专利名称：单行程发动机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种发动机技术，是一种可连续输出动力的单缸机既提高了发动机效率，又减少体积和重量。
一般发动机均为四冲程式，为获得动力的连续输出，发动机需由多缸构成，因而必然存在体积大和结构复杂的问题；其活塞在完成一个往复运行中，必有一个单程是不做功的，势必降低发动机效率。通常，这种发动机作为汽车或其它大型车辆、大型机械的动力，对体积大小要求并不突出。而作为摩托车或一些方便携带的小农具上使用的动力机，则要求体积小重量轻。既便于使用，又可降低造价。
本实用新型的目的是提供一种只需一个气缸即可对曲轴连续输出动力的单行程发动机，即气缸中的活塞在往复运行过程中的任一行程都能输出动力的发动机。
实现上述目的的方案如下发动机由装有活塞的圆筒形气缸，气缸下部是装有曲轴的曲轴箱，曲轴通过连杆同活塞转动连接，气缸侧壁上安装有火花塞，气缸外安装了燃油和助燃气供给管路，气缸外壁上还安装有散热片，气缸内腔分为上下两部分，上部为燃烧室、下部为供气室，连杆分为上连杆和下连杆等部件构成；关键是上连杆穿过气缸内腔中间的隔绝层，其上端安装用于压缩可燃气的上活塞，其下端安装用于压缩空气的下活塞；上活塞处于燃烧室中，把燃烧室分成上下两部，下活塞处于供气室中，把供气室分成上下两部，下连杆的上端同下活塞及其上连杆构成转动连接，下端同曲轴转动连接；位于燃烧室的顶部和底部的气缸侧壁上，开有上进气口和下进气口，位于供气室的顶部和底部开有上供气口和下供气口，它们处于同一垂线上；在气缸外侧面对应于这四个进、供气口的位置处，安装一根配气筒；配气筒下端的轮子同安装在曲轴上的凸凹轮转动接触，配气筒上部安装有使配气筒下行的弹簧管，构成了使配气筒同气缸中活塞作同步往复运动的机构。实现了使配气筒上对应于上下进气口和上下供气口的四个气孔配合行动，向燃烧室的上下两个空间交替供燃气的目的。
进一步的方案是配气筒的下端装有一个同曲轴的动力输出轴上的凸凹轮转动连接的轮子，配气筒的顶部开口，作为同上进气口配合工作的气孔，配气筒的侧壁上，对应于气缸壁上的下进气口和上下供气口的位置，分别开有三个气孔，它们同配气筒顶部的开口共同实现了对燃烧室中活塞上部空间和下部空间交替配给燃气的机构。配气筒内腔中部有一隔层，将配气同内腔分为两部分，上部是混合后的燃气到燃烧室的通道，下部是供气室中压缩空气到混合管路的通道。
因为上连杆穿行于气缸内腔中间的隔绝层，二者的接合部可能密封不很紧严致少量漏气，相互干扰致发动机不能正常工作，将燃气和空气分开，使其在缸外混合，再输入燃烧室中。这样，气缸下部的供气室的侧壁上开有上下两个对应于下活塞的上部空间和下部空间的空气入口，在入口处各装一个实现交替向供气室供气的逆止阀，通过管路同空气滤清器连通在一起。
气化后的燃油和空气混合的管路安装在配气筒下部的外侧，即配气筒和配气筒套外侧壁上相应位置开有一个作为供气室的空气通往混合管路的入口，一个作为混合后的燃气进入配气筒的出口，通过管路把化油器和两口连通在一起。
