二沖程分層掃氣發動機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發動機技術領域，具體涉及二沖程分層掃氣發動機。
【背景技術】
[0002]高速小排量二沖程發動機具有機械效率高、比功率大和成本低等優點，在農業、林業、建筑、園林植保和運動娛樂等領域占據著巨大的市場空間。但近年來，在能源和環境問題的雙重壓力下，各國政府分別出臺了越來越嚴格的排放法規，二沖程汽油機由于受到經濟性和排放性能較差等因素的影響，特別是HC+NOJP CO的排放，造成嚴重的環境污染，其發展受到了一定的限制。造成二沖程汽油機排放差的主要原因是換氣過程不徹底:一方面新鮮混合氣直接流入排氣道，造成短路損失；另一方面上一個循環的燃燒產物仍有部分殘留在氣缸內。換氣過程不徹底不僅造成排放性能差，還會增加二沖程汽油機燃油消耗率。改善二沖程汽油機的排放性能主要有兩條途徑:(I)改善換氣過程，減小短路損失。主要措施有發動機掃氣過程優化、分層掃氣和燃料噴射等技術；(2)排氣后處理技術。主要指排氣催化轉化技術。掃氣過程優化在原二沖程汽油機的基礎上，以發動機排放性能為指標，對發動機掃氣道結構參數、掃氣口和排氣口的開啟時刻等進行優化，研究表明此類措施和化油器優化匹配和點火提前角優化等措施一樣，均可以一定程度上改善二沖程汽油機的排放性能，但并不能從根本上解決換氣過程不徹底的問題，對發動機的性能改善效果有限。
[0003]目前針對二沖程汽油機的燃料噴射技術主要有混合氣噴射技術和燃油直噴技術。混合氣噴射技術是指將事先形成的混合氣在排氣口關閉后再噴入氣缸內，其混合氣由獨立的混合氣形成裝置(如化油器)提供。燃油直噴技術直接將液態的燃油直接噴入氣缸內，主要可分為高壓燃油噴射、低壓燃油噴射和空氣輔助燃油噴射三種類型。燃油噴射技術是降低二沖程發動機短路損失最為有效的措施之一，但在小型非道路汽油機中受到安裝空間和成本的限制，其應用前景并不理想。
[0004]分層掃氣技術使用空氣代替新鮮混合氣完成前期的掃氣功能，使空氣承擔了主要的掃氣損失，因而可以大幅地減少新鮮混合氣的短路損失。相關研究表明，分層掃氣技術可以大幅降低二沖程汽油機的有害排放，提高發動機的熱效率，而且不增加發動機的結構復雜性和成本，是未來小型二沖程發動機上待開發和使用的最實用的技術之一。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現有二沖程發動機技術中的不足，提供一種“二沖程分層掃氣發動機”，本實用新型結構設計合理，低制造成本，是一種安裝使用方便，大幅地減少新鮮混合氣的短路損失，降低二沖程汽油機的有害排放，有效提高發動機熱效率的二沖程分層掃氣發動機。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型是通過以下技術方案來實現的:一種二沖程分
[0007]層掃氣發動機，主要的技術方案是，包括:缸體2、機體4、曲軸箱5、活塞6、曲軸8，8’、空氣掃氣部件及混合氣掃氣部件，所述空氣掃氣部件主要由固定連接在機體4上的膜片9與機體4的內壁所構成的空氣儲氣腔10及空氣掃氣通道15組成，所述空氣掃氣通道15兩端分別與設置在缸體2 —側內壁的空氣掃氣口 16和空氣儲氣腔10相通。所述混合氣掃氣部件主要包括混合氣掃氣通道17，19，所述混合氣掃氣通道17，19為由活塞6外表面與在缸體2內壁所設置的凹槽共同構成的空腔通道，所述混合氣掃氣通道17，19的兩端分別與設于氣缸3內的混合氣掃氣口 18，20及曲軸箱5相通。
[0008]進一步的技術方案是，所述混合氣掃氣通道17，19至少設置一組，對稱設置在缸體2的內壁上，空氣掃氣通道15至少設置一個，空氣掃氣通道15、混合氣掃氣通道17與混合氣掃氣通道19的空間位置可互換設置。
[0009]進一步的技術方案是，在空氣儲氣腔10的外壁設有帶有簧片閥12的空氣進氣口11，設置在空氣儲氣腔10的上端位置，在缸體2的下端與活塞6上下行程相適配位置，設置有混合氣進氣口 13。
[0010]進一步的技術方案是，在缸體2 —側的內壁上設置有排氣口 14，所述的排氣口 14的位置高度依次高于空氣掃氣口 16、混合氣掃氣口 18，20。
