专利名称：独立式可控进排气二冲程(可变四冲程)内燃机系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型独立式可控进排气二冲程内燃机的运行原理和制造方法，特别是一种2/4可变冲程内燃机系统。
背景技术：
传统的二冲程内燃机由于结构原理的原因，存在燃油效率低、排放污染大、机油参与燃烧等缺陷，发明专利《00136557.6 二冲程结构/四冲程内燃机系统》(发明人为本专利申请人之一罗宪安)已经解决了以上问题，但该系统不能运用增压功能，从而限制了其升功率的进一步提升；本发明便是公开了一种二冲程增压内燃机，创新发明了一个独立式可控进气装置和一个独立式可控排气装置，通过对进排气门的精确控制来进行增压，形成一个全新的二冲程增压内燃机系统，极大的提高了二冲程内燃机的升功率。依据此原理，又将以上二冲程的独立式可控进气装置移植到四冲程内燃机系统内，将四冲程内燃机原有的进排气门改造更换为独立可控式气门装置，从而发明了可在二冲程与四冲程之间随时转换的内燃机，集二冲程和四冲程的优点于一体，又弥补了两者的缺陷，是一款全新运行原理和制造方法的内燃机系统。以上的发明均基于独立式可控进排气装置之上，为实现进排气门的可变可控，又发明了一种电磁阀气门，取代了传统的机械式进排气门，电磁阀气门是实现全新发明的独立式可控进排气二冲程(可变四冲程)内燃机系统的方法、技术之一。
发明内容
本发明的核心为二冲程内燃机的独立式可控进排气系统，依托此系统发明了原理I的“独立式可控进排气二冲程内燃机”，又依托此系统发明了原理2的“独立式可控进排气二冲程(可变四冲程)内燃机系统”，为实现进排气的独立可控，又发明了原理3的“电磁阀气门”装置，应用于以上的独立式可控进排气系统中。原理和制造方法I为:“独立式可控进排气二冲程内燃机”;将传统二冲程内燃机的进气独立出来，设置独立的可控进气装置，再结合已经成熟的缸内燃油直喷技术，便可解决传统二冲程内燃机机油参与燃烧、以及使用含燃油的混合气体来进行换气的诟病，使其与四冲程内燃机实现同等的环保工作模式，又比四冲程内燃机工作效能提升一倍(720°降低至360° —个工作循环)，再通过设置一个可控排气装置，控制排气口提前关闭，利用其与进气口滞后关闭的时间差，来对缸内气体进行增压，解决了传统二冲程内燃机进气口与排气口对置直通造成的无法增压的缺陷，就此实现一个全新的环保二冲程增压内燃机工作原理，其结构还有简单轻量化的优势，降低了制造成本，提高了内燃机的可靠性和使用寿命O原理和制造方法2为:“独立式可控进排气二冲程(可变四冲程)内燃机”;借助全新发明的二冲程内燃机独立式可控进排气系统，将二冲程可控进气装置单独移植到四冲程内燃机系统内，即在四冲程内燃机气缸壁上(在传统二冲程内燃机汽缸进气开口的位置)，增加了独立式可控进气阀门，当电脑根据工况对进气、排气、喷油、点火自动调整匹配后，内燃机运行方式便可自由转换为二冲程或四冲程模式。设定内燃机起动时为四冲程工况(720° )，这样便可减少“独立式可控进排气二冲程内燃机”的独立进气补偿装置，并在怠速工况下起到节能减排的作用；随着转速增加到设定的数据时，增压器提供了稳定压力的纯空气流后，电脑即启动四冲程变二冲程的程序，实时控制改变进气、排气、喷油、点火的时间，内燃机工况即由四冲程(720° )转换为二冲程(360° )，从新增加的二冲程独立式可控进气阀门进入的纯空气流替代了传统二冲程曲轴箱活塞换气的混合可燃气流；做功后则利用四冲程内燃机原有的排气门实现废气排放；便发明了在同一个内燃机内实现了四冲程和二冲程不同工况的原理，内燃机便具备了四冲程模式的节能优势同时获得了 二冲程模式的高功率输出。