[发明专利]低排放二冲程汽油机

说明书

技术领域

本发明涉及汽油机技术领域，特别是一种小型通用二冲程汽油机。

背景技术

二冲程汽油机由于具有结构紧凑、体积小、质量轻、运转提速快等许多显著优点被广泛应用于农业、林业、园艺、家庭等许多产品领域。汽油机由缸体、曲轴连杆组件、运动部件、磁电机、化油器等零部件组成，在缸体的筒干部分设置了一个进气口、一个排气口、两个扫气口，这些气口都是由活塞运行来打开或关闭。汽油机的一个工作循环是由活塞运动的两个行程来完成的，没有专门设置进气冲程和排气冲程。

在活塞上升到将进气口、排气口、扫气口都关闭时，开始压缩工作混合气，同时，在活塞下面的曲轴室内形成真空度。当活塞继续上行时，进气口开启，在大气压力作用下，可燃混合气从化油器进入曲轴室。活塞接近上止点时，火花塞发出电火花，点燃被压缩的混合气。燃烧后的高温高压气体膨胀迫使活塞向下移动。进气口逐渐被关闭，流入曲轴室的可燃混合气因活塞下移而被预先压缩。当活塞接近下止点时，排气口开启，废气经排气口从消音器流入大气中，受到压缩的可燃混合气从扫气口流入汽缸内，并驱除废气，也就是所谓的扫气。但用来进行扫气的可燃混合气则易于同燃烧废气混合在一起，这样这部分可燃混合气未经过燃烧就排了出去，所以二冲程汽油机相对于四冲程汽油机不但燃油经济性能较差，而且尾气中含有大量的有害成分，例如HC和CO。因此尽管二冲程汽油机的排量并不大，但对大气污染物中有害成分的影响却是显著的。此外现有的二冲程汽油机通常不能满足行政机关制定的日趋严格的排放法规，尤其是尾气中的HC(碳氢化合物)指标，超出排放法规的限值很多。

目前，解决的方法通常是通过添加催化剂来降低尾气中的HC含量，然而使用催化剂不仅增加了额外成本，还因催化剂化学反应过程中产生大量热能使机器产生过热的问题，因此降低尾气中的原始排放是本领域技术人员一直试图攻克但又尚未攻克的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种低排放二冲程汽油机，通过对缸体扫气道结构的改进，使得尾气中的有害成分(HC+NOx)含量能明显地降低，从而达到降低原始排放的目的，同时能有效降低汽油机的燃油消耗率，提高其经济性能；本发明的另一个目的是出于工艺方面考虑，使得生产便于操作实现，降低制造成本。

本发明采取的技术方案是，一种低排放二冲程汽油机，包括缸体、活塞、缸腔、前半曲轴箱、后半曲轴箱、由前后半曲轴箱组成的曲轴室，其特征在于：在缸体上对称设置有将曲轴室与缸腔连通的扫气道，所述扫气道结构为闭式结构，该闭式结构是通过在缸体的两侧对称设置端盖来实现，并在扫气道上设置有气体分割壁，气体分割壁将扫气道分割成扫气道一和扫气道二，扫气道被设计成α角度，同时在前半曲轴箱、后半曲轴箱的缸体结合面上设置有节气孔。

所说α角度取值范围为120°～150°之间。

缸体的扫气出口一在靠近排气口的一侧设置了一个节气挡板，能明显地减少了扫气出口一的开口面积。

缸体上的扫气道由上扫气道和位于端盖上的下扫气道组成。

在扫气道上设置的节气挡板弧长约为整个扫气道开口弧长的1/2。

根据本发明具有上述结构的低排放二冲程汽油机的工作过程如下：在活塞的上行冲程中，随着曲轴室中的压力降低，在大气压力的作用下，混合气从化油器中吸入到曲轴室并保留在其中。当活塞上方燃烧室中的混合气被点燃而燃烧时，在燃烧气体的推动下，活塞下行，曲轴室和扫气道中的混合气被压缩，在接近下止点时，首先是排气口打开，当活塞继续下行时，位于扫气道下游端的扫气口打开。在扫气出口开启的初始阶段，曲轴室中压缩的混合气冲向扫气道的下游端，并冲到缸腔中，从而作为扫气气流以一定的扫气角度、从扫气出口喷入缸体与排气口正对的内壁面上。扫气气流随后冲击到缸体内壁面上，然后再从此处反折，从而将燃烧后的废气从排气口排出。本发明中的扫气角度α取值范围在120°～150°之间，这既是多次试验结果的理想范围，也是引导气流朝理想方向发展的最佳角度。