專利名稱：燃油混合噴射二沖程發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及摩托車的發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，具體地講涉及活塞往復(fù)式二沖程發(fā)動機的改進(jìn)。
現(xiàn)有的二沖程發(fā)動機主要有左、右曲軸及曲軸箱、化油器、舌簧閥、曲柄連桿機構(gòu)、密封圈、氣缸體、活塞、氣缸蓋、火花塞等零部件組成。左右曲軸箱經(jīng)定位套定位后用螺栓固定，左右曲軸箱內(nèi)的密封圈孔內(nèi)和軸承孔內(nèi)分別裝有密封圈和曲軸軸承；在曲軸箱內(nèi)的左右曲柄軸、連桿和連桿滾針軸承由曲柄銷聯(lián)結(jié)成曲柄連桿機構(gòu)；舌簧閥通過螺栓聯(lián)接在曲軸箱進(jìn)氣口處，并在舌簧閥的進(jìn)氣口處聯(lián)結(jié)著化油器；在舌簧閥和化油器之間，或者在化油器的的進(jìn)氣口或出氣口處還聯(lián)著潤滑油泵的出油管。氣缸體的氣缸孔的內(nèi)壁設(shè)有排氣口、主掃氣孔和付掃氣孔。在氣缸蓋的中心部位鑄有半球型的燃燒室，在其上方裝有火花塞的螺孔，其內(nèi)裝有火花塞。氣缸蓋上加工有4個通孔，4根長頭螺栓把氣缸蓋、氣缸體固定在曲軸箱體的上方。活塞上有二道活塞環(huán)槽，槽內(nèi)分別裝有活塞環(huán)、定位銷形成活塞組件，用活塞銷將活塞組件與曲柄連桿機構(gòu)的連桿小端連接在一起用活塞銷卡環(huán)將其固定?，F(xiàn)有的二沖程發(fā)動機在工作時第一沖程，活塞由下止點運動到上止點，活塞上行運動時在活塞下部的曲軸箱的容積不斷的增大，壓力減小，使得曲軸箱內(nèi)產(chǎn)生一負(fù)壓，在此負(fù)壓的作用下，燃油、空氣通過化油器混合成新鮮可燃混合氣進(jìn)行再壓縮，在壓縮將近終了時，即活塞將要接近上止點時，火花塞極間跳火并發(fā)出強烈的電火花，點燃被壓縮的混合氣，此時，發(fā)動機完成了進(jìn)氣和壓縮過程。第二沖程，活塞由上止點向下止點運動，在第一沖程即將結(jié)束時，活塞上行接近上止點，當(dāng)火花塞跳出火花后，在電極周圍局部的混合氣形成高溫，出現(xiàn)明亮的火焰中心，然后燃燒發(fā)光的區(qū)域迅速擴(kuò)展，混合氣逐層燃燒發(fā)光，當(dāng)火焰?zhèn)鞑サ秸麄€燃燒室時，缸內(nèi)的混合氣全部燃燒，即為明顯燃燒期。此時缸內(nèi)溫度和壓力急劇升高產(chǎn)生的動力推動活塞向下運動，同時通過連桿將動力傳給曲軸，使曲軸旋轉(zhuǎn)輸出功率。由于活塞下移，曲軸箱內(nèi)的容積變小，壓力升高，從而預(yù)壓曲軸箱內(nèi)的可燃混合氣。活塞在下行過程中，首先打開排氣口。使高溫、高壓廢氣自動排出。氣缸內(nèi)壓力迅速下降。活塞繼續(xù)下行，打開掃氣口后，曲軸箱內(nèi)被壓縮的可燃混合氣流入氣缸，同時驅(qū)出氣缸內(nèi)的殘余廢氣，從而完成膨脹作功、掃氣、排氣擴(kuò)對曲軸箱的混合氣進(jìn)行預(yù)壓。
二沖程發(fā)動機的上述二個沖程，周而復(fù)始的完成進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹、掃、排氣四個工作過程，每循環(huán)一次發(fā)動機作一次功，連續(xù)循環(huán)，發(fā)動機就連續(xù)循環(huán)輸出功率。
