專利名稱：一種二沖程分層掃氣發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種小型通用二沖程發(fā)動機。
背景技術(shù)：
二沖程發(fā)動機由于具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、運轉(zhuǎn)提速快等許多顯著優(yōu)點被 廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園藝、家庭等許多產(chǎn)品領(lǐng)域。發(fā)動機由缸體、曲軸連桿組件、運動部 件、磁電機、化油器等零部件組成，在缸體的筒干部分設(shè)置了進氣口、排氣口和掃氣口，這些 氣口的打開或關(guān)閉是由活塞運動來控制的。發(fā)動機的一個工作循環(huán)是由活塞運動的兩個行 程來完成的，不同于四沖程發(fā)動機那樣，專門設(shè)置了進氣沖程和排氣沖程。在活塞上升到將進氣口、排氣口、掃氣口都關(guān)閉時，開始壓縮工作混合氣，同時在 活塞下面的曲軸室內(nèi)形成真空度。當(dāng)活塞繼續(xù)上行時，進氣口開啟，在大氣壓力作用下，可 燃混合氣從化油器進入曲軸室?；钊咏现裹c時，火花塞發(fā)出電火花，點燃被壓縮的混合 氣。燃燒后的高溫高壓氣體膨脹迫使活塞向下移動。進氣口逐漸被關(guān)閉，流入曲軸室的可 燃混合氣因活塞下移而被預(yù)先壓縮。當(dāng)活塞接近下止點時，排氣口開啟，廢氣經(jīng)排氣口從 消音器流入大氣中，受到壓縮的可燃混合氣從掃氣口流入汽缸內(nèi)，并驅(qū)除廢氣，也就是所謂 的掃氣。但用來進行掃氣的可燃混合氣則易于同燃燒廢氣混合在一起，這樣這部分可燃混 合氣未經(jīng)過燃燒就排了出去，所以二沖程發(fā)動機相對于四沖程發(fā)動機不但燃油經(jīng)濟性能較 差，而且尾氣中含有大量的有害成分，例如HC和CO。因此盡管二沖程發(fā)動機的排量并不大， 但對大氣污染物中有害成分的影響卻是顯著的。此外現(xiàn)有的二沖程發(fā)動機通常不能滿足行 政機關(guān)制定的日趨嚴格的排放法規(guī)，尤其是尾氣中的HC (碳氫化合物)指標(biāo)，超出排放法規(guī) 的限值很多。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種二沖程分層掃氣發(fā)動機，掃氣時，空氣先進行掃氣， 然后可燃混合氣進入燃燒室，從而達到降低尾氣中有害成分(HC+NOx)含量的目的，從而改 善排放，并有效降低發(fā)動機的燃油消耗率，提高其經(jīng)濟性能；本實用新型采取的技術(shù)方案是，一種二沖程分層掃氣發(fā)動機，包括缸體、活塞、缸 腔、前半曲軸箱、后半曲軸箱、由前后半曲軸箱組成的曲軸室，其特征在于缸體上對稱設(shè) 置有將曲軸室與缸腔連通的掃氣道，掃氣道有第一掃氣道和第二掃氣道，其中第一掃氣道 與空濾器相通，單向閥、空濾器、第一掃氣道用軟管相通，第一掃氣道、第二掃氣道獨立不相ο第一掃氣道為儲存空氣通道，第二掃氣道為儲存混合氣通道，第一掃氣道相位高 于第二掃氣道；空濾器與第一掃氣道之間使用單向閥；單向閥需在200pa 2000pa的負 壓下開啟；單向閥與第一掃氣道、空濾器之間的空氣通道(包括第一空氣通道、第二空氣通 道)截面積小于25平方毫米且大于1平方毫米。根據(jù)本實用新型具有上述結(jié)構(gòu)的二沖程分層掃氣發(fā)動機的工作過程如下在活塞的上行沖程中，隨著曲軸室中的壓力降低，在大氣壓力的作用下，混合氣從化油器中吸入到 曲軸室并保留在其中，同時將空氣吸入第一掃氣道。