[发明专利]组织换气分层混合二冲程转缸发动机

说明书

发明背景

公知曲柄连杆机构往复活塞式发动机有无法消除的往复惯性力的振动源，曲柄连杆机构过于松散，故在其问世不久后人们就在探寻没有其样缺点的旋转式活塞发动机，时过百年迄今留下原理可行的旋转式活塞发动机方案好几百，获得了专利的方案也有好几十，而唯一制成了商品的汪克尔式旋转活塞发动机又存在有低速性能差，及气缸呈震纹磨蚀(即搓衣板状磨蚀)问题，也难以取代传统往复式发动机。纵观除汪克尔旋转活塞发动机以外的已知旋转活塞发动机之所以难成商品，原因不过是四个问题难以同时解决，即①密封完善性；②机构耐用性；③工作稳定性；④耗油经济性。因此希望能有一种能够同时解决这四个问题的新型旋转活塞式发动机。

发明说明

本发明的目的是要提供一种有望成为商品的属于旋转式活塞发动机家族的二冲程转缸发动机。要达到此目的则本发明必须密封完善；机构耐用；工作稳定；耗油经济。要工作稳定；耗油经济则本发明必须彻底解决二冲机的换气及燃烧品质问题，按权利要求书设计的组织换气分层混合二冲程转缸发动机能达此目的的。

权利要求2给出的特征十分简单，但它可以解决本发明中速高速时的换气问题，原因在于高速旋转的气缸对换气过程中缸内气体产生了强烈的旋转效应。如图2A示，处于排气过程的气缸内，气体质点朝着旋转中心方向运动速度Vp＝10-100米/秒，若以气缸转速为5000转/分来看，按物理学公式W_K＝2Vω(式中：W_K—哥氏加速度；V—向心速度；ω—角速度)计算，产生的哥氏加速度W_k可达10⁵米/秒²，在哥氏力F_KP的作用下，废气质点紧贴缸壁“前进面”深处向排气窗口运动，可想而知只需千分之一秒时间，废气质点流过排气窗口的速度即可递增100米/秒，致使自由排气后期，靠近下止点缸壁“后进面”深处“R”区产生一定程度的负压，同时气缸排气道(3b1)的离心抽吸作用也要使Q1腔产生一些负压，为新气的引入提供了有利条件，同时避免了废气向进气窗口倒流。在进气开始后，新气在气泵压力作用下从距旋转中心近处的进气窗口流入受活塞造形的引导向距旋转中心远处运动，新气质点受气缸“后进面”的赶拨速度要增加，而其自身惯性要抗拒其速度增加，这就造成了新进气会紧贴气缸“后进面”沿缸壁向排气口方向移动。但在废气未排尽之前，新气是不会到达排气窗口外流的，这可用下面的理论来判定。

处于重力场中不同密度流体是密度大的下沉小的上浮，同理处于离心力场中不同密度流体是密度大的外移，小的内移，低温新气密度约为高温废气密度的三倍，且在发动机转速范围内离心力比重力大10～1000以上倍，故新气在外废气在内，越靠外离心力越大，因而在废气未排尽之前，新气是不能靠近排气窗口的。

离心力哥氏力对二冲机换气的有利作用在低速时不明显，按权利要求5和7给出的特征，在任何工况都有纯空气作换气前驱隔离层，可免混气流失和受废气冲淡，在次重负荷以下工况时均燃用的油气比最为经济的稀薄混气以及因是汽油喷射配制混气的油气比例稳定，这就彻底解决了二冲机的换气和燃烧品质问题。

为更好地理解本发明，下面参照附图来描述：

图1A、图1B是本发明基本设计的两个剖面，图1A是图1B中的A—A剖面，图1B是图1A中的B—B剖面。图中标记：

1—驱动轴，1a—驱动轴上第一偏心部，1b—驱动轴上第二偏心部(非整圆形)，1C—活塞轴承衬筒(内镀巴氏合金)，2—矩形双顶活塞，2a-四元榫卯结构组合密封垫，3—气缸体，3a1；3a2—缸体进气道，3b1；3b2—缸体出气道。4-机壳(圆筒形)，4a1—纯空气进气道，4a2—分层混合气进气道，4a3—纯空气道，4b—机壳出气道，5—弧形高压电极，6a₁；6b₁—随转电极，6a；6b—火花塞，7-前置进气道，7a₀—前置进气道壳，7a1—前置进气道芯，7b₁；7b₂—屏风，E-换气泵，Ma—起动电机延伸轴，MO—发电机，G—皮带轮兼平衡重，(Ja；Jb)-喷油泵，K2-凸轮轴齿轮(凸轮轴上有驱动喷油泵凸轮，凸轮轴同时驱动机油泵，断电器)，1d；1d2-油封圈，1e1；1e2-主轴承衬筒，H；N-油封，4Q；4AQ-中央轴承座，3A0；3B0-滚棒轴承，3A-气缸前盖，3BQ-3B上的消(除)脱(节)滑槽，3B-气缸后盖，4A-机壳前盖，Fb-调节层混合气配制喷油器，Fa-点火层混合气配制喷油器。