從以上對現(xiàn)有二沖程發(fā)動機構(gòu)造、工作原理的分析和現(xiàn)行的實際使用情況，二沖程發(fā)動機存在著以下幾點問題(1)由于化油器霧化后的可燃混合氣存在著部分顆粒較大的燃油滴，在發(fā)動機燃燒過程中，當(dāng)明顯燃燒期過后，尚有少量未被燃燒的部分燃油在膨脹過程中繼續(xù)燃燒，即所為的補燃期。在補燃期間，氣缸容積已明顯擴(kuò)大，燃燒放出的熱量產(chǎn)生的壓力比明顯燃燒期低得多，熱量不能充分的轉(zhuǎn)變?yōu)楣Γ炊古艢鉁囟壬仙屯ㄟ^缸壁上的散熱片被冷卻掉，補燃期越多，燃油的熱利用率就越低，油耗就越高，而發(fā)動機的功率反而越低；(2)二沖程發(fā)動機的曲軸箱內(nèi)所需要潤滑零、部件的潤滑，是由發(fā)動機在吸氣過程中吸入曲軸箱內(nèi)的空氣、燃油、潤滑油組成的混合氣來實現(xiàn)的，由于燃油的加入，沖淡和污染了潤滑油，使其潤滑性能下降，發(fā)動機的摩擦損失增大，摩擦熱使得發(fā)動機的溫升增加，不利于發(fā)動機的工作和降低了發(fā)動機的使用壽命。
(3)二沖程發(fā)動機在排、掃氣過程中，不可避免的有一部分可燃混合氣隨廢氣被排出發(fā)動機體外，即所謂的燃油短路損失，使得發(fā)動機的充氣效率降低，有效功率下降，燃油消耗增加。同時由于可燃混合氣與高溫、高壓廢氣的接觸而產(chǎn)生不完全燃燒，產(chǎn)生大量的有害氣體和物質(zhì)，使發(fā)動機的排放指標(biāo)惡化。
本發(fā)明的目的就是為了解決和改善上述的現(xiàn)有二沖程以動機存在的問題，降低其燃油消耗，提高發(fā)動機的使用壽命，降低廢氣排放指標(biāo)，降低機械摩擦損失，使其有較大的輸出功率和較高的燃油熱利用率及使用壽命。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所提供的燃油混合噴射二沖程發(fā)動機(以下簡稱混噴機)是通過以下的方案來實現(xiàn)本發(fā)明采用燃油和潤滑油分離的手段，其是在原二沖程發(fā)動機的基礎(chǔ)上增設(shè)了付連桿、中曲柄、付活塞、付氣缸及燃油噴射系統(tǒng)，使混噴機形成了主要起進(jìn)滑油混合氣和掃氣作用的曲軸箱空間、起燃燒和排氣作用的主氣缸空間以及起進(jìn)燃油混合氣和燃油二次霧化作用的付氣缸空間的三個工作空間，二個進(jìn)氣系統(tǒng)(燃油混合氣和潤油混合氣)和一個燃油噴射系統(tǒng)。其主要由左右曲軸箱組成的箱體、曲柄連桿機構(gòu)、氣缸組件、主付活塞、缸頭總成等組成。位于氣缸組件上方的缸頭總成位于氣缸曲軸箱體上方的氣缸組件與箱體三者緊固聯(lián)接在一起。箱體內(nèi)裝有左右曲軸軸承、密封圈及曲柄連桿機構(gòu)，曲柄連桿機構(gòu)的主、付連桿上分別裝有主付活塞并被分別對應(yīng)套裝在氣缸組件的主付氣缸內(nèi)。在箱體上有曲軸箱(進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)空氣和潤滑油混合氣)；在氣缸組件的付氣缸上部設(shè)置有舌簧閥和化油器，形成了付氣缸進(jìn)氣系統(tǒng)(進(jìn)空氣和燃油混合氣)；由主、付活塞的下部和曲軸箱空腔形成了第一工作空間即曲軸箱空間；由主活塞上部、主氣缸空腔和缸頭部位的燃燒室形成了第二工作空間即主氣缸空間；付活塞上部和付氣缸空腔形成了第三工作空間即付氣缸空間。設(shè)置在缸頭體內(nèi)的噴射系統(tǒng)主要將燃油混合氣定時定量噴入主氣缸第二工作空間燃燒室內(nèi)。
