涡轮增压稀燃四冲程顶杆节能汽油发动机

所属技术领域

本实用新型涉及一种汽油发动机，尤其是一种涡轮增压稀燃四冲种顶杆节能汽油发 动机。 背景技术

日前，公知的四冲程顶杆汽油发动机的构造由曲轴变速箱、变速机构、曲轴、链杆 总成、活塞总成、汽缸、汽缸头、配气机构等组成。目前公知的顶杆汽油发动机的配气 机构大体采用一种，在发动机工作时，曲轴正时齿轮啮合凸轮轴齿轮，凸轮轴齿轮的齿 轮中心设一个凸轮，由凸轮轴齿轮转动凸轮驱动各一只前后三角形摇臂，各一只前后三 角形摇臂另一端连接盘驱动各一只前后顶杆、各一只前后上摇臂、二只气门工作， 一只 进气门、 一只排气门、二只气门在燃烧室采用辐射式设置。发动机后方一个进气口设置 一只化油器，虽然这种汽油发动机结构简单，但是节省燃油不足，消耗了燃油。 发明内容

为了克服现有的顶杆汽油发动机节省燃油不足技术问题，本实用新型提供一种涡轮 增压稀燃四冲程顶杆节能汽油发动机，该一种涡轮增压稀燃四冲程顶杆节能汽油发动机 不仅能使空气初步预热，而且涡轮增压发动机稀燃混合气，节能离心飞轮能增加扭矩， 提高充气量，节能燃油，减少排放。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：现有的四冲程顶杆汽油发动机的 构造由曲轴变速箱、变速机构、曲轴、链杆总成、活塞总成、汽缸、汽缸头、配气机构 等组成。其特征是在现有的四种程顶杆汽油发动机的汽缸头前方排气口增设"涡轮增 压器"，在曲轴右轴头部增设"节能离心飞轮"，本实用新型的配气机构设置。

(1)增设涡轮增压器设置在汽缸头前方排气口，涡轮增压器的涡轮外筒与汽缸头 前方排气口是整体结构。涡轮增压器的构造由涡轮外筒、涡轮排气隔板、排气涡轮、涡 轮座、涡轮盖、油封、油环、风涡轮、风涡轮侧盖等组成。涡轮外筒头部外圆口面上各 180°设一个螺杆链接孔， 一个螺杆连接孔側边设空气预热室进风管，空气预热室进风 管側边设涡轮座的一个嫘杆定位孔， 一个嫘杆定位孔側边设排气涡轮的冷风进风管，在 涡轮外筒前方设涡轮排气口，涡轮排气口侧边各180°设一个嫘杆连接孔，涡轮排气口 与涡轮外筒是整体结构。涡轮外筒头部内筒设空气预热室，侧边设涡轮排气隔板，涡轮 排气隔板的定位台设在涡轮外筒内，涡轮排气隔板側边设排气涡轮，排气涡轮侧边设涡 轮座、涡轮座后方内壁外面汽缸螺杆圆孔内设有油孔与涡轮座油孔连通，涡轮外筒中尾 部设缺口，缺口与前顶杆内空间相连，涡轮外筒尾部设风涡轮。排气涡轮的头部设有叶片，叶片是一块片形状，叶片侧边设排气挡盘，排气档盘圆中心设轴，，轴上设油环及铜 套接触面，轴尾部中设小卡簧位，轴尾设计是5毫米的螺杆，轴与排气涡轮及排气挡盘 是整体结构。涡轮座设计是长圆涡形，涡轮座圆中心口面设排气涡轮的定位接触面，涡 轮座头部圆中心设轴孔，轴孔边设进油孔设油环接触面设铜套，尾部设出油孔及油封。 涡轮盖头部口面设连接台位，连接台位外圆上方各180°设一个螺杆连接孔，盖内壁各 120°设一个调整固定螺#，三个调整固定嫘杆是顶到涡轮排气隔板定位的。涡轮盖另 一面设散热片，散热片侧边设空气预热室出风管。风涡轮的叶片设计是斜形状，风涡轮 圆中心设计是螺母孔。风涡轮侧盖设计是长方形，风涡轮側盖前上方设风涡轮出风管， 风涡轮側盖中间设隔板，隔板上下设风涡轮的空气进气道及空气出气道，风涡轮侧盖周 边设六个嫘杆连接孔。风涡轮侧盖是半边结构，还有半边结构设置在前顶杆及后顶杆侧 边隔板周边上，风涡轮两半边側盖后方设二个风口， 一个风涡轮进风口， 一个风涡轮出 风口， 一个风涡轮进风口后方设一只风涡轮进风口座。 一个风涡轮出风口后方设一只风 涡轮出风口座，一只风涡轮进风口座和一只风涡轮出风口座与风涡轮两半边侧盖后方是 连接关系。