当内燃机转速下降到设定的数据时，增压器提供的纯空气流压力下降，电脑即启动二冲程变四冲程的程序，新增加的二冲程独立式可控进气阀门进入禁止状态，电脑实时改变缸盖上的进气、排气、喷油、点火的时间，内燃机即自动转换为四冲程工作模式(720° )，完成了二冲程到四冲程转换的全部过程，内燃机又进入节能减排的四冲程工况中。原理和制造方法3为:“电磁阀气门”装置，为实现进排气的实时可控性，发明了“电磁阀气门”装置来取代传统的机械气门装置，在一个金属阀体内装入一个运动铁芯，金属阀体顶部预置圆心通孔磁钢，圆心用来支撑定位运动铁芯，金属阀体底部预置圆心通孔磁钢2，运动铁芯通过圆心刚性连接气门，金属阀体内设有控制线圈，金属阀体外设有冷却液通道控制温度；在没有控制信号输入控制线圈时，运动铁芯吸附到磁钢上，当输出+/_电信号到线圈时，实时工况1，运动铁芯上出现的是上N/下S极性时，磁钢与运动铁芯产生排斥作用，运动铁芯离开磁钢推动气门打开，当运动铁芯到阀体下死点时，运动铁芯的S极与磁钢2的S极产生排斥，实时出现了一个磁浮缓冲垫，实时工况2，运动铁芯上出现的是上S/下N极性时，磁钢与运动铁芯产生吸引，运动铁芯回位使气门关闭；实现了气门由电脑精确控制的工作原理。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:技术方案I ;在传统二冲程内燃机的结构(汽缸、曲轴箱、活塞)基础上，一是把传统二冲程的曲轴箱活塞换气室改为与四冲程内燃机相类似的独立机油池，二是增加一个独立式的进气通道，进气通道的进气入口分为两个部分，一个部分为独立的进气补偿装置，一个部分为增压器(本方案选择废气涡轮增压器)，三是对传统二冲程内燃机的排气口进行改造，增加由电脑控制的可控气门(本方案选择了电磁阀气门)，四是在缸盖设置了已经成熟的缸内燃油直喷嘴。启动内燃机时，因转速较低，废气不足以驱动涡轮，此时空气流由进气补偿装置来提供，当转速达到废气涡轮增压器的稳定工作状态后，进气补偿装置即停止运行，转由废气涡轮增压器来提供纯空气流，当活塞排气行程完成(即活塞过了下死点，往上移动时)，排气口的可控气门在废气排完之后便提前关闭，而进气口设置为滞后关闭，利用进排气之间的时间差，涡轮增压器继续压缩空气进入汽缸内，与缸盖上的直喷燃油混合成可燃气体后点火做功，便实现了二冲程内燃机的增压，且环保性能与四冲程内燃机一致。技术方案2 ;在四冲程内燃机的结构基础上，摒弃原有的四冲程内燃机机械配气装置，保留了缸盖上的进排气门，但改由可控进排气阀门(本方案选择了电磁阀气门)来控制打开或关闭，其开或关的指令均由位置传感器和电脑程序来控制；又创新的把二冲程可控进气装置单独移植到四冲程内燃机气缸壁上(在传统二冲程内燃机汽缸进气开口的位置)，增加了独立式可控进气阀门(本方案选择了电磁阀气门)，其进气方式分为两种，一是四冲程自然吸气模式，一是增压模式(本方案选择废气涡轮增压器)，以满足不同工况下的
进气需要。当内燃机启动时为自然吸气的四冲程工况(720° )，其在怠速工况下起到节能减排的作用，随着转速增加到设定的数据时，增压器提供了稳定压力的纯空气流后，电脑即启动四冲程变二冲程的程序，实时控制改变进气、排气、喷油、点火的时间，内燃机工况即由四冲程(720° )转换为二冲程(360° )，这时纯空气流是由新增加的二冲程独立式可控进气阀门进入气缸，经活塞压缩后，实时喷油点火，内燃机做功，做功后则利用四冲程内燃机原有的排气门实现废气排放，实现了二冲程内燃机的工作循环。