专利名称：二冲程水平对置双轴发动机的制作方法
二冲程水平对置双轴发动机1、属内燃机领域涉及二冲程水平对置双轴发动机，尤其是这种发动机的曲柄连杆机构。
背景技术：
本领域新技术、新结构、新材料不断涌现，全面发展，特别是工程陶瓷材料的快速发展应用，为二冲程发动机技术得到大力发展，全面应用，提供了良好的技术支持。最近出现在专利文献中的一种二冲程水平对置双轴发动机，就是将国内外先进技术成果集成应用于本领域的结果，其技术结构是以柴油作为燃料，在中间扁平，两端突起的气缸体(14)镶有中间陶瓷两侧铸铁组合成的气缸套(41)，两个带燃烧室的陶瓷活塞连杆组(10)水平对置相向运行，燃料燃烧产生的动能，被活塞顶(1)双向承接，经活塞连杆组(10)——分室壁总成(16)——环形滑动曲柄总成(11)——曲轴22及装置在曲轴(22)末端的，五齿联动二级三输出轴总成(38)及带有齿轮箱(33)润滑的传动机构组成的动力传输系统，转化传递合并集中，按负荷分级配置多元向外输出；配气系统中，进气机构是以两个活塞连杆组 (10)共同的泵气作用为核心，分侧成对配置的贮气筒(27)气室进气口和簧片阀(13)，组合气口(39)带分侧联动结点电控蝶形节气阀(15)的进气道和螺旋气道(13)及进气机构的其它各机件之间共同有效配合，而完成对该机采用稀燃技术各种工况下15 1 19 1 仍至22 1空燃比所需的空气量的供给。排气机构是由曲轴(22)前端皮带轮，分侧带动与其等速同步运行、由多道轴承(29)承托并列平行横向悬置在气缸体(14)下部中间位置、 气缸排气口镶配的陶瓷排气阀座圈(19)上、带有跨105°曲轴转角长条形废气进口(30) 的两根陶瓷旋转排气阀(20)、对排气阀座圈(19)及排气口 360°封闭、按配气相位控制启闭；再加上同轴串联在旋转排气阀(20)末端突缘上的与其等速同步运行、叶轮与外壳结为整体、排气出口配轴承和密封环、与排气管座(42)动配合密封连接的、从动轴流式排气增压器(31)的加压引流作用，在绝热状态下，经排气管(42)向外迅速有效完成排气；一个外侧带有梳齿状散热片，内带回流油道、圆弧密封配合面经陶瓷绝热抗磨层涂镀的铝合金联体阀盖(21)，将两根旋转排气阀(20)整体封闭在盖内；从而为本气缸的其它工作阶段及其它气缸的工作提供全程保障。由曲轴(22)提供动力的辅助机构，燃料供给系统采用高压共轨电控柴油缸内直喷配滞燃期短的无空室(无囊式)双向多孔喷油器(25)的燃料系统提供燃料；润滑系统采用油泵、压力油道、喷淋、击溅、浸润复合式重点部位润滑；冷却系统采用液压双风扇强制风冷加散热片自然通风冷却方式；电器设备采用适用的传感、检测、调节、控制电子执行元件及电控单元综合配套，为该机提供全面辅助技术支持。上述技术资料来自中国知识产权专利公告CN201236744Y，公告日2009.05. 13， 专利号=200820112756. 5，专利文献及下文涉及参考文献和著作有《未来汽车技术》、《现代汽车新技术》、《现代汽车技术》、《柴油发动机原理》、《金属表面热喷涂技术》作为现有技术配套应用的专利技术公告号:CN201486669U，公告日=2010. 5. 26，专利号=200920165906. 3。
3、发明内容
本发明要解决如下问题减轻活塞连杆组(10)质量，减少气缸套(41)与活塞环
(2)的偏磨，圆形连杆(5)抗疲劳磨损及拉压应力较差，改进燃烧室；在改进活塞连杆组 (10)的同时，利用取消活塞裙部产生的有利条件，缩减发动机宽度和质量。技术解决方案如下以现有技术结构为基础，利用旋转排气阀(20)对气缸排气口及排气阀座圈(19)的封闭作用与综合结构因素使活塞裙部失去封闭气口及缸内导向功能的有利条件，取消第二道活塞环(2)下沿之下的裙部；将配浅星云燃烧室(9)、设上位标记 (8)的活塞顶部(1)与装有两道开口互错180°定位销置于活塞两侧位置的梯形桶面陶瓷活塞环(2)、第二道气环下沿之下的内腔绕圆形连杆(5)按一定角度设有支撑筋(4)的环带