按照上述方案即可制成一个连续输出动力的单行程发动机。其工作原理是在上活塞的往复运行中，气缸顶部的进气口被封住，进入燃烧室上部的燃气被压缩，而上活塞下部的燃烧室与排气口连通，废气排出。同时，下进气口打开，燃气进入上活塞下部的燃烧室；当活塞将上部燃烧室的燃气压缩到点燃程度时，上火花塞将燃气点燃，即活塞上部的燃烧室工作。活塞即刻往下运动，立即把下部燃烧室同排气口隔绝，开始对下部燃烧室的燃气压缩，配气筒也向下运行，下进气口被封闭，上部燃烧室同排气口连通，排出废气，随后，上进气口又被打开，开始进燃气，此过程中，连杆推动曲轴运行到将下部燃烧室中的燃气点燃时，带动主轴转了半周；活塞又向上运行，上部燃烧室同排气口的通路逐渐切断，配气筒也往上运行，上进气口也逐渐关闭，其间的燃气逐渐被压缩，下部燃烧室与排气口连通，废气排出，燃气从下进气口进入；当活塞将上部燃烧室的燃气压缩到点燃时，连杆在活塞驱动下，推动曲轴带动主轴又作一个半周的转动；这样一个往复完成了一个圆周运动。在上活塞的上述往复运行过程中，配气筒上对应于供气室的两个供气口也交替被打开和关闭，由下活塞将其上下部空间的空气压出，经配气筒和供气管路向燃烧室供气；相应的，空气供给管路上的两个逆止阀也交替向供气室送入空气，共同完成上述工作。
本实用新型的优点是供气室和配气筒的配合工作，均是在与曲轴连为一体的主轴的驱动下同上下活塞和连杆的动作同步，有效地实现了对燃烧室中的上活塞的上下空间交替提供可燃气，保证上部燃烧室和下部燃烧室交替点燃工作，推动活塞带动曲轴连杆及其主轴作转动，一个往复运动，主轴转动一周，实现了连续输出动力的目的。因而可减小发动机体积和重量，简化结构，提高效率。
图1、本实用新型结构示意图；图2、空气供给管路中的逆止阀结构示意图；图3、逆止阀中的弹簧座结构示意图；图4a、4b、配气筒结构及工作原理示意图。
以下结合附图，作为一个实施例，对本实用新型作进一步说明。
本实用新型由气缸、活塞、曲轴连杆以及燃油和空气供给机构等构成。气缸内腔分为燃烧室和供气室两部分，通过曲轴连杆将活塞在气体内腔中的往复运动变为主轴2的圆周运动。缸缸外壁制有散热片20。
参照
图1、4，气缸内腔通过隔层26分开为上下两部分；上部为燃烧室，下部为供气室。隔层26中心开孔，上连杆21穿过此孔，下段处于供气室中，上段处于燃烧室中。上连杆21的上端固接上活塞18，下端固接下活塞28，上连杆与隔层间通过密封圈22压紧。下连杆32的上端，在下活塞28下底部处，通过转轴29转动连接，下连杆32的下端同曲轴33的主轴2连接。曲轴33装在曲轴箱34中。燃烧室的侧壁上、一方的中间位置上开孔作为排气口19。靠近气缸盖16的位置处安装上火花塞17，靠隔层26的位置处开孔，安装下火花塞23。燃烧室侧壁的另一方，在接近缸盖16处开有上进气口15，在接近隔层26处开有下进气口10。供气室的侧壁上，一方开有上下两孔，分别安装上逆止阀24和下逆止阀30，两逆止阀结构相同；逆止阀24和30的进气口上，用管路同空气滤清器25相连通。供气室侧壁的另一方，开有上供气口27、下供气口31。在气缸外壁上，紧靠进气口15、10和供气口27、31所在的连线上，事先即安装配气筒14及推动配气筒动作的弹簧管12的筒套13。在曲轴箱34的外侧，装有凸凹轮的防护箱，凸凹轮1就装在主轴2从曲轴箱申出的部分上。配气筒14为圆管状，其上端开口，同燃烧室的上进气口15配合工作，是燃气进入燃烧室上部的通路；配气筒中部在接近下进气口10的位置开一穿过配气筒两侧壁的对通孔9，它是配气筒交替向上下进气口15、10提供燃气的通路；在对通孔9的附近、配气筒中间隔层6的下方、靠供气室侧壁一方，开一同供气室的上供气口27相配合的气孔43；配气筒的下部开对通孔5，此对通孔的外侧承担上下供气口27、31进入供气管路7的通道，其内侧为下供气口31进入配气筒的入口。配气筒底端安装轮子3，轮子3同凸凹轮转动接触。配气筒上部套装弹簧管12，弹簧管12下端同其底座11固接在一起，底座11套在配气筒外壁上，二者固接为一体。配气筒套13的外壁的下半部，分别开上下两口，此两口的尺寸大小要保证配气筒在往复运动中，对通孔9和对通孔5始终与供气管路连通。再在两口部安装密封接口4，通过管子将化油器8同此两接口4连通。这样即制成一个单行程发动机。
