一种高效低能耗四冲程对置活塞发动机的制作方法

1.本发明涉及对置发动机技术领域，具体为一种高效低能耗四冲程对置活塞发动机。


背景技术：

2.水平对置发动机，发动机活塞平均分布在曲轴两侧，在水平方向上左右运动。使发动机的整体高度降低、长度缩短、整车的重心降低，车辆行驶更加平稳,发动机安装在整车的中心线上，两侧活塞产生的力矩相互抵消，大大降低车辆在行驶中的振动，使发动机转速得到很大提升，减少噪音。活塞运动的平衡良好(180度左右抵消)。相比直列式，在曲轴方面所需的平衡配重因素减少，有助转速提升。它能保持650转的低转速，并保证发动机平稳的工作。同样相比其它发动机型式油耗最低。
3.但是，目前的对置发动机，特别是四冲程的对置发动机，其气门结构是使用滑套结构，但是会因为燃烧室做功对滑套的密封性进行冲击产生缝隙，时间一长，又加上积碳等原因，就会导致气门不能完全闭合，也会造成缸压不等，这就会造成横向力不等，这种情况下同样会造成左右抖动。除此之外，如何巧妙的设计四冲程的对置发动机的气门，以及如何使其更加轻量高效化，是目前行业内的难题。


技术实现要素：

4.为解决上述现有技术存在的不足和缺陷，发明人经过研发设计，现提供了一种高效低能耗四冲程对置活塞发动机，能有效的解决进排气门外置式结构带来的结构繁琐肿大的问题，也能解决进排气门的封闭性问题，能提高发动机整体性能。具体的，本发明是这样实现的：包括对置的两个活塞及气缸，置于两个活塞及气缸之间的燃烧室，两个活塞及气缸相对于燃烧室呈对称式分布，所述燃烧室的进气门与排气门分别上下相对布置，进、排气门为传统气门结构，进气门与排气门分别通过各自的凸轮传动机构连接实现交替式开闭，所述凸轮传动机构与各自活塞及气缸的转轴连接，使得活塞运动时能通过凸轮传动机构控制进气门与排气门相互配合开闭实现四冲程气缸运动。
5.进一步的，两个所述活塞及气缸之间具有一个中间段区域，燃烧室置于中间段区域的中部，燃烧室的上下两端各为进气门与排气门的行程段，燃烧室连通至两端的活塞腔，与进气门和排气门连接的进气道和排气道开设于中间段的上、下部，并纵向延伸直至发动机壳体外侧。
6.进一步的，所述凸轮传动机构为连杆传动时，包括：与对置的两端活塞连杆的转动轴分别连动安装的第一曲轴传动连杆和第二曲轴传动连杆、横向安装并分别连接第一曲轴传动连杆和第二曲轴传动连杆的传动横杆，所述传动横杆中间通过第三连杆与中置齿轮连接，所述中置齿轮分别传动连接至进气凸轮轴齿轮和排气凸轮轴齿轮，进气凸轮轴齿轮与进气凸轮连接，排气凸轮轴齿轮与排气凸轮连接。
7.进一步的，所述凸轮传动机构为齿轮传动时，所述第一曲轴传动连杆、第二曲轴传
动连杆分别替换成第一、二连动齿轮和第三、四连动齿轮，传动横杆和第三连杆替换成与中置齿轮同轴同动的同轴同动的中置连动齿轮，第一连动齿轮、第四连动齿轮分别与对置的两端的活塞连杆的转动轴连动安装，第一连动齿轮、第四连动齿轮分别通过第二连动齿轮、第三连动齿轮从两侧齿接同轴同动的中置连动齿轮，整体构成齿轮传动。
8.进一步的，所述中置齿轮与进气凸轮轴齿轮、排气凸轮轴齿轮之间的齿比、进气凸轮和排气凸轮的布置方向能按实际传动需求进行布置。
9.进一步的，所述进气凸轮、排气凸轮分别与凸轮连杆的一端接触匹配，凸轮连杆的另一端与进气推杆和排气推杆的末端相连，凸轮连杆通过中部的轴安装在发动机外壳上。
10.本发明的工作原理介绍：进气门、排气门上下对置，且使用传统的推杆连动实现气门的开闭，其上下对置的布置方式，可以使其在燃烧室点火做功产生推力做功时，气门紧闭，作用力越大闭合越紧密，从而解决了现有技术中使用滑套作为气门的结构会产生的问题，同时，在气缸外侧，利用曲轴的转轴传动，构成一套巧妙的传动系统，使得活塞运动时能通过凸轮传动机构控制进气门与排气门相互配合开闭实现四冲程气缸运动；本发明的燃烧室空间不大，空余出的空间让给了进气道和排气道，同时，气门的伸缩推杆也置于该空间内，仅凸轮和凸轮连杆略高于气缸，从而整体上优化缩减了发动机结构，这样的精巧设计，无需使用专用管道接上进排气门，同时也不影响四冲程对置发动机的其他必要结构，能完美的实现四冲程做功。
11.本发明的有益效果：
12.(1)巧妙的选用传统竖向运动的气门结构布置，这种结构与四冲程对置发动机实现了完美融合，避免了使用滑套式气门带来的气门漏气等问题，从而提高了四冲程对置发动机的做功效率和性能；
13.(2)将气门的大部分行程段结构置于发动机中部的对置活塞之间，最大程度的缩减了发动机的整体结构，进气道和排气道也同样置于中部这段区间内与各个进气门、排气门直接连通，最终连通与发动机壳体外侧，无需使用气管进行连接，优化了发动机设计，实现了整体化高的轻量化设计。