当内燃机转速下降到增压器不能提供稳定的纯空气流时，电脑即启动二冲程变四冲程的程序，新增加的二冲程独立式可控进气阀门进入禁止状态；电脑实时改变缸盖上的进气、排气、喷油、点火的时间，内燃机即自动恢复为四冲程工作模式(720° )，完成了二冲程到四冲程转换的全部过程，内燃机又进入节能减排的四冲程工况中。本发明在同一个内燃机内实现了四冲程和二冲程不同工况自由转换的工作原理，内燃机既具备四冲程模式下的节能优势，同时又获得了二冲程模式下的高功率输出。技术方案3:为实现内燃机的可变冲程，需要精确可控的进排气门，为此发明了“电磁阀气门”装置来取代传统的机械气门装置；“电磁阀气门”是一个金属外壳阀体(具有屏蔽电、磁的结构布局，内装有一个软磁材料的运动铁芯，其直径与外壳阀体内直径之间留有合理的间隙，提供运动铁芯往复运动时的气流通道，阀体顶部预置一个磁钢(上S/下N)，磁钢圆心通孔，以便让运动铁芯的延长轴通过，为铁芯上下往复运动提供支撑定位。“电磁阀气门”在没有电脑控制信号输入时，由于磁钢的存在，运动铁芯会被吸附到上部磁钢上，但留有一定的物理间隙；(因为气门阀的物理上限位置被气门座的极限关闭位置所限制)，所以气门阀回位时不会冲击到顶部磁钢，在外壳阀体内下端处，运动铁芯的外面设有控制线圈，当电脑程序输出+/_的电信号到线圈时，运动铁芯上产生的磁场出现上N/下S和上S/下N的变化，与顶端磁钢固定磁极上S/下N相互作用；实时工况1:当运动铁芯上出现的是上N/下S极性时，磁钢上S/下N与运动铁芯上N/下S极性产生排斥作用，磁能实时推动运动铁芯离开磁钢(气门打开)；实时工况2:当运动铁芯上出现的是上S/下N极性时，磁钢磁极上S/下N与运动铁芯上S/下N极性产生吸引作用，运动铁芯迅速回位(气门关闭)，“电磁阀气门”的底部还设有一个缓冲功能的圆心通孔磁钢2(其磁能需小于顶部磁钢)，其功能是:当出现实时工况I时，运动铁芯上是上N/下S极性，顶部磁钢与运动铁芯产生排斥运动，磁能推动运动铁芯高速离开(气门打开)，但其运动铁芯到阀体下死点时，产生的冲击能可能造成阀体底壳的损坏，所以设置磁钢2，就是利用稀土磁钢的磁能具有自身600倍重量的吸附力和排斥力的特性，来起到缓冲的功能；关键是预设的磁钢2磁极是上S/下N极性；运动铁芯往下运动时是上N/下S极性，当运动铁芯到下死点时，运动铁芯的S极与磁钢2的S极相遇，同极磁场相互排斥，实时出现了一个磁浮缓冲垫，避免了运动铁芯对阀体壳底部的物理冲击，“电磁阀气门”上还预留了冷却液通道，共享内燃机冷却系统以保证其工作温度始终在内燃机设定的范围内。
本发明的有益效果是:1、技术方案1，“独立式可控进排气二冲程内燃机”解决了二冲程内燃机无法增压的缺陷，实现了环保节能的效果，还利用增压功能提升了功率，又保持了二冲程内燃机(360°完成一个循环)的工作原理，理论功率比四冲程内燃机(720°完成一个循环)提升了一倍，且结构更简单更轻量化，降低了制造成本，提高了内燃机的可靠性和使用寿命。2、技术方案2 “独立式可控进排气二冲程(可变四冲程)内燃机”中；除了具备技术方案I的所有优势外，还实现了二冲程与四冲程模式之间的自由转换，内燃机可从四冲程自然吸气工况平顺转换为二冲程增压工况，也可从二冲程增压工况平顺转换为四冲程自然吸气工况，以此利用四冲程可自然进气的工作原理来进行内燃机的启动，利用四冲程低转速(怠速)更节能的优势，同时利用二冲程中高转速时功率更大的优势，仓Il造了一台全新的可变程内燃机，其结构只比传统四冲程增压内燃机增加一个进气门，而理论升功率变化却可达到传统四冲程自然吸气内燃机的3-4倍，达到传统四冲程增压内燃机的2倍。