参照
图1、2、3，空气管路中控制空气交替进入供气室的逆止阀24或30由带接嘴的阀座38、阀门塞37、阀门弹簧座41构成，阀座近似钟罩形，其底部边沿制有四个开有螺孔39的连接耳40；四个连接耳制作在四等分圆周的四个点上；用于将逆止阀固接在供气室位置的气缸外壁上。阀门弹簧座41为圆环状，卡装在阀座24内腔下口的凹台上，其中央有安装弹簧套管35的小圆环，通过三根连接条，在三等分圆周的位置处，将内外两个圆环连接成一个圆盘形。弹簧套35的下端卡装在小圆环内，弹簧36套在弹簧套管35的的外围；弹簧36的下端也固接在弹簧套的外壁上。阀门塞由定位杆42和门塞37两部分构成，门塞37为圆台状，用柔性材料制作，便于同进气管接触紧严，有效地关断气流。定位杆42固接于门塞37的中心处，将其插入弹簧套35中，使整个阀门塞在弹簧套管中可作往复运行，而不偏离中心。
参照
图1和图4a，在发动机活塞及曲轴连杆的带动下，凸凹轮1随主轴2旋转，推动配气筒向上运行，而弹簧12在当轮子3离开凸凹轮的凸部时，将推动配气筒向下运动。其工作过程是当配气筒下端的轮子3转到凸凹轮的凹部的过程中，刚好是活塞向下运行的过程，即配气筒下行，供气室下部的供气口31逐渐打开，当轮子3正处于凸凹轮1的凹部时，下供气口31处于完全打开状态，配气筒下部的对通孔5与下供气口31完全连通，活塞也运行到最底点，此时上供气口27、下进气口10及配气筒中部的气孔43被完全封闭，而配气筒上口同上进气口15连通，排气管19打开燃烧室上部废气排出；处于供气室下部的空气被快速压出，经管路7同化油器出来的雾化燃油，在配气筒上部混合，经进气口15进入燃烧室上部。参照
图1和图4b，在活塞和连杆的快速运行中，轮子3转到凸凹轮1的凸部的过程中，凸凹轮推动配气筒向上运动，下供气口31、上进气口15均被封闭，而进气口10、上供气口27被打开；排气管19同燃烧室上部的通路被上活塞18封住，空气管路中的下逆止阀30打开，上逆止阀24关闭；配气筒上的气孔43同上供气口27连通，上对通孔9与下进气口10连通。于是供气室上部的空气44被压出，从上供气口27，经配气筒中部的气孔43进入配气筒中，向下运行，再经下对通孔5外侧，进入管路7中，再同化油器出来的雾化燃油混合，混合后的燃气经上对通孔9和下进气口10，进入燃烧室下部，而燃烧室下部原有的废气，也在活塞向上运行时，使燃烧室下部同排气管19连通而排出。当配气筒底端的轮子3离开凸凹轮1的凸部向凹部运行过程中，位于配气筒上部的弹簧12，又将配气筒推往下行。这样连续交替的向燃烧室压入混合燃气，使活塞在上下往复运行中，交替压缩进入燃烧室上下部的混合燃气，在当轮子3处于凸凹轮1的凸部和凹部时，上下火花塞17、23交替点燃燃气，使活塞连续作往复运动，从而推动曲轴连杆机构带动主轴2转动，每一个往复过程，完成一次圆周运动，所以能连续输出动力。
参照
