[发明专利]机械式发动机

说明书

技术领域

本发明涉及发动机，尤其涉及一种具有较高性能的机械式发动机，属于机械制造领域。

背景技术

要制造出一种高速、低噪音、低排放、低成本的发动机，特别是一种紧凑型的发动机，其问题主要集中在发动机的箱体、箱盖、汽缸头和配气机构的设计方面，一个良好的设计对于发动机的制造、成本的控制、零部件的互换性以及制造装配工艺的展开等等各个方面都具有良好的作用，因为要制造一种结构紧凑的发动机所面临的主要任务不是发动机的性能，而是发动机的可大批量制造的特性，所以在设计此类发动机时应该综合各方面的因素进行综合的考量。同时为了满足发动机小型化的要求，发动机在设计时零部件要尽可能地少，又为了充分利用设计空间，各个零件的物理形状就要设计得非常不规则，但是这样就为设计的变更和生产制造带来较大的困难。

例如同样是设计一款3-4马力的汽油发动机，紧凑型的加工难度要远远高于非紧凑型的，这是因为其中的发动机的变形以及其衍生形式和生产工艺可变的弹性大大减低，从而造成制造成本大大增加(特别是加工成本和人工成本)，随着社会经济的发展，产品的材料成本会逐步降低，而人工成本和时间成本是不断提高的，所以苛刻地追求材料成本的减低而忽视其他方面是不行的，并且紧凑型的结构还会对发动机的热性能产生不利影响，因此要特别重视发动机的散热问题。国外小型发动机的设计比较先进，现以本田公司为例进行主要说明。如图3、图4是本田公司生产的大约3.5马力的汽油发动机的机体和箱盖，其配气机构主要由时规同步带、带轮、凸轮和气门摇臂等组成，是OHC型(顶置凸轮)，因为凸轮转速必须是曲轴的1/2，所以通过时规同步带带动凸轮和带轮完成动力传递和减速，这种结构使得配气机构的重量小，运转惯性低，噪音小，适合相对高的转速工作，但发动机的箱体19′和汽缸头18′合二为一，从设计的角度讲减少了零件的数量，使发动机的体积有所减小，但是从发动机零件的加工工艺和装配工艺角度讲，由于箱体19′和箱盖18′是 通过倾斜面K、K′来加工和装配的，从而造成加工基准和设计基准的不重合，使得零件的加工变得比较困难，加工的形位公差有增大的趋向，极易造成大量的报废零件，使得整机的成本反而上升；并且从图3中可以看出，W部位完全遮住了此处的汽缸和汽缸头18′，如果发动机的冷却气流是从此部位吹来的，那对发动机的散热是极其不利的。图5是本田公司生产的大约1.7马力的汽油发动机的机体(箱体18″与汽缸头19″制成一体，箱体18″与箱盖的安装配合面K″为斜面)，采用的是一种原始OHV(即下置凸轮式，配气机构由气门上摇臂、挺柱和凸轮构成，凸轮机构在曲轴箱内)结构，虽然结构简单，可靠性高，并且不存在散热困难，但是配气机构是往复运动，外加机件质量和高转惯性比较大，极高转速工作下挺柱会因为惯性跳离摇臂，产生哒哒的噪音，所以这种形式的发动机不适合相对高速运转。从技术角度来分析，同步带发动机对顶杆的要求较高，特别是需要一条过硬的湿式同步带，而这种设计并不能发挥出发动机应有的特性。另外，在发动机转速位于4000-5000转的范围之内采用同步带的OHC型发动机并没有很大的制造和技术优势。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术存在的缺点，提供一种高速、低噪音、低排放、低成本的发动机。