四变二移动缸体二冲程发动机

摘要

本发明是一种四变二移动缸体二冲程发动机，包括上半部分缸体、下半部分缸体、活塞和移动缸；所述上半部分缸体上设有喷油嘴和空气进气阀；所述下半部分缸体的两侧设置有火花塞；所述活塞的顶部设有两个凸起；移动缸设置在活塞和下半部分缸体之间的燃烧室中；所述移动缸上设有连通燃烧室和移动缸中的通气结构，所述通气结构能够由活塞上的凸起触发。本发明与现有的四冲程发动机相比，使原本需要浪费一圈能量的四冲程变为了只需要转动一圈就能完成做工的两冲程，减少了能量不必要的损耗；同时由于减小了冲程个数，使原先需要四缸的发动机设计若使用本发明即可缩减为两缸，大大降低了发动机的空间占用率。

权利要求

1.一种四变二移动缸体二冲程发动机，其特征在于，包括：上半部分缸体，所述上半部分缸体上设有喷油嘴和空气进气阀；

下半部分缸体，所述下半部分缸体的两侧设置有火花塞；

活塞，能够在下半部分缸体内往复运动，并在活塞上方形成燃烧室；所述活塞的顶部设有两个凸起，用于控制通气结构的通断；

移动缸，设置在上半部分缸体与下半部分缸体之间，其底端与下半部分缸体和活塞形成燃烧室，移动缸在燃烧室中做往复运动；所述移动缸上设置有通气结构，通气结构中的混合气下通气阀能够通过活塞上的混合气下通气阀打开凸起进行触发打开；

所述通气结构包括混合气通气孔、混合气上通气阀、混合气下通气阀、混合气上通气阀弹簧、混合气下通气阀弹簧、废气阀、废气阀弹簧、废气通道口，废气通道；所述移动缸上开有环状不连续的混合气通气孔，所述混合气通气孔内安装有混合气上通气阀，所述混合气上通气阀底部安装有混合气上通气阀弹簧；在混合气通气孔的中心设有混合气下通气阀安装柱，所述混合气下通气阀通过混合气下通气阀弹簧安装在混合气下通气阀安装柱上；所述混合气上通气阀和所述混合气下通气阀之间通过环状结构分隔；所述废气阀通过废气阀弹簧安装在废气阀安装柱上，所述废气阀用于堵住移动缸内部的废气通道，所述废气阀作用于废气通道中；所述废气通道口位于废气通道的端部连通燃烧室。

2.根据权利要求1所述的一种四变二移动缸体二冲程发动机，其特征在于：所述空气进气阀设置在端部中心，所述喷油嘴设置在空气进气阀的一侧；所述空气进气阀包括辅助推杆、推杆弹簧和推杆挡板；所述推杆挡板设置在辅助推杆的端部，所述辅助推杆的另一端呈吸盘状倒扣在进气口上，介于进气口和推杆挡板之间的辅助推杆上安装有推杆弹簧。

3.根据权利要求1所述的一种四变二移动缸体二冲程发动机，其特征在于：所述空气进气阀和喷油嘴前端的油路上安装有冷却装置。

4.根据权利要求1所述的一种四变二移动缸体二冲程发动机，其特征在于：所述上半部分缸体顶部和所述下半部分缸体顶部之间的移动缸行程处的两侧安装有机油喷口。

5.根据权利要求1所述的一种四变二移动缸体二冲程发动机，其特征在于：所述废气通道的两端分别连通缸体外侧和燃烧室。

说明书

四变二移动缸体二冲程发动机

技术领域

[0001] 本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种四变二移动缸体二冲程发动机。

背景技术

[0002] 目前的四冲程发动机在工作过程中四个冲程依次独立完成，每做一次功活塞需要往返两次，也就是在做一次功时需要活塞连杆连接的曲轴旋转两圈，其中有一圈是完全在
消耗能量。

[0003] 而现有二冲程发动机的缺点是：因为没有独立的润滑空间所以需要将机油混合在汽油中来达到润滑的目的；另外其最为致命的缺点是它的扫气过程中会有一部分未燃烧的
气油混合气通过废气排出口与废气一起排出，所以导致现有二冲程废气排放不达标。

