專利名稱：汽柴兩用增容節能發動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及內燃機技術，具體涉及一種氣缸配氣式的汽柴兩用增容節能二行程發動機。
背景技術：
現有的四行程發動機，已在汽車發動機等多種車輛上得到了廣泛應用。其工作循環都包含進氣、壓縮、做功、排氣四個行程，每個行程各占180°曲軸角。進排氣機構比較復 雜、笨重。二行程發動機在單位時間上的做功次數是四行程發動機的兩倍，且結構簡單，使 用維修方便。其不足之處是沒有專門的進氣、排氣行程，換氣過程時間短，是利用新氣掃除 廢氣，新氣損失多，廢氣不易排除干凈，進氣不足。現有的發動機分為汽油機和柴油機，汽油 機有“起動容易，運轉平穩迅速”的優點，但有“功率和效率較低”的缺點，柴油機有“功率和 效率較高”的優點，卻有“起動困難，轉速較小”的缺點，而在一種機型上發揮兩種機型的優 點是不可能的。并且以上所述發動機燃燒室的體積受本缸進氣本紅燃燒的限制，燃燒室體 積較小，功率不足。
發明內容
本發明的目的，在于提供一種配氣設計合理，結構簡單，能集多缸氣體為一缸的汽 柴兩用增容節能發動機。本發明的技術方案如下本發明汽柴兩用增容節能發動機，為二行程發動機，它包括做功缸、以及并行排列 的前配氣缸和后配氣缸，做功缸中有做功缸活塞；做功缸活塞連接做功缸曲軸，前配氣缸中 有前配氣缸活塞，吸入純凈空氣的后配氣缸中有后配氣缸活塞，在相連各配氣缸上部的上 止點下面有氣孔相通，后配氣缸的上部有進氣主管，進氣主管靠近前配氣缸的一側為前配 氣缸進氣支管，另一側為后配氣缸進氣支管；前配氣缸進氣支管中設有化油器通向前配氣 缸的進氣門，后配氣缸進氣支管通向后配氣缸的進氣門；做功缸的燃燒室進氣門和配氣缸 的出氣口之間有氣道相通。本發明的優點在于燃燒室內做功，燃燒室體積大，供氣充足。配氣缸的進氣方式 和配氣缸壓入做功缸的氣體量，通過配氣缸氣道上閥門的移動，能適應汽油燃料和柴油燃 料在不同的工作條件中轉換使用，并發揮這兩種燃料的優點，是發動機具有“起動容易，熱 利用率高，燃油經濟性和環保性強，功率變化范圍大，功率和效率比較高的氣缸配氣式汽柴 兩用二行程發動機。該發動機在配氣缸向做功缸進氣設計和做功缸排氣設計上以及配氣缸和做功缸 相連曲軸轉角設計比較合理，該發動機的配氣缸活塞到上止點時，做功缸的活塞到它氣缸 中部，做功缸活塞上部的氣缸容積還比較大，使配氣缸能向做功缸內壓入較多的氣體，這樣 做功缸燃燒室體積可比現在使用的相同發動機氣缸的燃燒室體積大三倍、四倍或更多倍。 該發動機的幾個配氣缸活塞把氣體全部壓入做功缸后，做功缸活塞開始單獨壓縮氣體至上止點，氣缸內的氣體壓力對活塞向上移動產生的阻力作用在一個活塞上。而現在使用的多 缸發動機它的多個活塞分別把氣體壓至上止點，氣缸內氣體對活塞向上移動產生的阻力作 用在多個活塞上。以上可以看出，該發動機比現在使用的發動設計更科學、完美。上海科技 出版社-物理書中提到，當氣缸活塞發動機的壓縮比為3 1時，它輸出的功率為2馬力， 當它的壓縮比為10 1時，它可輸出40馬力的功率。它的壓縮比大了三倍多，而它的功率 增加了 20倍，其主要原因是提高了燃料在燃燒室燃燒、爆發產生的壓力和溫度。氣缸配氣 式增容二行程發動機燃燒室體積比現在使用的發動機燃燒室體積能大三倍、四倍或更多， 進入的氣體量也相應增加了三倍、四倍或更多。同樣的道理都是提高了燃料在燃燒室燃燒 爆發產生的壓力溫度，所以氣缸配氣式增容二行程發動機的功率比現在使用的發動機功率 能大很多倍。