3、技术方案3 “电磁阀气门”取代了四冲程内燃机系统复杂的机械正时机构，摒弃了正时轮、正时轴、时规传动带、气门座、气门弹簧、气门顶杆、气门阀等复杂的机械装置，却实现了完全受电脑精确控制的气门开、关、停用等功能，实现了 2/4冲程随时可变的设计理念，还能通过对进排气时间的微调，使内燃机的工况处于最佳状态，且具有结构简单，重量更轻的优点。4、本发明专利所述的各型内燃机结构简单，通过轻量化、精确控制进排气、增压、以及2/4冲程随时按工况需求转变的多种方式实现节能减排，且利用二冲程的高效做功原理，创造发明了一个全新的高效节能内燃机，为汽车行业和其它设备制造业提供了全新的动力选择。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明:图1是本发明技术方案I独立式可控进排气二冲程内燃机180°汽缸对置系统总2是本发明技术方案I汽缸180°对置结构曲柄I结构3是本发明技术方案I汽缸180°对置结构曲柄2结构4是本发明技术方案I汽缸直列式机械传动排气门驱动结构5是本发明技术方案I直列式内燃机结构布局6是本发明技术方案I直线电动气泵结构原理7是本发明技术方案I电控节气门结构原理8是本发明技术方案I发电机/启动机控制原理9是本发明技术方案I补偿气泵二冲程系统原理10是本发明技术方案I电动式涡轮泵补偿二冲程系统原理11是本发明技术方案I机械式涡轮泵补偿二冲程系统原理12是本发明技术方案I机械式涡轮泵贮存箱补偿二冲程系统原理13是本发明技术方案I自然进气电涡轮泵补偿二冲程系统原理14是本发明技术方案I 二冲程内燃机运行工况图
图15是本发明技术方案2涡轮增压/ 二冲程可变四冲程直列式内燃机原理16是本发明技术方案2涡轮增压/ 二冲程可变四冲程直列式内燃机结构17是本发明技术方案2涡轮增压/ 二冲程可变四冲程直列单缸内燃机结构18是本发明技术方案3四冲程可变二冲程活塞运行/排气门运动工况19是本发明技术方案3电磁阀气门原理结构总20是本发明技术方案3电磁阀气门电控工况1中1.二冲程内燃机，2.节流阀，3.直线电动气泵，4.空气冷却器，5.泄压阀，
6.空气流，7.单向阀，8.涡轮增压器，9.排气管，10.废气涡轮，11.废气流，12.排气阀。
实施例:一种“独立式可控进排气二冲程内燃机180°汽缸对置系统”，包括二冲程内燃机I，进气歧管有节流阀2，进气口有直线电动气泵3连接空气冷却器4，废气流11驱动废气涡轮10，从排气管9排出。同时驱动空气流6送入连接的空气冷却器4，进入二冲程内燃机1，泄压阀5，是保护涡轮进气压过高时的泄压装置；单向阀7保障了空气流6进入冷却器4后不会回流外泄，进气口的直线电动气泵3是在启动时，涡轮增压器8转速低时提供补偿气流，起动成功后自动关闭。图2是本发明技术方案I汽缸180°对置结构曲柄I结构2中.12.排气阀，13.火花塞，14.喷油嘴，15.活塞，16.曲柄I。实施例:“汽缸180°对置结构曲柄I结构图”，为满足180°双活塞对置，曲柄116的连接销在曲柄小头。图3是本发明技术方案I汽缸180°对置结构曲柄2结构3中.12.排气阀，17.连杆，18.活塞，19.喷油嘴，20.火花塞，22.曲柄2。实施例:“汽缸180°对置结构曲柄I结构图”，为满足180°双活塞对置，曲柄222的连接销在曲柄大头。图4是本发明技术方案I电磁阀排气门驱动结构4中.12.排气阀，23.连接轴，24.旋转电磁阀，25.轴承，26.气道，27.外壳。实施例:—种“电磁阀排气门”，在电信号的驱动下，旋转90度,通过连接轴23实时关闭或打开排气阀12。图5是本发明技术方案I汽缸直列式机械传动排气门驱动结构5中.12.排气阀，15.活塞，18.活塞2，21.排气口，23.连接轴，28.主动轮，29.传动带，30.被动轮，31.曲轴。实施例:在本实施例中，排气阀12由曲轴31上的主动轮28通过传动带29驱动被动轮30，实时开关排气阀12。图6是本发明技术方案I直线电动气泵6中.3.直线电动气泵。实施例:电机上电时，活塞来回运动，输出有压力的气流6。
