一种四冲程内燃机气缸的制作方法

1.本发明涉及内燃机技术领域，具体涉及一种四冲程内燃机气缸。


背景技术：

2.内燃机，是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机；广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机，也包括旋转叶轮式的燃气轮机、喷气式发动机等，但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机；活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气；燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作；现有的内燃机在内部的油气混合物燃烧之后会在气缸内部产生杂质，这些杂质粘附在排气门上会影响气缸排气的效率，甚至阻塞排气口；粘附在气缸室内壁上的杂质会增大活塞与气缸室内壁之间的摩擦力，进而会对活塞产生磨损，影响了气缸的密封性；活塞的磨损不仅影响了活塞的使用寿命，而且还影响了气缸的工作效率，严重的会造成气缸失效。
3.如申请号为cn201910389471.9的一项中国专利公开了一种四冲程内燃机，包括气缸、气缸室、曲轴室、气缸进气口、进气门、排气门、第一进气歧管、排气歧管、第二进气歧管，气缸一端设置第一进气歧管，气缸另一端设置排气歧管；进气门与第一进气歧管连通；第一进气歧管与曲轴室间设有第二进气歧管；排气歧管与排气门连通；还包括动力单元、排气单元、传动单元、补气单元；该技术方案能够有效收集废气能量、节能减排，并且有效地减缓了气缸进气口对活塞的冲击，延长了活塞的使用寿命；但是该技术方案不能有效地对排气门和气缸室内壁附着的杂质进行清理，造成该方案的局限性。
4.鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明提出了一种四冲程内燃机气缸，解决了上述技术问题。


技术实现要素：

5.为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种四冲程内燃机气缸，实现了在气缸工作过程中，始终保持排气口的通畅，并且减小了活塞与气缸室内壁的摩擦力，延长了活塞的使用寿命，提高了气缸的工作效率。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的一种四冲程内燃机气缸，包括气缸本体、火花塞、进气门、排气门、曲柄、连杆和活塞；所述气缸本体内设置有曲柄室和气缸室；所述气缸室的顶部两侧分别设置有进气口和排气口；该四冲程内燃机气缸还包括固定件、转动件、拨片和环形套；所述排气口的一侧壁上固定连接着固定件；所述固定件的形状为环形，固定件套在排气门上，且与排气门之间为滑动连接，固定件的内壁上设置有连接槽；所述连接槽的截面形状为l形，且连接槽的一端与固定件的底面相连通；所述转动件的形状也为环形，且与连接槽之间为转动连接，转动件的内壁和排气门的外壁上均设置有丝杠螺纹，转动件套在排气门上，且与排气门之间为螺纹连接，转动件靠近活塞的一侧壁
上沿着周向均匀设有拨片；所述拨片与转动件之间为固定连接；所述活塞靠近排气口的一侧壁上设有环形套，活塞与环形套之间为可拆卸连接；
7.工作时，在气缸工作过程中，气缸室内部的油气混合物进行燃烧之后会产生杂质，燃烧后产生的杂质会粘附在排气门上和气缸室内壁上，粘附在排气门上的杂质会影响气缸排气的效率，甚至阻塞排气口；粘附在气缸室内壁上的杂质会增大活塞与气缸室内壁的摩擦力，摩擦力增大会对活塞的外侧壁产生磨损，使得活塞与气缸室内壁之间产生间隙，从而影响活塞的使用寿命，进一步影响到气缸的工作效率；
