CN2339759Y - 新型单缸双活塞对置式发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型所涉及的是一种新型发动机,这种新型发动机的特征是每缸双活塞,水平放置、一字型对置式,这种发动机是以爆发气推动两只活塞,由两根连杆推动两根曲轴作功,然后,由曲轴相对端的定位齿轮带动输出轴,输出动力。本实用新型发动机的输出功率大、耗油量小、马力大、运行平稳,具有很强的推广价值。

Description

新型单缸双活塞对置式发动机

本实用新型所涉及的是每缸双活塞，水平放置一字型对置式内燃机，这种内燃机是以现普通使用的发动机的工作原理为基础，以全新的结构型式设计出来的，对原一直延用的顶置气门式发动机做了重大改进。这种新型内燃机具有输出功率大，耗油量小、马力大、运行平稳等特点。

现普便使用的汽车和摩托车上安装的是顶置气门式四行程发动机和曲轴箱换气的二行程发动机，这种发动机虽然结构简单安装方便，但是发动机作功时经过吸气、压缩、作功、排气四个过程，单气缸内的一只活塞推动一根曲旋转，产生动力。使用这种形式的发动机，活塞行程长，曲轴回转直径大，这种型式的发动机在运行中，起速慢、功率小、马力不足、耗油多、运行不平稳，给使用者带来诸多的不便和经济上的浪费，比如说：在超车时，使用这种发动机的汽车所用的时间长，导制交通事故的机会增多，这种因超车造成交通事故的现象非常普遍，所以，目前这种顶置气门式发动机已不能满足当今汽车的使用要求，其次，汽车在平原地区行驶，如果汽车的设计时速为每小时120公里，可是最高只能达到每小时100公里说明发动机的功率小，因此，这种型式的发动机没能达到汽车最高时速所需用的功率。再者，汽车上坡时，必须换低档，加大油门，这样，发动机转速很高，但是汽车的行驶速度慢，不但耗油量大，而且增加了汽车的行驶时间，为对使用者来说，即提高了费用，又降低了效率，对我国的石油资源也是一种浪费，所以改近这种型式的发动机势在必行。

本实用新型的目的，是想提供一种新型每缸双活塞水平放置一字型对置式发动机，这种型式的发动机体积不会增加，由于水平放置所以安装更加方便，其具有良好的动力性能和经济效益，以取代现普通顶置气门式发动机，满足整个社会对优越发动机的需求。

本实用新型是这样实现的现普通四行程发动机的组成是由：机体，曲柄连杆机构，配气机构，润滑系，燃料供给系，冷却系，点火系等组成。

新型发动机的结构型式有很大改变，主要在以下几个方面。

1、普通四行程发动机的机体包括一个气缸体，一个气缸盖，一个曲轴箱和机油盘。

不同的是：新型发动机是每个机体上有两个曲轴箱，它没有气缸盖，只是有两个为配气所设制的配气侧盖。

2、曲柄杆机构包括每个机体上有一根曲轴每个气缸内有一只活塞。

我所设计的发动机包括每个机体上有两根曲轴，两根曲轴相对的一端各装有一只相同齿数并相吻合的定位齿轮，它的每个气缸内有两只活塞和两个连杆。

3、配气机构包括：气门、气门弹簧、气门挺杆、气门推杆、摇臂轴、凸轮轴及凸轮正时齿轮等构成。

新型发动机由于不是顶置式气缸盖，它是把顶置式气缸盖的进气和排气门分别设计在气缸两侧的活塞相对处。所以，它的配气侧盖上各有一根凸轮轴和正时齿轮。

4、润滑系包括，机油泵、机油集滤器、机油滤清器、限压阀和气缸体上的油道等。

所不同的是它有两个机油泵，分别安装在气缸两端的曲轴箱内，使用两个曲轴箱内的机油润滑。

5、燃料供给系包括：燃油箱、燃油泵、化油器、滤清器、空气滤清器、进排气支管等。

新型发动机的燃料供给型式主要是用定量喷射式供油。

6、点火系包括分电器，点火线圈、火花塞等。

所不同的是它的火花塞安装在两活塞相对处的机体上。

目前，我们所使用的气车和摩托车上安装的是四行程和二行程发动机。活塞在气缸内往复四个单程完成进气、压缩、作功、排气四个过程叫做四行程发动机，活塞在气缸内往复两个单程完成进气，压缩作功、排气四个过程的发动机叫做二行程发动机。

