[发明专利]活塞双重式四冲程内燃机

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种四冲程内燃机，特别是在现有内燃机的活塞上增设有小活塞和弹簧，以及小活塞环的机械设备。

二、背景技术

目前，世界上的动力机械主要是四冲程内燃机，四冲程内燃机的发展至今已有一百多年的历史，但四冲程内燃机的热效率仍然很低，过多的浪费人类的有限资源，为此，人们投入了相当大的人力和财力，对四冲程内燃机进行过多方面的改进，但在活塞上增设小活塞和弹簧及小活塞环的机械装置尚未发明。众所周知，传统内燃机无论四冲程汽油内燃机或四冲程柴油内燃机它们必不可少的在活塞顶部和气缸盖上制成有一定容积的燃烧室，这个燃烧室容积是固定不变的，在排气冲程活塞从高点到低点时，不能将留在燃烧室内的废气排出，在吸气冲程时，也难以吸入更多的新鲜空气。因此，造成现有内燃机动力不足，燃油消耗增大燃烧不完全，导致将未燃烧完的有害气体排入大气中，危害人民赖以生存的环境。

由于传统的内燃机的燃烧室空间是固定的，很难将内燃机曲轴的曲柄增长来增加发动机的动力，由于传统内燃机的曲柄较短，导致活塞气缸内的上下行程短，气缸内的可燃气体作用在活塞面上的时间短，造成燃烧不充分和效率差。

三、发明目的

本发明的目的就是克服上述缺点，提供一种在现有内燃机活塞增设小活塞和弹簧及小活塞环的机械装置。在排气活塞到上止点时，活塞顶部的燃烧室空间很小，将废气排放干净；压缩活塞到上止点时，活塞顶部的气压相对较高，小活塞在大活塞上下行，自然形成燃烧室，达到提高内燃机的动力的、节省能源和减少有害气体的目的。

四、发明的内容

以往使用的内燃机，当活塞压缩到达上点时，在活塞顶部和缸盖间有一定容积的燃烧室，这个燃烧室空间是固定不变的，因此，造成活塞在排气时，无法将燃烧室空间内的废气排出，吸气时，也难以吸入更多可燃新鲜空气，这样造成原油内燃机动力不足，燃油增加，排放出未燃烧充分的大量有害气体。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：将以往内燃机所使用的活塞，活塞销孔下移，活塞中间制成能嵌入小活塞的圆孔，在小活塞的上部一周设有安装气环和油环的环槽，小活塞的下部外沿上设有小活塞上移定位卡环，在小活塞的下部和连杆活塞销孔的上部间设有小活塞上下移动的弹簧。在排气时，排气门打开，大活塞连同小活塞上移到上止点时，活塞顶部的气压较低，小活塞在其下部弹簧力作用下上移至大小活塞顶部平面平齐。达到燃烧室空间小，将废气排放干净；吸气冲程时大小活塞同时下行到下止点，较多的吸入可供燃烧的新鲜空气；压缩冲程时，大小活塞同时上移到上止点时，由于，进排气门关闭，此时活塞顶部的气压稍高，使小活塞受气压力后下移，在小活塞顶部自然形成所需的燃烧室；做功冲程时，活塞顶部的气压较高，小活塞顶部受到更大的气压力，小活塞进一步的下移，吸收此时曲轴难以吸收旋转的能量，当大活塞做功下行活塞顶部空间变大时，小活塞在弹簧力作用下上移，填充活塞顶部的空间并释放能量。

五、本发明的有益效果是

本发明是在原有的四冲程内燃机活塞上增设有小活塞和弹簧以及大小活塞环的机械设备，克服了以往内燃机燃烧室容积固定不变，吸气较少和排气不完全的不足，结构简单，造价低，工作稳定可靠。本发明的早日实施能够提高内燃机的动力，节省燃油，降低成本，减少有害气体的排放，是内燃机有增压器后的又一项重大革新。

六、附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是四冲程内燃机排气冲程的截面示意图

图2是四冲程内燃机吸气冲程的截面示意图

图3是四冲程内燃机压缩冲程的截面示意图

图4是四冲程内燃机做功冲程的截面示意图

图中：1、缸盖，2、喷油器，3、进气门，4、排气门，5、气缸筒，6、大活塞，7、小活塞，8、小活塞气环，9、小活塞油环，10、小活塞弹簧，11、小活塞上移定位环，12、大活塞销孔，13、大活塞连杆，。14、曲轴。

如图1内燃机排气冲程时，排气门4打开，小活塞7顶部的气压较低，小活塞7在小活塞弹簧10的作用下上移止大活塞6和小活塞7顶部平面平齐，大活塞6连同小活塞7在连杆13的推动下到上止点，燃烧室空间较小，将燃烧后的废气排放干净。

如图2的吸气冲程，进气门3打开，大活塞6连同小活塞7同时下行到下止点，较传统活塞吸入更多的可燃气体。

如图3的压缩冲程进气门3和排气门4关闭，大活塞6连同小活塞7同时上行到上止点时，大活塞6和小活塞7的顶部气压较高，压缩小活塞弹簧10使小活塞稍微下移，小活塞7的稍微下移，使活塞顶部自然形成可需的燃烧室。

如图4的做功冲程，进排气门关闭，活塞顶部的可燃气体燃烧，瞬时燃烧的可燃气体使活塞顶部的气压增高，再次压缩小活塞弹簧10，使小活塞7下行，吸此时曲轴难以吸收的能量，当大活塞下行时，小活塞7在活塞弹簧10的推力下上移，释放能量。