/燃料混合气体再进入燃烧室，避免发生新鲜的空气/燃料混合气体与废气混合，造成废气难以排净和新鲜的空气/燃料混合气体随废气排出的后果。本发明涉及的二冲程发动机包括:缸体，其包括设置在其一个端部的曲轴箱；动力活塞，其设置在所述缸体内，以可旋转的方式连接至可旋转的支承在曲轴箱内的曲轴；排气通道，其设置在所述缸体壁上；第一通道，其一端设置在所述曲轴箱内，另一端设置在所述缸体的另一个端部，所述第一通道设置有用于连通所述曲轴箱和所述缸体的另一端部的第一单向阀；辅助活塞，其以可相对所述缸体做往复运动的方式设置在所述缸体内，位于所述缸体的另一个端部与所述动力活塞之间，所述缸体的位于所述辅助活塞和所述动力活塞之间的部分构成燃烧室，所述辅助活塞上还设置有贯穿所述辅助活塞的第二通道，该第二通道上设置有用于连通所述缸体的位于所述缸体的另一个端部与所述辅助活塞之间的部分和位于所述辅助活塞和所述动力活塞之间的部分的第二单向阀；并且辅助活塞上加设有密封圈，以防止气体在两个腔体之间不通过单向阀而泄露。其中，发动机做功行程分为活塞上行冲程和活塞下行冲程，上行程时压缩辅助活塞至缸顶之间的燃气进两活塞之间，同时完成进气，此时，第一单向阀关，第二单向阀开，第三单向阀开；下行程时完成做功和排气，点火做功，此时三个单向阀均处于关闭状态，排气
时，第一单向阀开，第二第三单向阀关。发动机工作过程:燃烧室内的空气/燃料混合气燃烧做功，推动动力活塞向下运动，当动力活塞运动到向下运动行程的终点时，露出排气通道，废气排出，缸体内压力下降，曲轴箱内新的空气/燃料混合气通过第一通道上的第一单向阀进入到辅助活塞和缸体一端部之间，新的空气/燃料混合气由于通过第一单向阀，使新的空气/燃料混合气能量消耗，无法通过第二单向阀进入到辅助活塞和动力活塞之间，新的空气/燃料混合气推动辅助活塞向下运动，到辅助活塞运动到与动力活塞相接触时，燃烧室内的残余废气通过排气通道排除干净，辅助活塞堵住排气通道，排气完成，动力活塞上行，同时推动辅助活塞上行，压缩辅助活塞至缸体之间空间内的新的空气/燃料混合气，新的空气/燃料混合气在压力的作用下，经辅助活塞上的第二单向阀进入动力活塞与辅助活塞之间的空间，同时，因为动力活塞上行，曲轴箱产生负压，进气通道中的混合气体经第三单向阀进入曲轴箱。当动力活塞到达上行终点时，辅助活塞上第二单向阀关闭，压缩完成，进入下一个循环。优选的是，所述的二冲程发动机还包括:进气通道，其设置在所述曲轴箱壁上，所述进气通道上设置有用于连通气源和所述曲轴箱的第三单向阀。优选的是，所述动力活塞为凸形，中间凸起部分套设的横截面为矩形的第二弹性构件。第二弹性构件能将辅助活塞与动力活塞接触时相互做功的能量储存缓释，起到保护活塞的作用，第二弹性构件横截面为矩形，以能均匀分散掉施力第二弹性构件上的力。优选的是，所述动力活塞套设的第二弹性构件上设置有金属环，所述金属环内外两面各设有油封圈和气封圈。油封圈和气封圈的作用是对位于动力活塞和辅助活塞之间的空气/燃料混合气进行密封。优选的是，所述动力活塞上表面固定连接有限定板，所述限定板形状与动力活塞截面形状相同，沿所述缸体轴线相垂直方向，所述限定板宽度位于所述动力活塞上金属环内外环之间。限定板限定金属环的行程，因为限定板宽度不大于金属环的外环，当辅助活塞和动力活塞接触的时候，能将两个活塞相互做功的能量传递到动力活塞上的第二弹性构件上，缓释能量，保护活塞。优选的是，所述缸体壁上设置有火花塞，所述火花塞位于所述辅助活塞向所述缸体的另一个端部方向运动行程的终点下方。火花塞点火，位于辅助活塞和动力活塞之间的混合气体燃烧做功。优选的是，所述辅助活塞裙部设置有凹形缺口，凹形缺口开口对着所述缸体上的火花塞。凹形缺口有空气/燃料混合气，这样火花塞才能点燃燃烧室里的空气/燃料混合气。优选的是，所述火花塞与所述排气通道设置在同一侧，所述火花塞和所述排气通道不在所述缸体的同一条平行于缸体轴线的直线上。辅助活塞向下运动排气过程中，辅助活塞和动力活塞接触时，辅助活塞凹形缺口不与排气通道相对，辅助活塞可以堵住排气通道，使气体完全排出。
