专利名称：一种两冲程发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种两冲程发动机。
与四冲程发动机相比，两冲程发动机具有许多优点。一个显著的优点在于两冲程发动机比四冲程发动机设置有更少的活动部件。另一优点在于每当活塞到达缸体的顶部时即通过连接到活塞杆上的曲轴使活塞在其每个周期中产生工作冲程时，燃料燃烧。
两冲程发动机的一个致命缺陷在于由于在排出废气的同时，新鲜的燃料混合物被输送到缸体内，因此将导致未燃烧的燃料混合物与废气一起被分离出去，从而使燃料混合物的燃烧很差。
最普通的一种两冲程发动机包括用于在距油缸的燃烧室一定距离处将燃料混合物导入缸体壁内油缸空间的通道，该距离略大于燃烧室到缸体壁上排气口的距离。当燃料在燃烧室内燃烧时，活塞向下移动，而且活塞的上表面将首先穿过排气口，废气随活塞一起通过所述的排气口排出。接着，活塞的上表面将穿过燃料混合物流入油缸所用的通道。但是，当排气口仍处于开启状态时，燃料混合物才能流入。这样，当活塞向下移动时，其将首先穿过封闭的通道，接着穿过排气口，以使排气口关闭。燃料混合物中的某些部分将通过排气口被排出，其中的一部分是在燃料混合物被喷入油缸内时被排出的，另一部分是在活塞向上移动的过程中被排出的。
可通过使燃料经发动机的缸盖直接喷入，以及当活塞在油缸内向上移动时而使排气口关闭之后，通过固定于缸盖上的阀将空气喷入缸体内来避免这种问题的发生，这种措施是公知的。但是，这种方法需要为发动机设置一个用于控制喷嘴的电气装置和用于输送燃烧空气的压缩机。
本发明不需要设置其它活动部件或其它用于输送燃料混合物的控制装置就可以解决在两冲程发动机内实现高效燃烧的问题。
这样，本发明涉及一种两冲程的内燃机，包括一油缸，一活塞，一连接在曲轴与活塞之间的连杆，一个用于接收来自化油器的燃料混合物的曲轴箱入口，一个设置于曲轴箱和缸壁上的吸入口或入口之间的通道，和一个设置于所述缸壁上的排气口，其特征在于所述排气口与周围空气联通，所述发动机包括一个为两个相对移动的活塞所共有的油缸，两个曲轴箱分别设置于油缸的两端，每个曲轴箱都包括一个通过活塞杆与各个活塞相连接的曲轴，曲轴相互连接，以使两个活塞同时移动到其上死点和下死点，一化油器被连接到一第一曲轴箱上，所述的发动机其特征在于仅有所述的第二曲轴箱通过一通道与所述的入口相连接，设置所述的排气口以用来与第一曲轴箱上的活塞协同动作，一管在第一曲轴箱和第二曲轴箱之间延伸用于将燃料混合物从第一曲轴箱输送到第二曲轴箱，一单向阀设置于第一曲轴箱与所述管的入口端之间。
现参照附图及对本发明实施例的说明，对本发明作出更详细地描述，其中附图
图1为根据本发明构造的发动机之纵向剖视图；图2为图1所示之发动机旋转90°后的纵向剖视图；图3a-e示出了沿相反方向转动的发动机曲轴的工作循环；图4a-e示出了沿相同方向转动的发动机曲轴的工作循环；图5为一个与图1所示剖视图相对应的剖视图，在该图中曲轴之间使用了另一种连接方式；图6为一个与图1所示剖视图相对应的剖视图，在该图中曲轴之间使用了又一种连接方式。
图1和2示出了一种两冲程内燃机，包括一油缸1，一活塞2和一个连接在曲轴4与活塞2之间的连杆3。该发动机还包括一通向曲轴箱6的入口5，该入口5用于接收来自传统化油器32的燃料混合物并包括一板弹簧35或相应的阀。空气通过入口36被输送。
油缸1被两个可相对和相背移动的活塞2、12所共用。除了曲轴箱6之外，该发动机还包括设置于油缸另一端的另一曲轴箱10。两个曲轴箱内各容纳有一曲轴4、11，曲轴4、11分别通过活塞杆3、13与活塞2、12相连接。曲轴4、11机械连接，以使活塞2、12同时移动到其上死点和下死点。在图1的实施例中，曲轴是通过一个带齿的皮带14连接在一起的，皮带14与每个曲轴上的皮带轮15、16相连接。这种连接也可以相应地包括一链条和设置于每个曲轴上的链轮。
由于具有这种设置方式，因此当活塞处于其上死点时，活塞的各个上表面将与缸壁一起限定一个燃烧室17，如图4a所示。
一通道7设置于曲轴箱10和一定位于缸壁1上的吸入口8之间。一排气口9设置于缸壁上，所述的排气口与外界环境联通。
这种油缸还包括一火花塞孔18，火花塞孔18设置于当所述的两个活塞处于其上死点位置上时由活塞的上表面和缸壁限定而成的燃烧室内的一个位置上。该孔用于容纳一个传统的火花塞(未示出)。这种发动机还可以包括两个相对的火花塞孔，以在由活塞限定而成的燃烧室内实现更有效的燃料点火。
