專利名稱：單行程發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種發(fā)動機技術(shù)，是一種可連續(xù)輸出動力的單缸機既提高了發(fā)動機效率，又減少體積和重量。
一般發(fā)動機均為四沖程式，為獲得動力的連續(xù)輸出，發(fā)動機需由多缸構(gòu)成，因而必然存在體積大和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題；其活塞在完成一個往復(fù)運行中，必有一個單程是不做功的，勢必降低發(fā)動機效率。通常，這種發(fā)動機作為汽車或其它大型車輛、大型機械的動力，對體積大小要求并不突出。而作為摩托車或一些方便攜帶的小農(nóng)具上使用的動力機，則要求體積小重量輕。既便于使用，又可降低造價。
本實用新型的目的是提供一種只需一個氣缸即可對曲軸連續(xù)輸出動力的單行程發(fā)動機，即氣缸中的活塞在往復(fù)運行過程中的任一行程都能輸出動力的發(fā)動機。
實現(xiàn)上述目的的方案如下發(fā)動機由裝有活塞的圓筒形氣缸，氣缸下部是裝有曲軸的曲軸箱，曲軸通過連桿同活塞轉(zhuǎn)動連接，氣缸側(cè)壁上安裝有火花塞，氣缸外安裝了燃油和助燃氣供給管路，氣缸外壁上還安裝有散熱片，氣缸內(nèi)腔分為上下兩部分，上部為燃燒室、下部為供氣室，連桿分為上連桿和下連桿等部件構(gòu)成；關(guān)鍵是上連桿穿過氣缸內(nèi)腔中間的隔絕層，其上端安裝用于壓縮可燃氣的上活塞，其下端安裝用于壓縮空氣的下活塞；上活塞處于燃燒室中，把燃燒室分成上下兩部，下活塞處于供氣室中，把供氣室分成上下兩部，下連桿的上端同下活塞及其上連桿構(gòu)成轉(zhuǎn)動連接，下端同曲軸轉(zhuǎn)動連接；位于燃燒室的頂部和底部的氣缸側(cè)壁上，開有上進氣口和下進氣口，位于供氣室的頂部和底部開有上供氣口和下供氣口，它們處于同一垂線上；在氣缸外側(cè)面對應(yīng)于這四個進、供氣口的位置處，安裝一根配氣筒；配氣筒下端的輪子同安裝在曲軸上的凸凹輪轉(zhuǎn)動接觸，配氣筒上部安裝有使配氣筒下行的彈簧管，構(gòu)成了使配氣筒同氣缸中活塞作同步往復(fù)運動的機構(gòu)。實現(xiàn)了使配氣筒上對應(yīng)于上下進氣口和上下供氣口的四個氣孔配合行動，向燃燒室的上下兩個空間交替供燃氣的目的。
進一步的方案是配氣筒的下端裝有一個同曲軸的動力輸出軸上的凸凹輪轉(zhuǎn)動連接的輪子，配氣筒的頂部開口，作為同上進氣口配合工作的氣孔，配氣筒的側(cè)壁上，對應(yīng)于氣缸壁上的下進氣口和上下供氣口的位置，分別開有三個氣孔，它們同配氣筒頂部的開口共同實現(xiàn)了對燃燒室中活塞上部空間和下部空間交替配給燃氣的機構(gòu)。配氣筒內(nèi)腔中部有一隔層，將配氣同內(nèi)腔分為兩部分，上部是混合后的燃氣到燃燒室的通道，下部是供氣室中壓縮空氣到混合管路的通道。
因為上連桿穿行于氣缸內(nèi)腔中間的隔絕層，二者的接合部可能密封不很緊嚴致少量漏氣，相互干擾致發(fā)動機不能正常工作，將燃氣和空氣分開，使其在缸外混合，再輸入燃燒室中。這樣，氣缸下部的供氣室的側(cè)壁上開有上下兩個對應(yīng)于下活塞的上部空間和下部空間的空氣入口，在入口處各裝一個實現(xiàn)交替向供氣室供氣的逆止閥，通過管路同空氣濾清器連通在一起。
氣化后的燃油和空氣混合的管路安裝在配氣筒下部的外側(cè)，即配氣筒和配氣筒套外側(cè)壁上相應(yīng)位置開有一個作為供氣室的空氣通往混合管路的入口，一個作為混合后的燃氣進入配氣筒的出口，通過管路把化油器和兩口連通在一起。