图7是本发明技术方案I电控节气门结构原理7中.2.电磁节气门。实施例:电压控制电磁节气门2，停留在预定的位置，调整限制气流的流量。图8是本发明技术方案I发电机/启动机控制原理8中.32.内燃机，33.电池，34.起动控制/发电机整流器，35，控制信号输出，
36.无刷发电机。实施例:由电池33提供能量，控制器34输出PWM信号时，无刷发电机36转动(是电机功能)，起动内燃机32，起动成功后自动转为发电机功能；起动控制/发电机整流器34将电流回馈电池33。图9是本发明技术方案I补偿气泵二冲程系统原理9中.1.二冲程内燃机，2.节流阀，3.直线电动气泵，6.空气流，12.排气阀，
37.机油池，51.独立进气通道。实施例:二冲程内燃机I工作时，通过独立进气通道51，由直线电动气泵3提供空气流6，由排气阀12控制排气时间。图10是本发明技术方案I电动式涡轮泵补偿二冲程系统原理10中.1.二冲程内燃机，2.节流阀，6.空气流，12.排气阀，37.机油池，38.电动涡轮泵，51.独立进气通道。实施例:二冲程内燃机I工作时，通过独立进气通道51，由电动涡轮泵38提供空气流6，由排气阀12控制排气时间。图11是本发明技术方案I机械式涡轮泵补偿二冲程系统原理11中.1.二冲程内燃机，2.节流阀，12.排气阀，39.机械涡轮泵，40.被动轮，41.传动带，42.主动轮，51.独立进气通道。实施例:二冲程内燃机I工作时，通过主动轮42，传动带41，被动轮40驱动机械涡轮泵39，向内燃机I提供空气流6，由排气阀12控制排气时间。图12是本发明技术方案I机械式涡轮泵贮存箱补偿二冲程系统原理12中.1.二冲程内燃机，2.节流阀，12.排气阀，39.机械涡轮泵，40.被动轮，41.传动带，42.主动轮，43.空气贮存箱。实施例:本实施例增加的空气贮存箱43，使得二冲程内燃机I工作时的气压更加稳定；通过主动轮42，传动带41，被动轮40驱动机械涡轮泵39，向内燃机I提供空气流6，由排气阀12控制排气时间。图13是本发明技术方案I自然进气电涡轮泵补偿二冲程系统原理13中.1.二冲程内燃机，2.节流阀，6.空气流，12.排气阀，38.电动涡轮泵，43.空气贮存箱，44.单向阀，46.扩展式进气口，51.独立进气通道。实施例:本实施例应用在汽车上，利用汽车运动速度通过扩展式进气口 46压缩空气进入空气贮存箱44，在气压不够时，则由电动涡轮泵38补偿，向内燃机I提供空气流6，由排气阀12控制排气时间。图14是本发明技术方案I 二冲程内燃机运行工况14中.12.排气阀。实施例:图中A,是二冲程内燃机在做功工况；图中B活塞下行排气口、排气阀12打开，气流进入扫除废气；图中C，是活塞运行到下死点，排气阀12最大角度打开，继续扫除废气；图中D，是排气阀12关闭，进气口则继续打开，气流继续进入汽缸内，实现增压工况；图中E，是内燃机在压缩空气工况；图中F，内燃机喷油工况；图中G，内燃机点火做功工况；图中H，是活塞运行到上死点，回到图中A工况，旋转360°完成一个工作周期。图15是本发明技术方案2涡轮增压/ 二冲程可变四冲程直列式内燃机原理15中.4.空气冷却器，6.空气流，7.单向阀，8.涡轮增压器，9.排气管，10.废气涡轮，11.废气流，19.喷油嘴，20.火花塞，37.机油池，45.进气歧管，47.进气涡轮，48.电磁阀气门(排气)，49.电磁阀气门(进气)，50.涡轮增压/ 二冲程可变四冲程直列式内燃机，52.