[发明专利]排气门式二行程内燃机

说明书

本发明属于内燃机技术，是一种二行程内燃机的设计。

普通二行程内燃机有升功率高、结构简单等优点，但存在配气相位只能对称设计的问题，它不可能达到象凸轮轴那样可按理想时间或曲线设计所产生的进排气效果。废气排不干净或进气不足都影响动力的提高，同时排气噪音大也是所有活塞阀式内燃机的共同问题。更重要的是汽油内燃机都以混合气进行扫气，存在扫气损失油料多的问题。

本发明的目的在于提高二行程内燃机的功率，节能和降低噪音。

本发明采用普通高能点火装置或燃油喷射系统和一般的离合器以及普通冷却和局部加强冷却装置，并对气缸体、气缸盖和进排气系统与曲轴箱改进设计。

本发明的最大特征是改进以前的气缸体上的排气口设计为顶置或侧置排气门，并在原排气口的设计相位增设新鲜空气扫气道，其总截面较原排气口要小，扫气压力来源于排气脉冲或车辆前进时的迎风阻力或另外附设压气机构。结构原理见附图1和附图2。

本发明的工作循环可设计为：缸内爆发活塞下行，当曲轴转过上止点82°～90°或100°时，排气凸轮使排气门打开，再转过一定角度（约16°左右）即气缸内大部分废气已排出且缸内压力不太高即接近常压时，缸体上的纯空气扫气口打开，当带有一定压力的扫气气流占据缸内容积约2/3的空间以后换气口打开，较浓混合气或空气进入气缸再扫去剩余的约1/3排量体积的废气从而完成进气，排气门在活塞上止点前约130°关闭后气缸内开始压缩，上止点前约8°～28°时点火或喷射燃油作功。设计时应尽量避免纯净空气扫气流对换入混合气的过度稀释，或采用层状充气，保证火花塞处有合适浓度的混合气。

本发明的配气相位可以通过排气凸轮按较理想的要求进行设计，可以消除排气口在换气口截面周围引起的较大可能的扫气损失，同时还能降低排气噪音。本配气相位的设计可抑制化油器的反喷，并有一定的贮能作用。本发明的排气凸轮，在不另设有润滑用机油泵时可兼作一个简单低阻力离心式机油泵，本发明很容易恢复到原有普通活塞阀式二行程内燃机的功能。

本发明主要适合于单缸、双缸或多缸汽油内燃机，对柴油机亦能适用。开发新机型不太难，改造现有机型也很容易，在现有七五0四行程，五0、二五0二行程摩托车上实施改进，其机件变化不大但性能将有明显变化。

附图说明如下：

1、为化油器;2、为曲轴箱;3、为气缸体（其中A为换气口，B为扫气口，C为排气口）;4、为气缸盖（其中D为火花塞，E为燃料喷射器，C为排气口）;5、为排气门及凸轮机构;6、为排气脉冲增压装置。

以下就本发明的实施例再作几点说明：

1、顶杆组合：如采用之则要求轻质耐磨高强度。

2、凸轮：用耐磨铸钢或轴承钢制作，结构简单易于单个成型，兼有机油泵作用时需设计泵盖。

3、缸体：

a、扫气口制作成微开、半开、全开或全程可调式，这至少对实验、调试、设定时方便。

b、在凸轮机构失去作用时，只要排气门关闭，将扫气口调到全开位置并利用扫气道进行排气，则此时发动机为传统活塞式二行程内燃机。

c、缸体上需设油道，侧置排气门时缸体结构稍复杂。

4、排气脉冲装置：由一个带压力弹簧的活塞将工作室分成两半，形成谐振腔和扫气增压腔，单独制作时容易加工。

5、扫气系统：首先需清楚“进气”是指在排气门关闭情况下混合气经换气口进入气缸，也包括经扫气口进入的空气，当然空气进入扫气增压腔和空气经笛簧阀或化油器进入曲轴箱也叫进气。“扫气”不但包括纯空气经扫气口向排气门的流动，也包括混合气经换气口向排气门的流动。本扫气系统除包括扫气口及调整装置，扫气道，扫气增压腔外还包括一个带滤清器的斗形自然承风孔和一个可自由垂下关闭的单向无声进气活门。

6、排气脉冲装置和扫气系统组合而成的排气脉冲增压装置可运用于进一步改善现有活塞阀式二行程内燃机的动力性，改变汽油机的混合气扫气为纯空气扫气起到节能作用。

7、新设计空气动力源：可只将动力缸活塞底部直径加大，以增加曲轴箱预压空气量和提高压力，满足扫气和换气的需要。见附图2中的活塞及有止回阀的空气贮存室（或扫气增压腔）。上述及原理图基本上是以1E40FM发动机为基础的。

8、若在单、双缸柴油机上采用本发明，并设侧置排气门时，可在飞轮上某个地方加装排气凸轮同时还有可能省去排气门顶杆和高压泵凸轮。如附图4所示。

9、运用本发明可对四行程七五0发动机作如下改进