按照上述方案即可制成一個連續(xù)輸出動力的單行程發(fā)動機。其工作原理是在上活塞的往復(fù)運行中，氣缸頂部的進氣口被封住，進入燃燒室上部的燃氣被壓縮，而上活塞下部的燃燒室與排氣口連通，廢氣排出。同時，下進氣口打開，燃氣進入上活塞下部的燃燒室；當活塞將上部燃燒室的燃氣壓縮到點燃程度時，上火花塞將燃氣點燃，即活塞上部的燃燒室工作?；钊纯掏逻\動，立即把下部燃燒室同排氣口隔絕，開始對下部燃燒室的燃氣壓縮，配氣筒也向下運行，下進氣口被封閉，上部燃燒室同排氣口連通，排出廢氣，隨后，上進氣口又被打開，開始進燃氣，此過程中，連桿推動曲軸運行到將下部燃燒室中的燃氣點燃時，帶動主軸轉(zhuǎn)了半周；活塞又向上運行，上部燃燒室同排氣口的通路逐漸切斷，配氣筒也往上運行，上進氣口也逐漸關(guān)閉，其間的燃氣逐漸被壓縮，下部燃燒室與排氣口連通，廢氣排出，燃氣從下進氣口進入；當活塞將上部燃燒室的燃氣壓縮到點燃時，連桿在活塞驅(qū)動下，推動曲軸帶動主軸又作一個半周的轉(zhuǎn)動；這樣一個往復(fù)完成了一個圓周運動。在上活塞的上述往復(fù)運行過程中，配氣筒上對應(yīng)于供氣室的兩個供氣口也交替被打開和關(guān)閉，由下活塞將其上下部空間的空氣壓出，經(jīng)配氣筒和供氣管路向燃燒室供氣；相應(yīng)的，空氣供給管路上的兩個逆止閥也交替向供氣室送入空氣，共同完成上述工作。
本實用新型的優(yōu)點是供氣室和配氣筒的配合工作，均是在與曲軸連為一體的主軸的驅(qū)動下同上下活塞和連桿的動作同步，有效地實現(xiàn)了對燃燒室中的上活塞的上下空間交替提供可燃氣，保證上部燃燒室和下部燃燒室交替點燃工作，推動活塞帶動曲軸連桿及其主軸作轉(zhuǎn)動，一個往復(fù)運動，主軸轉(zhuǎn)動一周，實現(xiàn)了連續(xù)輸出動力的目的。因而可減小發(fā)動機體積和重量，簡化結(jié)構(gòu)，提高效率。


圖1、本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2、空氣供給管路中的逆止閥結(jié)構(gòu)示意圖；圖3、逆止閥中的彈簧座結(jié)構(gòu)示意圖；圖4a、4b、配氣筒結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖。
以下結(jié)合附圖，作為一個實施例，對本實用新型作進一步說明。
本實用新型由氣缸、活塞、曲軸連桿以及燃油和空氣供給機構(gòu)等構(gòu)成。氣缸內(nèi)腔分為燃燒室和供氣室兩部分，通過曲軸連桿將活塞在氣體內(nèi)腔中的往復(fù)運動變?yōu)橹鬏S2的圓周運動。缸缸外壁制有散熱片20。
參照
圖1、4，氣缸內(nèi)腔通過隔層26分開為上下兩部分；上部為燃燒室，下部為供氣室。隔層26中心開孔，上連桿21穿過此孔，下段處于供氣室中，上段處于燃燒室中。上連桿21的上端固接上活塞18，下端固接下活塞28，上連桿與隔層間通過密封圈22壓緊。下連桿32的上端，在下活塞28下底部處，通過轉(zhuǎn)軸29轉(zhuǎn)動連接，下連桿32的下端同曲軸33的主軸2連接。曲軸33裝在曲軸箱34中。燃燒室的側(cè)壁上、一方的中間位置上開孔作為排氣口19。靠近氣缸蓋16的位置處安裝上火花塞17，靠隔層26的位置處開孔，安裝下火花塞23。燃燒室側(cè)壁的另一方，在接近缸蓋16處開有上進氣口15，在接近隔層26處開有下進氣口10。供氣室的側(cè)壁上，一方開有上下兩孔，分別安裝上逆止閥24和下逆止閥30，兩逆止閥結(jié)構(gòu)相同；逆止閥24和30的進氣口上，用管路同空氣濾清器25相連通。供氣室側(cè)壁的另一方，開有上供氣口27、下供氣口31。在氣缸外壁上，緊靠進氣口15、10和供氣口27、31所在的連線上，事先即安裝配氣筒14及推動配氣筒動作的彈簧管12的筒套13。在曲軸箱34的外側(cè)，裝有凸凹輪的防護箱，凸凹輪1就裝在主軸2從曲軸箱申出的部分上。配氣筒14為圓管狀，其上端開口，同燃燒室的上進氣口15配合工作，是燃氣進入燃燒室上部的通路；配氣筒中部在接近下進氣口10的位置開一穿過配氣筒兩側(cè)壁的對通孔9，它是配氣筒交替向上下進氣口15、10提供燃氣的通路；在對通孔9的附近、配氣筒中間隔層6的下方、靠供氣室側(cè)壁一方，開一同供氣室的上供氣口27相配合的氣孔43；配氣筒的下部開對通孔5，此對通孔的外側(cè)承擔上下供氣口27、31進入供氣管路7的通道，其內(nèi)側(cè)為下供氣口31進入配氣筒的入口。