一种对置活塞连杆机构及对置活塞二冲程发动机的制作方法

1.本实用新型涉及发动机技术领域，尤其涉及一种对置活塞连杆机构及对置活塞二冲程发动机。


背景技术：

2.对置活塞二冲程发动机的两个对置活塞布置于同一气缸，并取消了气缸盖和气门机构，具有功率密度高、传热损失小、平衡性好等优点。在20世纪后期，现代排放法规阻止了二冲程发动机的发展。近年来，随着现代科技和电控技术的发展，为提高内燃机效率和排放性能，对置活塞二冲程发动机持续受到关注和发展。
3.对置活塞二冲程发动机以其高效、高功率密度和功率重量比等优点重新被重视起来，与常用的四冲程发动机比较，省略了复杂的凸轮配气机构等主要部件，因此使得发动机的整体结构简单、重量轻；同时由于对置活塞的平衡性设计，比普通单活塞二冲程发动机的振动大为改善。对置活塞比单活塞二冲程发动机在进排气孔设计更为合理，换气效率也有较好提高。
4.因对置活塞二冲程发动机具有结构紧凑和较好的自平衡性，得到专家广泛关注和研究以及厂家的特殊实际应用。作为一种发动机机械结构，其动力学特征与自身的特点有关，对曲柄连杆机构中作用力和力矩情况与传统二冲程发动机有着很大区别。
5.针对对置活塞布置的二冲程发动机活塞连杆构造：对置活塞布置的二冲程发动机在同一汽缸内含有两个可往复运动的对置活塞，两个对置活塞通过连杆相连曲轴。
6.对置活塞二冲程汽油机由于取消了气缸盖结构，燃烧室由对置活塞顶面组成，进排气孔和火花塞均采用在气缸套侧壁布置的形式。由于二冲程工作模式，没有独立的进排气冲程，进排气口时间有重叠，换气过程中不可避免的出现新鲜燃料混合气的损失。换气过程中进排气同时进行容易导致换气不充分，换气结束后缸内残余废气比例较大。
7.为提升对置活塞布置的二冲程发动机高功率重量比和自平衡性好的优势，除了改善进排气孔合理布置外，对活塞连杆及曲柄连杆机构也需要作出必要改善调整。
8.现有技术存在如下缺点：
9.1.现有小排量单活塞二冲程汽油机在进气过程中，燃料混合气容易由进气口经活塞顶部直接流向排气口，存在较严重的燃油消耗损失，致使其动力性、经济性和排放性较差。另外，在二冲程汽油发动机的整个换气过程中，约30％的新鲜可燃混合气在扫气过程中随废气排出缸外。虽然对置活塞二冲程汽油机比普通单活塞二冲程汽油机的换气效率好些，但还是有部分新鲜燃料混合气在扫气过程中随废气排出缸外。
10.2.目前对置活塞发动机一般外活塞连杆采用通过中部与两边滑块或轴套固定再接连杆，重量体积偏大、部件多且安装组配复杂。
11.3.通常活塞从内中部连接或延伸连接连杆，都非腔体结构，与四冲程汽油发动机类似，限制了对置活塞二冲程发动机的内部结构改善和性能提升。


