专利名称：多层扫气发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及动力机械技术领域，特别涉及一种多层扫气发动机。
背景技术：
发动机，又称为引擎，是一种能够把其它形式的能转化为另一种能的机器，通常是把化学能转化为机械能，比如汽油发动机。发动机的活塞从一个极限位置到另一个极限位置的距离称为一个冲程。冲程有二冲程和四冲程之分。二冲程是指曲轴转一圈即可完成一个工作循环，也就是完成吸气(二冲程称作扫气)一压缩一做功一排气，这是二冲程发动机的特点。二冲程的发动机需要新鲜的可燃烧混合油气将燃烧后的废气“挤”出汽缸外，该过程称为扫气。二冲程汽油发动机汽缸体上有三个口，即进气口、排气口和扫气口，这三个口分别在一定时刻由活塞关闭。进气口与化油器相通，可燃烧混合油气经过进气口流入曲轴箱，继而从扫气口进入汽缸；而废气则从排气口排出。其工作循环包含两个行程第一行程活塞自下止点向上移动，三个气口被关闭后，在活塞上方，已进入汽缸的混合气被压缩；而活塞下方的曲轴箱内因容积增大，形成一定的真空度，在进气口露出时，可燃烧混合油气自化油器经进气口流入曲轴箱内。第二行程活塞压缩到上止点附近时，火花塞跳火点燃可燃烧混合油气，高温高压的燃气膨胀，推动活塞下移做功。活塞下移做功时进气口关闭，密闭在曲轴箱内的可燃烧混合油气被压缩；当活塞接近下止点时排气口开启，废气冲出；随后扫气口开启，受下行活塞预压的可燃烧混合油气由扫气道冲入汽缸，驱除废气，进行换气过程。此过程一直进行到下一行程活塞上移，三个气口完全关闭为止。在第二个行程排气的过程中，燃烧废气不能完全清除，而后参与再循环而影响混合油气的着火和影响动力性能；传统分层扫气发动机将冷空气直接引入高温的燃烧室与高温高压的废气碰撞，生成CH和CO，增加了废气排放中不良的燃烧污染物；另一方面，待燃的混合油气进入汽缸随燃烧后的废气排出，进而影响了尾气排放，也损失了燃油。因此，如何改进二冲程汽油发动机的结构，降低燃油的损失率，减少其尾气污染物的排放，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种多层扫气发动机，以降低燃油的损失率，减少其尾气污染物的排放。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案—种多层扫气发动机，包括汽缸；设置于所述汽缸底部的曲轴箱；
开设于所述汽缸外壁的进气口 ；开设于所述汽缸内壁的排气口，所述排气口的位置高于所述进气口 ；开设于所述汽缸内壁的扫气口，所述扫气口的位置低于所述排气口，且高于所述进气口 ；内设于所述汽缸，且一端连通所述扫气口，另一端连通所述曲轴箱内部的扫气通道；开设于所述汽缸外壁，且一端连通所述排气口，另一端连通所述汽缸外部消音器的排气通道；其特征在于，所述进气口包括开设于所述汽缸内壁的混合油气进气口和空气进气口，所述混合油气进气口连通于所述曲轴箱内部，所述空气进气口连通于所述扫气通道的顶部；所述空气进气口设置有向所述扫气通道一侧导通的单向簧片阀；所述扫气口与所述扫气通道的顶部相通；所述汽缸的内壁上开设有废气回流通道，所述废气回流通道的一端与所述排气通道相通，另一端与所述扫气通道的顶部相通，所述废气回流通道内设有向所述扫气通道一侧导通的单向阀。优选的，还包括外接于所述空气进气口的新鲜空气补气装置。优选的，所述新鲜空气补气装置包括连接于所述单向簧片阀的空气过滤器。