二冲程进气口，53.二冲程(进气)口电磁阀气门，54.活塞油环。实施例:在四冲程内燃机50的结构基础上，摒弃了原有的四冲程内燃机机械配气装置，保留了缸盖上的进排气门，但改由可控进排气阀门48、49(本方案选择了电磁阀气门)来控制打开或关闭，其开或关的指令均由位置传感器和电脑程序来控制；把二冲程进气口 52移植到四冲程内燃机50气缸壁上，增加了独立电磁阀气门53，其进气方式分为两种，一是四冲程自然吸气模式，一是增压模式(本方案选择废气涡轮增压器8)，以满足不同工况下的进气需要。当内燃机启动时电磁阀气门53为停止状态，电磁阀气门48.(排气)，电磁阀气门49.(进气)由电脑控制按自然吸气的四冲程工况(720° )开启或关闭；随着内燃机转速增加废气11驱动涡轮增压器8提供了稳定压力的纯空气流6后，电脑即启动四冲程变二冲程的程序，实时控制改变进气、排气、喷油、点火的时间，内燃机50工况即由四冲程(720° )转换为二冲程(360° )，此纯空气流6是通过进气歧管45通过电磁阀气门53进入气缸，活塞压缩后，实时喷油点火，内燃机做功，做功后利用四冲程内燃机50电磁阀气门48 (排气)实现废气排放，实现了二冲程内燃机的工作循环。当内燃机50转速下降到涡轮增压器8不能提供稳定的纯空气流6时，电脑即启动二冲程变四冲程的程序，二冲程独立式可控电磁阀气门53进入禁止状态；电脑实时改变缸盖上的电磁阀气门48 (排气)，电磁阀气门49 (进气)、喷油、点火的时间，内燃机50即转换为四冲程工作模式(720° )，完成了二冲程到四冲程转换的全部过程，内燃机50又进入节能减排的四冲程工况中。图16是本发明技术方案2涡轮增压/ 二冲程可变四冲程直列式内燃机结构16中.20.火花塞，22.曲柄，36.无刷发电机，49.电磁阀气门(进气)，53.二冲程(进气)口电磁阀气门，实施例:内燃机50为双缸直列布局，曲轴机械连接无刷发电机36 ;汽缸侧面设有二冲程(进气)口电磁阀气门。图17是本发明技术方案2:涡轮增压/ 二冲程可变四冲程直列单缸内燃机结构17中.19.喷油嘴，20.火花塞，37.机油池，48.电磁阀气门(排气)，49.电磁阀气门(进气)，52.二冲程进气口，53.二冲程(进气)口电磁阀气门。实施例:内燃机为单缸直列布局，汽缸侧面设有二冲程进气口 52，二冲程(进气)口电磁阀气门53，缸盖上设有喷油嘴19，火花塞20，电磁阀气门48(排气)，电磁阀气门49 (进气)，底部为机油池37，其油面高度可利用曲柄16提供飞溅润滑。
图18是本发明技术方案3四冲程可变二冲程活塞运行/排气门运动工况18中.19.喷油嘴，20.火花塞，48.电磁阀气门(排气)，49.电磁阀气门(进气)，53.二冲程(进气)口电磁阀气门。实施例:图中；1，是四冲程内燃机在进气工况，电磁阀气门49(进气)打开；图中；2，活塞下行到下死点，电磁阀气门49 (进气)关闭；图中；3，活塞压缩空气，喷油嘴19喷油工况；图中；4，内燃机点火工况；图中；5，是内燃机做功工况；图中；6，活塞运行到下死点，电磁阀气门48(排气)打开；图中；7，活塞上行电磁阀气门48(排气)打开；进入排气工况废气扫除；图中；8，活塞运行到上死点，电磁阀气门48(排气)打开，废气全部排出；内燃机旋转720°完成一个工作周期；若维持四冲程工况则回到图中；1，四冲程内燃机在进气工况；若转换为二冲程工况则由图中；1，进入图中A，是二冲程活塞压缩，喷油嘴19实时喷油工况；图中B内燃机点火工况；图中C，内燃机点火做功工况；图中D，是二冲程扫气、进气工况，电磁阀气门48 (排气)打开，电磁阀气门53打开,废气被新鲜空气从汽缸底部对角位置通过电磁阀气门48 (排气)打开扫出汽缸，图中E ;活塞上行，电磁阀气门48 (排气)关闭，增压空气流继续进入汽缸内，实现增压，喷油嘴19实时喷油；图中F，内燃机点火工况；图中G,内燃机做工工况；图中H是二冲程扫气、进气工况，电磁阀气门48(排气)打开，电磁阀气门53打开，废气被新鲜空气从汽缸底部对角位置通过电磁阀气门48(排气)打开扫出汽缸；曲轴旋转360°完成一个工作周期。