本發(fā)明所述的混噴機的曲軸箱體由左、右曲軸箱組成，左曲軸箱的結(jié)構(gòu)與原二沖程發(fā)動機的左曲軸箱的結(jié)構(gòu)相同，右曲軸箱則是在沿軸向加長的右曲軸箱并在與氣缸下平面配合的結(jié)合面上增設(shè)了一安裝付氣缸的孔。
本發(fā)明所述的曲柄連桿機構(gòu)是主、付連桿、左、右曲柄軸、中曲柄及滾針軸承組成。左右曲柄軸、主連桿、付連桿以及滾針軸承在結(jié)構(gòu)上與二沖程發(fā)動機的結(jié)構(gòu)相同，不同之處在于增設(shè)了中曲柄和付連桿，左右曲柄由左右曲軸銷連接成一體組成中曲柄，左曲柄軸、主連桿和滾針軸承壓裝在中曲柄的左曲軸銷上；右曲柄軸、付連桿和滾針軸承壓裝在中曲柄的右曲軸銷上。
主付活塞通過活塞銷被其分別固定在主、付連桿的小端活塞銷孔上，主活塞的結(jié)構(gòu)同原二沖程發(fā)動機活塞基本上相同，不同之處只是活塞上只有一道活塞環(huán)槽，其單槽內(nèi)安裝有第一、第二兩道活塞環(huán)，付活塞設(shè)計成正圓形，其上也只有單活塞環(huán)槽，單槽內(nèi)也裝有第一、第二兩道活塞環(huán)。主、付活塞環(huán)的第一環(huán)的結(jié)構(gòu)和原活塞環(huán)矩形環(huán)相同，第二環(huán)開口加工成內(nèi)、外圓環(huán)形。
本發(fā)明所述的氣缸組件是由主氣缸和付氣缸組成，主氣缸與氣缸體鑄在一起，在主氣缸上設(shè)有主、付掃氣孔和排氣孔，付氣缸以缸套的形式壓裝在氣缸體內(nèi)，在付氣缸上設(shè)有進(jìn)氣孔并與氣缸體上的進(jìn)氣孔相通形成燃油進(jìn)氣孔。主付氣缸的工作長度即行程相同，工作容積這比為5∶1左右。主氣缸的作用是與主活塞一起對進(jìn)入主氣缸內(nèi)的可燃?xì)膺M(jìn)行壓縮、作功、排氣和掃氣。
付氣缸的作用是吸入經(jīng)化油器一次霧化后的燃油混合氣，并和噴射系統(tǒng)一起將燃油混合氣噴入燃燒室內(nèi)，使燃油二次霧化。
本發(fā)明所述的缸頭總成是在原二沖程發(fā)動機的氣缸缸蓋的基礎(chǔ)上增設(shè)了燃油噴油孔、氣門、氣門頂桿、氣門彈簧和搖臂組成，為了使混噴機的結(jié)構(gòu)緊湊，其燃燒室和噴射系統(tǒng)均設(shè)置在缸頭總成的缸頭體內(nèi)。缸頭體的一側(cè)設(shè)置著的燃燒室上設(shè)置有火花塞孔及火花塞，另一側(cè)設(shè)有氣門座孔和氣門頂桿套孔，并在孔內(nèi)相應(yīng)壓裝入氣門座和氣門頂桿套、氣門裝在氣門座里，其上有一密封圈，氣門彈簧被固定在氣門的導(dǎo)桿上，在彈簧力的作用下，氣門將氣門座分成上、下兩個密封空腔。上腔與付氣缸空間相通，下腔通過噴油孔與燃燒室相通；所述的氣門、氣門頂桿與氣門座、氣門頂桿套內(nèi)孔成間隙配合；氣門、氣門頂桿的導(dǎo)桿上端設(shè)置有一搖臂機構(gòu)，由搖臂銷將其固定在缸頭體的搖臂座上。