图1为本发明所述的二冲程发动机的结构示意图；图2为本发明所述的二冲程发动机的第二单向阀的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1所示，二冲程发动机机体包括椭圆形缸体21和连接在缸体21底的曲轴箱9，缸体内有两个椭圆形活塞:辅助活塞4和动力活塞12，，辅助活塞4裙部有一凹形缺口，辅助活塞4上设置有第二单向阀18，动力活塞12通过连杆7与曲轴箱9中的曲轴8连接，且可以带动曲轴8随着动力活塞12上下运动。动力活塞12中间凸起部位的外围缠绕有第二压缩弹簧13，第二压缩弹簧13上有一金属环14，环的内外两面(近心圆与远心圆的面)各有油封圈和气封圈15，金属环14上设有一椭圆型限定板16，用螺丝钉将该板固定在动力活塞12上，燃烧室17置于两个活塞之间，由辅助活塞4和动力活塞12上行至各自的向上运动终止点来限定，缸体21和曲轴箱9之间通过第一通道19实现气体的流通，在缸体缸顶的第一通道19上设置有第一单向阀2，缸体21同一个侧面设置有火花塞5和排气通道6，火花塞5处于辅助活塞4位于向上运动终止点时，辅助活塞4凹形缺口下方，凹形缺口对着火花塞5,排气通道6位于动力活塞12位于向下运动终止点时,动力活塞12的上方,火花塞5和动力活塞12不在同一条平行于缸体轴线的直线上，排气通道10中设置有第三单向阀11。如图1所示，二冲程发动机的工作过程:火花塞5点火，动力活塞12和辅助活塞4之间燃烧室17内的空气/燃料混合气体做功，推动动力活塞12，曲轴8旋转，带动通过连杆7连接的动力活塞12下行，同时动力活塞12压缩曲轴箱9内的空气/燃料混合气体，当动力活塞12到达向下运动终止点时，露出排气通道6，废气从排气通道6排出，缸体21内压力降低，曲轴箱9内的压缩空气/燃料混合气体在气体压差作用下，由第一通道19经第一单向阀2进入缸体顶和辅助活塞4之间，此时空气/燃料混合气体的压力不足以通过辅助活塞4上的第二单向阀18进入到燃烧室17内，因此进入到缸体顶和辅助活塞4之间的空气/燃料混合气体推动辅助活塞4向下运动，排除燃烧室17内的残余废气，当辅助活塞4到达向下运动终止点时，辅助活塞4和动力活塞12相互接触，辅助活塞4和动力活塞12之间的残余废气被全部排出，辅助活塞壁堵住排气通道6，排气过程完成。曲轴8由于惯性作用推动动力活塞12上行，同时推动辅助活塞4，压缩辅助活塞4至缸体顶之间的空气/燃料混合气体，空气/燃料混合气体在压力的作用下，经辅助活塞4上的第二单向阀18进入动力活塞12与辅助活塞4之间的空间，同时因为动力活塞12上行，曲轴箱9内产生负压，混合气体通过进气通道10的第三单向阀11进入曲轴箱9，当动力活塞12到达向上运动终止点时，辅助活塞4上的第二单向阀18关闭，压缩完成，火花塞5点火做功，进入下一个循环。上行时第二单向阀18联通，第三单向阀11联通，第一单向阀2关闭；由于第二单向阀18联通，辅助活塞上部至岗顶的气体进入缸内；由于活塞上行，曲轴箱内压强较小，第三单向阀11联通，气体进入缸内。点火，动力活塞下行时，辅助活塞与凹形缺口接连，当动力活赛下行超过排气口，排气道一定程度，辅助活塞下行，第一单向阀2打开，第二单向阀18连通以及第三单向阀11关闭。动力活塞和辅助活塞为中空碗型，其开口相向。第二单向阀18不接连上部凹形结构，当第二单向阀18联通时，该阀上的弹簧处于压缩状态，当该阀关闭时，弹簧处于原状。第二单向阀18如图2所示。尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