附图说明
14.图1为本发明的四冲程对置发动机的内部构造示意图；
15.图2为本发明的四冲程对置发动机的燃烧室做功行程时气门闭合状态示意图；
16.图3为使用连杆传动的气门传动机构示意图；
17.图4为使用齿轮传动的气门传动机构示意图；
18.图5为气道和气门的结构布置示意图；
19.图6
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8为本发明的实际产品外形结构展示图；
20.其中：1活塞及气缸、10曲轴、11转轴、12活塞腔、13第一曲轴传动连杆、14第二曲轴传动连杆、15传动横杆、16第三连杆、17中置齿轮、171同轴同动的中置连动齿轮、18第一连动齿轮、19第二连动齿轮、20第三连动齿轮、21第四连动齿轮、23凸轮连杆、3进气门、31进气道、32进气凸轮轴齿轮、33进气凸轮、4排气门、41排气道、42排气凸轮轴齿轮、43排气凸轮、5燃烧室。
具体实施方式
21.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
22.实施例1：一种高效低能耗四冲程对置活塞发动机，包括对置的两个活塞及气缸1，置于两个活塞及气缸1之间的燃烧室5，两个活塞及气缸1相对于燃烧室5呈对称式分布，所述燃烧室5的进气门3与排气门4分别上下相对布置，进、排气门4为传统气门结构，进气门3与排气门4分别通过各自的凸轮传动机构连接实现交替式开闭，所述凸轮传动机构与各自活塞及气缸1的转轴11连接，使得活塞运动时能通过凸轮传动机构控制进气门3与排气门4相互配合开闭实现四冲程气缸运动。本发明的进气门3、排气门4可以为多组设置。进气门3、排气门4上下对置，且使用传统的推杆连动实现气门的开闭，其上下对置的布置方式，可以使其在燃烧室5点火做功产生推力做功时，气门紧闭，作用力越大闭合越紧密，从而解决了现有技术中使用滑套作为气门的结构会产生的问题，同时，在气缸外侧，利用曲轴10的转轴11传动，构成一套巧妙的传动系统，使得活塞运动时能通过凸轮传动机构控制进气门3与排气门4相互配合开闭实现四冲程气缸运动；优选地，两个所述活塞及气缸1之间具有一个中间段区域，燃烧室5置于中间段区域的中部，燃烧室5的上下两端各为进气门3与排气门4的行程段，燃烧室5连通至两端的活塞腔12，与进气门3和排气门4连接的进气道31和排气道41开设于中间段的上、下部，并纵向延伸直至发动机壳体外侧。本发明的燃烧室5空间不大，空余出的空间让给了进气道31和排气道41，同时，气门的伸缩推杆也置于该空间内，仅凸轮和凸轮连杆23略高于气缸，从而整体上优化缩减了发动机结构，这样的精巧设计，无需使用专用管道接上进排气门4，同时也不影响四冲程对置发动机的其他必要结构，能完美的实现四冲程做功；
23.优选地，所述凸轮传动机构为连杆传动时，包括：与对置的两端活塞连杆的转动轴分别连动安装的第一曲轴传动连杆13和第二曲轴传动连杆14、横向安装并分别连接第一曲轴传动连杆13和第二曲轴传动连杆14的传动横杆15，所述传动横杆15中间通过第三连杆16与中置齿轮17连接，所述中置齿轮17分别传动连接至进气凸轮轴齿轮32和排气凸轮轴齿轮42，进气凸轮轴齿轮32与进气凸轮33连接，排气凸轮轴齿轮42与排气凸轮43连接。
24.实施例2：
25.在实施例1的基础上，所述凸轮传动机构为齿轮传动时，所述第一曲轴传动连杆13、第二曲轴传动连杆14分别替换成第一、二连动齿轮和第三、四连动齿轮，传动横杆15和第三连杆16替换成与中置齿轮17同轴同动的中置连动齿轮171，第一连动齿轮18、第四连动齿轮21分别与对置的两端的活塞连杆的转轴11连动安装，第一连动齿轮18、第四连动齿轮21分别通过第二连动齿轮19、第三连动齿轮20从两侧齿接同轴同动的中置连动齿轮171，整体构成齿轮传动。中置齿轮17与进气凸轮轴齿轮32、排气凸轮轴齿轮42之间的齿比、进气凸轮33和排气凸轮43的布置方向能按实际传动需求进行布置。各齿轮之间的齿轮比大小，可以根据实际需求进行大小配比的设计，选用合适的齿比配合进行传动。
26.所述进气凸轮33、排气凸轮43分别与凸轮连杆23的一端接触匹配，凸轮连杆23的另一端与进气推杆和排气推杆的末端相连，凸轮连杆23通过中部的轴安装在发动机外壳
上。
27.应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。