一种往复导轨双口汽缸发动机的制作方法

文档序号:14923762发布日期:2018-07-13 08:55

本发明涉及发动机技术领域,具体是一种往复导轨双口汽缸发动机。



背景技术:

往复活塞式内燃发动机自问世以来,一直是发动机家族的主流,尤其在汽车,摩托车,船舶等交通工具领域中。往复活塞式发动机最突出的缺点就是结构复杂、体积庞大,且故障率较高,不利于后期维护和保养。且现今普及的往复活塞式发动机对爆燃的承受能力不高,当压缩比设计过大时容易产生爆震和敲缸,对发动机造成严重损害,因此难以提高发动机的压缩比,但过低的发动机压缩比造成了往复活塞式发动机的热效率低。当今在石油资源越来越紧张的情况下,提高发动机的热效率尤为重要,因此,当今急需一种高效率的发动机来替代现有发动机。



技术实现要素:

本发明针对现有发动机存在热效率低、结构复杂、故障率高等问题,提供一种往复导轨双口汽缸发动机。本发明设计的发动机对爆燃的承受能力强,能承受较高爆燃压力,不会产生敲缸现象,压缩比设计比往复活塞式发动机更大,本发明还设计每个导轨双口汽缸有两个独立的燃烧室,比每个汽缸只有一个燃烧室的发动机热效率更高,解决传统往复活塞式发动机存在的问题。

为了实现以上目的,本发明采用的技术方案如下:

一种往复导轨双口汽缸发动机,包括导轨支架、导轨双口汽缸、柱塞、曲轴和机壳;所述导轨支架固定在机壳上,所述导轨双口汽缸为中间封闭两端开口,导轨双口汽缸开口的两端各套接一个柱塞;所述柱塞的一端设有密封环,设有密封环的一端与导轨双口汽缸的开口端套接,设有密封环的一端顶部设有进气门、排气门和喷油嘴,柱塞的另一端设有进气管道、排气管道和冷却管路;所述曲轴安装在机壳下部,并通过连杆与导轨双口汽缸连接,所述导轨双口汽缸的缸体外侧设有直线导轨脊,导轨支架内侧有直线导轨槽,所述导轨槽与导轨双口汽缸的导轨脊相配合组成直线导轨,每个导轨双口汽缸和导轨支架分别设计2-4条的直线导轨脊和直线导轨槽,且导轨脊和导轨槽的数量相同。直线导轨引导导轨双口汽缸按给定的方向做往复直线运动,限制导轨双口汽缸向其它方向运动,消除了类似往复活塞式发动机的敲缸现象,减少了发动机的耗损,提高工作效率。

进一步地,所述每个导轨双口汽缸设有2根连杆。

进一步地,所述柱塞的进气门和排气门分别设计1-4个。

进一步地,所述导轨双口汽缸设置1-14个。

进一步地,所述导轨双口汽缸的缸体外侧还设有对称的柱子,所述柱子连接在连杆的上端。

进一步地,所述发动机的点火方式为压燃点火或火花点火。

进一步地,所述发动机的工作循环为二冲程或四冲程。

进一步地,所述发动机为火花点火时在柱塞设有密封环那端的顶部设有火花塞。

进一步地,发动机所使用的燃料可以为汽油、柴油、酒精等液体燃料或各种燃气。

本发明往复导轨双口汽缸发动机的四冲程工作原理为:

本发明每个导轨双口汽缸配套两个柱塞,每个导轨双口汽缸与两个柱塞组合形成两个燃烧室,靠近曲轴的为下燃烧室,另一燃烧室为上燃烧室,每个燃烧室都有吸气、压缩、做功、排气四个冲程循环,曲轴旋转半圈,两个燃烧室分别完成一个冲程,一个导轨双口汽缸能同时进行两个冲程。

下燃烧室四冲程工作循环:

