专利名称：一种双层活塞发动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种二冲程发动机技术领域。尤其是一种新、废气严格分开的二冲程发动机。
技术背景二冲程发动机是指曲轴转一圈(360° )活塞往复运动二次完成一个工作循环的发动机，其工作循环包括进气、压缩、做功、排气四个过程，二冲程汽油机在结构上与四冲程汽油机不同之处在于，没有了进、排气门，取而代之的是进气孔、排气孔和换气孔。如图 1所示，其工作原理如下(1)第一行程，活塞由曲轴带动从下止点向上止点移动，当活塞上行至关闭换气孔和排气孔时，已进入汽缸的新鲜混合气被压缩，直至上止点时，压缩结束， 与此同时，随着活塞上行，其下方曲轴箱内形成一定真空度，当活塞运行到进气孔开启时， 新鲜混合气被吸入曲轴箱。(2)第二行程，活塞接近上止点时，火花塞产生电火花，点燃被压缩的可燃混合气，燃烧形成的高温、高压气体推动活塞下行做功，当活塞下行到关闭进气孔后，曲轴箱内的混合气被压缩，活塞据需下行至排气孔开启时，燃烧后的废气靠自身压力经排气孔排出；紧接着，换气孔开启，曲轴箱内经预压的混合气进入汽缸，并排出汽缸内残余废气，这一过程称为换气过程，它一直延续到下一行程，活塞再上行关闭换气孔和排气孔时为止。由上述工作原理可知，第一行程时，活塞上方进行换气压缩，活塞下方进行进气；第二行程时，活塞上方进行做功，换气活塞下方预压混合气，换气过程跨越两个行程。 二冲程发动机的特点1、由于进排气过程几乎是完全重叠进行的，所以在换气过程中有混合气损失和废气难以排尽的缺点，经济性差、排污率高。2、完成一个工作循环，曲轴只转一圈，当与四冲程发动机转速相等时，其做功次数比四冲程发动机多一倍，因此运转平稳，与同排量四冲程发动机相比在理论上输出功率应是四冲程发动机的两倍，但由于换气时的混合气损失，实际上只有1.5 1.6倍。3、由于没有气门机构，发动机结构较为简单，二冲程汽油发动机在摩托车上应用较多。4、传统二冲程发动机将混合气预储于曲轴箱内，通过换气方式为工作缸提供气源，新废气之间没有阻隔，工作时，新气内混有废气，工作效率低，排废时，新气随废气排出， 经济性差，排污高。5、传统的四冲程发动机其混合气的配给，包括燃油和空气两个要素，虽然现代科学技术的发展将两者的控制和使用水平提高到了相当的高度，但是燃烧时必需元素的缺乏显然制约了燃油的利用率。燃烧时生成的反应物co2、H2o在生成的瞬间形成阻燃基团，并迅速包裹于未燃物四周，象消防时施加于可燃物之上的阻燃物一样，阻止了燃烧的充分进行， 燃烧结束后废气中可燃物含量还占有相当大的比例，这一现象说明燃油不仅没有得到充分利用，反而降低了发动机的功率，而且生成的废气对环境的危害更是众所周知的。发明内容由于原二冲程发动机将混合气预储于曲轴箱内通过换气方式为工作缸提供气源， 新、废气之间没有阻隔，造成燃气浪费。我们提出一种双层活塞发动机。设置了燃气预置缸、 压缩缸，将燃烧室设置于双层活塞中间，将提前预制好的混合气、经高压压缩。用高压的方式充入双层活塞工作缸，新气进入缸体将上次工作产生的废气彻底排出，经过动作转换到燃烧室。新、废气彻底分开，互不接触，提高了燃油利用率杜绝了浪废。
以下结合附图通过实施例进一步说明图1为本发动机工作原理图图2为压缩缸(3)的分解图。图3为双层活塞工作缸(5)的分解图。图4为双层活塞工作缸的工作流程图。图4-1至4-12为双层活塞工作缸分解图图5为双层活塞发动机主视图。图6为双层活塞发动机前视图。图7为双层活塞发送机俯视图。图8为双层活塞发动机左视图。图9为双层活塞发动机的右视图。
具体实施方式
接通电源启动马达，并开启燃油、液氧、空气开关，马达带动曲轴转动，安装在曲轴上的凸轮转动，见图2，凸轮(9)转动180°，凸轮套(10)向下位移，拉动柱销(11)、拉杆 (12)向下移动，活塞(13)、活塞(14)向下位移。压缩缸(3)内形成真空，负压通过输气管路②传输至燃气预制缸(1)，燃油、液氧、空气按比例抽入预混，经过粗略混合的燃气通过输气管路O)、进气孔(15)、抽入压缩缸(3)随着曲轴转动安装在曲轴上的凸轮(9)同时做向上运动。通过注销(11)连续转动180°，凸轮套(10)连杆(1 带动下活塞(13)，上活塞(14)向上运动，缸体内的燃气被压缩，逐渐被推着，经出气孔(16)，压缩管路，进气孔(XT)进入双层活塞工作缸( 。图-3具体描述了双层活塞工作缸内组成的零件名称及序号。如图4-1所示缸内各部件的相应位置很明显是处于进气时的状态。