发明内容

[0004] 本发明的目的是为了解决四冲程活塞做功时，活塞往返两次、曲轴旋转两圈做一次功的能量消耗问题，即只需要转动一圈做一次功，也就是集现有四冲程与现有二冲程优
点于一身的新一代两冲程发动机，此发动机即具有现有二冲程的暴力输出又具有四冲程完
整的各个系统，此发动机又没有现有两冲程发动机废机油尾气排放不达标等缺点。

[0005] 本发明采用的技术方案为：一种四变二移动缸体二冲程发动机，包括：

[0006] 上半部分缸体，所述上半部分缸体上设有喷油嘴和空气进气阀；

[0007] 下半部分缸体，所述下半部分缸体的两侧设置有火花塞；

[0008] 活塞，能够在下半部分缸体内往复运动，并在活塞上方形成燃烧室；所述活塞的顶部设有两个凸起，用于控制通气结构的通断；

[0009] 移动缸，设置在活塞和下半部分缸体之间的燃烧室中，能够在燃烧室内做往复运动；所述移动缸上设有连通燃烧室和移动缸中的通气结构；所述通气结构能够由活塞上的
凸起触发。

[0010] 进一步，所述空气进气阀设置在端部中心，所述喷油嘴设置在空气进气阀的一侧；所述空气进气阀包括辅助推杆、推杆弹簧和推杆挡板；所述推杆挡板设置在辅助推杆的端
部，所述辅助推杆的另一端呈吸盘状倒扣在进气口上，介于进气口和推杆挡板之间的辅助
推杆上安装有推杆弹簧。

[0011] 进一步，所述空气进气阀和喷油嘴前端的油路上安装有冷却装置。

[0012] 进一步，所述上半部分缸体顶部和所述下半部分缸体顶部之间的移动缸行程处的两侧安装有机油喷口。

[0013] 进一步，所述通气结构包括混合气通气孔、混合气上通气阀、混合气下通气阀、混合气上通气阀弹簧、混合气下通气阀弹簧、废气阀、废气阀弹簧、废气通道口，废气通道；所
述移动缸上开有环状不连续的混合气通气孔，所述混合气通气孔内安装有混合气上通气
阀，所述混合气上通气阀底部安装有混合气上通气阀弹簧；在混合气通气孔的中心设有混
合气下通气阀安装柱，所述混合气下通气阀通过混合气下通气阀弹簧安装在混合气下通气
阀安装柱上；所述混合气上通气阀和所述混合气下通气阀之间通过环状结构分隔；所述废
气阀通过废气阀弹簧安装在废气阀安装柱上，所述废气阀用于堵住移动缸内部的废气通
道，所述废气阀作用于废气通道中；所述废气通道口位于废气通道的端部连通燃烧室。

[0014] 进一步，所述废气通道的两端分别连通缸体外侧和燃烧室。

[0015] 本发明产生的有益效果是：本发明与现有的四冲程发动机相比，使原本需要浪费一圈能量的四冲程变为了只需要转动一圈就能完成做工的两冲程，减少了能量不必要的损
耗；同时由于减小了冲程个数，使原先需要四缸的发动机设计若使用本发明即可缩减为两
缸，大大降低了发动机的空间占用率。