圖1為本發明發動機以汽油作燃料時工作狀態結構示意圖；圖2為發動機以柴油作燃料時工作狀態結構示意圖。圖中1、做功缸，2、前配氣缸，3、做功缸曲軸，4、前配氣缸曲軸，5、前配氣缸活塞， 6、側閥，7、后配氣缸進氣支管，8、主進氣管，9、中閥，10、化油器，11、前配氣缸進氣支管，12、 做功缸進氣門，13、噴油器，14、火花塞，15、排氣孔，16、做功缸活塞，17、氣孔，18、片式閥， 19、配氣缸出氣口，20、后配氣缸，21、后配氣缸活塞，22、后配氣缸曲軸，23、壓簧。
具體實施例方式參加圖1和圖2，本發明汽柴兩用增容節能發動機包括配氣機構，潤滑、冷卻、燃料 供給、點火系統、機體和轉動機構，為二行程發動機，它包括做功缸1、以及并行排列的前配 氣缸2和后配氣缸20，做功缸1中有做功缸活塞16，做功缸活塞16連接做功缸曲軸3。把 進氣道設有化油器10的配氣缸稱前配氣缸2，把只吸入純凈空氣的配氣缸稱后配氣缸20。 后配氣缸20的上部有進氣主管8，配氣缸進氣主管8分前配氣缸進氣支管11和后配氣缸進 氣支管7，進氣主管8靠近前配氣缸2的一側為前配氣缸進氣支管11，另一側為后配氣缸進 氣支管7 ；前配氣缸進氣支管11設有化油器10，前配氣缸進氣支管11通向前配氣缸2的進 氣門，前配氣缸2中有前配氣缸活塞5。后配氣缸進氣支管7通向后配氣缸20的進氣門。 吸入純凈空氣的后配氣缸20中有后配氣缸活塞21，在相連各配氣缸上部的上止點下面有 缸間氣孔17相通。做功缸1的燃燒室進氣門12和配氣缸的出氣口 19之間有氣道相通。所 述的前配氣缸2的數量為1-4個，所述后配氣缸20的數量與前配氣缸2數量相同，缸體大 小以及進氣量相同；前配氣缸2的活塞5與后配氣缸20的活塞21在氣缸的同一高度位置。 所述做功缸曲軸3，較之與其相連的前配氣缸曲軸4、后配氣缸曲軸22落后90度轉角。也 就是當前配氣缸活塞5與后配氣缸活塞21向上移動到它們氣缸的中間位置時，做功缸活塞 16向下移動到它氣缸的下止點位置，前配氣缸2與后配氣缸20的進氣門上為真空壓力閥笛 簧的片式閥18，它在真空作用下打開及在鋼簧作用下關閉。在相連的配氣缸上部上止點下 面各缸之間有氣孔17相通，在前配氣缸2和后配氣缸20之間的相通氣孔17中設有一中閥 9，中閥9的移動能打開或關閉前配氣缸2和后配氣缸20之間的氣孔17 ；在后配氣缸20的 一側設有一側閥6，閥門6的移動能打開或關閉后配氣缸20通向進氣支管7的氣道。做功缸1燃燒室的做功缸進氣門12和配氣缸出氣口 19有氣道相通。做功缸1燃燒室的頂部設 有火花塞14和噴油器13 ；在做功缸1中部的下止點上面有可調排氣孔15。做功缸1的燃 燒室進氣門12上設有氣門可調壓簧23，可以調節其強度，使配氣缸活塞21上移到它氣缸的 中間位置時，氣體開始頂開氣門進入做功缸1內，并可根據排氣孔15廢氣排出干凈成度進 行調節氣門壓簧23，可改變進氣門12的開啟時間，使廢氣排出干凈的同時，不讓有效氣體 排出。中閥9和側閥6可通過氣壓，油壓或電磁控制，也可用手板動來選擇燃料。能使用汽 油燃料和柴油燃料，這兩種燃料燃燒做功時的壓縮比不同，進氣方式和點火方式也不同，根 據它們各燃料在做功時所需的要求和條件，在做功缸燃燒室上設有火花塞和噴油器，機體 上按裝有點火系統和噴油系統，以及汽、柴油兩個燃料儲存箱和兩套供油系統。在配氣缸的 氣道上設有二個閥門，閥門的移動能改變配氣缸壓入做功缸的氣體量。一般汽油發動機的 壓縮比為8-11，柴油發動機的壓縮比為16-22。這就需要氣缸配氣式汽柴兩用二行程發動 機在使用柴油燃料時，做功缸的進氣量比使用汽油燃料時做功缸的進氣量多兩倍。該發動 機在使用汽油燃料時，只有前配氣缸向做功缸壓入汽油和空氣混合氣體，當轉換成柴油燃 料后，前配氣缸和后配氣缸都向做功缸壓入純凈空氣，同時發動機的點火方式相應改變。