四行程发动机和二行程发动机作功时，气缸内的活塞同样有两个止点，分别是上止点和下止点。

上止点是活塞离曲轴回转中心最远处。

下止点是活塞离曲轴回转中心最近处。

二行程发动机和四行程发动机具备同样的四个循环过程和工作原理，现用二行程发动机的工作原理说明和新型发动机的相同。

二行程单缸发动机的气缸壁上有吸气、进气和排气三个孔道，有一个曲轴箱和一根曲轴，气缸内有一只活塞，并且有一个气缸盖。

我所设计的新型单缸二行程发动机，它的气缸壁上有六个孔道，分别是两个吸气孔，两个进气孔和两个排气孔，它的气缸相对应的两端设有两个相同的曲轴箱和两根相同的曲轴，两根曲轴相对应的一端，各装有一只互相吻合的相同齿数的定位齿轮，使两曲轴同时相对运转。气缸内同时装有两只活塞，并且气缸内有两只活塞相对作功的行程。火花塞在两活塞压缩至接近上止点时发生电火花，爆发的混合气直接推动两只活塞。

现普通二行程发动机气缸壁上的三个孔可分别在一定时刻被活塞所封闭，吸气孔与化油器相通，可燃混合气可通过吸气孔进入曲轴箱，又可再经过进气孔进入气缸内，而废气则经过排气孔排出。

所不同的是新型发动机的六个孔道分别在一定的时刻被二只活塞封闭，它的二个吸气孔与化油器相通，可燃混合气从两吸气孔分别进入气缸两端的两个曲轴箱，再经过两进气孔进入，同一个气缸内，所产生的废气则分别由两个排气孔排出。

现普通发动机和新型发动机的二个工作行程。

第一行程。现普通发动机的活塞由下止点向上止点移动，先封闭了排气孔和进气孔，然后，压缩已充入活塞上方气缸内的可燃混和气，当活塞让出吸气孔时，可燃混合气由于活塞下方形式的真空度而被吸入曲轴箱内，待活塞移至上止点时，火花塞发生电火花，点燃被压缩的可燃混合气，发生爆发作功。

新型发动机的第一行程，两活塞由下止点向上止点同时相对移动，先封闭两排气孔和两进气孔，然后，压缩已充入两活塞之间气缸内的混合气，同时，可燃混合气，由于两活塞下方形成的真空而被吸入两曲轴箱，当两只活塞行至接近上止点时，两括塞相对处气缸壁上的火花塞发生电火花，点燃被压缩的可燃混合气，爆发作功。

现普通二行程发动机的第二行程。活塞受到爆发燃气压力的推动，由上止点向下止点移动，通过连杆带动曲轴作功，当活塞让出排气孔和进气孔时，一方面气缸的废气由于它本身的压力较高而从排气孔窜出，另一方面，曲轴箱内的混合气受到活塞下方的压力作用，而从进气孔挤入气缸内。同时，也起驱除残余废气的作用。

所不同的是：新型发动机的两活塞受到爆发燃气压力的推动，由上止点向下止点移动时，由两根连杆带动两根曲轴旋转作功，燃后，由两曲轴相对端的定位齿轮将两曲轴的旋转力连在一起，并使两曲轴按同一角度继续旋转。到活塞让出两排气孔和两进气孔时，气缸内的废气就会从两排气排出，两曲轴箱内的可燃混合气则受到两活塞下方的压力作用，而由两进气孔进入气缸内。也就完成了作功和换气两个过程。

现普通发动机是由爆发力推动一只活塞，由一只连杆带动一根曲轴旋转，新型发动机是利用爆发力推动两只活塞，由二个连杆带动两根曲轴旋转，再用两个定位齿轮把两由轴的旋转力连在一起，成为发动机的总动力。

这种新型发动机优于现普通发动机有以下几点：

第一点：在和现普通发动机相比较，排气量和气缸直径相同的情况下，新型发动机的两活塞行程之和，等于现普通发动机活塞的行程。新型发动机每只活塞的行程等于现普通发动机活塞行程的一半，发动机作功时，如果活塞的运行速度不变，那么，新型发动机每作一次功需要的时间只是现普通发动机做一次功需用时间的二分之一，这样，就加快了新型发动机的作功次数，等于增加了新型发动机的功率。

第二点：现普通发动机每个气缸内有一只活塞，而新型发动机每个气缸内有两只活塞，在气缸直径相同时，新型发动机活塞面积的总和等于现普通发动机活塞面积的二倍，发动机作功时，爆发力迅速推动两只活塞，从而，增加了发动机的动力，使新型发动机比现普通发动机起速快。

第三点：这种型式的发动机，活塞行程短，曲轴回转直径小，降低了活塞气缸和曲轴等部件的摩损增加了发动机的使用时间。

第四点：新型发动机的功率大，传动和动力性强，摩损小，在单位时间里，新型发动机和现普通发动机转速相同时，新型发动机比现普通发动机使用的燃料少，这种型式的发动机省油。

第五点：现普通发动机作功时，发动机的曲轴会产生不平衡的振动，新型发动机作功时，它装有两根曲轴，并用定位齿轮相控制，使它们同时相对运转，两曲轴产生的振动力就会互相低消。使发动机运行平稳。

