一种新型二冲程发动机的制作方法

1.本实用新型涉及发动机技术领域，尤其涉及一种新型二冲程发动机。


背景技术：

2.二冲程发动机是在两个行程内完成一个工作循环的发动机，曲轴旋转一周，发动机对外作功一次。二冲程发动机的气缸体上设置有三个孔，分别是进气孔、排气孔和换气孔，这三个孔分别在一定时刻由活塞关闭。活塞自下止点向上移动时，进气孔、排气孔和换气孔同时被关闭，进入气缸的混合气被压缩，随活塞的向上移动，进气孔会逐渐在活塞下方露出，进气孔露出时，可燃混合气会进入曲轴箱。当活塞移动至上止点附近时，火花塞点燃可燃混合气，可燃混合气膨胀推动活塞下移作功，这时进气孔关闭，密闭在曲轴箱内的可燃混合气被压缩；当活塞移动至接近下止点时，排气孔会逐渐在活塞的上方露出，排气孔露出时，废气从气缸冲出；随后换气孔也在活塞上方露出，曲轴箱内受预压的可燃混合气冲入气缸，驱除废气，进行换气过程。在换气过程中，部分新进入气缸的可燃混合气会直接通过排气孔排出，造成了燃料损失，增加了二冲程发动机的燃油消耗率，同时造成排放污染。
3.因此，如何解决现有技术中的二冲程发动机在换气时，排气孔和换气孔同时处于打开状态导致的燃料损失及排放污染的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。


技术实现要素：

4.为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种新型二冲程发动机，其能够解决现有技术中的二冲程发动机在换气时，排气孔和换气孔同时处于打开状态导致的燃料损失及排放污染的问题。
5.本实用新型是这样实现的：一种新型二冲程发动机，包括机壳、曲轴、活塞和长度可伸缩调节的连杆，所述机壳包括曲轴箱和设置在所述曲轴箱上方的气缸，所述活塞可上下移动地设置在所述气缸内，所述曲轴可定轴转动地设置在所述曲轴箱内，所述连杆的两端分别与所述活塞的下端和所述曲轴的连杆轴颈转动连接，转动轴线与所述曲轴的转动轴线平行，所述气缸的侧壁上设置有进气口、排气口和用于限制所述活塞向下移动的限位结构，所述活塞移动至与所述限位结构作用时，所述连杆的上端与所述曲轴主轴之间的距离与所述曲轴曲柄的长度之和小于或等于所述连杆的最大长度，所述进气口和所述排气口位于所述活塞的上方，所述进气口和所述排气口处均设置有开闭机构；所述曲轴的转动过程包括使所述活塞向下靠近所述限位结构的第一过程、使所述活塞停留在所述限位结构的第二过程和使所述活塞向上远离所述限位结构的第三过程，所述曲轴在第一过程中的转动角度小于180度，所述曲轴在所述第三过程中的转动角度小于180度。
6.优选地，所述曲轴在第一过程中的转动角度与所述曲轴在第二过程中的转动角度相同。
7.优选地，所述限位结构为设置在所述气缸内侧壁上的限位环，所述限位环的内径
小于所述活塞的直径。
8.优选地，所述连杆包括同轴设置的第一杆件和第二杆件，所述第一杆件的上端与所述活塞转动连接，所述第二杆件的下端与所述曲轴的连杆轴颈转动连接，所述第一杆件与所述第二杆件之间设置有滑轨结构，以使所述第一杆件可沿所述第二杆件的长度方向相对于所述第二杆件移动。
9.优选地，所述气缸外部延设有与所述进气口连通的进气通道和与所述排气口连通的排气通道，所述进气通道和所述排气通道内均设置有增压系统。
10.优选地，所述增压系统包括风扇和用于驱使所述风扇转动的第一电机。
11.优选地，所述开闭机构包括设置在所述气缸外部的固定块、可沿所述气缸的径向相对于所述固定块往复移动的气门和用于驱使所述气门移动的驱动传动组件，所述气门的移动位置包括使所述排气口或所述进气口处于打开状态的第一位置和使所述排气口或所述进气口处于关闭状态的第二位置。