优选的，所述新鲜空气补气装置还包括连接所述空气过滤器和所述汽缸的阀体；设置于所述阀体和所述汽缸之间的密封垫；外套于所述空气过滤器的壳体，所述壳体具有网状结构。优选的，所述空气进气口具体数量为两个，且对称开设在所述汽缸的两侧，分别为第一空气进气口和第二空气进气口 ；对应的，所述单向簧片阀的具体数量为两个，分别设置在所述第一空气进气口和所述第二空气进气口 ；所述新鲜空气补气装置具体数量为两个，分别外接于所述第一空气进气口和所述第二空气进气口。优选的，所述扫气通道具体数量为两个，分别为第一扫气通道和第二扫气通道，其中，所述第一扫气通道的一端与所述第一空气进气口连通，所述第二扫气通道的一端与所述第二空气进气口连通。优选的，所述扫气口具体数量为两个，分别为第一扫气口和第二扫气口，其中，所述汽缸的内壁上开设的与所述第一扫气通道的顶部相通的为第一扫气口，所述汽缸的内壁上开设的与所述第二扫气通道的顶部相通的为第二扫气口。优选的，所述废气回流通道具体数量为两个，分别为第一废气回流通道和第二废气回流通道，其中，所述第一废气回流通道的一端与所述第一扫气通道的顶部连通，所述第二废气回流通道的一端与所述第二扫气通道的顶部连通。优选的，所述单向阀具体数量为两个，分别为第一单向阀和第二单向阀，其中，内设于所述第一废气回流通道向所述第一扫气通道一侧导通的为第一单向阀，内设于所述第二废气回流通道向所述第二扫气通道一侧导通的为第二单向阀。从上述的技术方案可以看出，本发明提供的多层扫气发动机，在第一冲程中，利用曲轴箱内的负压打开空气进气口的单向簧片阀，为扫气通道内混合油气的上面增加了一层新鲜空气；在第二冲程初期，利用压力关闭空气进气口的单向簧片阀，一部分燃烧后的废气靠自身的压力打开废气回流通道内的单向阀进入扫气通道顶部，将扫气气体分成两层(上层为燃烧后的废气、下层为新鲜空气)；之后扫气口打开，扫气通道顶部的废气受曲轴箱压力作为扫气介质，首先进入汽缸，将汽缸内原有的残余废气强制加速扫出排气口，随后扫气通道内中层的新鲜空气进入汽缸将上层的扫气废气扫向排气口，并在其后进入汽缸内的待燃烧混合油气之间形成一层隔离层，有效阻止未燃烧的混合油气随废气排出，从而降低了燃油的损失率，减少了其尾气污染物的排放。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的多层扫气发动机的正面剖面结构示意图；图2为本发明实施例提供的多层扫气发动机的局部剖面放大示意图；图3为本发明实施例提供的多层扫气发动机的侧面剖面结构示意图。
具体实施例方式本发明公开了一种多层扫气发动机，以降低燃油的损失率，减少其尾气污染物的排放。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。请参阅图1和图2和图3，图1为本发明实施例提供的多层扫气发动机的正面剖面结构示意图；图2为本发明实施例提供的多层扫气发动机的局部剖面放大示意图；图3为本发明实施例提供的多层扫气发动机的侧面剖面结构示意图。本发明实施例提供的多层扫气发动机，包括汽缸1，其为发动机内的圆筒形容室，用于支承其内部结构部件，如活塞2，也是混合油气发生燃烧、对外做功的地方，内设有燃烧室；设置于汽缸I底部的曲轴箱4，其用来放置曲轴3并为其提供转动空间，曲轴箱4内部容室是用于存储待燃混合油气和混合油气预压的；开设于汽缸I外壁的进气口，用来让气体进入汽缸I内部；开设于汽缸I内壁的排气口 6，用来供燃烧后废气的排出，排气口 6的位置高于所述进气口，排气口的位置高于进气口，保证其开启和关闭的先后时间顺序；开设于汽缸I内壁的扫气口 8，扫气口 