本發(fā)明所述的噴射系統(tǒng)的直徑很小的噴油孔向上對著火花塞在水平方向沿燃燒室的曲率圓切線方向，其噴油的壓力很大，噴入燃燒室的燃油混合氣的流速也很大，并和主氣缸內(nèi)的空氣再次混合形成可燃混合氣，并產(chǎn)生一渦流，在燃燒室可燃混合氣的濃度為不均勻分布狀，在火花塞周圍和燃燒室的上部為較濃的狀態(tài)，在遠(yuǎn)離火花塞的區(qū)域及燃燒室的下部為較稀的狀態(tài)，燃燒室內(nèi)的可燃混合氣形成了稀、濃分層和渦流。在火花塞周圍的濃可燃?xì)饪梢员ＷC火焰中心的形成，渦流的產(chǎn)生可提高和增大火焰的傳播速度和面積，稀濃分層可實現(xiàn)層狀燃燒，從而達(dá)到了提高混噴機功率的同時降低燃油消耗量的目的，而且由于燃燒完全，混噴機的廢氣排放也將得到改善。
本發(fā)明由于采用了將燃油、潤滑油分離的手段，使?jié)櫥筒皇苋加偷南♂尯臀廴?，保證了潤滑油的固有特性，充分發(fā)揮潤滑性能，由于潤滑油被空氣霧化成細(xì)小的油霧狀，這樣就使得混噴機曲軸箱內(nèi)需要潤滑的各摩擦表面形成了均勻的潤滑油膜，潤油的承載能力及潤滑效果均有所增加，從而減小了發(fā)動機的機械摩擦損失，提高了發(fā)動機的有效功率和使用壽命；由于混噴機在掃氣過程中的掃氣氣流不含燃油成份，從而避免了燃油和高溫廢氣接觸而產(chǎn)生的不完全燃燒。本發(fā)明由于采用了燃油二次霧化技術(shù)，實現(xiàn)了渦流和層狀燃燒，使燃油燃燒更加充分，從而大幅度地降低了廢氣排放中的有害成份；本發(fā)明所述的混噴機的主、付活塞都對主氣缸進(jìn)行掃氣；且付氣缸的可燃混合氣被強行壓噴入主氣缸內(nèi)，使得主氣缸的充氣效率同原二沖程機相比提高了15％左右，而充氣效率提高1％，功率將提高2％，故僅提高充氣效率一項，混噴機的功率就提高了30％左右，燃油的二次霧化、渦流層狀燃燒的實現(xiàn)和單槽雙環(huán)活塞密封都可進(jìn)一步提高混噴機的功率；由于掃氣氣流不含有燃油成分，噴油孔的噴射是在排氣口關(guān)閉后進(jìn)行的，避免了高溫廢氣與燃油接觸產(chǎn)生的不完全燃燒損失和掃、排氣過程中的可燃?xì)舛搪窊p失，使得燃油消耗量大大降低，混噴機功率的增加也使得燃油消耗下降，最主要的是由于燃油的二次霧化噴射，使發(fā)動機燃燒室內(nèi)的可燃?xì)鈱崿F(xiàn)了渦流層狀燃燒，進(jìn)一步提高混噴機的空燃比，所帶來的經(jīng)濟(jì)效益也是相當(dāng)可觀的。
下面結(jié)合附圖通過實施例詳細(xì)介紹本發(fā)明。


圖1為混噴機的主剖圖。
圖2為混噴機主氣缸的剖視圖。
圖3為混噴機付氣缸的剖視圖。
圖4為混噴機的曲柄連桿機構(gòu)圖。
圖5為混噴機的氣缸組件圖。
圖6為混噴機的缸頭總成圖。
圖7為混噴機的工作原理圖。
如圖1、2、3、4、5、6所示的為本發(fā)明所述的燃油混和噴射二沖程發(fā)動機的一個實施例的主剖圖、主氣缸剖視圖、付氣缸剖視圖、曲柄連桿機構(gòu)圖、氣缸組件圖、缸頭總成圖，其是在玉河500摩托車二沖程發(fā)動機的基礎(chǔ)上增設(shè)了付連桿、中曲柄、付活塞、付氣缸、燃油噴射及控制裝置等零部件。其主要有左、右曲軸箱組成的箱體、氣缸組件、缸頭總成、主付活塞、曲柄連桿機構(gòu)、舌簧閥I、II、化油器、柱塞式節(jié)氣門等組成。