1、吸气冲程

当发动机处于工作状态时,下端柱塞的进气门打开,导轨双口汽缸向上运动,空气进入导轨双口汽缸,当导轨双口汽缸运动至最高时,下端柱塞的进气门关闭。

2、压缩冲程

当吸气冲程结束时,下端柱塞的进气门与排气门都关闭着,导轨双口汽缸向下运动,空气被压缩,当导轨双口汽缸运动至最底部时,压缩冲程结束,将机械能转化为内能。

3、做功冲程

当压缩冲程接近终点时,在高压油泵作用下将液体燃料通过喷油器喷入导轨双口汽缸,在很短的时间内与空气混合后立即自行发火燃烧,汽缸内气体的压力急速上升,急剧膨胀,推动导轨双口汽缸上行,导轨双口汽缸通过连杆拉动曲轴旋转,将内能转化为机械能。

4、排气冲程

当内能转化为机械能后,下端柱塞的排气门打开,导轨双口汽缸向下运动,将燃烧后的废气排出,当导轨双口汽缸运动至最底部时,排气门关闭,完成一个工作循环。

上燃烧室四冲程工作循环:

1、吸气冲程

当发动机处于工作状态时,上端柱塞的进气门打开,导轨双口汽缸向下运动,空气进入导轨双口汽缸,当导轨双口汽缸运动至最底部时,上端柱塞的进气门关闭。

2、压缩冲程

当吸气冲程结束时,上端柱塞的进气门与排气门都关闭着,导轨双口汽缸向上运动,空气被压缩,当导轨双口汽缸运动至最顶部时,压缩冲程结束,将机械能转化为内能。

3、做功冲程

当压缩冲程接近终点时,在高压油泵作用下将液体燃料通过喷油器喷入导轨双口汽缸,在很短的时间内与空气混合后立即自行发火燃烧,燃烧室内气体的压力急速上升,急剧膨胀,推动导轨双口汽缸下行,导轨双口汽缸通过连杆推动曲轴旋转,将内能转化为机械能。

4、排气冲程

当内能转化为机械能后,上端柱塞的排气门打开,导轨双口汽缸向上运动,将燃烧后的废气排出,当导轨双口汽缸运动至最顶部时,上端柱塞的排气门关闭,完成一个工作循环。

与现有技术相比,本发明的优点及有益效果为:

1、本发明通过在导轨双口汽缸外侧设有导轨脊,导轨脊和导轨支架设计的导轨槽相配合组成直线导轨,直线导轨引导导轨双口汽缸按给定的方向做往复直线运动,限制导轨双口汽缸向其它方向运动,消除了类似往复活塞式发动机的敲缸现象,减少了发动机的耗损,提高工作效率。

2、本发明设计的发动机的气缸为导轨双口汽缸,每个导轨双口汽缸有两个独立的燃烧室,每个燃烧室都有独立的吸气、压缩、做功、排气四个冲程循环,曲轴旋转半圈,两个燃烧室分别完成一个冲程,一个导轨双口汽缸能同时进行两个冲程,与现有的每个汽缸只有一个燃烧室相比,能输出更大的扭矩。

3、本发明设计的发动机对爆燃的承受能力强,能承受较高爆燃压力,压缩比设计比往复活塞式发动机更大,热效率比传统往复活塞式发动机显著提高。

4、本发明的发动机结构简单、体积小、重量轻、维修方便等优点,容易实现工业化生产。

附图说明

图1为本发明往复导轨双口汽缸发动机的结构示意图;

图2为往复导轨双口汽缸发动机的局部示意图;

图3为往复导轨双口汽缸发动机的局部示意图;

图4为往复导轨双口汽缸发动机的局剖图;

图5为往复导轨双口汽缸发动机的局部示意图;

图6为导轨双口汽缸的结构示意图;

图7为导轨双口汽缸的剖面图;

图8为导轨支架的结构示意图;

图9为柱塞的结构示意图;

图10为曲轴的结构示意图。

附图标识:1-导轨支架,11-导轨槽;2-导轨双口汽缸,21-导轨脊,22-柱子;3-柱塞,31-排气门,32-进气门,33-喷油嘴,34-进气管道,35-冷却管路,36-排气管道,37--密封环;4-连杆,5-机壳,6-曲轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。应该强调的是,下述说明仅仅是示例性的,而不是为了限制本发明的范围及其应用。

