一种对置二冲程发动机制造技术

本发明专利技术公开了一种对置二冲程发动机，包括气缸，气缸套，进气活塞和排气活塞，分别与进气活塞和排气活塞位于同侧的上连杆、摇臂和下连杆，以及曲轴；其中，气缸套与进气活塞和排气活塞的顶面构成燃烧室；两侧的上连杆、摇臂和下连杆均为对称布置，两侧的摇臂分别通过各自的摇臂轴与气缸体连接，进气活塞与其同侧的摇臂的上端通过上连杆连接，与进气活塞同侧的摇臂的下端通过与进气活塞同侧的下连杆与位于气缸体正下方的曲轴相连，排气活塞与其同侧的上连杆、摇臂和下连杆连接关系与进气活塞相同；进气活塞和排气活塞的往复运动通过与之同侧的摇臂、上连杆、下连杆驱动曲轴旋转。本发明专利技术有效地弥补了对置二冲程发动机的缺点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及动力
，特别涉及一种对置二冲程发动机。
技术介绍
对置活塞二冲程发动机从19世纪末期Hugo Junkers专利技术到现在经历了较长时间的发展，与传统二冲程和四冲程内燃机相比，对置活塞二冲程发动机省去了气缸盖、配气机构等复杂零部件，具有结构简单，零部件少，可靠性高，热效率高，功率密度大等优点，因此在功率密度要求较高的场合曾一度得到过广泛应用。20世纪三、四十年代，Junkers对置活塞二冲程发动机以其比传统柴油机更高的功率密度曾一度作为飞机的动力装置，Junkers 发动机原理如图I所示，两个活塞水平镜像布置在同一个汽缸中，分别由两组曲柄连杆机构驱动，两个曲轴分别布置于气缸的两端，气缸的周向开有气口，通过活塞与气口的相对位置来控制气口的开闭达到换气的目的。这种结构的发动机的主要优点是取消了气缸盖，配气机构等零部件。结构特点是两个活塞共用一个气缸，顶面对顶面水平对称布置，采用二冲程发动机工作原理，没有进、排气门，喷油器在布置于气缸侧面。两个活塞分别推动各自的曲柄连杆机构旋转，两个曲轴通过齿轮机构进行动力汇流。但是，Junkers对置活塞二冲程发动机由于进排气活塞分别从气缸体两端布置两根曲轴，带来的主要缺点发动机轴向尺寸过长,两根曲轴同时进行动力输出，需要多个齿轮进行输出功率汇流，导致传动机构过于复杂。针对上述Junkers发动机的缺点，先后有很多公司与个人对该种结构进行过改进与完善。其中美国Achates公司(阿凯提兹动力有限公司)在上述发动机基础上专利技术了专利号为200580023840.9的改进的二冲程对置活塞式内燃机专利，该专利描述了一种改进的对置二冲程内燃机，该内燃机将两根曲轴从气缸体的两端移至气缸体两侧，通过两个相对往复运动的活塞带动4个连杆分别驱动气缸体两侧的两根曲轴旋转，拉近了两个曲轴中间的距离，缩短了两个曲轴输出动力中间的汇流机构。该结构大大缩减了发动机气缸轴线方向的尺寸，同时，采用对称结构布置大大减小了活塞侧压力。但是，Achates的发动机设计由于曲轴偏离了活塞运动中心线，曲轴的曲拐必须错开较大的角度才能满足运动要求。该角度对活塞运动规律和换气过程都有一定影响。另一方面，气缸内的两个活塞要通过一个伸出杆同时驱动连接与一个活塞上的前后两个连杆分别驱动上下两根曲轴，两个连杆同时与一个活塞的连接处较复杂，同时，由于前后两个连杆包络空间利用率低，带来发动机纵向尺寸较大，运动件数量较多等缺点。另一种代表性的对置活塞二冲程内燃机是英国早在上个世纪三、四十年代专利技术的Roots ts-3发动机。该发动机将水平活塞的往复运动通过摆杆机构通过连杆与布置于垂直于气缸中心线且位于气缸体下面的曲轴相连。采用单曲轴的形式完成两个活塞的动力输出。使曲轴处于一个横穿气缸并与气缸孔的轴线正交的平面上，气缸内的两个活塞和位于气缸体下面的曲轴通过气缸两端的摆杆机构连接。Roots发动机与Junkers发动机和Achates发动机相比缩短了气缸轴向和纵向尺寸，动力输出采用一根曲轴，运动结构简单，同时两个活塞所受的惯性力通过180度相位布置的曲轴相互抵消，属于自平衡机构。