(3)，整体与顶端结合部设外扩配合边沿、中下部直线运动行程摩擦表面经抗磨钼层涂镀， 末端设连杆座(12)定位装配平面(7)和紧定螺孔(6)、缩短长度的空芯圆形连杆(5)铸为一体，形成无裙活塞连杆组(10)；再将圆形连杆(5)后端从分室壁总成(16)轴承孔中穿入曲轴箱(24)，连接过盈压装到曲轴箱(24)底部沿运行轨迹设置的限位滑轨(23)上的环形滑动曲柄总成(11)前端的连杆座(12)上，并从后端紧固锁止；环形滑动曲柄总成(11)从后端套入、装配连接到经配套改动前移位置的本侧曲轴连杆轴颈(17)上，既组成曲柄连杆机构；再将其与两侧曲轴(22)末端突缘上配装的，作为现有技术配套应用的五齿联动二级三输出轴总成(38)，带独立齿轮润滑机件的传动机构相连，而构成二冲程水平对置双轴发动机的动力传输系统；按负荷分级配置，多元向外输出功率扭矩。在上述改进过程中为缩减发动机宽度和质量，采取的配套性结构改进措施有按空置的两裙部合计可利用行程尺寸，相应缩短气缸体宽度(14)和圆形连杆(5)长度，在仍保持排气口和组合气口(39)原配气相位位置情况下，在进气口内相应位置设簧片阀(18)， 以阻止活塞连杆组(10)在状态下后移、从下止点上行时产生的虹吸作用而使气缸中的进气流回流；活塞连杆组(10)后移，缩短气缸体宽度，使气缸工作容积未变的情况下，活塞下止点要低于组合气口(39)下沿，活塞连杆组(10)下行的抽气作用，将会有部分废气残留； 这正是可以进行废气再循环、参与燃烧、降低有害排放(NOx)的有利因素，只需适当控制残留量在20 %以内，就会因此而使排放减少。有益效果改进后的二冲程水平对置双轴发动机，在保持现有技术优点的同时； 活塞连杆组(10)质量大幅减轻三分之一左右，圆形连杆(5)抗疲劳磨损和拉压应力性能提高，活塞环(2)与气缸壁的偏磨和磨损减轻，排放减少发动机总体宽度和质量大幅减缩。由此而成为技术水平全面提高，更具竞争力，符合国家产业政策导向、绝热性能优异的新型高效、节能环保二冲程水平对置双轴发动机。
图1、改进后二冲程水平对置双轴发动机活塞连杆组剖视和结构示意图；图2、改进后二冲程水平对置双轴发动机局部剖视和横断面结构示意图；图3、二冲程水平对置双轴发动机旋转排气阀及排气阀座圈和排气增压器部剖视和装配结构图；图4、该图是其它为改进二冲程水平对置双轴发动机的专利文献中提出的传动系统局部剖视和整体结构俯视图。附图配件编号及名称
1.活塞顶部、2.活塞环、3.环带、4.支撑筋、5.圆形连杆、6.连杆紧固螺孔、7.连杆定位面、8.上位标记、9.浅星云燃烧室、10.活塞连杆组、11.环形滑动曲柄总成、12.连杆座、13.节气阀及进气道、14.气缸体、15.排气管座、16.分室壁总成、17.连杆轴颈及滑块、18.簧片阀及进出气口、19.排气阀座圈及排气口、20.旋转排气阀、21.联体阀盖、22.曲轴、23.限位滑轨滑槽、24.曲轴箱、25.高压共轨及喷油器、26.活塞环定位销、27.贮气筒、 28.皮带轮、29.排气阀轴承及轴承座、30.废气进气口、31.排气增压器、32. —级齿轮输出轴、33.齿轮箱及壳、34.从动齿轮轴及轴承、35. 二级齿轮输出轴及壳、36.齿轮油泵及链条、37. —级齿轮输出轴壳、38.五齿联动二级三输出轴总成、39.组合气口、40.排气管座及排气管、41.气缸套、42.节气阀联动杆、43.曲柄背板。5、具体实施方案一本二冲程水平对置双轴发动机，是在现有技术基础上对曲柄连杆机构的改进；既以柴油作燃料，缩短宽度的气缸体(14)外形扁方与气缸两侧突起的曲轴箱(24)铸成一体， 气缸中镶三段组合式中间长陶瓷两侧短铸铁气缸套(41)；水平对置在同一气缸中的活塞顶部(1)设浅星云燃烧室，带上位标记(8)及装配带定位销(26)的两道梯形桶面、开口互错180°置于气缸两侧的陶瓷活塞环(2)；第二道气环下沿之上的环带(3)及活塞顶部(1) 整体与前端顶面设有结合部外扩边沿，中下部直线运动摩擦表面经镀钼抗磨层处理，后端部设有连杆座位位面(7)及在芯孔(10)内设紧固螺纹(6)减短长度的空芯圆形连杆(5)铸成一体，结成取消了第二道气环下沿之下裙部的陶瓷无裙活塞连杆组(10)；圆形连杆(5) 