直线活塞二冲程航空发动机论文和设计-蔡晓东

全文摘要

本实用新型提供一种直线活塞二冲程航空发动机，活塞上开设有凹槽，凹槽内设置有调心轴承，调心轴承与凸轮轴的端部固定连接，调心轴承相对于凸轮轴呈偏心设置，从而将活塞的上下直线运动转换成凸轮轴的旋转运动，所述凸轮轴上设置有凸块，所述发动机气缸的进气口和排气口处分别安装有进气阀和排气阀，凸轮轴转动，凸块循环推动进气顶杆和排气顶杆从而实现发动机气缸的进气和排气。本实用新型，结构简单，有效提高活塞的使用寿命，提高扫气效率，燃烧充分，扫气彻底，燃油效率高且降低污染物排放。

主设计要求

1.一种直线活塞二冲程航空发动机，包括发动机气缸(1)、起动机(8)、发电机(9)以及喷油嘴(16)，所述发动机气缸(1)内设置有燃烧室(2)和活塞(3)，喷油嘴(16)伸入到燃烧室(2)内用于将燃油喷射到燃烧室(2)，燃烧室(2)内的燃油爆燃从而推动活塞(3)运动，其特征在于：所述活塞(3)上开设有凹槽(4)，凹槽(4)内设置有调心轴承(5)，调心轴承(5)与凸轮轴(6)的端部固定连接，调心轴承(5)相对于凸轮轴(6)呈偏心设置，从而将活塞(3)的上下直线运动转换成凸轮轴(6)的旋转运动，所述凸轮轴(6)上设置有凸块(7)，所述发动机气缸(1)的进气口和排气口处分别安装有进气阀(14)和排气阀(12)，所述进气阀(14)连接进气控制摇臂(13)的一端，进气控制摇臂(13)的另一端连接有与凸块(7)相对应的进气顶杆(15)，所述排气阀(12)连接排气控制摇臂(11)的一端，排气控制摇臂(11)的另一端也连接与凸块(7)相对应的排气顶杆(10)，凸轮轴(6)转动，凸块(7)循环推动进气顶杆(15)和排气顶杆(10)从而实现发动机气缸(1)的进气和排气。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种直线活塞二冲程航空发动机，其特征在于：所述活塞(3)的中心沿轴线方向开设有增压气道(17)，增压气道(17)贯穿活塞(3)，所述增压气道(17)的顶部设置有扫气阀门(18)。

3.根据权利要求1所述的一种直线活塞二冲程航空发动机，其特征在于：所述进气控制摇臂(13)的转动轴安装在发动机侧壁上，进气控制摇臂(13)的两端围绕转动轴上下摆动。

4.根据权利要求1所述的一种直线活塞二冲程航空发动机，其特征在于：所述排气控制摇臂(11)的转动轴安装在发动机侧壁上，排气控制摇臂(11)的两端围绕转动轴上下摆动。