配氣筒底端安裝輪子3，輪子3同凸凹輪轉(zhuǎn)動接觸。配氣筒上部套裝彈簧管12，彈簧管12下端同其底座11固接在一起，底座11套在配氣筒外壁上，二者固接為一體。配氣筒套13的外壁的下半部，分別開上下兩口，此兩口的尺寸大小要保證配氣筒在往復(fù)運動中，對通孔9和對通孔5始終與供氣管路連通。再在兩口部安裝密封接口4，通過管子將化油器8同此兩接口4連通。這樣即制成一個單行程發(fā)動機。
參照
圖1、2、3，空氣管路中控制空氣交替進入供氣室的逆止閥24或30由帶接嘴的閥座38、閥門塞37、閥門彈簧座41構(gòu)成，閥座近似鐘罩形，其底部邊沿制有四個開有螺孔39的連接耳40；四個連接耳制作在四等分圓周的四個點上；用于將逆止閥固接在供氣室位置的氣缸外壁上。閥門彈簧座41為圓環(huán)狀，卡裝在閥座24內(nèi)腔下口的凹臺上，其中央有安裝彈簧套管35的小圓環(huán)，通過三根連接條，在三等分圓周的位置處，將內(nèi)外兩個圓環(huán)連接成一個圓盤形。彈簧套35的下端卡裝在小圓環(huán)內(nèi)，彈簧36套在彈簧套管35的的外圍；彈簧36的下端也固接在彈簧套的外壁上。閥門塞由定位桿42和門塞37兩部分構(gòu)成，門塞37為圓臺狀，用柔性材料制作，便于同進氣管接觸緊嚴，有效地關(guān)斷氣流。定位桿42固接于門塞37的中心處，將其插入彈簧套35中，使整個閥門塞在彈簧套管中可作往復(fù)運行，而不偏離中心。
參照
圖1和圖4a，在發(fā)動機活塞及曲軸連桿的帶動下，凸凹輪1隨主軸2旋轉(zhuǎn)，推動配氣筒向上運行，而彈簧12在當輪子3離開凸凹輪的凸部時，將推動配氣筒向下運動。其工作過程是當配氣筒下端的輪子3轉(zhuǎn)到凸凹輪的凹部的過程中，剛好是活塞向下運行的過程，即配氣筒下行，供氣室下部的供氣口31逐漸打開，當輪子3正處于凸凹輪1的凹部時，下供氣口31處于完全打開狀態(tài)，配氣筒下部的對通孔5與下供氣口31完全連通，活塞也運行到最底點，此時上供氣口27、下進氣口10及配氣筒中部的氣孔43被完全封閉，而配氣筒上口同上進氣口15連通，排氣管19打開燃燒室上部廢氣排出；處于供氣室下部的空氣被快速壓出，經(jīng)管路7同化油器出來的霧化燃油，在配氣筒上部混合，經(jīng)進氣口15進入燃燒室上部。參照
圖1和圖4b，在活塞和連桿的快速運行中，輪子3轉(zhuǎn)到凸凹輪1的凸部的過程中，凸凹輪推動配氣筒向上運動，下供氣口31、上進氣口15均被封閉，而進氣口10、上供氣口27被打開；排氣管19同燃燒室上部的通路被上活塞18封住，空氣管路中的下逆止閥30打開，上逆止閥24關(guān)閉；配氣筒上的氣孔43同上供氣口27連通，上對通孔9與下進氣口10連通。于是供氣室上部的空氣44被壓出，從上供氣口27，經(jīng)配氣筒中部的氣孔43進入配氣筒中，向下運行，再經(jīng)下對通孔5外側(cè)，進入管路7中，再同化油器出來的霧化燃油混合，混合后的燃氣經(jīng)上對通孔9和下進氣口10，進入燃燒室下部，而燃燒室下部原有的廢氣，也在活塞向上運行時，使燃燒室下部同排氣管19連通而排出。當配氣筒底端的輪子3離開凸凹輪1的凸部向凹部運行過程中，位于配氣筒上部的彈簧12，又將配氣筒推往下行。這樣連續(xù)交替的向燃燒室壓入混合燃氣，使活塞在上下往復(fù)運行中，交替壓縮進入燃燒室上下部的混合燃氣，在當輪子3處于凸凹輪1的凸部和凹部時，上下火花塞17、23交替點燃燃氣，使活塞連續(xù)作往復(fù)運動，從而推動曲軸連桿機構(gòu)帶動主軸2轉(zhuǎn)動，每一個往復(fù)過程，完成一次圓周運動，所以能連續(xù)輸出動力。
參照