8.因此本发明首先需要启动气缸，气缸开始做进气行程，活塞在曲柄和连杆的带动下由上止点移至下止点；此时进气口开启，排气口关闭，在活塞移动的过程中，气缸室的容积逐渐增大，由于进气系统存在阻力，所以气缸室内气体压力降低，气缸内部形成一定的真空度，空气和油的混合气体通过进气口被吸入到气缸室；然后气缸开始做压缩行程，此时，进气口和排气口同时关闭，活塞由下止点向上止点运动，活塞上移时，工作容积逐渐减小，气缸室内的混合气体受压缩后压力和温度不断上升；到达压缩终点时，气缸开始做做功行程，此时由火花塞点燃油气混合物，混合气燃烧释放出大量的热能，使气缸内气体的压力和温度迅速提高，高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，随着活塞下移，气缸容积增加，气体压力和温度逐渐下降；当再次达到下止点时，气缸开始做排气行程，此时排气口开启，进气口仍然关闭，活塞从下止点向上止点移动；在气缸进行四个冲程的过程中，排气门在气缸内做直线往复运动，当排气门在做直线往复运动的同时，贴合在排气门外壁上的拨片会跟随排气门的运动进行转动收缩或者张开，从而在拨片对排气门外壁上的杂质进行清理的同时将杂质拨出，然后配合气缸内部的气流将松动的杂质从排气口排出；此外，活塞的直线往复运动会带动环形套进行直线往复运动，从而实现环形套对气缸室内壁上杂质的清理；被清理松动之后的杂质在活塞和气流的作用下，会在气缸室内部震荡和移动，最后通过拨片与气缸内部气流的配合将杂质从排气口排出；因为环形套和拨片在气缸启动时就开始工作，避免了内部杂质的不断积累和粘结成块的现象；
9.本发明通过排气门的直线往复运动，配合转动件和拨片的使用对排气门上的杂质进行旋转清理，然后由气缸室内部气流将杂质从排气口排出，实现了对排气门的及时清理，避免了杂质的在排气门上的积累，保证了排气口的通畅；此外，通过活塞的直线往复运动带动环形套运动，进而实现对气缸室内壁的清理，从而能够减少活塞表面与气缸室内壁的摩擦，进而延长了活塞的使用寿命，提高了气缸的工作效率。
10.优选的，所述排气门的外壁套设有加强圈；所述加强圈与拨片的外壁固定连接，加强圈靠近转动件设置；工作时，拨片在长时间使用之后，拨片的形状可能会发生变形，加强圈的设置能够将拨片连成一个整体，增强了拨片的强度；本发明通过在拨片的外壁固定连接加强圈，实现了对拨片强度的提升，延长了拨片的使用寿命，提高了拨片清理杂质的效率。
11.优选的，所述拨片的截面形状为弧形，拨片的材料为弹性金属材料，如65mn，且拨片的内壁在自身的弹性作用下与排气门的外壁相互贴合；工作时，由于拨片自身具有弹性，拨片能够在排气门做直线运动的过程中，始终与排气门的外壁贴合，进一步提高了拨片的清理效率；拨片弧形形状的设计不仅避免了拨片在工作时对排气门的外壁造成刮伤，而且可以更好的对排气门上的杂质进行清理；本发明通过限定拨片的截面为弧形、材料为弹性
金属材料，使的拨片能够在不刮伤排气门表面的情况下与排气门的外壁相互贴合，进一步提高了拨片清理杂质的效率。
12.优选的，作为本发明的一种实施方式，所述活塞靠近排气口的一侧壁上对称设置有两个滑条；所述滑条的截面形状为梯形；所述环形套的底面对称设置有两个滑槽，所述滑槽的截面形状与滑条的截面形状相同，滑槽与相对应的滑条之间为滑动连接；工作时，在对环形套进行安装时，将环形套上的滑槽与活塞表面的滑条滑动连接，然后安装在气缸室的内部，使得环形套在气缸工作过程中与活塞表面紧密接触，并且在需要对环形套继续拆装时也容易操作；本发明通过设置的滑条与滑槽之间的滑动连接，实现了环形套与活塞表面的可拆卸，方便更换，简化了操作过程。
13.优选的，所述环形套的外侧壁上设置有沿环形套轴线方向等间隔的三个弧形槽；三个弧形槽沿环形套的周向均匀分布，且三个弧形槽相对应的圆心角之和大于360
°