5.根据权利要求1所述的一种直线活塞二冲程航空发动机，其特征在于：所述起动机(8)与飞轮相连接。

6.根据权利要求1所述的一种直线活塞二冲程航空发动机，其特征在于：所述发电机(9)安装在凸轮轴(6)的输出端。

7.根据权利要求1所述的一种直线活塞二冲程航空发动机，其特征在于：所述调心轴承(5)呈椭球状，椭球状的调心轴承(5)在被活塞(3)带动时推动活塞(3)转动。

8.根据权利要求1所述的一种直线活塞二冲程航空发动机，其特征在于：所述排气阀(12)、进气阀(14)以及扫气阀门(18)上均安装有复位弹簧。

设计说明书

技术领域

本实用新型专利涉及一种二冲程发动机，具体是一种直线活塞二冲程航空发动机。

背景技术

目前，公知的二冲程发动机，按引燃方式可分压燃式发动机和点燃式发动机，其构造主要是由机体组、曲柄连杆机构、燃油供应系统、点火系统、冷却系统、润滑系统构成。压燃式发动机靠活塞在气缸里的活动而改变气缸空间的方法来压缩空气，使其空气能达到所需要的压缩比、压力和温度，燃油供应系统喷射燃料后做功。点燃式发动机靠活塞在气缸里的活动而改变气缸空间的方法来压缩混合气(燃料和空气的混合物)，使其混合气能达到所需要的压缩比和压力，然后点火做功。点燃式发动机也有活塞在气缸里的活动而改变气缸空间的方法来压缩空气，使其空气能达到所需要的压缩比和压力，燃油供应系统喷射燃料后点火做功。由于二冲程发动机燃烧机油产生的积炭和开在气缸壁上的进气孔和排气孔，二冲程发动机的磨损比其他冲程发动机快，寿命短，另外由于二冲程发动机没有专门的进气、排气冲程废气排不干净，另外二冲程发动机依靠新鲜混和气来清扫废气，不可避免的有相当一部分新鲜混和气随废气流走造成能量损失而降低了效率。

实用新型内容

本实用新型提供一种直线活塞二冲程航空发动机，采用摇臂和气阀控制进排气，能够使燃油燃烧充分且清扫废气完全，结构简单，使用方便。

本实用新型的技术方案：一种直线活塞二冲程航空发动机，包括发动机气缸、起动机、发电机以及喷油嘴，所述发动机气缸内设置有燃烧室和活塞，喷油嘴伸入到燃烧室内用于将燃油喷射到燃烧室，燃烧室内的燃油爆燃从而推动活塞运动，所述活塞上开设有凹槽，凹槽内设置有调心轴承，调心轴承与凸轮轴的端部固定连接，调心轴承相对于凸轮轴呈偏心设置，从而将活塞的上下直线运动转换成凸轮轴的旋转运动，所述凸轮轴上设置有凸块，所述发动机气缸的进气口和排气口处分别安装有进气阀和排气阀，所述进气阀连接进气控制摇臂的一端，进气控制摇臂的另一端连接有与凸块相对应的进气顶杆，所述排气阀连接排气控制摇臂的一端，排气控制摇臂的另一端也连接与凸块相对应的排气顶杆，凸轮轴转动，凸块循环推动进气顶杆和排气顶杆从而实现发动机气缸的进气和排气。

所述活塞的中心沿轴线方向开设有增压气道，增压气道贯穿活塞，所述增压气道的顶部设置有扫气阀门。

所述进气控制摇臂的转动轴安装在发动机侧壁上，进气控制摇臂的两端围绕转动轴上下摆动。

所述排气控制摇臂的转动轴安装在发动机侧壁上，排气控制摇臂的两端围绕转动轴上下摆动。

所述起动机与飞轮相连接。

所述发电机安装在凸轮轴的输出端。

所述调心轴承呈椭球状，椭球状的调心轴承在被活塞带动时推动活塞转动。

所述排气阀、进气阀以及扫气阀门上均安装有复位弹簧。

本实用新型的有益效果是：活塞的上下运动通过调心轴承转换成凸轮轴的转动，凸轮轴带动飞轮转动从而对外传输动力，结构简单，采用凹槽和调心轴承的设计，能够使得活塞在上下运动的同时进行缓慢的转动，活塞转动从而能够让凹槽与调心轴承的接触位置实时变化，降低活塞的磨损，从而有效提高活塞的使用寿命，在活塞上增加增压通道以及扫气阀门，能够在排气时增大气压，提高扫气效率，采用进气阀和排气阀结构，使得燃烧充分，扫气彻底，燃油效率高且降低污染物排放。

附图说明

图1为本实用新型整体压缩状态示意图；

图2为本实用新型整体做功状态示意图；

图3为本实用新型的活塞结构示意图。

图中标号分别表示：1—发动机气缸，2—燃烧室，3—活塞，4—凹槽，5—调心轴承，6—凸轮轴，7—凸块，8—起动机，9—发动机，10—排气顶杆，11—排气控制摇臂，12—排气阀，13—进气控制摇臂，14—进气阀，15—进气顶杆，16—喷油嘴，17—增压气道，18—扫气阀门。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所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做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。