权利要求
1.一种二冲程发动机，其特征在于，所述二冲程发动机包括: 缸体，其包括设置在其一个端部的曲轴箱； 动力活塞，其设置在所述缸体内，以可沿着缸体内壁滑动的方式设置，且所述动力活塞的下端与设置在曲轴箱中的曲轴连接； 排气通道，其设置在所述缸体壁上； 第一通道，其一端设置在所述曲轴箱内，另一端设置在所述缸体的另一个端部，所述第一通道设置有用于连通所述曲轴箱和所述缸体的另一端部的第一单向阀； 辅助活塞，其以可相对所述缸体做往复运动的方式设置在所述缸体内，位于所述缸体的另一个端部与所述动力活塞之间，所述缸体的位于所述辅助活塞和所述动力活塞之间的部分构成燃烧室，所述辅助活塞上还设置有贯穿所述辅助活塞的第二通道，该第二通道上设置有用于连通所述缸体的位于所述缸体的另一个端部与所述辅助活塞之间的部分和位于所述辅助活塞和所述动力活塞之间的部分的第二单向阀； 其中，发动机做功行程分为活塞上行冲程和活塞下行冲程，上行程时压缩辅助活塞至缸顶之间的燃气进两活塞之间，同时完成进气，此时，第一单向阀关，第二单向阀开，第三单向阀开；下行程时完成做功和排气，点火做功，此时三个单向阀均处于关闭状态，排气时，第一单向阀开，第二第三单向阀关。
2.如权利要求1所述的二冲程发动机，其特征在于，还包括: 进气通道，其设置在所述曲轴箱壁上，所述进气通道上设置有用于连通气源和所述曲轴箱的第三单向阀。
3.如权利要求1所述的二冲程发动机，其特征在于，所述动力活塞为凸形，中间凸起部分套设的横截面为矩形的第二弹性构件。
4.如权利要求3所述的一种二冲程发动机，其特征在于，所述动力活塞套设的第二弹性构件上设置有金属环，所述金属环内外两面各设有油封圈和气封圈。
5.如权利要求4所述的二冲程发动机，其特征在于，所述动力活塞上表面固定连接有限定板，所述限定板形状与动力活塞截面形状相同，沿所述缸体轴线相垂直方向，所述限定板宽度位于所述动力活塞上金属环内外环之间。
6.如权利要求1所述的二冲程发动机，其特征在于，所述缸体壁上设置有火花塞，所述火花塞位于所述辅助活塞向所述缸体的另一个端部方向运动行程的终点下方。
7.如权利要求6所述的二冲程发动机，其特征在于，所述辅助活塞裙部设置有凹形缺口，凹形缺口开口对着所述缸体上的火花塞。
8.如权利要求6所述的二冲程发动机，其特征在于，所述火花塞与所述排气通道设置在同一侧，所述火花塞和所述排气通道不在所述缸体的同一条平行于缸体轴线的直线上。
全文摘要
本发明涉及一种二冲程发动机，所述二冲程发动机包括缸体和设置在缸体一个端部的曲轴箱，动力活塞和辅助活塞以可相对缸体做往复运动的方式设置在发动机缸体内，排气通道位于缸体壁上，第一通道一端设置在曲轴箱内，另一端设置在缸体的另一个端部，所述第一通道设置有用于连通曲轴箱和缸体另一端部的第一单向阀。本发明涉及的二冲程发动机与传统的二冲程发动机相比，降低了排放污染，提高了发动机对空气/燃料混合气的利用率。
文档编号F02B25/20GK103174505SQ20131005469
公开日2013年6月26日 申请日期2013年2月20日 优先权日2013年2月20日
发明者邱文化 申请人:邱文化