8的位置低于排气口 6，且高于进气口，保证其开启和关闭的先后时间顺序；内设于汽缸1，且一端连通扫气口 8，另一端连通曲轴箱4内部的扫气通道7，用来供气体流通和暂时存放气体；开设于汽缸I外壁，且一端连通排气口 6，另一端连通汽缸I外部消音器的排气通道，燃烧后的废气经过排气通道排出；进气口包括开设于汽缸I内壁的混合油气进气口 11和空气进气口 5，混合油气进气口 11的一端连通于曲轴箱4内部，另一端连接化油器，混合油气通过油气进气口 11进入曲轴箱4内部，空气进气口 5连通于扫气通道7的顶部，空气通过空气进气口 5进入扫气通道7的顶部；空气进气口 5设置有向扫气通道7 —侧导通的单向簧片阀10，保证空气只能从汽缸I外通过空气进气口 5进入汽缸I内，阻止空气反向的流动；扫气口 8与扫气通道7的顶部相通，使得扫气通道7顶部的气体可以进入燃烧室的内部进行扫气；汽缸I的内壁上开设有废气回流通道13，废气回流通道13的一端与排气通道相通，另一端与扫气通道7的顶部相通，废气回流通道13内设有向扫气通道7 —侧导通的单向阀12，保证废气只能从排气通道通过废气回流通道13进入扫气通道7内，阻止气体反向的流动。本发明实施例提供的多层扫气发动机，在第一个行程中，当活塞2上行对燃烧室内混合油气压缩时，曲轴箱4容积增大产生负压，空气进气口 5受曲轴箱4内的负压作用打开单向簧片阀10，新鲜空气进入扫气通道7，混合油气进气口 11同时开始吸入经化油器处理的待燃烧混合油气到曲轴箱4内；由于燃烧室内压力不断增大及活塞2的裙部关闭汽缸I内壁的扫气口 8，进入扫气通道7的新鲜空气不能进入燃烧室内部，只能将扫气通道7内的混合油气压向曲轴箱4并不断填充扫气通道7以存入更多新鲜空气。在第二个行程中，当燃烧室内混合油气爆燃推动活塞2从上止点向下运行的过程中，曲轴箱4容积逐渐缩小，内部压力不断增大，待燃烧的混合油气在扫气通道7内推动已存的新鲜空气向扫气通道7顶部移动，由于此时扫气通道7内的压力大于外界空气压力，单向簧片阀10自动关闭；活塞2继续下行至排气口 6打开时，燃烧后的高温、高压废气绝大部分从排气口 6排出，一部分燃烧后的废气靠自身的压力打开汽缸I内壁排气通道内的废气回流通道13的单向阀12进入扫气通道7顶部，由于此时的排气压力大于曲轴箱4的内部压力，将扫气通道7内上层的新鲜空气和下层的待燃混合油气再次压向曲轴箱4，阻止了待燃烧的混合油气进入燃烧室随燃烧后的废气排出而影响尾气排放。随着排气口 6全部打开，排气压力的减小，排气通道内的废气回流通道13的单向阀12开始关闭，此时活塞2趋近下止点，曲轴箱4内的压力逐渐增大，扫气通道7内的气体开始反向移动；当汽缸I内壁的扫气口 8打开，扫气通道7内上层废气首先进入燃烧室将燃烧室原有的残余废气扫出排气口6，随后扫气通道7内中层的新鲜空气受曲轴箱4压力作用进入燃烧室将上层的扫气废气继续快速扫向排气口 6，并在残余废气与随后进入燃烧室内的待燃烧混合油气之间形成一层隔离层，有效阻止未燃烧的混合油气随废气排出；这种多层扫气发动机可实现待燃混合油气100%不会随废气逃逸并可实现燃烧废气的彻底清除。在高压废气进入扫气通道填补负压造成的空间通道实现废气扫气，将扫气气体分成两层(一层为燃烧后的回流废气、一层为新鲜空气，并在两层气体临界处有混合的倾向)，由于在曲轴箱4负压下新鲜空气先行进入扫气通道7，致使曲轴箱4内负压减小，所以只有少量的回流废气进入扫气通道7中，因此，在进行多层扫气的过程中不会因过多废气参与再循环而影响混合油气的着火和影响动力性能；另一方面由于燃烧后废气经由汽缸I内壁的废气回流通道13进入扫气通道7时温度和压力已经降低，在扫气通道7内与新鲜空气接触时，不会像传统分层扫气发动机将冷空气直接引入高温的燃烧室与高温高压的废气碰撞生成CH和CO，从而就会抑制CH和CO的生成，减少废气排放中不良的燃烧污染物。
