[发明专利]无裙部活塞对置式发动机

说明书

活塞的重要构成部分一裙部，它的主要作用在于安装活塞销的连接杆和导向，可是它的重量及在气缸中摩擦阻力造成的功率损失是很可观的。因此人们总在设法改善裙部的型线或尽量缩短裙部，以提高发动机的出力。然而特殊型线的裙部的加工是很复杂的，甚至要用专用机床和工装。而缩短裙部的办法常常会使活塞在气缸里倾斜，即导向不好，其后果是造成拉缸、漏气。

DE3，001，094是在完全除去活塞裙部的基础上构思的一种发动机。这种发动机（图1）的活塞1的曲轴同一曲拐处对置，两只活塞借助一个传动连接环3连成一线，连接曲轴的连杆沿一定型线的传动连接环内壁5做往复运动。一对无裙部活塞（图1）在对置的气缸内做直线运动，通过传动杆4互相导向，这种发动机取消了活塞裙部，改善了导向功能，但混合气损失较大，排气阻力大。本发明的目的就是改善无裙部活塞对置式发动机的排气功能，减少排气阻力、减小排气角度、减少混合气的损失。

本发明是这样实现的：一种无裙部活塞对置式发动机，对置的发动机的无裙部活塞分别与传动杆4相联，传动杆4的另一端之间安装一传动连拉环3，与曲轴相连的连杆14沿具有一定型线的环壁5做往复运动，其特征是：在气缸中部均匀的分布多个圆形排气孔6，有缺口的圆桶形涨圈13，套装于活塞下腔8中，在涨圈13的圆周对称或不对称的排列四个能锒入相应排气孔的定位珠12，定位珠12的下部设弹簧18，气缸有多个进气口10与出气口9，且进气口10数目多于出气口9，进、出气口均安装单向阀门。

进气口10与出气口9的比例为4∶2。气缸润滑油通过传动杆4的中心油孔11注入活塞的两道气环之间的涂油环再涂上气缸。

图1是两个无裙部活塞经传动连接环连接;

图2是气缸结构;

图3是沿气缸中部环行分布的排气孔;

图4是涨圈工作原理图。

现结合附图对本发明进一步叙述如下：

从图1看出，传动连接环3的尺寸取决于它所包围的曲拐和连杆14的尺寸，并且它所承受的压力和拉力是很大的，然而为了减少发动机自身的功率消耗在保证强度的情况下应该尽量减小连接环的尺寸和重量。连杆14应有足够抗拉、抗压强度，其尺寸不易过长，否则不仅加大传动连接环的尺寸，而且还加大自身惯性，自然连杆过短，会使曲轴旋转的侧向力不够。连杆长度应与活塞行程相当。

由于活塞、连杆的改进，使本发明必须重新考虑配气系统，本发明中混合气经两次压缩，即当活塞上行时，从气缸底部的进气口10吸入混合气到活塞下腔8，当活塞下行时，混合气经压缩自气缸底部出气口9进入气门室1（气门室是密封的），活塞继续下行排出废气，混合气进入活塞上腔2，再经压缩而作功。本发明的气缸底部是密封的，气缸底部的进、出气口都装有单向阀门，并且进气口10数目多于出气口9数目，例如4∶2。传动杆4的中心油孔11。

发动机换气带来能量损失，在发动机设计中是人们关心的问题，为减少此项损失本发明采用了环形分布多个圆形排气孔6的设计方案，即在气缸中部一个水平面的圆周上打出许多个圆形小孔，这样不仅可以减小排气角度，也可减少排气阻力，同时减少混合气的损失。这是因为排气过程中，活塞下行混合气将近排气孔6时，活塞开始上行，封闭了排气孔。

目前市场上各种发动机排气孔的封闭全部依靠活塞裙部来完成，本发明中活塞没有裙部，因此采用了带定位珠的涨圈结构来完成排气孔的封闭工作。即活塞（图2）下行，推动涨圈结构13，使排气口打开，活塞上行后，借助弹簧7自动回弹力使涨圈结构上升，待定位珠12锒入排气孔而定位，涨圈停止上行。四个定位珠12在涨圈（图4）圆周上对称或不对称分布。

本发动机润滑系统也是特殊的，从油泵喷出来的机油进入曲轴流向曲拐，润滑曲拐，后又穿过连杆油道润滑连杆，从连杆小头进入传动连接环（图1）。

本发明由于要求连杆有较高的抗压、抗拉强度，因此连杆做成一整体，套在分段连接的曲轴上，在两曲拐之间有一直轴，直轴上有正时齿轮和向连杆、连接环、活塞等供油的油道。曲拐互旋角为90度，因此本发明发动机是两行程的。

由于本发动机气缸下腔有排气门和排气门弹簧一定程度上减少了充气量，因此本发明发动机最好使用增压器。

本发动机由于气缸对置，气缸重叠面少，因此可以采用风冷。

显然由于整机结构的变化本发动机不再需要复杂的配气趋动机构。