附图说明

[0016] 图1为本发明的结构示意图；

[0017] 图2为移动缸上下部分的拆分截面图；

[0018] 图3为移动缸上半部分的结构示意图；

[0019] 图4为移动缸上半部分的剖面图；

[0020] 图5为移动缸下半部分的结构示意图；

[0021] 图6为移动缸下半部分的剖面图；

[0022] 图7为混合气上通气阀的结构示意图；

[0023] 图8为混合气下通气阀的结构示意图；

[0024] 图9为混合气下通气阀的剖面结构图；

[0025] 图10为废气阀的结构示意图；

[0026] 图11为废气阀的剖面结构图；

[0027] 图12为活塞的结构示意图；

[0028] 图13为吸气、排气辅助冲程的结构示意图；

[0029] 图14为吸气、排气冲程的结构示意图；

[0030] 图15为压缩冲程的结构示意图；

[0031] 图16为燃烧冲程的结构示意图；

[0032] 图17为冷却装置的结构示意图

[0033] 图中：101‑上半部分缸体、102‑下半部分缸体、2‑活塞、201‑混合气下通气阀打开凸起，202‑废气通道关闭凸起、3‑移动缸、301‑混合气下通气阀安装柱、302‑环行结构、303‑
混合气通气阀槽、304‑废气阀插槽、4‑空气进气阀、401‑辅助推杆、402‑推杆弹簧、403‑推杆
挡板、5‑喷油嘴、6‑火花塞、7‑通气结构、711‑混合气上通气阀、712‑混合气上通气阀弹簧、
713‑混合气下通气阀、714‑混合气下通气阀弹簧、715‑混合气通气孔、721‑废气阀弹簧、
722‑废气阀安装柱、723‑废气阀、724‑废气通道、725‑废气通道口、726‑机油喷口、730‑冷却
装置。

具体实施方式

[0034] 下面结合附图对本发明做进一步的说明。

[0035] 本发明是一种四变二移动缸体二冲程发动机，如图1所示，包括上半部分缸体101、下半部分缸体102、活塞2和移动缸3，其中活塞2与发动机的连杆相连，使其能够在下半部分
缸体102中往复运动。移动缸3设置在上半部分缸体与下半部分缸体102之间，其底端与下半
部分缸体102和活塞2形成燃烧室，移动缸3在燃烧室中做往复运动，用于将可燃气体和空气
混合以及隔绝混合气和废气。缸体1的两侧设置有火花塞6，上半部分缸体101设有空气进气
口和喷油嘴5，喷油嘴5设置在空气进气口旁，空气进气口的内侧安装有进气阀4。移动缸3上
设置有通气结构7，通气结构7中的混合气下通气阀713能够通过活塞2上的混合气下通气阀
打开凸起201进行触发打开，通气结构7中的废气通道口725能够通过活塞2上的废气通道关
闭凸起202堵住关闭废气通道724，通气结构7中的混合气上通气阀711和废气阀723均通过
移动缸3与上半部分缸体101接触关闭，从而使发动机正常工作，如图12、图13和图16所示。

[0036] 空气进气阀4设置在上半部分缸体101的端部中心，包括辅助推杆401、推杆弹簧402和推杆挡板403，其中推杆挡板403设置在辅助推杆401的后方端部，辅助推杆401的另一
端呈吸盘状倒扣在空气进气口上，使其能够将空气进气口完全封堵，介于空气进气口和推
杆挡板403之间的辅助推杆401上安装有推杆弹簧402。在需要进气时，推杆弹簧402压缩，使
辅助推杆401与空气进气口分离。

[0037] 如图2至图11所示，移动缸3上的通气结构7分为两个部分，分别用于安装混合气通气阀和废气阀723；其中一个部分为在移动缸3上开有不连续的环状混合气通气孔715，该混
合气通气孔715与移动缸3上的混合气通气阀槽303相通，在移动缸的内部、环状混合气通气
孔715的中心设有混合气下通气阀安装柱301，使混合气下通气阀713通过混合气下通气阀
弹簧714安装在混合气下通气阀安装柱301上；混合气通气孔715内安装有混合气上通气阀
711，混合气上通气阀711通过混合气上通气阀弹簧712安装在混合气通气阀槽303内。在混
合气上通气阀711和混合气下通气阀713之间设有环状结构302将其分隔。另一个部分为在
移动缸3内安装有废气阀723，该废气阀723通过废气阀弹簧721安装在废气阀安装柱722上，
并使废气阀723的一部分穿过移动缸3上的废气阀插槽304，使废气阀723能够将移动缸3内
的废气通道724封堵。将废气通道724设置在移动缸壁内可将燃烧室内的废气基本上排放干
净。