本發明氣缸配氣式汽、柴油兩用增容發動機，在起動或小負荷工作時，選擇開關在 拉簧作用下位于汽油燃料的位置，工作時靠飛輪轉動離心作用位于柴油燃燒位置。閥9關 閉了前配氣缸2和后配氣缸20之間的通氣孔17。側閥6也打開了后配氣缸20通向前配氣 缸進氣支管11的氣道。發動機配氣缸氣道上化油器10開始供油。當配氣缸活塞向下移動 時，配氣缸上的進氣門在真空作用下打開，前配氣缸2吸入的是經設有化油器10的前配氣 缸進氣支管11進入的油氣混合氣，后配氣缸20吸入的是純凈空氣。當配氣缸活塞移動到下 止點時，配氣缸上進氣門在鋼簧作用下關閉，當配氣缸活塞向上移動到它氣缸的上止點與 下止點中間位置時，做功缸活塞16向下移動到它的氣缸的下止點位置，這時做功缸1燃燒 室的做功缸進氣門12在配氣缸氣體壓力作用下打開，做功缸活塞16繼續移動，前配氣缸2 吸入的混合氣在前配氣缸活塞5的推壓下進入做功缸1，做功缸活塞16從下止點向上移動， 就會結合配氣缸壓入的氣體共同把廢氣從排氣孔15推出。后配氣缸20吸入的純凈空氣通 過側閥6打開氣道，流回后配氣缸進氣支管7內，當配氣缸活塞向上移動至上止點，前配氣 缸2內的混合氣全部壓入做功缸1內，這時做功缸1的燃燒室的做功缸進氣門12關閉，做 功缸活塞16已封住了排氣孔15，當做功缸活塞16移動到上止點，配氣缸壓入做功缸1的氣 體量適合汽油燃料在燃燒室燃燒所需的最佳壓力和溫度。燃燒室燃料經火花塞14點燃產 生爆發而做功，當做功缸活塞16向下移動漏出排氣孔15后，高壓廢氣迅速從排氣孔15排 出，做功缸活塞16移至下止點時，廢氣基本排完，這時配氣缸又開始向做功缸1壓入氣體。 就這樣做功缸1和配氣缸活塞上下移動互相配合不停地循環工作。當發動機的負荷增大到某一值時，選擇壓力閥門開關就會自動移至柴油燃料位 置，使中閥9打開了前配氣缸2和后配氣缸20之間的氣孔17，閥門B6關閉了后配氣缸20 通向后配氣缸進氣支管7的氣道，這時前配氣缸2氣道上的化油器10停止供油，這樣前配 氣缸2和后配氣缸20吸入的都是純凈空氣，配氣缸活塞向上移動把氣體全部壓至做功缸1 燃燒室，當做功缸活塞16移到上止點，燃燒室達到最佳的壓力和溫度，通過噴油燃燒爆發 而做功。該發動機使用柴油燃料和使用汽油燃料的工作情況基本相同，不同的是進氣方式和進氣量及點火方法。氣缸配氣式增容二行程發動機的類型按燃料分有三種類型一、氣缸配氣式增容汽油發動機二、氣缸配氣式增容柴油發動機
三、氣缸配氣式汽、柴兩用增容發動機這三種發動機又有裝設節能裝置和不設節能裝置之分。一、氣缸配氣式增容汽油發動機又分為A、單配氣缸汽油發動機，B、多配氣缸汽油發動機單配氣缸汽油發動機又有單配氣缸單次進氣燃燒做功和單配氣缸多次進氣燃燒 做功的型式。a單缸指一個配氣缸單次進氣發動機燃燒室體積受單缸進氣量較少限制，體積較 小，沒有增容作用不利益于提高發動機功率和熱利用率。b單缸多次進氣發動機的燃燒室體積大，它可比單缸單次進氣發動機的燃燒室體 積大二倍、三倍或四倍，配氣缸需根據做功缸燃燒室體積相應向做功缸進氣二次、三次或四 次，在多次進氣時，燃燒室上的火花塞應停止工作，做功缸的排氣孔也需通過傳動軸上的凸 輪轉動，適時地控制排氣孔上氣閥的打開或關閉，已勉有效氣體跑出。單缸多次進氣汽油發動機的結構簡單，維修方便，使用時間長，增加了燃燒室容積 容量，提高了發動機功率和效率，廣泛用于各種輕型動力機械上，如小型汽車、摩托車、電 動車、自行車助力，起動機或在用電不便的地方代替某些電動工具等。B、多缸配氣汽油發動機多缸配氣汽油發動機的配氣缸數量為2個時，若它的燃燒室體積應二次進氣才能 符合燃料燃燒做功的最佳條件時，需二次進氣。當該發動機的配氣缸數量為3個以上時，燃 燒室體積應與配氣缸數量相適應，為一次進氣。多缸配氣汽油發動機用于各種輕型快速的各種動力機械上。二、氣缸配氣式增容柴油發動機氣缸配氣式柴油發動機的類型與汽油發動機類型基本一樣。不同的是柴油燃料燃 燒所需的配氣量比汽油燃料燃燒時的配氣量大兩倍，是通過噴油燃燒做功的，在起動時應 有較強的起動力。可適用一些笨重機械的動力。三、氣缸配氣式汽柴兩用增容發動機汽柴兩用發動機有汽油和柴油兩種燃料燃燒做功的共同優點，有起動容易，熱利 用率較高。功率變化范圍大，功率和效率比較高的優點。汽柴兩用增容發動機的配氣缸數 量少時，也可多次進氣于適應，燃燒室體積大時的要求。氣缸配氣式增容二行程發動機也適用于液化石油氣，液化天燃氣和壓縮天燃氣， 以及已醇等多種燃料。