圖1，如果上連桿21同氣缸內(nèi)腔中的隔層26間的接合部密封緊嚴，可以有效地防止上部燃燒室中的燃氣漏入下部供氣中，則可將化油器直接安裝在空氣濾清器管路中，燃油和空氣在供氣室中就可以得到充分混合，再壓到配氣筒中，由配氣筒交替送入燃室的上下部。這樣，配氣筒外側(cè)安裝的管路7及相應(yīng)的接嘴4等，均可取消，使裝置更間化，更輕便。尤其適于摩托車類的輕型交通工具或適于人力攜帶的其它機械設(shè)備上，作動力機使用，如農(nóng)民用的輕型谷類脫粒機或單人即可搬移的抽水機等。
權(quán)利要求1.一種單行程發(fā)動機，由裝有活塞的圓筒形氣缸，氣缸下部是裝有曲軸(33)的曲軸箱(34)，曲軸通過連桿同活塞轉(zhuǎn)動連接，氣缸側(cè)壁上安裝有火花塞(17)、(23)，氣缸外安裝了燃油和助燃氣供給管路，氣缸外壁上還安裝有散熱片(20)，氣缸內(nèi)腔分為上下兩部分，上部為燃燒室、下部為供氣室，連桿分為上連桿(21)和下連桿(32)等部件構(gòu)成；其特征是上連桿(21)穿過氣缸內(nèi)腔中間的隔絕層(26)，其上端安裝用于壓縮可燃氣的上活塞(18)，其下端安裝用于壓縮空氣的下活塞(28)；上活塞(18)處于燃燒室中，把燃燒室分成上下兩部，下活塞(28)處于供氣室中，把供氣室分成上下兩部，下連桿(32)的上端同下活塞(28)及其上連桿(21)構(gòu)成轉(zhuǎn)動連接；位于燃燒室的頂部和底部的氣缸側(cè)壁上，開有上進氣口(15)和下進氣口(10)，位于供氣室的頂部和底部開有上供氣口(27)和下供氣口(31)，它們處于同一垂線上；在氣缸外側(cè)面對應(yīng)于這四個進、供氣口的位置處安裝一根配氣筒(14)；配氣筒(14)下端的輪子(3)同安裝在曲軸上的凸凹輪(1)轉(zhuǎn)動接觸，配氣筒上部安裝有使配氣筒下行的彈簧管(12)，構(gòu)成了使配氣筒同氣缸中活塞作同步往復(fù)運動的機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其特征在于配氣筒的下端裝有一個同曲軸的動力輸出軸(2)上的凸凹輪(1)轉(zhuǎn)動連接的輪子(3)，配氣筒(14)的頂部開口，作為同上進氣口(15)配合工作的氣孔，配氣筒(14)的側(cè)壁上，對應(yīng)于氣缸壁上的下進氣口(10)和上下供氣口(27)、(31)的位置，分別開有三個氣孔，它們同配氣筒頂部的開口共同實現(xiàn)了對燃燒室中活塞(18)的上部空間和下部空間交替配給燃氣的機構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其特征在于氣缸下部的供氣室的側(cè)壁上開有上下兩個對應(yīng)于下活塞(28)的上部空間和下部空間的空氣入口，在入口處各裝一個實現(xiàn)交替向供氣室供氣的逆止閥(24)、(30)，通過管路同空氣濾清器(25)連通在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其特征在于配氣筒(14)和配氣筒套(13)外側(cè)壁上相應(yīng)位置開有一個作為供氣室的空氣通往混合管路的入口，一個作為混合后的燃氣進入配氣筒(14)的出口，通過管路(7)把化油器(8)和兩口連通在一起。
專利摘要一種發(fā)動機，由氣缸、曲軸連桿、活塞及點火器等構(gòu)成，氣缸由燃燒室和供氣室構(gòu)成，分上下活塞，由上下連桿同曲軸連接，氣缸外側(cè)安裝配氣筒，把空氣和氣化后的燃油交替送入燃燒室的上下兩個空間，形成燃燒室的上下兩部分交替工作，推動活塞作往復(fù)運動，每一個往復(fù)過程，主軸完成一次圓周轉(zhuǎn)動，達到一個氣缸即可連續(xù)輸出動力的目的。既可減小發(fā)動機體積，又可提高效率。
文檔編號F02B75/02GK2251625SQ9525021
公開日1997年4月9日 申請日期1995年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月28日
發(fā)明者符澤宇 申請人:符澤宇