(2)增设节能离心飞轮'^S在曲轴右轴头部上，它与曲轴，头部Ji^^。节能离 心飞轮的构造由二柱销主动盘、Z^销被动盘齿轮、1离心飞块、 一块tt^盖板等皿。二 柱销主动盘设计是个大圆盘，大圆舰圆内各180°设有一只鹏，每只糊头部设圆"^f槽， 二只^与被动^i^lffi，。在每只tt^F内方，各设:^^被，齿轮上的一只椭圆穿柱 销孔，大圆盘中心设曲轴柳头部的^?L。 z^销被动盘齿轮的被动盘设计是小圆盘，小圆

舰圆内各180°设一只柱销，每只糊头部设圆^H槽，二只糊与被动iffii^Lffi^。 二

柱销被动盘齿轮、圆中心设计是空A舶孔，空A舶孔是设曲轴的糊的，空'll铜孔与糊是动

配合。:rft销被M齿轮的齿轮同曲轴齿轮是同样的结构，齿轮的厚錢曲轴齿轮的四分之一， 1销被被和齿轮是辦结构。二块离心飞賊同样的结构，敏离心飞賊半圆形状，每 块离心飞块的头部设一个柱^^圆孔，尾部以设"^h^^圆孔。 一块柱销盖板，盖桫卜 圆内各180°设^h^^圆孔，盖板中心设计駄圆孔。节能离心飞^S在曲^ft头 部上，头部J^设有机油麟器。

下面描述节能离心飞轮的工作过程，在发动机工作时，曲轴右轴头部带动节能离心 飞轮上二柱销主动盘及二块离心飞块头部旋转，使二块离心块的尾部重量产生离心力， 由于二块离心飞块尾部与二柱销被动盘齿轮的二只柱销连接，使重量产生离心力传给二

柱销被动盘齿轮啮合离合器大齿轮向外使发动机增加扭矩。

本实用新型的配气机构设置，在燃烧室设置三只气门，分别为： 一只空气进气门、

一只混合气进门、 一只排气门、 一只排气门设置在燃烧室内前方，二只进气门设置在燃 烧室内后方，三只气门釆用直列设置。三只气门中，有二只进气门杆要比一只排气门杆 要短几毫米。三只气门的接触点上方设置二只摇臂、 一只前摇臂、 一只平行双摇臂，一只平行双摇臂的轴孔与一只摇臂轴设置在汽缸头中后方摇臂座中，摇臂,座与汽缸头是整 体结构。同时一只平行双摇臂的气门接触点与二只进气门的接触点接触，摇臂架设置在 汽缸头左侧方，摇臂架中各设置了一只前摇臂一只后摇臂， 一只前摇臂一只后摇臂与摇 臂座是连接关系。摇臂架座的下方前、中、后各设一个嫘杆连接孔，在前方前摇臂的气 门接触点与一只排气门的接触点接触。前摇臂另一端顶杆接触盘与前顶杆一端接触，前 顶杆另一端与前三角形摇#的顶杆接触盘接触，前三角形摇臂另一端凸轮面与凸轮轴齿 轮的凸轮接触。在后方后摇臂另一端顶杆接触盘与后顶杆接触，后顶杆另一端与后三角 形摇臂的顶杆接触盘接触，后三角形摇臂另一端凸轮接触面与凸轮轴齿轮的凸轮接触。 另一方凸轮轴齿轮啮合曲轴正时齿轮。凸轮轴齿轮的结构、齿轮中心设凸轮，凸轮中心 设凸轮轴，它们是连接关系。各一只前后三角形摇臂的二只轴孔釆用一只摇臂轴。在汽 缸中设置有汽缸的四只嫘杆螺母连接。上述一只平行双摇臂的轴孔设小油孔，小油孔前 方设一块小方形后摇臂的接触点，接触点前方分二只气门调整嫘栓。前摇臂中间设轴孔， 轴孔另一端设气门接触点，轴孔另一端设顶杆盘带气门调整嫘母。后摇臂中间设轴孔， 轴孔一端设接触点，轴孔另一端设顶杆接触盘。在汽缸头上方设有汽缸头盖，盖内设油 孔，盖周边设四颗螺杆连接孔。在发动机后方设置二个进气口， 一个空气进气口， 一个 混合气进气口。一个空气进气口后方设置一只空气进气口座及一只空气胶管及一只空气 节气门， 一只空气节气门后方连接了一只三通胶管的第二端。另一个混合气进气口后方 设置一只混合气进气口座及一只空气胶管及一只真空化油器， 一只真空化油器后方连接 了一只三通胶管的第三端。 一只三通胶管的第一端与一只风涡轮出风口座连接， 一只风 涡轮出风口座另一端与一个风涡轮出风口连接。另一方一个风涡轮进风口连接一只风涡 轮进风口座， 一只风涡轮进风口座另一端与一只空气胶管一端连接， 一只空气胶管另一 端与空气滤清器连接。在前方排气涡轮冷风进风管连接一只小胶管， 一只小胶管另一端 与空气滤清器连接。另一方风涡轮出风管连接一只小胶管， 一只小胶管另一端与空气预 热室进风管连接。另一方空气预热室出风管连接一只小胶管， 一只小胶管另一端与热风 进风管连接。