图1示出了一个装配于第一曲轴4上的飞轮37。
本发明包括下列特征的组合仅使第二曲轴箱10通过一通道7与所述吸入口8相连接；设置所述排气口9，以用来与第一曲轴箱6内的活塞协同动作；一管33在第一曲轴箱6和第二曲轴箱10之间延伸，用于将燃料混合物从第一曲轴箱输送到第二曲轴箱；一单向阀34设置于第一曲轴箱6和管33的入口端之间。
图4a-4e示出了曲轴沿相同的方向旋转的实施例之工作循环。图4a示出了上死点，在该位置上燃料被点燃。由于燃料被点燃，因此使活塞相背移动，见图4b，直到两个活塞到达其下死点，如图4c所示。当第一活塞2移动时，该活塞通过单向阀34将燃料混合物挤入管33内。管33内的燃料混合物一起被挤入第二曲轴箱10内。
吸入口8和排气口9将在下死点位置上被露出。
接下来，新鲜的流体混合物将以公知的方式从曲轴箱10经通道7和吸入口8流入油缸内，同时通过燃料混合物的流入而使废气流出排气口9。
接着，活塞将在设置于一个或两个所述曲轴上的飞轮20、21；37的作用下相对移动，见图4d，直到再次到达上死点，见图4e，接下来重复这种循环。为简明起见，在图4b-4e中未包括任何附图标记或符号。
已经发现，这种发动机能够产生极少的CO和HC排放量。尽管实现这种低排放的原因尚不完全清楚，但我们认为这是几个综合因素相互作用的结果。其中的一个因素在于第一曲轴箱在每个循环都将挤压燃料混合物一次，并将其挤入管中，同时当第一活塞朝向其上死点位置移动时，单向阀34将在管33内产生一个低压。这就意味着当第二活塞朝向其上死点位置移动时，燃料混合物将以高于未设置单向阀之情况下的压力输送给第二活塞。我们认为这种较高的压力在第二活塞朝向其下死点位置移动而且吸入口8和排气口9均处于开启状态时将更有效地净化或清洗油缸。
另一个起作用的因素在于，由于化油器36内所产生的燃料混合物除流过第一曲轴箱外还将流过管33，因此第二曲轴箱也将容纳几乎同质的燃料/空气混合物。
根据本发明的一个优选实施例，一空气供给通道39沿管33的长度延伸并具有以大气压力将空气输送到管33内的燃料混合物中的作用。空气供给通道39可包括一用于调整空气压力的阀40。空气压力最好在1.05至1.5bar的范围内。
根据另一实施例，所述的发动机包括一压缩机38或一叶轮，其能够产生所述的压缩空气并被发动机所驱动。压缩机38可被装配在发动机的飞轮附近。一从压缩机伸出的出口通道41与阀40的入口通道42相连接。
已经发现，当压缩空气被输送到包含气体混合物的管33内时，可以明显降低排放量。我们认为其原因与上述的原因相同，即改善了油缸的净化或清洗。
根据本发明的一个优选实施例，设置一个吸入口8或多个入口，从而当第一曲轴箱6上的第一活塞2靠近或到达其下死点时，吸入口或多个入口能够完全打开。
根据另一优选实施例，设置排气口9或多个排气口，从而当第二曲轴箱10上的第二活塞12靠近或到达其下死点时，排气口或多个排气口能够完全打开。
根据本发明的又一实施例，由于曲轴相互连接，因此飞轮37可被装配在一个曲轴4上。
在另一实施例中，所述曲轴中的一个可形成一驱动轴。
图5示出了曲轴之间连接方式的另一实施例。该实施例包括两个带齿的皮带22、23，这两根皮带分别与一个曲轴及固定到输出传动齿轮26上的皮带轮24、25协同动作。在该实施例中，两个曲轴沿相同的方向旋转。
图6示出了曲轴连接方式的又一实施例。在图6的实施例中，两个曲轴分别通过齿轮27、28及齿轮29、30和一共用轴31连接在一起，其中共用轴31在两个齿轮28、29之间延伸。齿轮是伞齿轮，而且在本实施例中，曲轴沿相反的方向旋转。
根据设计的具体情况，可以想象在每个曲轴上都设置一个齿轮，用于与所述的齿紧密啮合。在这种情况下，曲轴将沿相反的方向旋转。
图3a-3e示出了与图4a-4e相对应的一个循环，其区别之处仅在于曲轴沿相反的方向旋转。为简明起见，在这些附图中未标出附图标记或符号。
在本发明的发动机中，吸入口和排气口之间的距离要比传统的两冲程发动机长很多，而且以略高于传统两冲程发动机所用的压力将同质的燃料混合物输送给油缸。
这样就可以使未燃烧的燃料混合物和CO、HC的排放量非常低，或者完全消除这种排放。
这就意味着本领域的技术人员就可以根据吸入口和排气口的设计、活塞上表面的形状、火花塞的位置、压缩空气的优选等，制成一种能够实现完全燃烧的两冲程发动机。