图1，如果上连杆21同气缸内腔中的隔层26间的接合部密封紧严，可以有效地防止上部燃烧室中的燃气漏入下部供气中，则可将化油器直接安装在空气滤清器管路中，燃油和空气在供气室中就可以得到充分混合，再压到配气筒中，由配气筒交替送入燃室的上下部。这样，配气筒外侧安装的管路7及相应的接嘴4等，均可取消，使装置更间化，更轻便。尤其适于摩托车类的轻型交通工具或适于人力携带的其它机械设备上，作动力机使用，如农民用的轻型谷类脱粒机或单人即可搬移的抽水机等。
权利要求1.一种单行程发动机，由装有活塞的圆筒形气缸，气缸下部是装有曲轴(33)的曲轴箱(34)，曲轴通过连杆同活塞转动连接，气缸侧壁上安装有火花塞(17)、(23)，气缸外安装了燃油和助燃气供给管路，气缸外壁上还安装有散热片(20)，气缸内腔分为上下两部分，上部为燃烧室、下部为供气室，连杆分为上连杆(21)和下连杆(32)等部件构成；其特征是上连杆(21)穿过气缸内腔中间的隔绝层(26)，其上端安装用于压缩可燃气的上活塞(18)，其下端安装用于压缩空气的下活塞(28)；上活塞(18)处于燃烧室中，把燃烧室分成上下两部，下活塞(28)处于供气室中，把供气室分成上下两部，下连杆(32)的上端同下活塞(28)及其上连杆(21)构成转动连接；位于燃烧室的顶部和底部的气缸侧壁上，开有上进气口(15)和下进气口(10)，位于供气室的顶部和底部开有上供气口(27)和下供气口(31)，它们处于同一垂线上；在气缸外侧面对应于这四个进、供气口的位置处安装一根配气筒(14)；配气筒(14)下端的轮子(3)同安装在曲轴上的凸凹轮(1)转动接触，配气筒上部安装有使配气筒下行的弹簧管(12)，构成了使配气筒同气缸中活塞作同步往复运动的机构。
2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于配气筒的下端装有一个同曲轴的动力输出轴(2)上的凸凹轮(1)转动连接的轮子(3)，配气筒(14)的顶部开口，作为同上进气口(15)配合工作的气孔，配气筒(14)的侧壁上，对应于气缸壁上的下进气口(10)和上下供气口(27)、(31)的位置，分别开有三个气孔，它们同配气筒顶部的开口共同实现了对燃烧室中活塞(18)的上部空间和下部空间交替配给燃气的机构。
3.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于气缸下部的供气室的侧壁上开有上下两个对应于下活塞(28)的上部空间和下部空间的空气入口，在入口处各装一个实现交替向供气室供气的逆止阀(24)、(30)，通过管路同空气滤清器(25)连通在一起。
4.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于配气筒(14)和配气筒套(13)外侧壁上相应位置开有一个作为供气室的空气通往混合管路的入口，一个作为混合后的燃气进入配气筒(14)的出口，通过管路(7)把化油器(8)和两口连通在一起。
专利摘要一种发动机，由气缸、曲轴连杆、活塞及点火器等构成，气缸由燃烧室和供气室构成，分上下活塞，由上下连杆同曲轴连接，气缸外侧安装配气筒，把空气和气化后的燃油交替送入燃烧室的上下两个空间，形成燃烧室的上下两部分交替工作，推动活塞作往复运动，每一个往复过程，主轴完成一次圆周转动，达到一个气缸即可连续输出动力的目的。既可减小发动机体积，又可提高效率。
文档编号F02B75/02GK2251625SQ9525021
公开日1997年4月9日 申请日期1995年12月28日 优先权日1995年12月28日
发明者符泽宇 申请人:符泽宇