采用粉尘燃料的二冲程内燃机的制作方法

1.本实用新型属于内燃机领域，具体涉及一种采用粉尘燃料的二冲程内燃机。


背景技术：

2.现有的往复式内燃机，是靠燃烧汽油、柴油等液体燃料或天然气等气体 燃料来做功的。这些燃料都无法再生，随着开采使用量的剧增，资源日趋紧 缺，终有枯竭的一天。中国专利cn200410022274.7使用粉尘燃料的往复式内燃机提供了一种使用粉尘的内燃机，该内燃机将高温粉尘和空气混合喷入燃烧室进行爆燃，推动活塞做功，并将直线运动转化为转动运动对外输出旋转动力，该发明可以将可再生有机或无机精制粉尘燃料，如木炭粉作为燃料。然而该内燃机建立在现有气缸机构基础上，活塞往复运动至少存在一半时间的无动力输出，该内燃机存在输出效率不高的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种结构简单、输出高效的采用粉尘燃料的二冲程内燃机。
4.实现上述目的的技术方案如下，
5.一种采用粉尘燃料的二冲程内燃机，包括安装在机体上的气缸体、活塞和曲柄连杆机构，气缸体包括端盖和缸壁，活塞设置在气缸体内，活塞与端盖、缸壁围合成燃烧室，燃烧室配套设有火花塞、喷粉嘴和气门，气门由配气机构实现开闭，气缸体两头分别设有左端盖和右端盖，活塞与左端盖、缸壁围合成左燃烧室，活塞与右端盖、缸壁围合成右燃烧室，活塞中央固定连接有活塞杆，活塞杆从左端盖和/或右端盖的中央通过并与气缸体外的曲柄连杆机构相连，曲柄连杆机构将活塞直动转化为转动向外输出动力。
6.进一步，所述左燃烧室的火花塞、喷粉嘴安装在左端盖上，左燃烧室的气门设置在缸壁上，所述右燃烧室的火花塞、喷粉嘴和气门的位置与左燃烧的火花塞、喷粉嘴和气门分别对称设置。
7.进一步，所述左燃烧室的气门设置在缸壁的左侧，沿缸壁的圆周方向设有若干气门，配气机构包括缸壁内、外层和设置在缸壁内、外层之间的阀门层，缸壁内、外层沿圆周方向在相同角度上开设的通孔组成进、排气的气门，阀门层与缸体外的转动驱动相连，阀门层通过阻断或者连通缸壁内、外层的通孔以实现开、闭气门。气门环绕缸壁设置有利于提高进气量，增大内燃机功率。
8.进一步，缸壁前侧的气门为排气门，缸壁后侧的气门为进气门。
9.进一步，所述喷粉嘴包括喷粉活塞、喷粉嘴腔体，喷粉嘴腔体侧面设有高压粉尘气体的入口，喷粉嘴腔体底部设有喷口，喷口朝向气缸体内部，喷粉活塞活动设置在喷粉嘴腔体中央，活塞杆与喷粉嘴腔体之间设有复位簧，工作时，活塞往复运动以实现活塞头对喷口进行封闭和开通，该设置有利于防止燃烧室回火喷粉机构，造成工作不稳定。
10.进一步，还包括直线运动约束机构，所述直线运动约束机构包括设置在机体上的
直线导槽和与实现导槽相适配的导柱，直线导槽与活塞杆轴向平行设置，导柱一端与活塞杆连接，另一端插入在直线导槽内，工作时，导柱在活塞杆驱动下在直线导槽内往返运动。直线运动约束机构的设置可以抵消曲柄连杆机构运动中对活塞杆的冲击，确保了活塞在气缸体内平稳进行直线运动，有利于减小摩擦，提高活塞和气缸体寿命。
11.进一步，所述气缸体前、后侧对称相对设有两条直线导槽。该设置可以提高活塞直线运动的平稳性。
12.进一步，所述气缸左、右侧均设有直线运动约束机构。可以提高活塞直线运动的平稳性。
13.上述采用粉尘燃料的二冲程内燃机工作时，当活塞从左止点位置向右运动时，左燃烧室的进气门和喷粉嘴均打开，高温粉尘随空气从喷粉嘴进入左燃烧室，按照配比份量空气从进气门进入燃烧室，活塞到达气缸体的中部时，左燃烧室的进气门和喷粉嘴均关闭，左燃烧室内的空气和粉尘达到燃爆比例，火花塞点火，左燃烧室内的粉尘和空气发生燃爆，推动活塞加速向右运动，随着体积增大，压力减小，活塞运动由加速变为减速，到达右止点时，在惯性作用下，活塞向左运动，左燃烧室的排气门打开，右燃烧室的进气门和喷粉嘴均打开，左燃烧室爆燃后的废气从排气门排出，高温粉尘随空气从喷粉嘴进入右燃烧室，按照配比份量空气从进气门进入右燃烧室，活塞到达气缸体的中部时，右燃烧室的进气门和喷粉嘴均关闭，右燃烧室内的空气和粉尘达到燃爆比例，火花塞点火，右燃烧室内的粉尘和空气发生燃爆，推动活塞加速向左运动，随着体积增大，压力减小，活塞运动由加速变为减速，到达左止点时，左燃烧室的排气门已经关闭，然后，活塞在惯性作用下向右运动，右燃烧室的排气门开始排气，进入下一个工作周期。活塞如此往复运动，两冲程内空气粉尘气体两次燃爆均对活塞进行做功，相对于现有结构的内燃机效率更高，输出功率更大。