左曲軸箱19和右曲軸箱18構(gòu)成曲軸箱體，左曲軸箱19的結(jié)構(gòu)與原機相同，右曲軸箱18是在原右曲軸箱基礎(chǔ)上沿曲軸的軸向方向延長，并在與氣缸下平面配合的結(jié)合面上加工了一個安裝付氣缸的孔，在曲軸箱體上裝有氣缸組件b，最上方安裝著缸頭總成2，三者用螺栓緊固在一起；在曲軸箱的進(jìn)氣口裝有舌簧閥I、14和柱塞式節(jié)氣門13，并用相應(yīng)的螺栓將舌簧閥I、14和柱塞式節(jié)氣門13與曲軸箱體固定在一起，舌簧閥I、14與潤滑油泵出油管相連，從而形成混噴機的滑油、空氣進(jìn)氣系統(tǒng)；在曲軸箱體內(nèi)設(shè)置著左、右曲軸軸承孔，和密封圈孔，其內(nèi)分別裝有左、右曲軸軸承22、16和密封圈20、15，由主、付連桿24、35、左、右曲柄軸31、36、中曲柄33及滾針軸承32組成的曲柄連桿機構(gòu)17也裝在曲軸箱體內(nèi)，與原有的二沖程發(fā)動機相比，其增設(shè)了中曲柄33和付連桿35。左、右曲柄軸31、36的結(jié)構(gòu)同原有的基本相同，不同的只是右曲柄軸固定磁電機的半圓鍵槽向后錯48°—60°，主連桿34與原機相同，在大、小端分別加工有曲軸銷孔和活塞銷孔。付連桿35的大端曲軸銷孔徑與主連桿相同，小端活塞端孔徑小于主連桿活塞銷孔徑，主、付活塞銷12、7將主、付活塞9、4連接在主、付連桿34、35的小端，在主、付活塞9、4的單活塞環(huán)槽內(nèi)分別裝有第一、第二主活塞環(huán)10和第一、第二付活塞環(huán)5，主付活塞環(huán)的第一、第二兩環(huán)相錯180°，并由環(huán)槽內(nèi)的定位銷定位，主、付活塞9、4分別裝入氣缸組件的主、付氣缸41、42內(nèi)并能自由滑動。主活塞9的結(jié)構(gòu)同原機基本相同，不同的只是原活塞的活塞環(huán)槽為雙槽，本發(fā)明為單槽，付活塞4設(shè)計成正圓形，并在其上部也加工有單活塞環(huán)槽。加長的主、付曲軸銷與左、右半曲柄的銷孔成較大的過盈配合將左、右半曲柄固定在一起形成中曲柄33，中曲柄33的主曲軸銷將中曲柄33和左曲柄軸壓裝在一起，在二者之間的主曲軸銷上安裝著滾針軸承和主連桿，且滾針軸承的內(nèi)、外圈與主曲軸銷外徑、主連桿大端 孔內(nèi)徑的配合達(dá)到能自由地轉(zhuǎn)動。中曲柄33的付曲軸銷與右曲柄軸36上的曲軸銷孔以過盈裝配方法將其壓裝在一起，在二者之間的付曲銷上安裝著滾針軸承和付連桿，且滾針軸承的內(nèi)、外圈與付曲軸銷外徑、付連桿大端孔內(nèi)徑的配合達(dá)到能自由地轉(zhuǎn)動。本實施例的付曲軸銷在工作相位上超前主曲軸銷40°～60°，故主、付連桿在工作相位上也相錯40°～60°，主、付連桿工作行程相同。本實施例中曲柄33的主、付曲軸箱對稱與工作半徑相交點上安裝有一平衡銷，此平衡銷與左、右半曲柄上的平衡銷孔成過盈配合，既起平衡曲柄連機構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量的作用，又起左、右半曲柄的連接固定作用。本實施例的氣缸組件8的主氣缸與缸體42鑄在一起，主氣缸的孔徑同原機相同，設(shè)在主氣缸上的兩個主掃氣孔61和一個付掃氣孔64的垂直夾角、水平夾角比原發(fā)動機有所增大，主掃氣孔61的垂直夾角為一銳角，約30°，水平夾角大于60°，小于75°，付掃氣孔的垂直的夾角大于70°，小于80°，付氣缸41以缸套的形式用過盈裝配的方法，將其壓入氣缸體的安裝付氣缸的孔內(nèi)，在付氣缸一側(cè)上部加工的進(jìn)氣孔和氣缸體上的進(jìn)氣孔相通，形成燃油進(jìn)氣孔67，并與舌簧閥23和化油器24相連通，形成混噴機的燃油空氣進(jìn)氣系統(tǒng)，主、付氣缸的工作長度相同，主氣缸的排量和原機相同為50ml，付氣缸的排量為12al，主氣缸的壓縮比與原機相同為6.3，付氣缸的壓縮比為50.4。