當(dāng)活塞上方燃燒室中的混合氣被點燃 而燃燒時，在燃燒氣體的推動下，活塞下行，曲軸室和第二掃氣道中的混合氣及第一掃氣道 中的空氣被壓縮，首先是排氣口打開，當(dāng)活塞繼續(xù)下行時，位于第一掃氣道的掃氣口打開。 在掃氣出口開啟的初始階段，第一掃氣道中的空氣沖到缸腔中，然后活塞繼續(xù)下行時，第二 掃氣道中的混合氣進入缸腔中，作為掃氣氣流以一定的掃氣角度從掃氣出口噴入缸體與排 氣口正對的內(nèi)壁面上。掃氣氣流隨后沖擊到缸體內(nèi)壁面上，然后再從此處反折，從而將燃燒 后的廢氣從排氣口排出。實現(xiàn)空氣在前，混合氣在后，從而降低(HC+NOx)含量。本實用新型的有益效果是，與傳統(tǒng)的二沖程發(fā)動機相比，由于使用空氣掃氣，大大 減低(HC+NOx)含量。在設(shè)定動力輸出的工況下，能有效的降低尾氣中有害成分的含量，特 別是HC(碳氫化合物)的含量，其燃油消耗率也有較大幅度的降低。
圖1是根據(jù)本實用新型的二沖程分層掃氣發(fā)動機圖2是沿圖1中的A-A線所作的剖面視圖圖3是沿圖1中的B-B線所作的剖面視圖圖4是缸體掃氣道沿缸體裙部的示意圖圖5是沿圖4中的C-C線線所作的剖面視圖圖6是本實用新型方案與現(xiàn)有技術(shù)二沖程汽油機尾氣中HC(碳氫化合物)對比實 驗結(jié)果附圖中序號說明1.火花塞；2.化油器；3.空濾器；4.第一空氣通道；5.單向閥； 6.第二空氣通道；7.第一掃氣道；8.第二掃氣道；9.缸體；10.燃燒室；11.活塞；12.曲軸 連桿組；13.缸腔；14.前半曲軸箱；15.曲軸室；16.后半曲軸箱；17.排氣口 ； 18.第二掃氣 道出口 ； 19.第一掃氣道出口 ；20.進氣口。
具體實施方式
如圖1、圖2、圖3所示，根據(jù)本實用新型的二沖程分層掃氣發(fā)動機，由缸體9、缸腔 13、前半曲軸箱14和后半曲軸箱16組成的曲軸室組件、曲軸連桿組12、活塞11等組成的運 動組件、磁電機火花塞1等組成的點火系統(tǒng)、化油器2、單向閥5等組成。缸體的筒干部分上設(shè)計了進氣口 20、排氣口 17、掃氣道(包括第一掃氣道7、第二 掃氣道8、第一掃氣道出口 19、第二掃氣道出口 18)，其中進氣口 20在豎直方向上的位置低 于排氣口 17和掃氣道出口，(保證活塞11在上止點時，活塞的裙部下邊沿不能擋住進氣口 20)；第一掃氣道出口 19和第二掃氣道出口 18的豎直高度是不相同的，且掃氣出口最上點 處的垂直高度要低于排氣口 17的最高點一定距離，因而，當(dāng)活塞11下降時，兩對掃氣道出 口是在排氣口 17打開之后一段時間打開的；缸體的四周設(shè)置了許多散熱片，可以帶走發(fā)動 機工作過程中產(chǎn)生的熱量；缸體的頂部有一個半球形的燃燒室10，火花塞1通過螺紋孔同 燃燒室10相通。在缸體9的下方，是由前半曲軸箱14和后半曲軸箱16圍成的曲軸室15， 支撐著曲軸連桿，并使活塞11上下往復(fù)運動。二沖程分層掃氣發(fā)動機的工作過程如下在活塞11的上行沖程中，隨著曲軸室15中的壓力降低，在大氣壓力的作用下，混合氣從化油器2中吸入到曲軸室15并保留在其中， 同時空氣通過空濾器3進入第一空氣通道4，再經(jīng)過單向閥5進入第二空氣通道6，并儲存 于第一掃氣道7中。當(dāng)活塞11上方燃燒室10中的混合氣被點燃而燃燒時，在燃燒氣體的推 動下，活塞11下行，曲軸室15和第二掃氣道8中的混合氣及第一掃氣道7的空氣被壓縮，在 接近下止點時，首先是排氣口 17打開，當(dāng)活塞11進一步下行時，壓縮曲軸室15及第一掃氣 道7、第二掃氣道8的氣體，使得第一掃氣道7及第二掃氣道8的氣體壓力大于燃燒室的壓 力，這時位于掃氣道下游端的第一掃氣道出口 19打開。純空氣進入燃燒室10，進行掃氣，活 塞11繼續(xù)下行，第二掃氣道出口 18打開，混合氣進行掃氣，這時空氣在前，混合氣在后，掃 氣氣流以一定的水平掃氣角度從掃氣出口噴向缸體9與排氣口 17正對的內(nèi)壁面上。