，弧形槽内滑动连接有弧形圈；弧形圈相对应的圆心角与弧形槽相对应的圆心角大小相同；弧形槽的内部设有弹簧；弹簧的一端与相对应的弧形槽的槽底固定连接，另一端与相对应的弧形圈的内侧壁固定连接；弧形圈的外侧壁在弹簧的作用力下与气缸室的内壁贴合；工作时，在环形套沿着气缸室内壁往复滑动的过程中，弧形圈在弹簧的作用下始终与气缸室的内壁接触，从而避免了由于环形套长时间使用，外壁磨损造成的与气缸室内壁之间产生缝隙，产生的缝隙会导致环形套外壁与气缸室内壁之间接触不充分，从而影响环形套铲除杂质的效果，因为环形套在气缸工作过程中一直对气缸室的内壁的杂质进行清理，避免了杂质在气缸室内壁上的积累；即使环形套的外壁有磨损，环形套的运动也能够避免杂质在气缸室内壁上的积累；本发明通过弹簧的作用力将弧形圈的外壁与气缸室的内壁贴合，从而避免了由于环形套外壁磨损与气缸室的内壁之间产生缝隙，进而在延长了环形套的使用寿命的同时，进一步提高了环形套的清理效果。
14.本发明的有益效果如下：
15.1.本发明通过排气门的直线往复运动，配合转动件和拨片的使用对排气门上的杂质进行旋转清理，然后由气缸室内部气流将杂质从排气口排出，实现了对排气门及时的清理，避免了杂质在排气门上的积累，保证了排气口的通畅；此外，通过活塞的直线往复运动带动环形套运动，进而实现对气缸室内壁的清理，从而能够减少活塞表面与气缸室内壁的摩擦，延长了活塞的使用寿命，提高了气缸的工作效率。
16.2.本发明通过在拨片的外壁固定连接加强圈，实现了对拨片强度的提升，延长了拨片的使用寿命，提高了拨片清理杂质的效率。
17.3.本发明通过弹簧的作用力将弧形圈的外壁与气缸室的内壁贴合，从而避免了由于环形套外壁磨损与气缸室的内壁之间产生缝隙，进而在延长了环形套的使用寿命的同时，进一步提高了环形套的清理效果。
附图说明
18.下面结合附图对本发明作进一步说明。
19.图1是本发明的立体图；
20.图2是本发明的剖面图；
21.图3是图2中a处的局部放大图；
22.图4是图2中b处的局部放大图；
23.图5是本发明中转动件和拨片的立体图；
24.图6是本发明中环形套的立体图；
25.图7是本发明中活塞和滑条的立体图；
26.图中：1、气缸本体；101、曲柄室；102、气缸室；2、排气口；3、进气口；4、火花塞；5、排气门；6、进气门；8、连杆；9、环形套；91、弧形槽；92、弹簧；93、弧形圈；94、滑槽；10、活塞；11、固定件；12、转动件；13、加强圈；14、拨片；15、滑条。
具体实施方式
27.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
28.如图1至图7所示，本发明的一种四冲程内燃机气缸，包括气缸本体1、火花塞4、进气门6、排气门5、曲柄、连杆8和活塞10；所述气缸本体1内设置有曲柄室101和气缸室102；所述气缸室102的顶部两侧分别设置有进气口3和排气口2；该四冲程内燃机气缸还包括固定件11、转动件12、拨片14和环形套9；所述排气口2的一侧壁上固定连接着固定件11；所述固定件11的形状为环形，固定件11套在排气门5上，且与排气门5之间为滑动连接，固定件11的内壁上设置有连接槽；所述连接槽的截面形状为l形，且连接槽的一端与固定件11的底面相连通；所述转动件12的形状也为环形，且与连接槽之间为转动连接，转动件12的内壁和排气门5的外壁上均设置有丝杠螺纹，转动件12套在排气门5上，且与排气门5之间为螺纹连接，转动件12靠近活塞10的一侧壁上沿着周向均匀设有拨片14；所述拨片14与转动件12之间为固定连接；所述活塞10靠近排气口2的一侧壁上设有环形套9，活塞10与环形套9之间为可拆卸连接；
29.工作时，在气缸工作过程中，气缸室102内部的油气混合物进行燃烧之后会产生杂质，燃烧后产生的杂质会粘附在排气门5上和气缸室102内壁上，粘附在排气门5上的杂质会影响气缸排气的效率，甚至阻塞排气口2；粘附在气缸室102内壁上的杂质会增大活塞10与气缸室102内壁的摩擦力，摩擦力增大会对活塞10的外侧壁产生磨损，使得活塞10与气缸室102内壁之间产生间隙，从而影响活塞10的使用寿命，进一步影响到气缸的工作效率；