实施例1

如附图所示,本发明所述往复导轨双口汽缸发动机,包括导轨支架1、导轨双口汽缸2、柱塞3、曲轴6和机壳5;所述导轨支架1固定在机壳5上,所述导轨双口汽缸2为中间封闭两端开口,导轨双口汽缸2开口的两端各套接一个柱塞3;所述柱塞3套接在导轨双口汽缸2的一端设有密封环37,设有密封环37的一端顶部设有进气门32、排气门31和喷油嘴33,柱塞3的另一端设有进气管道34、排气管道36和冷却管路35;所述曲轴6安装在机壳下部,并通过连杆4与导轨双口汽缸2连接,所述导轨双口汽缸2的缸体外侧设有直线导轨脊21,导轨支架1内侧有直线导轨槽11,所述导轨槽11与导轨双口汽缸2的导轨脊21相配合组成直线导轨,每个导轨双口汽缸2和导轨支架1分别设计2条的直线导轨脊21和直线导轨槽11。所述直线导轨引导导轨双口汽缸2按给定的方向做往复直线运动,限制导轨双口汽缸2向其它方向运动,消除了类似往复活塞式发动机的敲缸现象,减少了发动机的耗损,提高工作效率。

所述导轨双口汽缸2设置1个,每个导轨双口汽缸2通过2根连杆4与曲轴6连接。

所述柱塞3的进气门32和排气门31分别设计1个。

所述导轨双口汽缸2的缸体外侧还设有对称的柱子22,所述柱子22连接在连杆4的上端。

所述发动机的点火方式为压燃点火。

本实施例为四冲程单缸压燃式柴油发动机,其工作原理为:

本实施例的导轨双口汽缸配套两个柱塞,导轨双口汽缸与两个柱塞组合形成两个燃烧室,靠近曲轴的为下燃烧室,另一燃烧室为上燃烧室,每个燃烧室都有吸气、压缩、做功、排气四个冲程循环,曲轴旋转半圈,两个燃烧室分别完成一个冲程,一个导轨双口汽缸能同时进行两个冲程。

下燃烧室四冲程工作循环:

1、吸气冲程

当发动机处于工作状态时,下端柱塞的进气门打开,导轨双口汽缸向上运动,空气进入导轨双口汽缸,当导轨双口汽缸运动至最高时,下端柱塞的进气门关闭。

2、压缩冲程

当吸气冲程结束时,下端柱塞的进气门与排气门都关闭着,导轨双口汽缸向下运动,空气被压缩,当导轨双口汽缸运动至最底部时,压缩冲程结束,将机械能转化为内能。

3、做功冲程

当压缩冲程接近终点时,在高压油泵作用下将液体燃料通过喷油器喷入导轨双口汽缸,在很短的时间内与空气混合后立即自行发火燃烧,汽缸内气体的压力急速上升,急剧膨胀,推动导轨双口汽缸上行,导轨双口汽缸通过连杆拉动曲轴旋转,将内能转化为机械能。

4、排气冲程

当内能转化为机械能后,下端柱塞的排气门打开,导轨双口汽缸向下运动,将燃烧后的废气排出,当导轨双口汽缸运动至最底部时,排气门关闭,完成一个工作循环。

上燃烧室四冲程工作循环:

1、吸气冲程

当发动机处于工作状态时,上端柱塞的进气门打开,导轨双口汽缸向下运动,空气进入导轨双口汽缸,当导轨双口汽缸运动至最底部时,上端柱塞的进气门关闭。

2、压缩冲程

当吸气冲程结束时,上端柱塞的进气门与排气门都关闭着,导轨双口汽缸向上运动,空气被压缩,当导轨双口汽缸运动至最顶部时,压缩冲程结束,将机械能转化为内能。

3、做功冲程

当压缩冲程接近终点时,在高压油泵作用下将液体燃料通过喷油器喷入导轨双口汽缸,在很短的时间内与空气混合后立即自行发火燃烧,燃烧室内气体的压力急速上升,急剧膨胀,推动导轨双口汽缸下行,导轨双口汽缸通过连杆推动曲轴旋转,将内能转化为机械能。

4、排气冲程

当内能转化为机械能后,上端柱塞的排气门打开,导轨双口汽缸向上运动,将燃烧后的废气排出,当导轨双口汽缸运动至最顶部时,上端柱塞的排气门关闭,完成一个工作循环。

以上内容是结合具体的/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,其还可以对这些已描述的实施例做出若干替代或变型,而这些替代或变型方式都应视为属于本发明的保护范围。

再多了解一些
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