做功活塞04) 拉伸套03)处于同一平面，刚好将排气孔(7)封闭、托起钢套(30)在弹簧B(31)的支撑下处于自然弹起状态，排气活塞(19)自然垂落于托起钢套(30)之上，弹簧AQO)支撑，活塞舌(18)处于自然垂落状态。图中蓝色代表燃气进入缸体内的实况。其余部件也随做功活塞04)处于其相应位置。如图4-2所示曲轴转动连杆(3 推动活塞座0 向上时点运行、活塞舌(18)到达缸体顶部，将进气孔封闭，其余部件做相应位移。如图4-3所示做功活塞到达上时点，活塞舌(18)与排气活塞(19)凸凹部位贴合。弹簧A 20被压缩。缸体内的燃气通过进气通孔08)被压缩进燃烧室。如图4-4所示点火装置点火，图中红色区域代表被点燃的燃气。如图4-5所示燃气被点燃后，体积瞬间增大，排气活塞(19)被燃气托住，不能向下位移。强大的推力只能推动拉伸套做功活塞04)向下时点运行。排气活塞(19)内勾将拉伸套03)外勾勾紧限位，做功活塞继续向下时点运行，如图4-6所示 做功活塞04)到达下时点其余部件做相应位移。排气孔洞开、缸内废气依靠自身压力穿过排气孔⑵排出缸外。如图4-7所示曲轴连续运转，重复做上一个循环的动作，燃气通过燃气预制缸(1)、输气管路O)、压缩缸(3)、压缩管路(4)被压缩至双层活塞工作缸(5)的进气孔07)。如图4-8所示燃气推动活塞舌(18)排气活塞(19)向下时点移动。排气孔 (7)洞开缸内失压。高压推着排气活塞(19)连带活塞舌(18)落下，被拉伸套03)撑住。 如图4-9所示随着高压燃气不断进入拉伸套(23)，活塞舌(18)排气活塞19三位一体落下，置于托起的铜套(30)之上，废气被进一步挤出缸外，如图4-10所示高压燃气全部压入、弹簧B(31)被压缩。排气活塞(19)拉伸套同时到达下时点，缸内废气几乎被全部排出，只留下进气通孔内残留的一小部分留存于缸内。托起铜套被压入预留空腔内。如图 4-11所示，进气孔(XT)关闭，顶杆09)将托片OO)顶起、弹簧AQO)压缩至极点弹起，活塞舌(18)随之弹起，燃气进入。如图4-12所示燃气顺着进气通孔进入排气活塞(19)下方，弹簧B (31)弹起，托起铜套(30)随之弹起，托动排气活塞(19)弹起。完成一个工作循环。从图4，1-12不难看出双层活塞发动机将燃烧室置于排气活塞与做功活塞之间，做功结束后废气在新气进入的同时被排出缸外。新、废气之间互不接触。本实用新型的要点在于将双层活塞工作缸的进气方式由真空吸入改为高压充入， 在进气的同时将废气排出，避免了原二冲程发动机在换气时新、废气不能完全区分的缺陷， 提高了燃气利用率。本实用型在发动机系统增设了燃气预混缸(1)使的燃气可进行提前预制，燃气的混合比可通过调整燃油、液氧、空气阀门的大、小得到进一步优化配比。所述的压缩缸(3) 如图-2所示；缸体分为上、下两个部分，每个缸内各有活塞一套、这种设计缩短了上、下行程，增大了压缩空间。所述的进气孔(15)采用了逆止阀门装置，保证了压缩时阀门的封闭性能。所述的出气孔(16)(17)同样具有单通性，进气时处于封闭状态。所述的压缩缸(3) 的活塞(13) (14)双向运行每个行程都在作功，向上运行时向一个双层活塞工作缸供气，向下运行时向另一个双层活塞工作缸供气，整个过程没有空驶行程。综上所述；一种双层活塞发动机改变了原有的进气方式，燃气经预混，压缩、高压充入双层活塞工作缸，在进气的同时将上次工作时产生的废气排出。燃气在缸体内通过各部件的协调动作，产生合理流动，转换到燃烧室区域。这种转换正是一种双层活塞发动机的发明点。
权利要求1.一种双层活塞发动机其特征是在原有发动机一层活塞的基础上增加了一层排气活塞、配装了一个燃气预制缸、一个双向供气压缩缸是一种将自然吸气改为高压充气的双层活塞发动机，工作缸内的活塞由上；下两层结构组成，是一种双层活塞发动机。
2.根据权利要求1所述的一种双层活塞发动机其特征是；连接在发动机主轴上的双向供气压缩缸是筒形的，分为两个工作室，每个工作室装有一层活塞。
专利摘要一种双层活塞发动机。本实用新型的要点在于设置了混合气预制缸、压缩缸、双层活塞工作缸及相关附件，进气由真空抽入改为高压充入，工作时新、废气相互隔离，在进气的同时将废气排出。燃气在缸内各部件协调动作的同时，自动转换到排气活塞下方的燃烧室区域。发动机的燃油使用率、输出功率大为提高，排污率较原二冲程发动机有很大的降低。
文档编号F02F1/22GK202132099SQ20102064928
公开日2012年2月1日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者李平 申请人:李平