[实用新型]顶塞式二冲程内燃机

说明书

顶塞式二冲程内燃机属发动机的领域。

现有二冲程汽油机的换气过程是靠曲轴箱中的油气混合气将前一循环废气驱除并取而代之，其结果是废气排放效率低，换气不彻底，而且在换气时有一部分油气混合气随同废气被排出，造成燃油消耗率大，排放污染严重。

本实用新型的目的是增设一个辅助活塞，用以排出废气和吸进可燃混合气，使得燃烧后的废气与未燃烧的可燃混合气在换气过程中完全分开。互不接触，从而有效地解决二冲程气油机由于换气结构不合理所造成的燃油消耗率大、排放污染严重的问题。

本实用新型包含有气缸、动力活塞、燃烧室、曲轴、连杆、排气口、火花塞、进气道、进气单向阀，它还包含有顶塞、顶柱、吸气室、顶塞弹簧、输气止回阀。动力活塞和顶塞都安装在气缸内，动力活塞装在顶塞的下部，动力活塞通过连杆与曲轴连接。顶塞安装在动力活塞的上部，顶塞的顶部与动力活塞的顶部是对置的，顶塞上设有一输气止回阀，用以控制可燃混合气进入燃烧室。顶塞弹簧的弹力作用于顶塞的上面，顶塞向下止点的运动力来源于弹簧的弹力。顶塞与动力活塞之间还设有顶柱，其作用是传递动力活塞对顶塞向上的推动动力，并保持两活塞之间的最小间隙。既燃烧室的最小空间，以利于混合气的流动和燃烧。进气单向阀设在进气道的出气口处。本实用新型取消了现有二冲程发动机扫气用的进气口和扫气道，所以曲轴箱可以不需封闭。

本实用新型由于增加了一个换气用的顶塞，使得二冲程气油机由于换气结构不合理所造成的燃油消耗率大、排放污染严重的问题得到根本解决。而且顶塞对吸入的燃油混合气有预热作用，有利于燃料气化；同时顶塞也得到燃油混合气的冷却，这样有利于提高发动机的燃烧性能和热效率，以及延长顶塞的使用寿命。顶塞靠动力活塞带动，所以不需要复杂的传动机构。因此本实用新型结构简单，工作可靠。

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为动力活塞及顶塞处于下止点时本实用新型整体结构示意图。

图3为动力活塞及顶塞从下止点向上止点运动时本实用新型的整体结构示意图。

图4为动力活塞及顶塞处于上止点时本实用新型的整体结构示意图。

图5为动力活塞及顶塞从上止点向下止点运动时本实用新型的整体结构示意图。

实施例：本实施例由气缸14、动力活塞13、燃烧室12、顶柱11、顶塞10、吸气室9、顶塞弹簧8、曲轴7、连杆6、排气口5、火花塞4、输气止回阀3、进气单向阀2、进气道1组成。动力活塞13和顶塞10都安装在气缸14内，动力活塞装在顶塞的下部，动力活塞通过连杆6与曲轴7连接，动力活塞的上下运动使曲轴旋转作功。顶塞10装在动力活塞的上部，顶塞的顶部设有一输气止回阀3。顶塞被面的弹簧座上压靠有顶塞弹簧8，顶塞弹簧8的另一端支承在气缸盖上。（顶塞弹簧可以装在气缸内也可以装在气缸外，可以直接与顶塞接触，也可以通过连杆和顶塞接触。）气缸盖上还设有与汽化器相连的进气道1，进气道出口处装有进气单向阀2。顶塞与被它隔开的气缸14的上部构成吸气室9，其作用是吸入可燃混合气。动力活塞13的顶部装有四个顶柱11，（顶柱11还可以设在顶塞的顶部）动力活塞顶部与顶塞顶部之间构成燃烧室12。顶塞上的输气止回阀3可使吸气室里的可燃混合气流入燃烧室，而不会使燃烧室中的废气流入吸气室，气缸14上部顶塞的上止点附近的气缸壁里装有火花塞4，气缸14下部动力活塞下止点附近设有排气口5。

顶塞式二冲程内燃机的结构不仅适用于二冲程汽油机，而且还可用于以煤气、石油气等可燃气体为燃料的二冲程发动机，此时只需将燃料供应系统改换成气体燃料发动机常用的气体混合装置和压力调节器即可。

本实用新型的工作过程如下：动力活塞及顶塞处于下止点时如图2，此时动力活塞由下止点向上止点运动时通过顶柱11推动位于下止点的顶塞一起上行，在上行过程中动力活塞关闭排气口5，压缩顶塞弹簧8，迫使吸气室9空间逐渐变小。由于此时进气单向阀2已经关闭，所以吸气室中上一冲程吸进的可燃混合气的压力越来越大，当压力大于顶塞上的输气止回阀3的弹簧弹力时，混合气顶开输气止回阀3，并不断地由吸气室9压入到燃烧室12中。直到动力活塞和顶塞共同到达上止点时，燃烧室12中的压力最大。吸气室9与燃烧室12之间的压力差减小，所以输气止回阀在其弹簧弹力的作用下关闭，混合气过程结束。此过程如图3和图4。当燃烧室移动到火花塞位置时，火花塞跳火，点燃燃烧室中的混合气，混合气迅速燃烧膨胀，迫使动力活塞向下止点移动，通过连杆6推动曲轴7旋转作功。

动力活塞自上止点向下止点运动过程如图4、图5，由于燃烧室中气体压力大于顶塞弹簧8的弹力，顶塞仍处于上止点，但随着动力活塞的下行，燃烧室的空间逐渐增大，燃烧室中燃烧后的废气压力也逐渐减小，当压力小于顶塞弹簧弹力时，顶塞开始下行，推动燃烧室中的废气向排气口5方向移动，直到动力活塞打开排气口，废气在自身压力和顶塞的推动下迅速从排气口排出机外。在顶塞下行过程中吸气室的空间逐渐增大，产生真空，由汽化器产生的可燃混合气顶开进气单向阀2，可燃混合气不断地从进气道1进入吸气室中。当动力活塞到达下止点时，顶塞在顶塞弹簧推动下，也随之与顶柱接触到达下止点，将燃烧室中的废气从排气口排出，排气过程结束。同时吸气室的容积达到最大，吸气室的负压减小，所以进气单向阀在其弹簧弹力下关闭，进气过程结束，准备开始下一个循环。