后端从分室壁总成(16)轴承孔中穿过，进入曲轴箱(24)中、分室壁总成(16)用螺栓装配紧固在气缸套(41)末端装配位置上；经高温热膨胀的连杆座(12)，过盈配合压装到连杆装配座孔内，并在后侧用螺栓坚固锁定(6)，再将其连接到座落在沿运行轨迹设置在曲轴箱 (24)底部限位滑轨(23)上的环形滑动曲柄总成(11)前端，环形滑动曲柄总成(11)从后侧套装到曲轴连杆轴颈(17)上，紧固后背板(43)，进而与前移位置后的曲轴(23)连接，整体构成曲柄连杆机构；在齿轮箱(33)内曲轴(22)末端突缘上，分侧配置有轴齿一体的一级齿轮输出轴(32)，与相邻的从动齿轮轴(34)常啮后，再共同与处在中间位置的二级齿轮输出轴(35)常啮配合；各输出轴上装有带油封配轴承的外壳，输出轴端头装有连接突缘；齿轮箱(33)内还在从动齿轮轴上配有链轮及链条带动的低压齿轮油泵、油道通到各齿轮轴承， 齿轮的润滑采用浸润。至此而构成双轴五齿联动二级三输出轴总成(38)，可按不同负荷分级配置多元输出的动力传输系统。配气机构的进气系统是围绕气缸中两活塞连杆组(10) 相向运行共同的泵气作用，分侧成对配置通空气滤清器的贮气筒(27)、气室进出气口及簧片阀(18)，组合气口(39)、带分侧连杆联动、集结点电控蝶形节气阀(15)的进气道和螺旋气道(13)等机件组配构成，经有效协同配合，而保障发动机应用稀燃技术所需15 1 19 1仍至22 1空燃比的大量空气供给；排气系统是由曲轴(22)经皮带轮(28)带动、 由多道轴承(29)承托、与气缸呈直角、阀体上设有两端中的圆形长方形废气进口(30)、跨 105°曲轴转角、分侧并列平行悬置在气缸体(14)下部中间位置的陶瓷旋转排气阀(20)， 它与气缸体(14)排气口(19)上所镶、带圆弧形密封带的两列陶瓷排气阀座圈(19)，360° 全程密封配合，按相位正时启闭；再加上旋转排气阀(20)末端同轴串联同步等速运行的从动轴流式、外壳与流浅型叶轮结为一体，后端排气出口配密封环和轴承与排气管座(40)，动配合密封连接，排气增压器(31)的加压引流作用，在绝热状态下，经排气管(40)向机外排出废气、旋转排气阀(20)对排气口 360°全程密封作用，还为其它气缸工作及本缸其它工作行程提供技术保障，一个与旋转排气阀(20)密封配合，内设润滑油道，密封面经绝热抗磨层涂镀、外壳面带短梳齿状散热片的铝合金联体阀盖(21)，将两根旋转排气阀(20)整体封装在盖内。辅助系统由曲轴(22)提供动力，包括采用高压共轨电控柴油缸内直喷配滞燃期短的无空室(无囊)双向多孔喷油器(25)的燃料供给系统；采用油泵、压力调节油道、 喷淋、浸润相结合的润滑系统；由于发动机在绝热状态下工作，冷却采用液压马达双风扇电控强制风冷加散热片自然通风冷却系统，电器采用传感检测、调正、电子执行元件及电控单元进行配套；为发动机全面的辅助技术保障。 在上述改进过程中，将利用取消活塞裙部的空置行程，用来缩短发动机宽度和减轻发动机质量，全程贯彻相关技术措施对机件及结构进行同步配套改进；而达到缩短发动机整体宽度、减轻质量克服结构缺陷利用结构变化带来的有益效果，进行合理利用，使废气再循环参与燃烧，从而降低有害气体的排放。
权利要求
1.属内燃机领域二冲程水平对置双轴发动机的改进，尤其是它的曲柄连杆机构的改进，是以现有技术为基础；既同一气缸中两个带燃烧室的陶瓷活塞连杆组10水平对置相向运行，燃料燃烧作功产生的动能被活塞顶1面双向承接，经分侧装配的活塞连杆组 10—分室壁总成16——环形滑动曲柄总成11——曲轴22以及装置在曲轴22末端的五齿联动二级三输出轴38构成的动力传输系统，转化传递、统一集中，按不同负荷分级配置多元输出；配气系统的进气机构是以两个活塞的共同泵气作用为中心，分侧成对配置贮气筒 27、气室进出气口及簧片阀18、组合气口 39、带电控节气阀的进气道及螺旋气道13等各机件之间的有效协同配合，完成该机采用稀燃技术各工况15 1 19 1仍至22 1空燃比所需的大量空气的供给；排气机构是由曲轴22驱动、与其同步等速运行的、由多道轴承29 