[0038] 如图17所示，在上半部分缸体101顶部和下半部分缸体102顶部之间的移动缸行程处的两侧安装有机油喷口726，通过独立的润滑系统对移动缸3进行润滑，解决了现有二冲
程由于摩擦而产生废机油的问题。

[0039] 本发明因设有移动缸3，当在吸气和排气过程时有隔绝可燃混合气和废气的作用，所以吸气和排气过程不会出现像现有二冲程可燃混合气未燃烧就和废气被排除导致尾气
排放不达标的问题。

[0040] 本发明的工作原理是：

[0041] 如图13和图14所示，本发明的优势在于吸气和排气两个冲程同时进行。当进行吸气和排气时，混合气下通气阀713在混合气下通气阀弹簧714作用下早已关闭，活塞2向上运
动的同时进气阀4打开推动移动缸3向下运动一小段距离，此时，被上半部分缸体101和移动
缸3压着的混合气上通气阀711和废气阀723在混合气上通气阀弹簧712和废气阀弹簧721的
作用下被同时打开，使废气通道口725与外界连通，此时移动缸3向下运动一边进入混合气
的同时一边通过废气通道724排出废气直到移动缸3和活塞2接触排废气和吸气过程结束；
混合气下通气阀713在混合气下通气阀弹簧714的作用下关闭，所以混合气上通气阀711与
混合气下通气阀713的一开一关使移动缸3中注入空气和汽油不会进入到燃烧室中，而燃烧
后产生的废气可以在活塞2向上运动、移动缸向下运动的吸气过程中基本排出。

[0042] 由于移动缸3中混合气的空间略小于整个燃烧室的空间，所以在吸气过程中需要借助涡轮增压或者机械增压来推动移动缸向下进行吸气过程，吸入的气体和燃料需通过如
图17所示的冷却装置730提前进行冷却处理，该冷却装置安装在喷油嘴前端油路和空气进
气阀处，目的一是可以间接给移动缸3进行降温，解决了像移动缸这类不能够使用冷冻液进
行冷却的问题，提高了像这类零部件的使用寿命；二是可以降低吸入气体的压强，以便于可
以吸入更多的氧气进行充分燃烧。

[0043] 当活塞2与移动缸3接触时，吸气和排气冲程完全结束，进入压缩冲程。

[0044] 如图14和图15所示，在活塞2与移动缸3接触的时，活塞2上的混合气下通气阀打开凸起201会推动混合气下通气阀713打开，而混合气上通气阀711此时也是打开状态，因此移
动缸3中的气油混合气可以通过通气阀进入燃烧室中。虽然废气阀723此时是打开状态，但
由于废气通道关闭凸起202堵住了废气通道口725，所以也不会出现刚进入燃烧室的混合气
通过废气通口725经废气通道724排出的现象。此时活塞2继续向上运动，而移动缸3中的混
合气也就被压缩到了燃烧室中，直至活塞2和移动缸3到达上止点时压缩冲程结束。压缩结
束时混合气上通气阀711在移动缸3与上半部分缸体101接触时受力关闭，废气阀723同理关
闭。压缩冲程结束，进入燃烧冲程。

[0045] 如图15和图16所示，当发动机处于燃烧冲程时，移动缸3在燃烧产生的冲击力下仍然紧贴在上半部分缸体101端部，此时移动缸与上半部分缸体101未分离混合气上进气阀
711处于关闭状态，同理废气阀723也处于关闭状态，封堵废气通道724。由于关闭了所有气
体出口，在燃烧室内燃烧产生的冲击将活塞2向下推动，当活塞2由于燃烧产生的冲击力与
移动缸3分离的一瞬间在混合气下通气阀弹簧714的作用下混合气下通气阀713也变为了关
闭状态。当活塞2运动到下止点时即将往返时，空气进气阀4在打开喷入空气时会推动活塞2
向下运动一些距离，该距离使混合气上通气阀711和废气阀723在混合气上通气阀弹簧712
和废气阀弹簧721的作用下开启。所以在密闭的空间中活塞向下运动到下止点此时燃烧冲
程结束，重新进入吸气和排气冲程。

[0046] 应当理解的是，本专利的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本专利所附权利要求的保
护范围。