位于氣缸組件8上方的缸頭總成2上。在缸頭體51上除加工有與原發(fā)動機相同的燃燒室62和火花塞螺紋孔外，還加工有氣門座孔、氣門頂桿套孔和搖臂銷孔。氣門座52和氣門頂桿套53與其配合的孔成一較大的過盈配合，以一定的壓力將其壓裝在缸頭體51上，氣門座52和氣門頂桿套53的內(nèi)孔與氣門58和氣門頂桿55成間隙配合，為了保證具有良好的密封性，本發(fā)明在氣門的導(dǎo)桿和氣門座的外圓上裝有一氣門密封圈54，在缸頭體的氣門頂桿套孔的裝有氣門頂桿密封圈511。在氣門58和氣門座52的結(jié)合面形成一密封帶，把氣門座內(nèi)孔分成上、下兩個空腔，上腔與付氣缸空間相通，下腔通過下大上小的圓錐形噴油孔63與燃燒室62相通，搖臂銷56將搖臂機構(gòu)57安裝在氣門導(dǎo)桿和氣門頂桿上方的搖臂座上，在搖臂上裝設(shè)有一調(diào)整螺釘，調(diào)整此螺釘可使其下端與氣門的導(dǎo)桿和氣門頂桿的上端的結(jié)合面有一很小的間隙，以便使噴射控制裝置靈活開啟而不發(fā)生滲漏現(xiàn)象。本發(fā)明上述噴油孔63的位置在垂直方向向上15°對準(zhǔn)火花塞3，其水平方向沿燃燒室62曲率圓的切線方向，使通過噴油孔噴入燃燒室的燃油混合氣產(chǎn)生渦流，形成上濃下稀的稀濃分層的可燃混合氣。
58ml混噴機的工作過程第一沖程主活塞9由下止點向上止點運動，同時通過曲軸連桿機構(gòu)17帶動付活塞4也向上運動，隨著曲軸箱空間的容積增大，壓力減小，曲軸箱空間內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，空氣和滑油組成的混合氣經(jīng)過進(jìn)氣口(65)被吸入曲軸箱空間內(nèi)，如圖7中a所示，由于其混合氣中不含有燃油成份，避免了燃油對滑油稀釋和污染，保證了潤滑油的固有特性和潤滑性能，且發(fā)動機需潤滑的大部分零、部件都集中在曲軸箱空間內(nèi)，所以就使得混噴機的潤滑得到改善，降低了混噴機的機械摩擦損失，提高了混噴機的有效功率和使用壽命。由于付活塞4在相位上超前于主活塞5的40～60°；付氣缸41的壓縮比(50左右)運大于主氣缸42的壓縮比(6.3)，在主氣缸空間和付氣缸空間就形成一壓強差，當(dāng)主活塞9關(guān)閉排氣口66后，付氣缸空間已形成一較大的壓強，當(dāng)此壓強與氣門頂桿下平面的作用力大于氣門彈簧的彈力時，氣門頂桿向前運動通過搖臂機構(gòu)57打開氣門58，使付氣缸空間里的濃可燃混合氣通過噴油孔63噴入主氣缸空間燃燒室62內(nèi)，如圖7中6所示，由于噴油孔63的噴射方向是向上對著火花塞3且在水平方向有一夾角，這就使得噴入燃燒室內(nèi)62的可燃?xì)馀c從主、付掃氣口61、64進(jìn)入主氣缸空間的空氣混合形成渦流，稀濃分層的可燃混合氣，火花塞3的周圍和燃燒室62上部是濃可燃?xì)?，遠(yuǎn)離火花塞3的區(qū)域和燃燒室62下部是稀可燃?xì)?。噴射時間為付活塞4運動到上止點后停止。此后付活塞4開始下行，付氣缸空間增大，壓力減小，在彈簧力的作用下氣門58關(guān)閉。使主氣缸空間形成一封閉空腔。主活塞繼續(xù)上行對主氣缸空間內(nèi)的可燃混合氣進(jìn)一步壓縮，當(dāng)壓縮將近終了時，即主活塞接近上止點時，火花塞極間跳火放出強烈火花，點燃被壓縮的可燃混合氣，如圖7中c所示。由于可燃?xì)獾南　夥謱雍蜏u流的產(chǎn)生，使可燃?xì)馊紵母友杆俸统浞?，以由于強行噴射和主、付活塞同時掃氣，使得混噴機的充氣效率遠(yuǎn)大于現(xiàn)有的二沖程機，固混噴機的功率也要遠(yuǎn)大于現(xiàn)有的二沖程發(fā)動機。