12.优选地，所述气门的轴线沿水平方向设置，所述驱动传动组件包括可定轴转动的凸轮和驱使所述凸轮转动的第二电机，所述凸轮的转动轴线与所述气门的轴线垂直，所述气门与所述固定块之间设置有复位组件。
13.优选地，所述复位组件包括与所述气门同轴设置的螺旋弹簧，所述螺旋弹簧套设于所述气门外部，且所述螺旋弹簧的一端与所述固定块固定连接，另一端与所述气门固定连接。
14.优选地，所述气门与所述凸轮之间设置有压块，所述压块与所述气门的尾部固定连接，所述压块靠近所述凸轮的一侧为弧面。
15.本申请提供的技术方案包括以下有益效果：
16.本申请提供的一种新型二冲程发动机，包括机壳、曲轴、活塞和连杆，其中，机壳包括曲轴箱和气缸，气缸设置在曲轴箱的上方，与曲轴箱连接在一起。活塞可在气缸内上下移动，曲轴可在曲轴箱内定轴转动。连杆设置在活塞与曲轴之间，且连杆的两端分别与活塞的下端和曲轴的连杆轴颈转动连接，连杆与活塞之间相对转动的转动轴线和连杆与曲轴之间相对转动的转动轴线平行，在气缸的侧壁上设置有进气口、排气口和限位结构，活塞向下移动至限位结构位置处时，限位结构与活塞相互作用，以限制活塞继续向下移动，此时，进气口和排气口均位于活塞的上方，进气口和排气口位置处均设置有开闭机构，通过开闭机构可以单独控制进气口和排气口的开启与关闭。曲轴的转动过程包括使活塞向下靠近限位结构的第一过程、使活塞停留在限位结构的第二过程和使活塞向上远离限位结构的第三过程，曲轴在第一过程中的转动角度小于180度，曲轴在第三过程中的转动角度小于180度。连杆的长度可伸缩调节，曲轴在第二过程中时，连杆的上端与曲轴主轴之间的距离与曲轴曲柄的长度之和小于或等于连杆的最大长度，以确保曲轴可360度旋转。当活塞向下移动，活塞上部的空间增加，可对应做功过程，此时需使进气口和排气口均处于关闭状态，此过程中，连杆处于长度最短的状态，活塞对连杆具有向下的压力，曲轴的连杆轴颈也受到向下的压力，从而驱使曲轴转动，即曲轴的第一过程；当曲轴处于第二过程中时，活塞的位置不变，进气口和排气口均位于活塞的上方，此过程中，可先打开排气口，进行排气过程，排气结束后，关闭排气口，然后打开进气口，进行吸气过程；当曲轴处于第三过程中时，连杆处于长度最短的状态，曲轴的转动驱使活塞向上移动，活塞上部的空间减小，可对应压缩过程，此时
也需使进气口和排气口均处于关闭状态。活塞往复移动一次，完成一次做功、排气、吸气和压缩过程，即在活塞的两个行程内，完成一个工作循环。如此设置，在曲轴处于第二过程中时，通过单独控制进气口和排气口的开启与关闭，使排气过程与吸气过程单独进行，互不影响，可避免新进入气缸的可燃混合气直接从排气口排出，避免了燃料损失，从而降低了二冲程发动机的燃油消耗率，减少了排放污染。
17.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本实用新型实施例示出的一种二冲程发动机开始做功时的结构示意简图；
20.图2是本实用新型实施例示出的一种二冲程发动机开始排气时的结构示意简图；
21.图3是本实用新型实施例示出的一种二冲程发动机开始吸气时的结构示意简图；
22.图4是本实用新型实施例示出的一种二冲程发动机开始压缩时的结构示意简图。
23.附图标记：
24.1、曲轴；2、活塞；3、连杆；4、曲轴箱；5、气缸；6、进气口；7、排气口；8、限位结构；9、进气通道；10、排气通道；11、增压系统；12、固定块；13、气门；14、凸轮；15、螺旋弹簧；16、压块。
具体实施方式
25.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
