新型二冲程多缸柴油机扫气装置的制作方法

1.本发明是关于二冲程柴油机技术领域，特别是关于一种新型二冲程多缸柴油机扫气装置。


背景技术：

2.现代二冲程柴油机的扫气机构，主要有曲轴箱扫气结构和扫气泵扫气结构或是二者结合的结构。曲轴箱扫气是利用活塞下行，压缩曲轴箱内混合气进入活塞上方；扫气泵扫气是通过扫气泵，强制从气缸下部圆周上的扫气孔进气。如果扫气是把混合可燃气体扫入气缸，是用于二冲程汽油机的。如果通过扫气泵扫入气缸的是新鲜空气，则是自然吸气二冲程柴油机。对于增压二冲程柴油机，则是直接由压气机提供新鲜充量进行扫气。
3.目前，二冲程柴油机一般是在气缸下部开设扫气口，利用活塞上下运动的遮挡作用，部分或全部开启、关闭扫气口；一般在气缸扫气口的上方设置有排气口，利用活塞与气口的配合完成配气。二冲程柴油机为了排除燃烧后的废气，并把新鲜空气充满气缸，必须安装一个由运动件带动的专用的扫气泵(增压器)，及贮存压力空气的扫气箱。气缸下部均布一圈进气口，在气缸盖上有排气阀。利用活塞与气口的配合或活塞与排气阀的配合完成配气。
4.如图1所示，传统二冲程柴油机的换气过程：空气经过扫气泵提高压力以后，经过装在气缸外部的空气室和气缸下部进气口端进入气缸，沿气缸中心线上行驱赶废气从扫气口上方的排气口(气缸圆周的排气口或气缸盖上的排气阀)排出气缸。
5.而传统的多缸二冲程柴油机，则是在连杆和活塞之间设置有十字头结构，延长气缸长度，在活塞与十字头之间设置密封结构，在该密封结构与活塞之间的空腔作为扫气腔。在该扫气腔入口设置单向阀，与气缸上扫气口开闭配合，实现定时扫气，密封结构避免了扫气进入曲轴箱。
6.也有的二冲程柴油机参考原四冲程柴油机的配气机构，采用顶部进气的方式，通过结构实现气流直冲气缸下部后反向螺旋上行扫气，称之为“逆滚流扫气”。
7.无论采用哪种进气结构，当前二冲程柴油机都存在以下缺点：
8.1、要么完全靠活塞的遮挡作用来控制扫气口的开启和关闭，受活塞行程及配气相位影响大，扫气过程时间短，扫气不完全彻底，换气质量差、热效率低；
9.2、“逆滚流扫气”则完全依靠气体流场运动扫气，不可控因素多，同样存在扫气不干净的问题；
10.3、带有十字头，利用单向阀控制扫气时刻的多缸二冲程柴油机，气缸必须加长，整机高度增加，结构变得复杂。
11.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

12.本发明的目的在于提供一种新型二冲程多缸柴油机扫气装置，结构简单合理，可以精准的实现定时定量扫气，且布置灵活。
13.为实现上述目的，本发明提供了一种新型二冲程多缸柴油机扫气装置，安装于气缸体的腰部上。新型二冲程多缸柴油机扫气装置包括：壳体、气门帽、扫气阀、阀座、进气道以及气门弹簧。壳体，固定于气缸体的腰部上，且壳体的一端具有进气口。气门帽，设置于壳体内，且气门帽与气缸体内的凸轮轴相连接。扫气阀，设置于壳体内，且扫气阀的一端与气门帽固定连接。阀座，设置于进气口内，且扫气阀的另一端位于阀座与进气口之间。进气道，进气道的一端与进气口相连通。以及气门弹簧，套设于扫气阀的一端上，并与气门帽相连接。其中，气缸体内具有依次相连通的气缸体进气道、环形进气腔和切向进气口，且进气道的另一端与气缸体进气道相连通。其中，气缸体内还具有排气阀，排气阀通过摇臂、推杆和挺柱与凸轮轴相连接，且凸轮轴能够控制排气阀与扫气阀的开闭。
14.在本发明的一实施方式中，新型二冲程多缸柴油机扫气装置还包括气门导管，设置于扫气阀的一端上。