30.因此本发明首先需要启动气缸，气缸开始做进气行程，活塞10在曲柄和连杆8的带动下由上止点移至下止点；此时进气口3开启，排气口2关闭，在活塞10移动的过程中，气缸室102的容积逐渐增大，由于进气系统存在阻力，所以气缸室102内气体压力降低，气缸内部形成一定的真空度，空气和油的混合气体通过进气口3被吸入到气缸室102；然后气缸开始做压缩行程，此时，进气口3和排气口2同时关闭，活塞10由下止点向上止点运动，活塞10上移时，工作容积逐渐减小，气缸室102内的混合气体受压缩后压力和温度不断上升；到达压缩终点时，气缸开始做做功行程，此时由火花塞4点燃油气混合物，混合气燃烧释放出大量的热能，使气缸内气体的压力和温度迅速提高，高温高压的燃气推动活塞10从上止点向下止点运动，随着活塞10下移，气缸容积增加，气体压力和温度逐渐下降；当再次达到下止点时，气缸开始做排气行程，此时排气口2开启，进气口3仍然关闭，活塞10从下止点向上止点移动；在气缸进行四个冲程的过程中，排气门5在气缸内做直线往复运动，当排气门5在做直线往复运动的同时，贴合在排气门5外壁上的拨片14会跟随排气门5的运动进行转动收缩或
者张开，从而在拨片14对排气门5外壁上的杂质进行清理的同时将杂质拨出，然后配合气缸内部的气流将松动的杂质从排气口2排出；此外，活塞10的直线往复运动会带动环形套9进行直线往复运动，从而实现环形套9对气缸室102内壁上杂质的清理；被清理松动之后的杂质在活塞10和气流的作用下，会在气缸室102内部震荡和移动，最后通过拨片14与气缸内部气流的配合将杂质从排气口2排出；因为环形套9和拨片14在气缸启动时就开始工作，避免了内部杂质的不断积累和粘结成块的现象；
31.本发明通过排气门5的直线往复运动，配合转动件12和拨片14的使用对排气门5上的杂质进行旋转清理，然后由气缸室102内部气流将杂质从排气口2排出，实现了对排气门5及时的清理，避免了杂质的在排气门5上的积累，保证了排气口2的通畅；此外，通过活塞10的直线往复运动带动环形套9运动，从而实现对气缸室102内壁的清理，从而能够减少活塞10表面与气缸室102内壁的摩擦，进而延长了活塞10的使用寿命，提高了气缸的工作效率。
32.作为本发明的一种实施方式，所述排气门5的外壁套设有加强圈13；所述加强圈13与拨片14的外壁固定连接，加强圈13靠近转动件12设置；工作时，拨片14在长时间使用之后，拨片14的形状可能会发生变形，加强圈13的设置能够将拨片14连成一个整体，增强了拨片14的强度；本发明通过在拨片14的外壁固定连接加强圈13，实现了对拨片14强度的提升，延长了拨片14的使用寿命，提高了拨片14清理杂质的效率。
33.作为本发明的一种实施方式，所述拨片14的截面形状为弧形，拨片14的材料为弹性金属材料，如65mn，且拨片14的内壁在自身的弹性作用下与排气门5的外壁相互贴合；工作时，由于拨片14自身具有弹性，拨片14能够在排气门5做直线运动的过程中，始终与排气门5的外壁贴合，进一步提高了拨片14的清理效率；拨片14弧形形状的设计不仅避免了拨片14在工作时对排气门5的外壁造成刮伤，而且能够更好的对排气门5上的杂质进行清理；本发明通过限定拨片14的截面为弧形、材料为弹性金属材料，使得拨片14能够在不刮伤排气门5表面的情况下与排气门5的外壁相互贴合，进一步提高了拨片14清理杂质的效率。
34.作为本发明的一种实施方式，所述活塞10靠近排气口2的一侧壁上对称设置有两个滑条15；所述滑条15的截面形状为梯形；所述环形套9的底面对称设置有两个滑槽94，所述滑槽94的截面形状与滑条15的截面形状相同，滑槽94与相对应的滑条15之间为滑动连接；工作时，在对环形套9进行安装时，将环形套9上的滑槽94与活塞10表面的滑条15滑动连接，然后安装在气缸室102的内部，使得环形套9在气缸工作过程中与活塞10表面紧密接触，并且在需要对环形套9继续拆装时也容易操作；本发明通过设置的滑条15与滑槽94之间的滑动连接，实现了环形套9与活塞10表面的可拆卸，便于更换，简化了操作过程。
