[发明专利]一种缸动式二冲程发动机

说明书

技术领域

本发明涉及活塞式内燃机技术领域，特别是一种缸动式二冲程发动机。

背景技术

目前使用的活塞式发动机，都是活塞在汽缸内作往复运动，循环型式有四冲程和二冲程两种，是按不同使用需要而应用。四冲程工作方式是曲轴旋转720°，在一个汽缸內完成进气、压缩、爆燃做功、排气程序。二冲程工作方式是曲轴旋转360°，在一个汽缸內完成进气、压缩、爆燃做功、排气程序。这种传统的工作方式，存在一个共同的缺点，就是汽缸需要强化冷却，大部份热能被排气和冷却水带走，只有一小部分转换为机械功，热效率很低，还有就是燃料在缸内燃烧不完全，发动机体积已不易缩小，重量不易减轻等一些难于解决的问题。也曾有报导近來出现将进气、压缩用一个缸，做功、排气用一个缸的方案，而且在节油方面有比较明显的效果。但是，这些改进技术沒有摆脱发动机传统结构的约束，所以至今仍然未获得应用上的突破。

传统活塞式发动机围绕节油问题，长期以来出现多种技术方案，但是并沒有带来显著的效果。也曾有用汽缸绝热技术来达到节油目的，其方法是在汽缸内建造类似锅炉炉膛的热壁高温环境，促进燃料迅速地完全燃烧，汽缸內保持高温还有助于气体膨胀持续做功，但这一方法目前还存在很多技术障碍，在高温环境中如何解决气密封、油润滑、进气排斥问题至今都无法解决。

事实上，传统发动机的结构是问题集中的关键，典型的四冲程循环的工作程序都是在一个汽缸內完成，因技术上有各种不同要求，设计中无法实现圆满兼顾，例如，高温环境能改善燃烧方式，但活塞在汽缸内往复运动须有缸壁支撑，要靠润滑油解决摩擦问题，缸内温度提高会破坏油膜，也不能正常工作等。

发动机燃料不完全燃烧，除了有不节能的问题外，还会影响到废气排放标准，造成对环境空间的严重污染。

现有大功率船用柴油机，为了提高可靠性，省油，多采用低速二冲程方式，但缺点是活塞行程过长，还要在活塞下加一个十字头支撑，以保证活塞，连杆正常工作，这个机构占去很大空间，使低速柴油机体积显得十分庞大。

综上所述，传统技术的发动机还有待于改进和创新。

发明内容

本发明的目的之一，在于克服上述现有技术的不足之处，提供一种缸动式二冲程发动机，可提高单缸功率，缩小体积，降低制造成本，进一步实现节能，降低有害排放物。

本发明的目的之二，提供一种缸动式二冲程发动机，通过绝热燃烧技术，可有助于改善发动机热负荷，实现高效节能。

本发明的目的之三，提供一种缸动式二冲程发动机的气体控制方法，可对气体进行递进式的压缩和间歇式爆燃，解决在高温环境下进气、燃烧问题。

本发明的目的一是通过如下技术方案实现的：一种缸动式二冲程发动机，包括有缸体(14)、曲轴箱(11)、缸盖(4)，曲轴箱(11)内设有曲轴(11-1)和连杆(10)，其特征在于：缸体(14)内装有固定缸套(4-1)，固定缸套(4-1)内设有可沿该固定缸套(4-1)往复运动的活动缸(7)，活动缸底板(9)外端中心处与连杆(10)铰接，驱动曲轴(11-1)旋转；缸盖(4)上设有伸进缸体(14)内且固定不动的活塞(12)，活塞(12)前端的活塞头装配于活动缸(7)内，活动缸(7)相对于活塞(12)作互不接触的往复运动；活塞(12)前端的活塞头其內部设置有燃烧室(6)和排气道(13-1)。

进一步地，所述活塞(12)前端的活塞头对应燃烧室(6)装配有预压阀(5-2)、燃烧阀杆(5-3)、燃烧阀(5-4)、燃烧阀座(5-5)，对应的排气道(13-1)装配有排气阀(5-6)，排气道(13-1)纵穿活塞(12)后部的活塞杆连通排气管(13)，燃烧阀杆(5-3)纵穿活塞(12)与电磁阀(1)、弹簧(2)配装，活塞(12)外部配装有活塞环16，与活动缸(7)内壁接触密封。活动缸(7)的上部设有压气板(15)，压气板(15)上有压气阀(5-1)，其内孔配装有内气环(15-1)和外气环(15-2)，其中内气环(15-1)套装在活塞(12)后部的活塞杆上，外气环(15-2)套装于固定缸套(4-1)内。

这样的设计，可提高单缸功率，能使汽缸小型化，利于V型排列设计，缩短发动机机体和曲轴的长度，减轻重量，针对大功率柴油机可明显的减少制造难度和制造成本。

本发明的目的二是通过如下技术方案实现的：一种缸动式二冲程发动机，具体的是在活动缸(7)内壁与活塞(12)前端的活塞头配合处配装有绝热活塞套(17)、绝热缸套(18)，活动缸底板(9)内表面上设有绝热板(19)。在活动缸(7)、活塞(12)高温区，设置绝热体，通过绝热燃烧实现节能。