为了方便补充空气，本发明实施例提供的多层扫气发动机还包括外接于空气进气口 5的新鲜空气补气装置9。进一步，新鲜空气补气装置9包括连接于单向簧片阀10的空气过滤器92，用来对要进入扫气通道7的空气进行过滤，消除其中的杂质，保持补充的空气的纯净，避免带来额外的污染。除此之外，新鲜空气补气装置9还包括连接空气过滤器92和汽缸I的阀体91，设置在空气过滤器92和汽缸I之间，其还可用来将空气过滤器92固定连接在汽缸I上；设置在连接装置91和汽缸I之间的密封垫90，起密封作用，避免腔内气体泄露，同时防止未被过滤的空气进入扫气通道7 ；外套于空气过滤器92的壳体93，用来保护空气过滤器92，壳体具有网状结构，方便空气穿过壳体93进入空气过滤器92。为了增加进气量，提高换气效率，改善扫气效果，空气进气口 5具体数量为两个，且对称开设在汽缸I的两侧，分别为第一空气进气口和第二空气进气口 ；对应的，单向簧片阀10的具体数量为两个，分别设置在第一空气进气口和第二空气进气口 ；新鲜空气补气装置9具体数量为两个，分别外接于第一空气进气口和第二空气进气口。相应的，扫气通道7具体数量为两个，分别为第一扫气通道和第二扫气通道，其中，第一扫气通道的一端与第一空气进气口连通，第二扫气通道的一端与第二空气进气口连通。扫气口 8具体数量为两个，分别为第一扫气口和第二扫气口，其中，汽缸I的内壁上开设的与第一扫气通道的顶部相通的为第一扫气口，汽缸I的内壁上开设的与第二扫气通道的顶部相通的为第二扫气口。另外，废气回流通道13具体数量为两个，分别为第一废气回流通道和第二废气回流通道，其中，第一废气回流通道的一端与第一扫气通道的顶部连通，第二废气回流通道的一端与第二扫气通道的顶部连通。单向阀12的具体数量为两个，分别为第一单向阀和第二单向阀，其中，内设于第一废气回流通道向第一扫气通道一侧导通的为第一单向阀，内设于第二废气回流通道向第二扫气通道一侧导通的为第二单向阀。这样一来，通过两个空气进气口可以增加纯净空气的进气量，带来了更多的扫气气体也提高了换气的效率，通过设置两个扫气口使得扫气更加充分，将更多的燃烧后废气排出汽缸，改善了扫气的效果，进一步提高了发动机的效率，降低了燃油的损失率，减少了尾气污染物的排放。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种多层扫气发动机,包括 汽缸⑴； 设置于所述汽缸⑴底部的曲轴箱⑷； 开设于所述汽缸(I)外壁的进气口 ； 开设于所述汽缸(I)内壁的排气口(6)，所述排气口(6)的位置高于所述进气口 ； 开设于所述汽缸(I)内壁的扫气口(8)，所述扫气口(8)的位置低于所述排气口(6)，且闻于所述进气口； 内设于所述汽缸(1)，且一端连通所述扫气口(8)，另一端连通所述曲轴箱(4)内部的扫气通道(7)； 开设于所述汽缸(I)外壁，且一端连通所述排气口 ￠)，另一端连通所述汽缸(I)外部消音器的排气通道； 其特征在于，所述进气口包括开设于所述汽缸(I)内壁的混合油气进气口(11)和空气进气口(5)，所述混合油气进气口(11)连通于所述曲轴箱(4)内部，所述空气进气口(5)连通于所述扫气通道(7)的顶部；所述空气进气口(5)设置有向所述扫气通道(7) —侧导通的单向簧片阀(10);所述扫气口⑶与所述扫气通道(7)的顶部相通；所述汽缸⑴的内壁上开设有废气回流通道(13)，所述废气回流通道(13)的一端与所述排气通道相通，另一端与所述扫气通道⑵的顶部相通，所述废气回流通道(13)内设有向所述扫气通道(7) —侧导通的单向阀(12)。