26.本具体实施方式的目的在于提供一种新型二冲程发动机，解决现有技术中的二冲程发动机在换气时，排气孔和换气孔同时处于打开状态导致的燃料损失及排放污染的问题。
27.以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。
28.参照图1～4，示出了一些示例性实施例中新型二冲程发动机的结构示意图。本实施例提供的一种新型二冲程发动机包括机壳、曲轴1、活塞2和连杆3，其中，机壳包括曲轴箱4和气缸5，在气缸5上端设置有点火机构，气缸5设置在曲轴箱4的上方，与曲轴箱4连接在一起。活塞2可在气缸5内上下移动，曲轴1可在曲轴箱4内定轴转动。连杆3设置在活塞2与曲轴1之间，且连杆3的两端分别与活塞2的下端和曲轴1的连杆轴颈转动连接，连杆3与活塞2之间相对转动的转动轴线和连杆3与曲轴1之间相对转动的转动轴线平行，在气缸5的侧壁上
设置有进气口6、排气口7和限位结构8，活塞2向下移动至限位结构8位置处时，限位结构8与活塞2相互作用，以限制活塞2继续向下移动，此时，进气口6和排气口7均位于活塞2的上方，进气口6和排气口7位置处均设置有开闭机构，通过开闭机构可以单独控制进气口6和排气口7的开启与关闭。
29.曲轴1的转动过程包括使活塞2向下靠近限位结构8的第一过程、使活塞2停留在限位结构8的第二过程和使活塞2向上远离限位结构8的第三过程，曲轴1在第一过程中的转动角度小于180度，曲轴1在第三过程中的转动角度小于180度。连杆3的长度可伸缩调节，曲轴1在第二过程中时，连杆3的上端与曲轴1主轴之间的距离与曲轴1曲柄的长度之和小于或等于连杆3的最大长度，以确保曲轴1可360度旋转。
30.当活塞2向下移动，活塞2上部的空间增加，可对应做功过程，此时需使进气口6和排气口7均处于关闭状态，此过程中，连杆3处于长度最短的状态，活塞2对连杆3具有向下的压力，曲轴1的连杆轴颈也受到向下的压力，从而驱使曲轴1转动，即曲轴1的第一过程，参照图1～2；当曲轴1处于第二过程中时，活塞2的位置不变，进气口6和排气口7均位于活塞2的上方，此过程中，可先打开排气口7，进行排气过程，排气结束后，关闭排气口7，然后打开进气口6，进行吸气过程，此过程中，曲轴1的转动会使曲轴1的连杆轴颈与活塞2之间的距离发生变化，连杆3的长度可自由伸缩调节，正好适应上述距离的变化，参照图2～4；当曲轴1处于第三过程中时，连杆3处于长度最短的状态，曲轴1的转动驱使活塞2向上移动，活塞2上部的空间减小，可对应压缩过程，此时也需使进气口6和排气口7均处于关闭状态。活塞2往复移动一次，完成一次做功、排气、吸气和压缩过程，即在活塞2的两个行程内，完成一个工作循环。
31.如此设置，在曲轴1处于第二过程中时，通过单独控制进气口6和排气口7的开启与关闭，使排气过程与吸气过程单独进行，互不影响，可避免新进入气缸5的可燃混合气直接从排气口7排出，避免了燃料损失，从而降低了二冲程发动机的燃油消耗率，减少了排放污染。
32.需要说明的是，上述曲轴1与曲轴箱4转动连接，曲轴1的两端延伸至曲轴箱4的外部，且曲轴1的一端设置有飞轮和启动器等，此均为现有技术，本申请不再赘述。
33.实施中，曲轴1在第一过程中的转动角度与曲轴1在第三过程中的转动角度相同，曲轴1在第二过程中与排气过程对应的转动角度和与吸气过程对应的转动角度相同，当曲轴1转动至曲轴1的连杆轴颈位于最低点时，即曲轴1转动至连杆3的轴线与竖直线重合的位置时，排气过程结束，进气过程开始。
34.本实施例中，上述限位结构8为设置在气缸5内侧壁上的限位环，限位环位于气缸5内侧壁的下端，限位环的轴线与气缸5的轴线重合，且限位环的内径小于活塞2的直径，在活塞2移动至限位结构8位置处时，限位环上表面与活塞2下表面相互作用，从而限制活塞2的移动。