请参阅图1和图2，本实用新型的技术方案：

一种直线活塞二冲程航空发动机，包括发动机气缸1、起动机8、发电机9以及喷油嘴16，所述发动机气缸1内设置有燃烧室2和活塞3，喷油嘴16伸入到燃烧室2内用于将燃油喷射到燃烧室2，燃烧室2内的燃油爆燃从而推动活塞3运动，所述活塞3上开设有凹槽4，凹槽4内设置有调心轴承5，调心轴承5与凸轮轴6的端部固定连接，调心轴承5相对于凸轮轴6呈偏心设置，从而将活塞3的上下直线运动转换成凸轮轴6的旋转运动，所述凸轮轴6上设置有凸块7，所述发动机气缸1的进气口和排气口处分别安装有进气阀14和排气阀12，所述进气阀14连接进气控制摇臂13的一端，进气控制摇臂13的另一端连接有与凸块7相对应的进气顶杆15，所述排气阀12连接排气控制摇臂11的一端，排气控制摇臂11的另一端也连接与凸块7相对应的排气顶杆10，凸轮轴6转动，凸块7循环推动进气顶杆15和排气顶杆10从而实现发动机气缸1的进气和排气。

所述活塞3的中心沿轴线方向开设有增压气道17，增压气道17贯穿活塞3，所述增压气道17的顶部设置有扫气阀门18。

所述进气控制摇臂13的转动轴安装在发动机侧壁上，进气控制摇臂13的两端围绕转动轴上下摆动。

所述排气控制摇臂11的转动轴安装在发动机侧壁上，排气控制摇臂11的两端围绕转动轴上下摆动。

所述起动机8与飞轮相连接。

所述发电机9安装在凸轮轴6的输出端。

所述调心轴承5呈椭球状，椭球状的调心轴承5在被活塞3带动时推动活塞3转动。

所述排气阀12、进气阀14以及扫气阀门18上均安装有复位弹簧。

本实用新型的工作过程是：发动机启动时，起动机带动飞轮，飞轮带动凸轮轴进行转动，凸轮轴转动带动调心轴承运动，调心轴承将凸轮轴的转动转换成活塞的上下运动，活塞向上运动，凸轮轴上的凸块运动到下死点，推动进气顶杆下行，通过进气控制摇臂推动进气口的进气阀打开吸气，同时扫气阀门和排气阀关闭，新鲜空气进入到增压气道，活塞压缩燃烧室内的空气和燃油，空气和燃油被压缩后爆燃产生推力，将活塞向下推动，活塞下移同时凸轮轴转动，凸块运动到上死点，凸块推动排气顶杆上行，通过排气控制摇臂推动排气阀打开，扫气阀门被增压气道内的压缩气体推动打开，增压气道内的新鲜空气进入到燃烧室将爆燃后的废气通过排气口排出发动机，完成燃烧室的直流扫气。活塞向下运动的过程中，带动凸轮轴转动，从而完成发动机启动并进行动力输出，在凸轮轴转动的同时，喷油嘴向燃烧室喷射柴油。

本实用新型的一种直线活塞二冲程航空发动机，活塞的上下运动通过调心轴承转换成凸轮轴的转动，凸轮轴带动飞轮转动从而对外传输动力，结构简单，采用凹槽和调心轴承的设计，能够使得活塞在上下运动的同时进行缓慢的转动，活塞转动从而能够让凹槽与调心轴承的接触位置实时变化，降低活塞的磨损，从而有效提高活塞的使用寿命，在活塞上增加增压通道以及扫气阀门，能够在排气时增大气压，提高扫气效率，采用进气阀和排气阀结构，使得燃烧充分，扫气彻底，燃油效率高且降低污染物排放。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

设计图

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