[0011 ] 本實用新型另一主要的技術方案要是，在曲軸8’上設有凸輪，與彈簧21及推桿22共同構成凸輪結構，所述彈簧21及推桿22置于曲軸8’的外端面與空氣儲氣腔10的內壁之間。
[0012]進一步的技術方案是，所述推桿22的一端與膜片9固定連接，另一端與曲軸8’的外端面緊密接觸，所述彈簧21卡設于膜片9與機體4的內壁之間，所述推桿22與所述彈簧21設于同一軸心線上，該軸心線垂直于曲軸8的切線方向。
[0013]在機體4的另一側位置設有帶有簧片閥12’的混合氣進氣口 13’，在機體4的底部位置設有與曲軸箱5相通的通風口 23。
[0014]進一步的技術方案是，所述空氣掃氣口 16、混合氣掃氣口 18，20及混合氣進氣口
13、13’其開口量的大小由活塞6上下行程位置所決定。
[0015]進一步的技術方案是，因所述膜片9變形所引起空氣儲氣腔10的容積變化量為發動機I排氣量的10 - 50%。
[0016]再進一步的技術方案是，所述膜片9所用材質為彈性材料，具體為橡膠材料。
[0017]本實用新型具有如下優點:
[0018]1、本實用新型結構設計合理，低制造成本，是一種安裝使用方便，大幅度減少新鮮混合氣的短路損失，降低二沖程發動機的有害排放，節能降耗、減少環境污染、有效提高發動機熱效率的二沖程分層掃氣發動機。
[0019]2、本實用新型設置為獨立的空氣掃氣通道和混合氣掃氣通道，即混合氣和純空氣分別通過獨立的掃氣道和掃氣口進入氣缸，純空氣代替新鮮混合氣完成前期的掃氣功能，空氣承擔了主要的掃氣損失，大幅度減少新鮮混合氣的短路損失，降低二沖程汽油機的有害排放，有效提高發動機熱效率。
[0020]3、因在缸體2 —側的內壁上設置有排氣口，所述的排氣口的位置高度依次高于空氣掃氣口、混合氣掃氣口，空氣掃氣通道15、混合氣掃氣通道17與混合氣掃氣通道19的空間位置可互換設置，掃氣口位置設置合理，使濃混合氣貼著遠離排氣口的氣缸壁面流動，將濃混合氣與廢氣隔離開，實現分層掃氣的技術目的，換氣徹底、掃氣充分，進一步有效減少新鮮混合氣的短路損失，降低HC+NOJP CO的有害排放，節能降耗，減少環境污染。
[0021]4、由本實用新型所設置結構決定，所述膜片9變形所引起空氣儲氣腔10的容積變化量為發動機I排氣量的10 — 50%,以進一步保證實現本實用新型的技術目的。
[0022]5、因在曲軸8’上設有凸輪，與彈簧21及推桿22共同構成凸輪結構，與膜片9共同構成膜片泵結構，在機體4的另一側位置設有帶有簧片閥12’的混合氣進氣口 13’，以進一步保證所設計膜片9變形量的可靠性。
[0023]6、本實用新型技術方案的實施對發動機的結構復雜性和成本影響較小。
【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0025]圖2是圖1的A — A向截面示意圖。
[0026]圖3是本實用新型的另一實施例的結構示意圖。
[0027]圖中:1.發動機，2.缸體，3.氣缸，4.機體，5.曲軸箱，6.活塞，7、連桿，8、8’、曲軸，9、膜片，10、空氣儲氣腔，11、空氣進氣口，12、12’、簧片閥，13、13’、混合氣進氣口，14、排氣口，15、空氣掃氣通道，16、空氣掃氣口，17、19、混合氣掃氣通道，18、20、混合氣掃氣口，21、彈簧，22、推桿，23、通風口。
【具體實施方式】
[0028]下面通過非限制性實施例，進一步闡述本實用新型，理解本實用新型。
[0029]實施例1
[0030]本實用新型如圖1、圖2所示，一種二沖程分層掃氣發動機，主要的技術方案
[0031]是，包括:缸體2、機體4、曲軸箱5、活塞6、曲軸8、空氣掃氣部件及混合氣掃氣部件，所述空氣掃氣部件主要由固定連接在機體4上的膜片9與機體4的內壁所構成的空氣儲氣腔10及空氣掃氣通道15組成，所述空氣掃氣通道15兩端分別與設置在缸體2 —側內壁的空氣掃氣口 16和空氣儲氣腔10相通。所述混合氣掃氣部件主要包括混合氣掃氣通道17，19，所述混合氣掃氣通道17，19為由活塞6外表面與在缸體2內壁所設置的凹槽共同構成的空腔通道，所述混合氣掃氣通道17，19的兩端分別與設于氣缸3內的混合氣掃氣口18，20及曲軸箱5相通。
[0032]所述混合氣掃氣通道17、19設置兩組，對稱設置在缸體2的內壁上，空氣掃氣通道15設置一個，空氣掃氣通道15、混合氣掃氣通道17與混合氣掃氣通道