掃氣 氣流隨后沖擊到缸體9內(nèi)壁面上，然后再從此處反折，從而將燃燒后的廢氣從排氣口排出。 通過空氣在前進行掃氣，混合氣在后，防止過多混合氣流失，對降低排放起到重要作用。與傳統(tǒng)的二沖程發(fā)動機相比，由于采用雙掃氣道，混合氣與空氣隔開掃氣，且掃氣 時，空氣先進行掃氣，從而達到降低(HC+NOx)含量的目的。在設(shè)定動力輸出的工況下，能有 效的降低尾氣中有害成分的含量，特別是HC(碳氫化合物)的含量，其燃油消耗率也有較大 幅度的降低。對根據(jù)本實用新型設(shè)計和現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計排量均為32. 6CC的二沖程發(fā)動機各10 臺，在標(biāo)定工況下(油門全開、轉(zhuǎn)速7000r/min)進行檢測，檢測結(jié)果如圖6所示從圖中可 以看出，其尾氣中HC(碳氫化合物)含量較現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的二沖程發(fā)動機減少67%。
權(quán)利要求1.一種二沖程分層掃氣發(fā)動機，包括缸體(9)、活塞(11)、缸腔(1 、前半曲軸箱(14)、 后半曲軸箱(16)、由前后半曲軸箱組成的曲軸室(15)，其特征在于在缸體(9)上對稱設(shè)置 有將曲軸室(15)與缸腔(13)連通的掃氣道，掃氣道有第一掃氣道(7)和第二掃氣道(8)， 其中第一掃氣道(7)與空濾器(3)相通，單向閥(5)、空濾器(3)、第一掃氣道(7)用軟管相 通，第一掃氣道(7)與第二掃氣道(8)獨立不相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二沖程分層掃氣發(fā)動機，其特征在于第一掃氣道(7)為儲存空氣通道，第二掃氣道(8)為儲存混合氣通道，第一掃氣道(7)相位高于第二掃氣道 ⑶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二沖程分層掃氣發(fā)動機，其特征在于空濾器(3)與第一 掃氣道(7)之間使用單向閥(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二沖程分層掃氣發(fā)動機，其特征在于單向閥(5)需在 200pa 2000pa的負壓下開啟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二沖程分層掃氣發(fā)動機，其特征在于單向閥( 與第一 掃氣道(7)、空濾器(3)之間的空氣通道截面積小于25平方毫米且大于1平方毫米。
專利摘要一種二沖程分層掃氣發(fā)動機，包括缸體、活塞、缸腔、前半曲軸箱、后半曲軸箱、由前后半曲軸箱組成的曲軸室，其特征在于在缸體上對稱設(shè)置有將曲軸室與缸腔連通的掃氣道，掃氣道有第一掃氣道和第二掃氣道，其中第一掃氣道與空濾器相通，單向閥、空濾器、第一掃氣道用軟管相通，第一掃氣道與第二掃氣道獨立不相通。本發(fā)動機為二沖程分層掃氣發(fā)動機，采用這種結(jié)構(gòu)，能顯著地降低尾氣中有害成分(HC+NOx)的含量，從而改善其排放。
文檔編號F02B25/14GK201826965SQ20102027575
公開日2011年5月11日 申請日期2010年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月24日
發(fā)明者刑書彬, 劉長金, 李德軍, 李清礪, 李玲明, 楊興全, 王廷高, 田洪 申請人:山東華盛農(nóng)業(yè)藥械股份有限公司