35.实施中，上述连杆3可自由伸缩，具体包括上下分布的第一杆件和第二杆件，第一杆件和第二杆件同轴设置。第一杆件的上端与活塞2转动连接，第二杆件的下端与曲轴1的连杆轴颈转动连接，第一杆件与第二杆件之间设置有滑轨结构，以使第二杆件可沿第一杆件的长度方向相对于第一杆件移动，通过使第一杆件和第二杆件相对移动，可以调节连杆3的总体长度。上述滑轨结构包括设置在第一杆件上的滑槽，滑槽的延伸方向与第一杆件的
长度方向一致，第二杆件的上端可伸入至滑槽内并沿滑槽的长度方向往复移动。第一杆件的下端设置有第一限位块，第二杆件的上端设置有第二限位块，第一限位块位于滑槽的侧壁上，当第一杆件的上端和第二杆件的下端相互远离至最大距离时，即使第二杆件的上端移动至第一杆件的下端，第一杆件下端的第一限位块也会与第二杆件上端的第二限位块相互作用，使第一限位块限制第二限位块的移动，从而防止第二杆件从滑槽内脱出。
36.实施中，在气缸5外部延设有与进气口6连通的进气通道9和与排气口7连通的排气通道10，在进气通道9和排气通道10内均设置有增压系统11，以分别保证吸气过程和排气过程的顺利进行。
37.位于进气通道9内的增压系统11和位于排气通道10内的增压系统11可以为机械增压系统、气波增压系统、电动涡轮增压系统或复合增压系统，具体可根据发动机的使用场景进行选择。位于进气通道9内的增压系统11还可以为废气涡轮增压系统。上述机械增压系统、气波增压系统、电动涡轮增压系统、复合增压系统或废气涡轮增压系统均为成熟的现有技术，此处不再赘述。
38.实施中，上述位于进气通道9和位于排气通道10内的增压系统11均可设置为风扇的形式，具体包括风扇和用于驱使风扇转动的第一电机，通过风扇的转动，形成气流，提高气缸5的进气效率和排气效率。作为可选地实施方式，上述风扇也可以利用传动机构与曲轴1连接，利用曲轴1的转动驱使风扇工作。
39.本实施例中，设置于进气口6的开闭机构和设置于排气口7的开闭机构结构相同，均包括固定块12、气门13和驱动传动组件，固定块12设置在气缸5外部，用于对气门13进行支撑，气门13可沿气缸5的径向相对于固定块12往复移动，气门13的移动位置包括使排气口7或进气口6处于打开状态的第一位置和使排气口7或进气口6处于关闭状态的第二位置，气门13的头部移动至进气口6或排气口7位置处时，进气口6或排气口7处于关闭状态，气门13的头部离开进气口6或排气口7时，进气口6或排气口7处于开启状态。
40.实施中，可将气门13的轴线沿水平方向设置，驱动传动组件用于驱使气门13移动，具体包括可定轴转动的凸轮14和驱使凸轮14转动的第二电机，凸轮14的转动轴线与气门13的轴线垂直，气门13的尾部与凸轮14的弧面接触，气门13的尾部与凸轮14的接触位置不同，气门13的尾部与凸轮14的转动轴线之间的距离不同，从而使凸轮14的转动推动气门13移动。为保证气门13与凸轮14的弧面始终接触，在气门13与固定块12之间设置有复位组件。
41.实施中，上述复位组件包括螺旋弹簧15，螺旋弹簧15与气门13同轴设置，并套设于气门13外部。上述螺旋弹簧15可以为拉伸弹簧，拉伸弹簧的一端与固定块12固定连接，另一端与气门13固定连接。
42.实施中，在气门13与凸轮14之间设置有压块16，压块16与气门13的尾部固定连接，压块16靠近凸轮14的一侧为弧面，该弧面对应的圆心位于凸轮14的转动轴线上，压块16上弧面的设置有利于精确控制气门13的开启时间，并且有利于保证进气口6和排气口7的开度稳定。压块16上弧面的长度与进气口6和排气口7的开启时间相关，具体根据需要自行设定。
43.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。