此外，本发明的两冲程发动机的结构要比包括两个油缸的传统两冲程发动机简单。另外，由于活塞的相对和相背移动，而使发动机保持平衡。
通过使包含两冲程油的燃料混合物从化油器流入第一曲轴箱6，并通过第一曲轴箱6经所述的管流向第二曲轴箱10，接着流入油缸，而使两个曲轴箱都得以润滑。
尽管本发明已参照附图作出了说明，但应该理解在不脱离本发明构思的范围内，本领域的技术人员能够对其作出许多修改。
由于在所附权利要求书的范围内可对本发明作出许多变化，因此本发明并非局限于上述的实施例。
权利要求
1.一种两冲程内燃机，包括一油缸、一活塞、一连接在一曲轴与所述活塞之间的连杆，一通向曲轴箱(6)用于接收来自化油器的燃料混合物的入口(5)，一个设置于曲轴箱和缸壁上的吸入口之间的通道，一个设置于所述缸壁上的排气口，所述排气口与周围环境联通，其中，该发动机包括一个为两个活塞(2，12)所共用的油缸(1)，两个活塞(2，12)可相对和相背移动，该发动机包括设置于油缸(1)两端上的曲轴箱(6，10)，每个曲轴箱(6，10)内都容纳有一个曲轴(4，11)，曲轴(4，11)分别通过活塞杆(3，13)与各个活塞(2，12)相连接，曲轴(4，11)相互连接，以使活塞(2，12)能够同时朝向其上死点和下死点移动，一化油器(32)被连接到第一曲轴箱(6)上，其特征在于包括以下特征的组合仅有一第二曲轴箱(10)通过一通道(7)与所述吸入口(8)相连接；所述排出口(9)被设置用于与所述第一曲轴箱(6)上的活塞(2)协同动作；一管(33)在第一曲轴箱(6)和第二曲轴箱(10)之间延伸，用于将燃料混合物从第一曲轴箱输送到第二曲轴箱；一单向阀(34)设置于第一曲轴箱(6)与管(33)的入口端之间。
2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于一空气供给通道(39)沿管(33)的长度方向延伸并能够以高于大气压的压力在所述管内向燃料混合物供给空气。
3.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于所述压缩空气的压力约为1.05至1.5bar。
4.根据权利要求2或3所述的内燃机，其特征在于一压缩机(38)或一叶轮用于产生所述的压缩空气，所述的压缩机由所述内燃机驱动。
5.根据权利要求1，2，3或4所述的内燃机，其特征在于设置一个或多个所述的吸入口(8)，从而当所述第二曲轴箱(10)上的所述第二活塞(12)靠近或到达其下死点位置上时所有吸入口完全打开。
6.根据权利要求1，2，3，4或5所述的内燃机，其特征在于设置一个或多个所述的吸入口(8)，从而当所述第一曲轴箱(4)上的所述第一活塞(2)靠近或到达其下死点位置上时所有排出口完全打开。
7.根据权利要求1，2，3，4，5或6所述的内燃机，其特征在于所述曲轴(4，11)通过一有齿皮带(14)或链条机械连接在一起。
8.根据权利要求1，2，3，4，5或6所述的内燃机，其特征在于所述曲轴(4，11)通过齿轮(27-30)和一合适的轴(31)机械连接在一起。
全文摘要
一种两冲程内燃机,包括:一油缸、一活塞、一连接在一曲轴与所述活塞之间的连杆,一通向曲轴箱(6)用于接收来自化油器的燃料混合物的入口(5),一个设置于曲轴箱和缸壁上的吸入口之间的通道,一个设置于所述缸壁上的排气口,所述排气口与周围环境联通,其中,该发动机包括一个为两个活塞(2,12)所共用的油缸(1),两个活塞(2,12)可相对和相背移动,该发动机包括设置于油缸(1)两端上的曲轴箱(6,10),每个曲轴箱(6,10)内都容纳有一个曲轴(4,11),曲轴(4,11)分别通过活塞杆(3,13)与各个活塞(2,12)相连接,曲轴(4,11)相互连接,以使活塞(2,12)能够同时朝向其上死点和下死点移动,一化油器(32)被连接到第一曲轴箱(6)上。本发明的特征在于以下特征的组合:仅有一第二曲轴箱(10)通过一通道(7)与所述吸入口(8)相连接;设置所述排出口(9),以用于与所述第一曲轴箱(6)上的活塞(2)协同动作;一管(33)在第一曲轴箱(6)和第二曲轴箱(10)之间延伸,用于将燃料混合物从第一曲轴箱输送到第二曲轴箱;一单向阀(34)设置于第一曲轴箱(6)与管(33)的入口端之间。
文档编号F02B25/00GK1276851SQ9881041
公开日2000年12月13日 申请日期1998年10月20日 优先权日1997年10月20日
发明者汉斯·卡尔松 申请人:汉斯·卡尔松