第二沖程主活塞9由上止點向下止點運動，并同時帶動付活塞4也向下運動。由于氣體在燃燒時膨脹，產(chǎn)生很大的壓力，迫使主活塞9帶動付活塞4急速下行，并通過連桿帶動曲軸旋轉(zhuǎn)而作功。主、付活塞9、4向下運動，使曲軸箱空間容積不斷縮小，對箱內(nèi)的氣體進(jìn)行預(yù)壓。當(dāng)付活塞4下行到打開燃油進(jìn)氣孔67時，由于付活塞4下行，付氣缸空間容積增大，產(chǎn)生負(fù)壓，通過舌簧閥23吸入經(jīng)化油器24一次霧化的可燃混合氣，如圖7中d所示，付活塞4繼續(xù)下行，完成整個吸氣過程。主活塞9下行到排氣口66打開后，高溫、高壓廢氣大部分自行排出，如圖7中e所示，主活塞9下行到主、付掃氣口61、64開啟后，由曲軸箱空間經(jīng)過預(yù)壓的不含燃油成份的氣體從主、付掃氣口61、64沖入主氣缸空間，同時驅(qū)出主氣缸內(nèi)的殘余廢氣。如圖7中f所示，由于掃氣流中不含燃油成份，避免了高溫廢氣與燃油接觸而產(chǎn)生的不完全燃燒和燃油的短路損失，從而有效的控制了混噴機的廢氣排放，降低了燃油消耗。
主、付活塞9、4再次由下止點向上止點運動，重復(fù)上述過程，不斷反復(fù)循環(huán)作功而產(chǎn)生動力，混噴機輸出功率。
混噴機降低油消耗的最主要手段是解決了燃油的短路損失和實現(xiàn)了可燃混合氣的渦流和層狀燃燒，從而可使混噴機的空燃比提高到25—30左右，這樣大幅度的降低二沖程發(fā)動機的油耗就不是空想了。
由此可提出，混噴機和現(xiàn)有的二沖程發(fā)動機相比，具有油耗低、功率大、廢氣排放指標(biāo)低和發(fā)動機潤滑性能好、使用壽命長等四大優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種燃油混合噴射二沖程發(fā)動機，其包括左、右曲軸箱、曲柄連桿機構(gòu)、氣缸體、活塞組合、化油器、舌簧閥、火花塞，其特征在于其還包括中曲柄、氣缸體的付氣缸、曲柄連桿機構(gòu)的付活塞和付連桿以及燃油噴射系統(tǒng)；位于曲軸箱上方的氣缸組件和位于其上方的缸頭總成三者緊固在一起；左右曲軸箱組成的箱體內(nèi)裝有左、右曲軸軸承、密封圈及曲柄連桿機構(gòu)，它的主、付連桿上分別裝有主、付活塞并被分別對應(yīng)套裝在氣缸組件的主、付氣缸內(nèi)；在箱體與曲軸箱工作空間相通的任一位置的潤滑油的進(jìn)氣口處設(shè)置著舌簧閥和節(jié)氣門，進(jìn)空氣和潤油混合氣形成了曲軸箱進(jìn)氣系統(tǒng)；在氣缸組件的付氣缸上部設(shè)置有舌簧閥和化油器，進(jìn)空氣和燃油混合氣；由主、付活塞下部和曲軸箱空腔形成了曲軸箱空間即第一工作空間；由主活塞上部、主氣缸空腔和缸頭部位的燃燒室形成了第二工作空間，即主氣缸空間；付活塞上部和付氣缸空腔形成了第三工作空間，即付氣缸空間；設(shè)置在缸頭體內(nèi)的噴射系統(tǒng)可定時定量地將燃油混合氣噴入主氣缸工作空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混噴機，其特征在于所述的曲軸箱體的右曲軸箱是在原有基礎(chǔ)上增大了軸向方向的尺寸，并在與氣缸下平面與曲軸箱配