Roots发动机以其紧凑的设计，高功率密度等优点曾一度作为大功率发动机应用于大型车辆。尽管如此，随着能源危机、环境恶化情况的不断加剧，对于发动机的经济性、排放特性、功率密度、体积密度等性能指标提出了越来越严格的要求。TS-3发动机由于当时的技术条件所限，采用罗茨泵换气方式，柱塞喷油泵等技术，在20世纪70年代被淘汰出历史舞台。TS-3发动机与当前增压发动机相比，扫气压力比较低，限制了其功率的进一步提高，制约了工质更换效率的提高；另外，TS-3的燃油供给系统采用柱塞泵结构，喷射持续期长，可控性差，喷油压力低，不利于燃油的雾化及缸内混合气的形成，制约了其燃烧效率的进一步提高，排放性能的进一步优化。很显然Roots ts-3发动机已不能满足当前对发动机的低油耗、低排放、高功率性能指标要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种与传统对置活塞二冲程发动机相比具有更低油耗和排放，更高功率密度的对置二冲程发动机。 为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种对置二冲程发动机，其包括曲柄连杆机构、进排气系统、供油系统、润滑系统和冷却系统；所述曲柄连杆机构的固定部分包括机体和气缸套，所述曲柄连杆机构的运动部分包括置于气缸套内可往复运动且以顶面对置的方式布置的进气活塞和排气活塞，分别与进气活塞和排气活塞位于同侧的上连杆、摇臂和下连杆，以及置于机体中部的曲轴；其中，所述机体为龙门式；所述曲轴的主轴颈支撑于机体上；所述气缸套上面分布有进排气口，所述进排气口分别与气缸内的进排气腔相通；所述摇臂通过摇臂轴支撑在所述机体的两侧，所述摇臂的回转中心位于所述摇臂中部；所述气缸套与进气活塞和排气活塞的顶面构成燃烧室；两侧的上连杆、摇臂和下连杆均为对称布置，两侧的摇臂分别通过各自的摇臂轴与气缸体连接，所述进气活塞与其同侧的摇臂的上端通过上连杆连接，与进气活塞同侧的摇臂的下端通过与进气活塞同侧的下连杆与位于气缸体正下方的曲轴相连，所述排气活塞与其同侧的摇臂的上端通过上连杆连接，与排气活塞同侧的摇臂的下端通过与排气活塞同侧的下连杆与位于气缸体正下方的曲轴相连。进气活塞和排气活塞分别通过活塞销与同侧的上连杆的小头连接，上连杆大头通过上连杆大头销与摇臂上端铰接，摇臂的下端通过连杆销与下连杆小头铰接，下连杆大头共同连接在曲轴的相邻两个曲轴颈上。所述气缸侧面周向布置有喷油器，所述喷油器采用切向喷射方向的三孔喷油器，沿气缸圆周方向呈90°布置，数量为2 ;所述发动机包括由所述曲轴驱动的高压燃油泵和电子控制器，所述高压燃油泵与所述喷油器相连，所述电子控制器与所述高压燃油泵和喷油器相连。所述发动机的排气道采用渐阔结构，所述气缸上开设有进气口和排气口，所述排气口采用一定切向气道方式，所述进气口采用沿轴向的倾斜角度组织合理的滚流；所述发动机还包括排气影射板，所述排气道和排气影射板配合工作。所述曲轴的结构是错拐方式。所述增压器采用机械-涡轮复合增压系统；机械增压部分采用传动机构利用曲轴动力驱动，涡轮增压部分采用配合所述排气影射板利用废气能量驱动，配合发动机低速、高速不同工况匹配机械-涡轮复合增压系统。所述冷却系统包括水泵、冷却水腔、冷却水道、节温器、机油冷却器和散热器；所述冷却水道与所述冷却水腔集成于所述机体的内部，所述冷却水腔包括进气冷却水腔、排气冷却水腔和缸套冷却水腔，所述气冷却水腔、排气冷却水腔和缸套冷却水腔之间通过冷却水道相连通；所述发动机采用多个单元时，冷却水对各缸分配采用不同流通孔面积进行分流和冷却水流量控制。