第六点：现普通发动机作功时，气缸内的直接受热点有三个，一个是气缸壁、一个是气缸盖、一个是活塞顶面，新型发动机没有气缸盖，所以直接受热点只有二个，一个是气缸壁、一个是活塞，新型发动机减少了对外受热点，降低了附加散热器的散热量。

这种新型发动机具有耗油量小马力大、摩损小、起速快、功率大、运行平稳等特点，它打破了普通发动机每个气缸内只有一只活塞的历史，这种型式发动机的成功，将成为改进我国目前普遍使用的内燃机的前身，如果按本实用新型专利所涉及的内燃机制造的发动机将会是我国内燃机的一个新的变革，使我国的内燃机走在世界的前列，对所有使用内燃机的工农业有强大的推动作用。

以下、将结合附图对本实用新型按安装型式，做进一步的描述。

图1是：本实用新型的结构示意图。

图2是：本实用新型的工作原理图。

参照图1，本发动机有一个汽缸体(11)它的两端装有二个曲轴箱(7)，气缸体(11)的外面在散热片(14)，气缸体(11)里面有两只相同的活塞(10)和两个相同的连杆(9)曲轴箱内装有二根相同曲径的曲轴(6)并与曲轴箱(7)之间用轴承(12)固定，两曲轴(6)相对的一端装有相同齿数的定位齿轮(5)两只齿轮(5)与中间的一个定位齿轮(5)相吻合，以确定两曲轴(6)能按同一角度，同时运转，中间的定位齿轮(5)的轮轴作为发动机的动力输出轴(4)，输出轴(4)的一端安装在气缸体(11)上，另一端穿过齿轮壳(2)并且用轴承(3)固定、气缸体(11)内的两活塞(10)与两连杆(9)之间用活塞肖(1)连接，连杆(9)与两曲轴(6)之间用肖轴(8)连接，火花塞(13)设在气缸体(11)上，两活塞(10)的相对处。

两曲轴(6)相对同运转，由两连杆(9)带动两活塞(10)压缩两活塞(10)之间的可燃混合气，当两活塞(10)接近上止总时，火花塞(13)发生电火花，点燃被压缩的可燃混合气，发生爆发，推动两活塞(10)迅速向下止点运行，由两连杆(9)推动两曲轴(6)旋转，这种转动力由定位齿轮(5)带动输出轴(4)发生动力。

参照图1、图2说明新型发动机的工作循环。

本发动机的气缸体(11)上有两个进气孔(15)、两个吸气孔(16)和两个排气孔(17)，两吸气孔(16)与化油器相通，可燃混合气从两吸气孔(16)分别进入气缸体(11)两端的两个曲轴箱(7)再经过两进气孔(15)进入一个气缸体(11)内。产生的废气分别由两排气孔(17)排出。

新型发动机的第一工作循环，结合图2-a.b两活塞(10)由下止点向上止点移动，先封闭两排气孔(17)和两进气孔(15)然后压缩已充入两活塞(10)之间气缸体(11)内的可燃混合气，同时可燃混合气由于两活塞(10)下方形成的真空度而从吸气孔、(16)吸入两曲轴箱(7)当两只活塞(10)行至接近上止点时，两活塞(10)相对处，气缸体(11)壁上的火花塞(13)发生电火花，点燃被压缩的可燃混合气爆发作功。

新型发动机的第二行程，结合图2-c.d两活塞(10)受到爆发气压力的推动，由上止点移向下止点。由两根连杆(9)推动两根曲轴(6)旋转作功，然后，由两根曲轴(6)相对端的定位齿轮(5)将两曲轴(6)的旋转力连在一起，并使两曲轴(6)按同一角度继续旋转，到活塞(10)让出两排气孔(17)和两进气孔(15)时，气缸体(11)内的废气，从两排气孔(17)排出，两曲轴箱(7)内的可燃混合气则受到两活塞(10)下方的压力作用，而由两进气孔(15)进入同一个气缸体(11)内，从而完成了作功和换气两个行程。

Claims (2)

1．一种新型发动机，由机体、曲柄杆机构、配气机构、润滑系、燃料供给系、冷却系、点火系和定位齿轮组组成，其特征是：发动机的每个气缸内有两只相同并相对的活塞，气缸体两端各有一个曲轴箱，里面各有一组分别轴连接的曲轴和连杆，两连杆和活塞分别用活塞肖轴连接，两根曲轴平行放置，对应在气缸体一侧的两个曲轴轴头上，分别装有两个相同齿数的定位齿轮，并按两曲轴的对应角度啮合在中间的定位齿轮上。

2．根据权利要求1所述的发动机，其特征是：每个气缸内有两只活塞相对运行的行程，发动机的进气和排气设置在气缸体的侧面，火花塞设置在两活塞相对最近处的气缸体上。

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