技术实现要素：

12.本实用新型实施例提出一种对置活塞连杆机构及对置活塞二冲程发动机，旨在解决现有对置活塞二冲程发动机换气效率差、油耗以及排放高的问题。
13.为了解决上述问题，第一方面，本实用新型实施例提出一种对置活塞连杆机构，所述对置活塞连杆机构包括内活塞、外活塞、曲轴、气缸套以及曲轴箱；所述内活塞设有第一内腔，所述外活塞设有第二内腔；所述外活塞与所述内活塞由上到下间隔设置在所述气缸套内，所述曲轴设置在曲轴箱内，所述外活塞与所述内活塞均与所述曲轴连接。
14.其进一步的技术方案为，所述内活塞通过第一连杆与所述曲轴连接。
15.其进一步的技术方案为，所述对置活塞连杆机构还包括内活塞销组件，所述内活塞通过所述内活塞销组件与所述第一连杆连接。
16.其进一步的技术方案为，所述内活塞销组件包括第一活塞销、第一轴承以及第一卡扣，所述内活塞包括第一销孔，所述第一连杆的一端设有第一轴承孔；第一轴承孔内设置第一轴承，第一活塞销穿过第一销孔以及第一轴承，第一活塞销通过第一卡扣与第一连杆连接。
17.其进一步的技术方案为，所述外活塞通过两第二连杆与所述曲轴连接。
18.其进一步的技术方案为，所述对置活塞连杆机构还包括外活塞销组件，所述外活塞通过所述外活塞销组件与所述第二连杆连接。
19.其进一步的技术方案为，所述外活塞销组件包括第二活塞销、第二轴承以及第二卡扣，所述外活塞包括第二销孔，所述第二连杆的一端设有第二轴承孔；第二轴承孔内设置第二轴承，第二活塞销穿过第二销孔以及两第二连杆的第二轴承孔内的第二轴承，第二活塞销通过第二卡扣与第二连杆连接。
20.其进一步的技术方案为，所述气缸套的上部设有两滑槽，所述第二活塞销的两端分别嵌入所述滑槽内，且可在所述滑槽内滑动。
21.其进一步的技术方案为，所述外活塞与所述内活塞上均设置有气环以及油环。
22.第二方面，本实用新型实施例提出一种对置活塞二冲程发动机，所述对置活塞二冲程发动机包括如第一方面所述的对置活塞连杆机构。
23.与现有技术相比，本实用新型实施例所能达到的技术效果包括：
24.本实用新型实施例提出一种对置活塞连杆机构，所述对置活塞连杆机构包括内活塞、外活塞、曲轴、气缸套以及曲轴箱。所述内活塞设有第一内腔，所述外活塞设有第二内腔。所述外活塞与所述内活塞由上到下间隔设置在所述气缸套内，所述曲轴设置在曲轴箱内，所述外活塞与所述内活塞均与所述曲轴连接。本实用新型实施例中，因内活塞和外活塞的型腔结构占用内部压缩空间，即提升曲轴箱内部压缩比，增加了扫气压力，促使燃料混合气量进入缸内增多，加速废气排出，减少缸内废气残留。因此提高燃烧效率，增大发动机功率输出。同时在进气过程中，由于在曲轴箱内负压得到更大提高也就增加了进气量，提高有效换气量和进排气效率。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于
本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本实用新型实施例提出的一种对置活塞连杆机构的结构示意图；
27.图2为本实用新型实施例提出的一种对置活塞连杆机构的另一结构示意图；
28.图3为本实用新型实施例提出的一种对置活塞连杆机构的又一结构示意图；
29.图4为本实用新型实施例提出的一种对置活塞连杆机构的内活塞的结构示意图；
30.图5为本实用新型实施例提出的一种对置活塞连杆机构的内活塞的截面示意图；
31.图6为本实用新型实施例提出的一种对置活塞连杆机构的外活塞的结构示意图；
32.图7为本实用新型实施例提出的一种对置活塞连杆机构的外活塞的截面示意图。
33.附图标记
34.内活塞10、外活塞20、曲轴30、气缸套40、曲轴箱50、第一内腔11、第二内腔21、第一连杆60、第二连杆70、第一活塞销12、第一轴承13、第一销孔14、第二活塞销22、第二轴承23、第二销孔24、滑槽41以及工艺孔80。
具体实施方式
35.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
37.还应当理解，在此本实用新型实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型实施例。如在本实用新型实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
38.参见图1
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图7，本实用新型实施例提出一种对置活塞连杆机构，所述对置活塞连杆机构包括内活塞10、外活塞20、曲轴30、气缸套40以及曲轴箱50。
39.所述内活塞10设有第一内腔11，所述外活塞20设有第二内腔21。内活塞10以及外活塞20均有活塞内腔结构，可增强活塞的内部结构强度及耐用性。
40.所述外活塞20与所述内活塞10由上到下间隔设置在所述气缸套40内，所述曲轴30设置在曲轴箱50内，所述外活塞20与所述内活塞10均与所述曲轴30连接。
41.本实用新型实施例中，对置活塞的外活塞20和内活塞10内部都是型腔结构，因气缸外部的曲轴箱50内形成密闭空间，内活塞10和外活塞20的裙部与之联通。当内活塞10和外活塞20进行压缩行程时向内外止点运行，开始进气和扫气。
42.因内活塞10和外活塞20的型腔结构占用内部压缩空间，即提升曲轴箱50内部压缩比，增加了扫气压力，促使燃料混合气量进入缸内增多，加速废气排出，减少缸内废气残留。因此提高燃烧效率，增大发动机功率输出。同时在进气过程中，在曲轴箱50内负压增大更高
也增加了进气量，提高有效换气量和进排气效率。
43.进一步地，所述内活塞10通过第一连杆60与所述曲轴30连接。
44.进一步地，所述对置活塞连杆机构还包括内活塞销组件，所述内活塞10通过所述内活塞销组件与所述第一连杆60连接。
45.具体地，所述内活塞销组件包括第一活塞销12、第一轴承13以及第一卡扣(图未示)，所述内活塞10包括第一销孔14，所述第一连杆60的一端设有第一轴承孔(被第一轴承13占据，图中未标号)。
46.第一轴承孔内设置第一轴承13，第一活塞销12穿过第一销孔14以及第一轴承13，第一活塞销12通过第一卡扣与第一连杆60连接。
47.进一步地，所述外活塞20通过两第二连杆70与所述曲轴30连接。
48.进一步地，所述对置活塞连杆机构还包括外活塞销组件，所述外活塞20通过所述外活塞销组件与所述第二连杆70连接。
49.具体地，所述外活塞销组件包括第二活塞销22、第二轴承23以及第二卡扣(图未示)，所述外活塞20包括第二销孔24，所述第二连杆70的一端设有第二轴承孔(被第二轴承23占据，图中未标号)。
50.第二轴承孔内设置第二轴承23，第二活塞销22穿过第二销孔24以及两第二连杆70的第二轴承孔内的第二轴承23，第二活塞销22通过第二卡扣与第二连杆70连接。
51.可以理解地，在本实施例中，第二轴承23以及第二卡扣的数量均为2，第二活塞销22的两端分别设置有一个第二轴承23以及一个第二卡扣。
52.进一步地，所述气缸套40的上部设有两滑槽41，所述第二活塞销22的两端分别嵌入所述滑槽41内，且可在所述滑槽41内滑动。
53.两滑槽41整体呈u形，便于两第二连杆70的往复运动，简单实效，使内部结构简洁轻量化，重量体积小，安装简便。这样活塞连杆构造也便于实现满足气缸体进排气孔位置和型腔设计的多样化结构要求，更好实现此类对置活塞二冲程发动机的高功率、轻量化及低排放。
54.进一步地，所述外活塞20与所述内活塞10上均设置有气环以及油环，以提升密封性。
55.进一步地，所述外活塞20与所述内活塞10上均设置有工艺孔80。
56.本实用新型实施例还提供一种对置活塞二冲程发动机，所述对置活塞二冲程发动机包括以上实施例提出的对置活塞连杆机构。
57.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
58.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，尚且本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
59.以上所述，为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。