35.作为本发明的一种实施方式，环形套9的外侧壁上设置有沿环形套9轴线方向等间隔的三个弧形槽91；三个弧形槽91沿环形套9的周向均匀分布，且三个弧形槽91相对应的圆心角之和大于360
°
，弧形槽91内滑动连接有弧形圈93；弧形圈93相对应的圆心角与弧形槽91相对应的圆心角大小相同；弧形槽91的内部设有弹簧92；弹簧92的一端与相对应的弧形槽91的槽底固定连接，另一端与相对应的弧形圈93的内侧壁固定连接；弧形圈93的外侧壁在弹簧92的作用力下与气缸室102的内壁贴合；工作时，在环形套9沿着气缸室102内壁往复滑动的过程中，弧形圈93在弹簧92的作用下始终与气缸室102的内壁接触，从而避免了由于环形套9长时间使用，外壁磨损造成的与气缸室102内壁之间产生缝隙，产生的缝隙会导致环形套9外壁与气缸室102内壁之间接触不充分，从而影响环形套9铲除杂质的效果；因为环
形套9在气缸工作过程中一直对气缸室102的内壁的杂质进行清理，避免了杂质在气缸室102内壁上的积累；即使环形套9的外壁有磨损，环形套9的运动也能够避免杂质在气缸室102内壁上的积累；本发明通过弹簧92的作用力将弧形圈93的外壁与气缸室102的内壁贴合，从而避免了由于环形套9外壁磨损与气缸室102的内壁之间产生缝隙，进而在延长了环形套9的使用寿命的同时，进一步提高了环形套9的清理效果。
36.具体工作流程如下：
37.工作时，首先需要启动气缸，气缸开始做进气行程，活塞10在曲柄和连杆8的带动下由上止点移至下止点；此时进气口3开启，排气口2关闭，在活塞10移动的过程中，气缸室102的容积逐渐增大，由于进气系统存在阻力，所以气缸室102内气体压力降低，气缸内部形成一定的真空度，空气和油的混合气体通过进气口3被吸入到气缸室102；然后气缸开始做压缩行程，此时，进气口3和排气口2同时关闭，活塞10由下止点向上止点运动，活塞10上移时，工作容积逐渐减小，气缸室102内的混合气体受压缩后压力和温度不断上升；到达压缩终点时，气缸开始做做功行程，此时由火花塞4点燃油气混合物，混合气燃烧释放出大量的热能，使气缸内气体的压力和温度迅速提高，高温高压的燃气推动活塞10从上止点向下止点运动，随着活塞10下移，气缸容积增加，气体压力和温度逐渐下降；当再次达到下止点时，气缸开始做排气行程，此时排气口2开启，进气口3仍然关闭，活塞10从下止点向上止点移动；在气缸进行四个冲程的过程中，排气门5在气缸内做直线往复运动，排气门5的直线往复运动通过丝杠螺纹的传动，进一步带动转动件12进行旋转，转动件12的旋转进而带动拨片14贴合排气门5的外壁上的杂质进行旋转清理；此外，活塞10的直线往复运动会带动环形套9进行直线往复运动，环形套9的直线往复运动从而可以完成对气缸室102内壁上杂质的清理；因为环形套9在气缸启动时就开始工作，所以内部的杂质被不断的清理，被清理松动之后的杂质在活塞10内部的气流作用下送至排气口2，从而能够从排气口2排出；拨片14在长时间使用之后，拨片14的形状可能会发生变形，加强圈13的设置能够将拨片14连成一个整体，增强了拨片14的强度；由于拨片14自身具有弹性，拨片14能够在排气门5做直线运动的过程中，始终与排气门5的外壁贴合，进一步提高了拨片14的清理效率；拨片14弧形形状的设计避免了拨片14在工作时对排气门5的外壁造成刮伤；在对环形套9进行安装时，将环形套9上的滑槽94与活塞10表面的滑条15滑动连接，然后安装在气缸室102的内部，使得环形套9在气缸工作过程中与活塞10表面紧密接触，并且方便拆装；在环形套9沿着气缸室102内壁往复滑动的过程中，弧形圈93在弹簧92的作用下始终与气缸室102的内壁接触，从而避免了由于环形套9长时间使用，外壁磨损造成的与气缸室102内壁产生缝隙的情况发生。
38.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。