合的結(jié)合面設(shè)置了付氣缸孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混噴機，其特征在于；所述的氣缸組件由主氣缸和付氣缸組成，主氣缸與氣缸體連成一體，在主氣缸上設(shè)有主、付掃氣孔和排氣孔；付氣缸以缸套的形式壓裝在氣缸體內(nèi)，在付氣缸一側(cè)上部設(shè)有進(jìn)氣孔并與氣缸體上的進(jìn)氣孔相通，形成燃油進(jìn)氣孔，并與舌簧閥和化油器相通，主付氣缸的工作長度相同，工作容積之比在5∶1左右。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的混噴機，其特征在于所述的缸頭總成的缸頭體內(nèi)設(shè)置有燃燒室和燃油噴射系統(tǒng)，在缸頭體的一側(cè)設(shè)置的燃燒室上設(shè)有火花塞孔及火花塞，另一側(cè)設(shè)有氣門座孔和氣門噴桿套孔，其孔內(nèi)相應(yīng)地壓裝著氣門座和氣門頂桿套，氣門座里裝有氣門，其上有一密封圈，氣門彈簧被固定在氣門的導(dǎo)桿上，在彈簧力的作用下氣門將氣門座分成上、下兩個密封空腔，上腔與付氣缸空間相通，下腔通過噴油孔與燃燒室相通；所述的氣門頂桿與氣門頂桿套內(nèi)孔成間隙配合，氣門、氣門頂桿的導(dǎo)桿上端設(shè)置有一搖臂機構(gòu)，由搖臂銷將其固定在缸頭體的搖臂座上，在搖臂座上設(shè)有一調(diào)整螺釘。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混噴機，其特征在于所述的曲桿連桿機構(gòu)，還增設(shè)了中曲柄和付連桿、付活塞，主、付活塞通過活塞銷將其固定在主、付連桿的小端的活塞銷孔上；在主活塞上設(shè)有單活塞環(huán)槽，其內(nèi)裝兩道活塞環(huán)；呈正圓形的付活塞其上也設(shè)有單活塞環(huán)槽，并在單槽內(nèi)也裝有兩道活塞環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混噴機，其特征在于所述的主、付活塞上的雙道活塞環(huán)，第一環(huán)為矩形環(huán)，第二環(huán)的開口成內(nèi)、外圓環(huán)形。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混噴機，其特征在于所述的噴油孔的直徑很小，呈下大上小的圓錐形，其在水平方向沿燃燒室的曲率圓的切線方向。
全文摘要
本發(fā)明所述的燃油混合噴射二沖程發(fā)動機是在原二沖程發(fā)動機在基礎(chǔ)上增設(shè)了副活塞、副連桿機構(gòu)、副氣缸和燃油噴射系統(tǒng)，使發(fā)動機在工作時燃油和潤滑油分離，掃氣過程的混合氣體不含有燃油成分，避免了高溫廢氣與燃油的接觸和燃油的短路損失，實現(xiàn)了可燃混合氣渦流和稀濃分層，提高了發(fā)動機的充氣效率，從而使本發(fā)明與現(xiàn)有二沖程機相比具有功率大、排放廢氣污染小、潤滑條件好、發(fā)動機使用壽命長等四大優(yōu)點，達(dá)到了本發(fā)明目的。
文檔編號F02B75/28GK1116273SQ9410877
公開日1996年2月7日 申請日期1994年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月1日
發(fā)明者匡江南 申請人:匡江南