所述润滑系统包括油底壳、集虑器、机油泵、机油冷却器、机油滤清器、机油滤旁通阀、主油道和各部件油道；所述油底壳采用上油底壳和下油底壳组合结构，上油底壳将润滑系统的机油滤清器、润滑油道、机油冷却系以及安全阀、限压阀集成于上油底壳本体内，采用铸造结构；上油底壳采用周布螺栓与所述发动机机体的下端面连接，所述下油底壳位于 所述上油底壳低端，所述集虑器位于所述下油底壳内；所述机油泵总成集成与所述发动机的前端盖上，采用曲轴齿轮驱动。气缸套采用定位销孔和定位销进行气缸套的轴向方向和圆周方向定位，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对置二冲程发动机，其特征在于，其包括曲柄连杆机构、进排气系统、供油系统、润滑系统和冷却系统；所述曲柄连杆机构的固定部分包括机体和气缸套，所述曲柄连杆机构的运动部分包括置于气缸套内可往复运动且以顶面对置的方式布置的进气活塞和排气活塞，分别与进气活塞和排气活塞位于同侧的上连杆、摇臂和下连杆，以及置于机体中部的曲轴；其中，所述机体为龙门式；所述曲轴的主轴颈支撑于机体上；所述气缸套上面分布有进排气口，所述进排气口分别与气缸内的进排气腔相通；所述摇臂通过摇臂轴支撑在所述机体的两侧，所述摇臂的回转中心位于所述摇臂中部；所述气缸套与进气活塞和排气活塞的顶面构成燃烧室；两侧的上连杆、摇臂和下连杆均为对称布置，两侧的摇臂分别通过各自的摇臂轴与气缸体连接，所述进气活塞与其同侧的摇臂的上端通过上连杆连接，与进气活塞同侧的摇臂的下端通过与进气活塞同侧的下连杆与位于气缸体正下方的曲轴相连，所述排气活塞与其同侧的摇臂的上端通过上连杆连接，与排气活塞同侧的摇臂的下端通过与排气活塞同侧的下连杆与位于气缸体正下方的曲轴相连。

【技术特征摘要】
1.一种对置二冲程发动机，其特征在于，其包括曲柄连杆机构、进排气系统、供油系统、润滑系统和冷却系统；所述曲柄连杆机构的固定部分包括机体和气缸套，所述曲柄连杆机构的运动部分包括置于气缸套内可往复运动且以顶面对置的方式布置的进气活塞和排气活塞，分别与进气活塞和排气活塞位于同侧的上连杆、摇臂和下连杆，以及置于机体中部的曲轴；其中， 所述机体为龙门式；所述曲轴的主轴颈支撑于机体上；所述气缸套上面分布有进排气口，所述进排气口分别与气缸内的进排气腔相通；所述摇臂通过摇臂轴支撑在所述机体的两侧，所述摇臂的回转中心位于所述摇臂中部； 所述气缸套与进气活塞和排气活塞的顶面构成燃烧室； 两侧的上连杆、摇臂和下连杆均为对称布置，两侧的摇臂分别通过各自的摇臂轴与气缸体连接，所述进气活塞与其同侧的摇臂的上端通过上连杆连接，与进气活塞同侧的摇臂的下端通过与进气活塞同侧的下连杆与位于气缸体正下方的曲轴相连，所述排气活塞与其同侧的摇臂的上端通过上连杆连接，与排气活塞同侧的摇臂的下端通过与排气活塞同侧的下连杆与位于气缸体正下方的曲轴相连。2.根据权利要求I所述的发动机，其特征在于， 进气活塞和排气活塞分别通过活塞销与同侧的上连杆的小头连接，上连杆大头通过上连杆大头销与摇臂上端铰接，摇臂的下端通过连杆销与下连杆小头铰接，下连杆大头共同连接在曲轴的相邻两个曲轴颈上。3.根据权利要求I或2所述的发动机，其特征在于， 所述气缸侧面周向布置有喷油器，所述喷油器采用切向喷射方向的三孔喷油器，沿气缸圆周方向呈90°布置，数量为2;所述发动机包括由所述曲轴驱动的高压燃油泵和电子控制器，所述高压燃油泵与所述喷油器相连，所述电子控制器与所述高压燃油泵和喷油器相连。4.根据权利要求3所述的发动机，其特征在于， 所述发动机的排气道采用渐阔结构，所述气缸上开设有进气口和排气口，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵振峰，张付军，赵长禄，章振宇，董雪飞，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：