若维持二冲程工况则回到图中A，二冲程活塞压缩，喷油嘴19实时喷油工况，内燃机继续循环做功；若需要回到四冲程工况时，则进入图中1，四冲程内燃机在进气工况，电磁阀气门49 (进气)打开；按4冲程模式，图中1，图中2，图中3，图中4，图中5，图中6，图中7，图中8循环工作。实现了内燃机四冲程到二冲程工况的无缝转换；反之亦然。图19是本发明技术方案3电磁阀气门原理结构总19中.53.电磁阀气门，55.磁钢，56.运动铁芯，57.气流通道，58.冷却通道，59.控制线圈,60.金属外壳阀体,61.磁钢2,62.气门,63.控制电信号。实施例:电磁阀气门53,是一个在金属外壳阀体60内装有一个软磁材料的运动铁芯56,其直径与外壳阀体60内直径之间留有合理的间隙，提供运动铁芯56往复运动时的气流通道，阀体顶部预置一个磁钢55 (上S/下N)，磁钢55圆心通孔，以便让运动铁芯56的延长轴通过，为运动铁芯56上下往复运动提供支撑定位。电磁阀气门53在没有电脑控制电信号63输入时，由于磁钢55的存在,运动铁芯56会被吸附到顶部磁钢55上，但留有一定的物理间隙；(因为气门62的物理上限位置被气门座的极限关闭位置所限制)，所以气门62回位时不会冲击到顶部磁钢55，在金属外壳阀体60内下端处，运动铁芯56的外面设有控制线圈59，当电脑程序输出+/-的控制电信号63到线圈59时，运动铁芯56上产生的磁场出现上N/下S和上S/下N的变化，与顶端磁钢55固定磁极上S/下N相互作用；实时工况1:当运动铁芯56上出现的是上N/下S极性时，磁钢55上S/下N与运动铁芯56上N/下S极性产生排斥作用，磁能实时推动运动铁芯56离开磁钢55 (气门62打开)；实时工况2:当运动铁芯56上出现的是上S/下N极性时，磁钢55磁极上S/下N与运动铁芯56上S/下N极性产生吸引作用，运动铁芯56迅速回位(气门62关闭)，电磁阀气门53的底部还设有一个缓冲功能的圆心通孔磁钢2 (61)(其磁能需小于顶部磁钢55)，其功能是:当出现实时工况I时，运动铁芯56上是上N/下S极性，顶部磁钢55与运动铁芯56产生排斥运动，磁能推动运动铁芯56高速离开(气门62打开)，但其运动铁芯56到达阀体下死点时，产生的冲击能可能造成阀体底壳的损坏，所以设置磁钢2(61)，利用稀土磁钢的磁能具有自身600倍重量的吸附力和排斥力的特性，来起到缓冲的功能；关键是预设的磁钢2 (61)磁极是上S/下N极性；运动铁芯56往下运动时是上N/下S极性，当运动铁芯56到达下死点时，运动铁芯56的S极与磁钢2 (61)的S极相遇，同极磁场相互排斥，实时出现了一个磁浮缓冲垫，避免了运动铁芯56对阀体壳底部的物理冲击，电磁阀气门53上还预留了冷却液通道58，共享内燃机冷却系统以保证其工作温度始终在内燃机设定的范围内。图20是本发明技术方案3电磁阀气门电控工况20中.63.控制电信号。实施例:图中1，控制电信号63为电位正负电位，由电脑控制实时提供，由于电位的正负变化，运动铁芯56的磁极也随之出现S/N变化；图中2，输入的控制电信号63为正+电位，运动铁芯56产生上N/下S极性，顶部磁钢55与运动铁芯56产生排斥运动，磁能推动运动铁芯56高速离开(气门62打开)；图中3,输入的控制电信号63为负-电位,运动铁芯56产生上S/下N极性，顶部磁钢55与运动铁芯56产生吸引，磁能吸引运动铁芯56迅速回位(气门62关闭)；图中4,没有控制电信号63,电磁阀气门53,由于磁钢55的存在，运动铁芯56会被吸附到顶部磁钢55上，处于初始关闭状态。通过上述若干实施例详细的说明了本发明的控制方法和运行原理。实施例中没有提及的各类传感器、电脑控制技术等是成熟公知技术，不属本专利申请保护的内容。