15.在本发明的一实施方式中，新型二冲程多缸柴油机扫气装置还包括气门油封，设置于气门导管上。
16.在本发明的一实施方式中，壳体是通过螺栓固定于气缸体上的，且壳体与气缸体之间具有密封结构。
17.在本发明的一实施方式中，气缸体内还具有气门帽导向孔，且气门帽是通过气门帽导向孔与凸轮轴相连接的。
18.在本发明的一实施方式中，当气缸体内的活塞下行时，排气阀打开，且当活塞继续下行时，进气口打开，从而使增压空气依次经过进气道、气缸体进气道、环形进气腔和切向进气口进入气缸体内，形成直流扫气。
19.在本发明的一实施方式中，当活塞上行时，进气口封闭。
20.与现有技术相比，根据本发明的新型二冲程多缸柴油机扫气装置，结构简单合理，在发动机外附加安装，即可实现多缸二冲程柴油机扫气，通过凸轮轴控制，可对气缸定时定量进行扫气，解决了二冲程柴油机扫气不完全，充气效率低的问题及以上进气结构的缺陷，可以精准的实现定时定量扫气，且布置灵活。
附图说明
21.图1是现有二冲程柴油机换气过程的示意图；
22.图2是根据本发明一实施方式的新型二冲程多缸柴油机扫气装置安装于气缸体上的结构示意图；
23.图3是根据本发明一实施方式的气缸体进气结构的示意图；
24.图4是根据本发明一实施方式的新型二冲程多缸柴油机扫气装置的结构示意图。
25.主要附图标记说明：
[0026]1‑
壳体，2
‑
进气口，3
‑
气门帽，4
‑
凸轮轴，5
‑
扫气阀，6
‑
阀座，7
‑
进气道，8
‑
气门弹簧，9
‑
气缸体进气道，10
‑
环形进气腔，11
‑
切向进气口，12
‑
排气阀，13
‑
摇臂，14
‑
推杆，15
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挺柱，16
‑
气门导管，17
‑
气门油封，18
‑
气门帽导向孔，19
‑
活塞，20
‑
气缸体。
具体实施方式
[0027]
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0028]
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0029]
图2是根据本发明一实施方式的新型二冲程多缸柴油机扫气装置安装于气缸体20上的结构示意图。图3是根据本发明一实施方式的气缸体20进气结构的示意图。图4是根据本发明一实施方式的新型二冲程多缸柴油机扫气装置的结构示意图。
[0030]
如图2至图4所示，根据本发明优选实施方式的一种新型二冲程多缸柴油机扫气装置，安装于气缸体20的腰部上。新型二冲程多缸柴油机扫气装置包括：壳体1、气门帽3、扫气阀5、阀座6、进气道7以及气门弹簧8。壳体1，固定于气缸体20的腰部上，且壳体1的一端具有进气口2。气门帽3，设置于壳体1内，且气门帽3与气缸体20内的凸轮轴4相连接。扫气阀5，设置于壳体1内，且扫气阀5的一端与气门帽3固定连接。阀座6，设置于进气口2内，且扫气阀5的另一端位于阀座6与进气口2之间。进气道7的一端与进气口2相连通。以及气门弹簧8，套设于扫气阀5的一端上，并与气门帽3相连接。其中，气缸体20内具有依次相连通的气缸体进气道9、环形进气腔10和切向进气口11，且进气道7的另一端与气缸体进气道9相连通。其中，气缸体20内还具有排气阀12，排气阀12通过摇臂13、推杆14和挺柱15与凸轮轴4相连接，且凸轮轴4能够控制排气阀12与扫气阀5的开闭。
[0031]