14.关于配气机构、喷粉嘴和火花塞协同动作可以通过正时系统调节实现，本领域技术人员可以根据现有技术进行实现。
附图说明
15.图1为本实用新型实施例的立体结构示意图；
16.图2为本实用新型实施例的配气机构结构示意图；
17.图3为本实用新型实施例的喷粉嘴结构示意图；
18.图中，空心箭头为高温粉尘输入方向。1. 气缸体；1
‑
1.右燃烧室；1
‑
2.左燃烧室；1
‑
3.阀门层；1
‑3‑
1.转动驱动；1
‑
4.缸壁内层；1
‑
5.缸壁外层；1
‑
2.左燃烧室；2.活塞；3.活塞杆；3
‑
1.导柱；4.火花塞；5.喷粉嘴；5
‑
1.喷粉活塞、5
‑
2.复位簧；6.气门；7.机体；7
‑
1.直线导槽。
具体实施方式
19.以下结合实施例对本实用新型进行详细的说明。
20.参见图1至图3，一种采用粉尘燃料的二冲程内燃机，包括安装在机体7上的气缸体1、活塞2和曲柄连杆机构（附图中未显示），气缸体1包括端盖和缸壁，活塞2设置在气缸体1内，活塞2与端盖、缸壁围合成燃烧室，燃烧室配套设有火花塞4、喷粉嘴5和气门6，气门6由配气机构实现开闭，气缸体1左、右两头分别设有左端盖和右端盖，活塞2与左端盖、缸壁围
合成左燃烧室1
‑
2，活塞2与右端盖、缸壁围合成右燃烧室1
‑
1，活塞2中央固定连接有活塞杆3，活塞杆3从左端盖和右端盖的中央通过，活塞杆3与气缸体1外的曲柄连杆机构相连，曲柄连杆机构将活塞2直动转化为转动向外输出动力；
21.本实施例中，左燃烧室1
‑
2的火花塞4、喷粉嘴5安装在左端盖上，左燃烧室1
‑
2的气门6设置在缸壁的左侧，沿缸壁的圆周方向设有多个气门6，配气机构包括缸壁内层1
‑
4、缸壁外层1
‑
5和设置在缸壁内、外层之间的阀门层1
‑
3，缸壁内、外层沿圆周方向在相同角度上开设的通孔组成进、排气的气门6，阀门层1
‑
3与缸体外的转动驱动1
‑3‑
1相连，阀门层1
‑
3通过阻断或者连通缸壁内、外层的通孔以实现开、闭气门6；右燃烧室1
‑
1的火花塞4、喷粉嘴5和气门6与左燃烧的火花塞4、喷粉嘴5和气门6分别对称设置，环绕缸壁设置多个气门6有利于提高进气量，增大内燃机功率；
22.本实施例中，缸壁前侧的气门6为排气门6，缸壁后侧的气门6为进气门6，进、排气门6分别通过各自的转动驱动1
‑3‑
1实现开闭；
23.本实施例中，喷粉嘴5包括喷粉活塞5
‑
1、喷粉嘴腔体，喷粉嘴腔体侧面设有高压粉尘气体的入口，喷粉嘴腔体底部设有喷口，喷口朝向气缸体1内部，喷粉活塞5
‑
1活动设置在喷粉嘴5腔体中央，喷粉活塞杆与喷粉嘴腔体之间设有复位簧5
‑
2，工作时，喷粉活塞5
‑
1往复运动以实现对喷口进行封闭和开通，该设置有利于防止燃烧室回火喷粉机构，造成工作不稳定；
24.本实施例中，还设有直线运动约束机构，直线运动约束机构包括设置在机体7上的直线导槽7
‑
1和与实现导槽相适配的导柱3
‑
1，直线导槽7
‑
1与活塞杆3轴向平行设置，气缸体1前、后侧对称相对设有两条直线导槽7
‑
1，导柱3
‑
1一端与活塞杆3连接，另一端插入在直线导槽7
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1内，工作时，导柱3
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1在活塞杆3驱动下在直线导槽7
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1内往返运动。直线运动约束机构的设置可以抵消曲柄连杆机构运动中对活塞杆3的冲击，确保了活塞2在气缸体1内平稳进行直线运动，有利于减小摩擦，提高活塞2和气缸体1寿命；
25.本实施例中，气缸体1左、右侧均设有直线运动约束机构，气缸体1左右侧的活塞杆3在气缸体1外通过气缸体1前后侧的连杆相连，使活塞杆3在气缸体1左右侧直线运动均得到直线导槽7
‑
1的导向，进一步提高了活塞2直线运动的平稳性。