承托、并列平行悬置在气缸体14下部中间位置、气缸排气口所镶陶瓷排气阀座圈19上、与气缸呈直角、带有跨105°曲轴转角、长条形废气进口 30的两列陶瓷旋转排气阀20，对排气口及排气阀座圈19按配气相位360°全程封闭、开启控制，再加上同轴串联在旋转排气阀 20末端突缘上与其同步等速运行、流线形叶轮与壳结为一体、废气出口与排气管座配31轴承、密封环、动配合密封连接的从动轴流式排气增压器31的引流加压作用，在绝热状态下， 经排气管40向外迅速有效排气；一个外部带有短梳齿状散热片、内设润滑油道的圆弧形、 内密封配合面经绝热层涂镀的铝合金联体阀盖21，将两列旋转排气阀20整体封闭在盖内； 该机的辅助系统包括高压共轨电控柴油缸内直喷配滞燃期短的无空室(无囊)双向多孔喷油器25 ；润滑采用油泵、压力油道、喷淋、浸润综合润滑方式；冷却采用双风扇强制风冷加散热片自然通风冷却方式；电器系统采用传感、检测、调节控制、电子执行元件及电控单元加传统电器匹配；上述配套应用的辅助器件为该机提供全面技术保障；其特征是活塞1 顶端面带有上位标记8、配置浅星云燃烧室9的、内腔沿内圆按一定角度设有支撑筋4的、配有定位销26、开口互错180°的两道陶瓷梯形桶面气环2的陶瓷活塞连杆组10及第二道气环2下沿之上的环带3，整体与前端头设结合部外扩边沿、中下部直线运动摩擦表面经镀钼抗磨层处理、末端连杆座12装配面设定位面7、后端芯孔设紧定螺孔6的空芯圆形连杆5 铸为一体，而构成取消了第二道气环2下沿之下的裙部的无裙陶瓷活塞连杆组10 ；它的末端从分室壁总成16轴承孔中穿入曲轴箱24与环形滑动曲柄11前端的连杆座12过盈装配从后端紧固锁止，继而连接配装滑块的环形滑动曲柄总成11以及曲轴连杆轴颈17，形成曲柄连杆机构，再把它与作为现有技术配套应用、配装在两则曲轴22突缘上的五齿联动二级三输出轴38传动机构相连，构成二冲程水平对置双轴发动机的动力传输系统。
2.如说明书及权利要求1所述的二冲程水平对置双轴发动机的改进，其特征是取消裙部、改用空芯圆形连杆5及浅星云燃烧室9，使陶瓷活塞连杆组10整体质量减轻三分之一左右ο
3.如权利要求1所述的二冲程水平对置双轴发动机的改进，其特征是两个活塞顶部 1所设浅星云燃烧室9运行到上止点时，组合而成的星云燃烧室，具有更好的组织空气燃料充分混合能力，质量较轻，更适合与圆形连杆5顶部结构组配铸造，上端表面所设上位标记 8是将两个空穴面大、质量较轻的侧边配置在上下位置，而降低活塞连杆组10的重心，减少气缸与活塞环2的偏磨。
4.如权利要求1所述的二冲程水平对置双轴发动机的改进，其特征是采用空芯圆形连杆5和对直线运动行程摩擦表面进行镀钼抗磨层处理、在其末端与连杆座12过盈配合由后侧紧固的装配结构的优点是质量减轻、易损部位减少、抗疲劳磨损和拉压应力性能提高。
5.如权利要求1所述的二冲程水平对置双轴发动机的改进，其特征是活塞连杆组10 内腔中绕圆形连杆5所设支撑筋4的位置是以上位标记8转过45°曲轴转角为基点，相隔 90°沿圆周均勻分布，既45° 135° 225° 315°共设有四个支撑筋4。
全文摘要
属内燃机领域二冲程水平对置双轴发动机的改进，尤其是对曲柄连杆机构的改进，是利用旋转排气阀对排气口的封闭作用和活塞与气缸壁无直接接触运行的特点，取消失去封闭气口和气缸导向功能的裙部，采用空芯圆形连杆、带上位标记的浅星云燃烧室、在活塞内腔设支撑筋；将使活塞连杆组质量减轻20％、抗疲劳磨损和拉压应力性能提高、缸壁与活塞环磨损更小；同时，利用取消裙部腾出的行程，对相关机件改进，将在工作容积相同减少发动机宽度和质量；另外将本人此前对相同机型的改进专利文献提出的传动系统技术改进措施作为现有技术在具体实施方案中配套应用，将使二冲程水平对置双轴发动机技术全面提高、竞争力更强。
文档编号F02B23/00GK102322345SQ20111017706
公开日2012年1月18日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年6月28日
发明者王玉明 申请人:王玉明