在本发明的一实施方式中，新型二冲程多缸柴油机扫气装置还包括气门导管16，设置于扫气阀5的一端上。新型二冲程多缸柴油机扫气装置还包括气门油封17，设置于气门导管16上。
[0032]
在本发明的一实施方式中，壳体1是通过螺栓固定于气缸体20上的，且壳体1与气缸体20之间具有密封结构。气缸体20内还具有气门帽导向孔18，且气门帽3是通过气门帽导向孔18与凸轮轴4相连接的。
[0033]
在本发明的一实施方式中，当气缸体20内的活塞19下行时，排气阀12打开，且当活塞19继续下行时，进气口2打开，从而使增压空气依次经过进气道7、气缸体进气道9、环形进气腔10和切向进气口11进入气缸体20内，形成直流扫气。当活塞19上行时，进气口2封闭。
[0034]
在实际应用中，本发明的新型二冲程多缸柴油机扫气装置，安装于气缸体20的腰部位置，可在二冲程多缸柴油机上，通过简单改造即可应用，详细来说：在气缸气缸体20的腰部设置一个扫气装置，扫气装置设有扫气阀5，扫气阀5可与排气阀12共用一根凸轮轴4来控制开闭。扫气装置由壳体1、气门帽3、气门弹簧8、气门油封17、气门导管16、扫气阀5和阀座6组成。壳体1上设有进气口2及进气道7，需在气缸腰部设置该装置的安装、密封结构，通过螺栓、垫片固定、密封于气缸体20上；并在气缸体20周围设置环形进气腔10，通过气缸体进气道9和扫气装置的进气道7相通，气缸体20壁沿圆周设置若干切向进气口11。排气阀12通过凸轮轴4、挺柱15、推杆14和摇臂13控制开闭。气缸体20设置设有气缸体进气道9、进气腔、切向进气口11以及气门帽导向孔18。需要说明的是，通过一维分析及凸轮型线和下进气口2位置设计，可实现最佳的配气相位，以获得最佳换气的效果。当活塞19下行，排气阀12打开，缸内压力废气大部分排出；活塞19继续下行，进气口2打开，扫气阀5打开，增压空气切向
进入气缸，旋转向上，形成直流扫气；直至活塞19上行封闭了进气口2，完成进气过程。其中，扫气阀5可与排气阀12共用一根凸轮轴4控制开闭；进一步的，扫气装置可以利用电磁阀替代气门弹簧8、气门油封17、气门导管16、进气门和气门座圈这一套机构，采用电子控制，实现定时开闭扫气。在气缸体20的气缸腰部设置扫气装置的安装、密封结构及气门帽3的导向孔。并在气缸周围设置环形进气腔10，通过气缸体进气道9和扫气装置的进气道7相通，气缸壁沿圆周设置若干切向进气口11。扫气装置是通过螺栓紧固到气缸体20上的，中间设有密封结构。其中，活塞19在缸筒内上下运动，当缸筒上一圈切向进气口11处于活塞环下方时，如果没有扫气阀(传统二冲程的做法)，此时高压的空气或混合气体就会通过活塞裙部外圆和缸筒的间隙进入曲轴箱，造成曲轴箱压力升高，发动机呼吸器大量窜气窜油，而本发明扫气阀5的意义就是在此种情况下，切断进气，保证没有高压气体进入曲轴箱。
[0035]
总之，根据本发明的新型二冲程多缸柴油机扫气装置，具有如下有益效果：
[0036]
1、通过简单改造即可实现传统二冲程多缸柴油机定时定量机外扫气；
[0037]
2、下扫气口高度方向位置可根据需要灵活布置，在需要改变活塞19行程长度时非常实用；
[0038]
3、采用本装置不会增加发动机高度；
[0039]
4、本装置结合电子控制技术，可以更精确的实现多缸二冲程柴油机的定时定量扫气。
[0040]
5、结构简单合理，可以精准的实现定时定量扫气，且布置灵活。
[0041]
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。