[发明专利]一种无连杆式对置活塞二冲程内燃机

说明书

本发明公开的一种无连杆式对置活塞二冲程内燃机，包括气缸套，气缸套的两侧分别设置有对置活塞，对置活塞上设置有动力输出机构，动力输出机构上设置有同步机构，气缸套的内部设置有双喷油器，动力输出机构在同步机构的约束下，将对置活塞在气缸套内的往复直线运动转换为旋转运动，完成动力输出。本发明结构简单合理、摩擦损耗低、机械效率高，可有效消除由传统的曲柄连杆机构所产生的活塞与气缸套之间的侧压力，能够灵活控制对置活塞的相对运动规律，实用性好，值得推广。

技术领域

本发明属于内燃机技术领域，具体涉及一种无连杆式对置活塞二冲程内燃机。

背景技术

对置活塞二冲程内燃机由于取消了气缸盖和气门机构，依靠气缸套上的进排气口完成缸内换气，具有结构简单紧凑、功率密度高、成本低、质量轻、制造继承性好等优点。传统的对置活塞二冲程内燃机往往采用对置曲柄连杆机构实现对置活塞的往复运动和相对同步，在活塞往复运动过程中，缸内燃气力作用在活塞上以后会分解成沿着连杆方向的连杆力和垂直气缸套的侧压力。由于对置活塞对气缸套两侧的侧压力作用，使得传统曲柄连杆机构式对置活塞二冲程内燃机在工作过程中绕着内止点中心产生振动。同时，活塞和缸套之间侧压力的作用使得二者摩擦力增加，机械效率下降。活塞组件和连杆小头在气缸中做往复直线运动会产生往复惯性力，而偏离曲轴轴线的曲柄、曲柄销和连杆大头绕曲轴轴线作圆周运动则会产生旋转惯性力，在往复惯性力和旋转惯性力的联合作用，会使内燃机产生剧烈的振动，同时也加大了内燃机机件的变形和磨损程度；这些都直接影响曲柄连杆机构式对置活塞二冲程内燃机的机械效率。

对置活塞发动机同步机构是将两侧曲轴的输出扭矩进行汇合并保证两侧活塞保持同步运动。目前，对置活塞发动机同步机构主要有三种形式：内外连杆式同步机构、“螺旋锥齿轮+驱动轴”传动形式和直齿轮同步机构。内外连杆式同步机构，主要特点是曲轴的三个曲拐都采用并列连杆布置。中心曲轴与内活塞的连杆连接，而外曲拐则通过外侧的长连杆与外活塞连接。与此相似的同步机构有容克MK的动力装置、CLM发动机和多克斯福德发动机，但该同步机构只适合单曲轴的对置发动机。“螺旋锥齿轮+驱动轴”同步机构，通过曲轴上的螺旋锥齿轮和传动轴将动力汇合，因此两侧曲轴的旋转方向一致。费莫38型发动机自1933年研制以来，衍生了很多变型机，部分小缸径机型逐步停产，但大缸径机型一直生产。在对置活塞发动机研发初期曾采用链传动来实现同步，但由于该机型两侧曲轴距离较大，在变工况时容易使链条发生抖动而放弃了链传动方案。直齿轮同步机构是在两侧曲轴上各安装一个齿轮，并通过布置在两侧曲轴间的若干个直齿轮实现动力汇合。容克207型发动机的同步机构通过两侧曲轴间的三个直齿轮来实现同步，隶属于Jumo204～209型发动机系列。类似的同步机构还有马克10发动机和雷兰德L60发动机的同步机构，两者的不同点在于两侧曲轴间的齿轮数。雷兰德L60与Jumo205一样都是三个齿轮，马克10为两个齿轮，所以马克10两侧曲轴的旋转方向相反。上述三种同步机构均有各自的优缺点，由于直齿轮的尺寸公差影响到运行噪声和背隙控制，若传动距离过长，可能会影响两侧曲轴旋转相位差的精度，同时轴传动方式本身又存在一定的轴向力作用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种无连杆式对置活塞二冲程内燃机，以便解决现有技术中的不足。

本发明的技术方案是：一种无连杆式对置活塞二冲程内燃机，包括气缸套，所述气缸套的两侧分别设置有对置活塞，所述对置活塞上设置有动力输出机构，所述动力输出机构上设置有同步机构，所述气缸套的内部设置有双喷油器，所述动力输出机构在同步机构的约束下，将对置活塞在气缸套内的往复直线运动转换为旋转运动，完成动力输出和汇流。

优选的，所述对置活塞包括结构相同的进气活塞和排气活塞，所述进气活塞和排气活塞分别位于气缸套的进气侧和排气侧，所述对置活塞包括圆柱基体，所述圆柱基体穿设在气缸套内，且与气缸套的内壁滑动连接，所述圆柱基体的中部设置有凸起，所述凸起上设置有安装孔一，所述安装孔一的轴线与圆柱基体的轴线垂直，所述凸起上还设置有多个减重孔。