2.根据权利要求1所述的多层扫气发动机，其特征在于，还包括外接于所述空气进气口(5)的新鲜空气补气装置(9)。
3.根据权利要求2所述的多层扫气发动机，其特征在于，所述新鲜空气补气装置(9)包括连接于所述单向簧片阀(10)的空气过滤器(92)。
4.根据权利要求3所述的多层扫气发动机，其特征在于，所述新鲜空气补气装置(9)还包括 连接所述空气过滤器(92)和所述汽缸(I)的阀体(91)； 设置于所述阀体(91)和所述汽缸(I)之间的密封垫(90)； 外套于所述空气过滤器(92)的壳体(93)，所述壳体(93)具有网状结构。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的多层扫气发动机，其特征在于，所述空气进气口(5)具体数量为两个，且对称开设在所述汽缸(I)的两侧，分别为第一空气进气口和第二空气进气口 ；对应的，所述单向簧片阀(10)的具体数量为两个，分别设置在所述第一空气进气口和所述第二空气进气口 ；所述新鲜空气补气装置(9)具体数量为两个，分别外接于所述第一空气进气口和所述第二空气进气口。
6.根据权利要求5所述的多层扫气发动机，其特征在于，所述扫气通道(7)具体数量为两个，分别为第一扫气通道和第二扫气通道，其中，所述第一扫气通道的一端与所述第一空气进气口连通，所述第二扫气通道的一端与所述第二空气进气口连通。
7.根据权利要求6所述的多层扫气发动机，其特征在于，所述扫气口(8)具体数量为两个，分别为第一扫气口和第二扫气口，其中，所述汽缸(I)的内壁上开设的与所述第一扫气通道的顶部相通的为第一扫气口，所述汽缸(I)的内壁上开设的与所述第二扫气通道的顶部相通的为第二扫气口。
8.根据权利要求7所述的多层扫气发动机，其特征在于，所述废气回流通道(13)具体数量为两个，分别为第一废气回流通道和第二废气回流通道，其中，所述第一废气回流通道的一端与所述第一扫气通道的顶部连通，所述第二废气回流通道的一端与所述第二扫气通道的顶部连通。
9.根据权利要求8所述的多层扫气发动机，其特征在于，所述单向阀(12)具体数量为两个，分别为第一单向阀和第二单向阀，其中，内设于所述第一废气回流通道向所述第一扫气通道一侧导通的为第一单向阀，内设于所述第二废气回流通道向所述第二扫气通道一侧导通的为第二单向阀。
全文摘要
本发明公开了一种多层扫气发动机，包括汽缸、曲轴箱、进气口、排气口、排气口、扫气通道、排气通道；进气口包括开设于汽缸内壁的混合油气进气口和空气进气口，混合油气进气口连通于曲轴箱内部，空气进气口连通于扫气通道的顶部；空气进气口设置有向扫气通道一侧导通的单向簧片阀；扫气口与扫气通道的顶部相通；汽缸的内壁上开设有废气回流通道，废气回流通道的一端与排气通道相通，另一端与扫气通道的顶部相通，废气回流通道内设有向扫气通道一侧导通的单向阀。本发明能够降低燃油的损失率，减少其尾气污染物的排放。
文档编号F02B25/20GK103061864SQ201110318868
公开日2013年4月24日 申请日期2011年10月19日 优先权日2011年10月19日
发明者杨慧明, 朱道庆, 刘晓庆 申请人:浙江派尼尔机电有限公司