权利要求
1.一种“独立式可控进排气二冲程内燃机系统”(I)，起动时由补偿气泵⑶提供空气流(6)，在涡轮增压器(8)提供稳定气压后，补偿气泵(3)停止工作，由涡轮增压器(8)输出的空气流(6)经过空气冷却器(4)后进入独立进气通道(51)，通过节气阀(2)控制压力，向汽缸提供新鲜空气流出)，独立可控排气装置(12)在排气行程中，控制排气口先于进气口关闭，利用增压进气实现了二冲程增压工况，该原理方法不限于2个活塞的结构布局；其特征是:内燃机有独立进气通道(51)，独立的可控排气装置(12)，涡轮增压器(8)，补偿气泵(3)，独立的机油池(37)，喷油嘴(19)。
2.一种“独立式可控进排气二冲程(可变四冲程)内燃机系统”，图15，用可控电磁阀气门(48)、(49)代替传统四冲程内燃机的机械式进排气门，系统根据工况对二冲程专用的独立式可控电磁阀气门(53)、缸盖上的可控电磁阀气门(48)、(49)喷油嘴(19)、火花塞(20)、点火时间实时自动控制内燃机在二冲程或者四冲程工况；该原理方法不限于I个活塞的结构布局；其特征是:在四冲程内燃机气缸壁上增加了独立式的二冲程进气口(52)并设有可控电磁阀气门(53)、缸盖可控电磁阀气门(48)、(49)。
3.—种电磁阀气门装置，图19，在没有控制信号￠3)输入控制线圈(59)时，运动铁芯(56)吸附到磁钢(55)上，当输出+/-电信号(63)到线圈(59)时，实时工况1，运动铁芯(56)上出现的是上N/下S极性时，磁钢(55)与运动铁芯(56)产生排斥作用，运动铁芯(56)离开磁钢(55)，气门(62)打开，当运动铁芯(56)到阀体下死点时，运动铁芯(56)的S极与磁钢2(61)的S极产生排斥，实时出现了一个磁浮缓冲垫，实时工况2，运动铁芯(56)上出现的是上S/下N极性时，磁钢(55)与运动铁芯(56)产生吸引，运动铁芯(56)回位，实现了气门由电脑精确控制的工作原理；其特征是:一个金属阀体(60)内装入一个运动铁芯(56)刚性连接气门(62)，金属阀体￠0)顶部预置圆心通孔磁钢(55)，其圆心用来支撑定位运动铁芯(56)，金属阀体(60)底部预置圆心通孔磁钢2 (61)，运动铁芯(56)通过圆心连接气门(62)，金属阀体(60)内设有`控制线圈(59)，金属阀体(60)外设有冷却液通道(58)。
全文摘要
一种“独立式可控进排气二冲程(可变四冲程)内燃机系统”，运用独立式可控进排气系统，解决了二冲程内燃机燃油效率低、排放污染大、机油参与燃烧等缺陷，实现节能减排，实现二冲程内燃机可增压工况，解决四冲程内燃机升功率低于二冲程发动机的缺陷，创新性的实现在一个内燃机内二冲程与四冲程自由转换的全新功能，且结构更简单更轻量化，理论最大功率可达传统四冲程增压内燃机的两倍，集二冲程和四冲程的优点于一体，又弥补了两者的缺陷，是一款全新原理和制造方法的内燃机系统，为汽车行业和其它设备制造业提供了新的动力选择。
文档编号F02B69/06GK103184931SQ20111045393
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者罗宪安, 林帝兵 申请人:罗宪安, 林帝兵