權利要求
一種汽柴兩用增容節能發動機，為二行程發動機，其特征在于它包括做功缸(1)、以及并行排列的前配氣缸(2)和后配氣缸(20)；做功缸(1)中有做功缸活塞(16)，做功缸活塞(16)連接做功缸曲軸(3)；前配氣缸(2)中有前配氣缸活塞(5)，后配氣缸(20)中有后配氣缸活塞(21)；在相連各配氣缸上部的上止點下面有氣孔(17)相通；后配氣缸(20)的上部有進氣主管(8)，進氣主管(8)靠近前配氣缸(2)的一側為前配氣缸進氣支管(11)，另一側為后配氣缸進氣支管(7)；前配氣缸進氣支管(11)中設有化油器(10)，前配氣缸進氣支管(11)通向前配氣缸(2)的進氣門，后配氣缸進氣支管(7)通向后配氣缸(20)的進氣門；做功缸(1)的燃燒室進氣門(12)和配氣缸的出氣口(19)之間有氣道相通。
2.根據權利要求1所述的汽柴兩用增容節能發動機，其特征在于所述的前配氣缸(2) 的數量為1-4個，所述后配氣缸(20)的數量與前配氣缸(2)數量相同，缸體大小以及進氣 量相同；前配氣缸活塞(5)與后配氣缸活塞(21)在氣缸的同一高度位置。
3.根據權利要求1所述的汽柴兩用增容節能發動機，其特征在于所述做功缸曲軸 (3)，較之與其相連的前配氣缸曲軸(4)及后配氣缸曲軸(22)落后90度轉角。
4.根據權利要求1所述的汽柴兩用增容節能發動機，其特征在于前配氣缸(2)與后 配氣缸(20)的進氣門上為真空壓力的片式閥(18)。
5.根據權利要求1所述的汽柴兩用增容節能發動機，其特征在于在前配氣缸(2)和 后配氣缸(20)之間的相通氣孔中設有中閥(9)，中閥(9)的移動能打開或關閉前配氣缸 (2)和后配氣缸(20)之間的氣孔(17)；在后配氣缸(20)的一側設有側閥(6)，側閥(6)的 移動能打開或關閉后配氣缸(20)通向后配氣缸進氣支管(7)的氣道。
6.根據權利要求1所述的汽柴兩用增容節能發動機，其特征在于做功缸(1)燃燒 室的頂部設有火花塞(14)和噴油器(13)；在做功缸(1)中部的下止點上面有可調排氣孔 (15)。
7.根據權利要求1所述的汽柴兩用增容節能發動機，其特征在于做功缸(1)的燃燒 室進氣門(12)上設有壓簧(23)可以調節其強度。
全文摘要
本發明涉及一種汽柴兩用增容節能發動機，為二行程發動機，它包括做功缸及并行排列的前、后配氣缸。做功缸中有做功缸活塞，活塞連接做功缸曲軸；前配氣缸中有前配氣缸活塞，后配氣缸中有后配氣缸活塞。相連各配氣缸上部的上止點下面有氣孔相通。后配氣缸上部有進氣主管，進氣主管靠近前配氣缸的一側為進氣支管，其中有化油器，進氣支管通向配氣缸的進氣門。做功缸燃燒室進氣門和配氣缸出氣口之間有氣道相通。本發明的配氣設計合理，結構簡單，能集多缸氣體為一缸燃燒室內做功，燃燒室體積大，供氣充足。能適應汽油燃料和柴油燃料在不同工作條件中轉換使用，發揮兩種燃料的優點，起動容易，功率變化范圍大，熱利用率高，燃油經濟性和環保性強。
文檔編號F02B75/02GK101813023SQ20101014771
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月16日 優先權日2010年4月16日
發明者鄭玉廷 申請人:鄭玉廷