本实用新型的有益效果是，发动机实现了涡轮增压稀燃混合气，进一步提高了充气 量，具有燃烧稳定，燃油消耗低，排放污染小的优点，离心飞轮能增加扭矩，使发动机 有更大的功率输出。 附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 图1是本实用新型的涡轮增压结构图。 图2是风涡轮的进、出风口及发动机进气口结构图。 图3是配气机构顶杆机构结构图。 图4是节能离心飞轮结构图。图5是汽缸头配气机构结构俯视图。

图6是燃烧室结构图。

图7汽缸头盖油孔结构图。

图l中，l.汽缸头盖，2.摇臂架轴，3.—只前摇臂，4.一只前顶杆，5.风涡轮出风 管，6.风涡轮前方进风口， 7.风涡轮，8.油封，9.涡轮座铜套，IO.油坏，ll.活寒销， 12.涡轮座，13.凸轮轴，14.凸轮轴齿轮，.15.曲轴正时齿轮，16.磁电机，17.曲轴， 18.机油泵，19.曲轴右轴头部，20.二柱销被动盘齿轮，21.节能离心飞轮,22.机油滤清 器，23.离合器侧盖，24.离合器大齿轮，25.汽缸，26.活塞，27.火花塞，28.涡轮排气隔 板,29.空气预热室出风管，30.涡轮排气口， 31.排气涡轮，32.涡轮盖，33.排气涡轮冷风 进风管.34.空气预热室进风管，35.涡轮外筒，36.涡轮增压器。

图2中，37,汽缸头,38. —个空气进气口. 39 —个混合气进气口， 40.曲轴轴承,41. 链杆，42. —个风涡轮进风口， 43. —个风涡轮出风口 。

图3中，44.摇臂架，45.摇臂架螺杆，46. —只后摇臂，47.摇臂架后螺杆，48. —只风 涡轮出风口座，49.圆卡簧,50. —只空气节气门，51. —只三通胶管，52. —只风涡轮进风 口座，53. —只后顶杆，54后三角形摇臂，55.前三角形摇臂，56.三角形摇臂轴，57.前三 角形摇臂接触盘。

图4中，58气门弹簧,59.排气口， 60. —只排气门，61. —块离心飞块,62. 二柱销主 动盘,63. 二柱销主动盘的一只柱销，64.机油滤清器盖,65. —块离心飞块，66.曲轴右轴 螺母，67. —块柱销盖板,68.散热片,69. —只混合进气门，70. —只混合气进气口座，71. 圆卡簧,72. —只空气胶管，73. —只真空化油器,74.汽缸螺杆，75.气门弹簧，76.发动机 连接套，77.气门导管,78.汽缸头盖。

图5中，79.空气顶热室，80.汽缸嫘杆孔,81.汽缸嫘杆内孔油孔，82.摇臂孔盖，83. 摇臂轴,84. —只平行双摇臂，85.热风进风管，86. —只空气进气口座，87.风涡轮側盖。

图6中，88.汽缸垫片，89.燃烧室，90. —只空气进气门。

图7中，91汽缸头盖出油孔，92.汽缸头盖嫘杆连接孔。 具体实施方式

本实用新型的实施方式：在图1中，涡轮座（12)与涡轮外筒（35)内壁定位台接 触，同时对准油孔并在涡轮外筒（35)外圆上方用一颗嫘杆固定涡轮座（12)，随后在 排气涡轮（31)的轴上装上油环（10)在装进涡轮座（12)内，同时油环（10)及铜套 接触面与接触，在排气涡轮（31)的轴尾部用小圆卡簧把排气涡轮（31)轴固定，在装 进油封（10)，在装风涡轮（7)与排气涡轮（31)的5毫米嫘杆旋进固定。在涡轮外筒 (35)头部内筒装上涡轮排气隔板（28)在装上涡轮盖（32)用二颗嫘杆连接，在调整 三颗螺杆把涡轮排气隔板（28)压紧。在图3中安上风涡轮侧盖（87)用六颗嫘杆固定。 另一方在风涡轮出风管（5)上连接一只小胶管， 一只小胶管另一端与空气预热室进风管（34)连接，并用圆卡簧固定。另一方在空气预热室出风管（29)上连接一只小胶管， 一只小胶管另一端与热风进风管（85)连接，并用圆卡簧固定。另一方排气涡轮冷风进 风管（33)上连接一只小胶管， 一只小胶管另一端与空气滤清器连接，并用圆卡簧固定。 本实用新型的实施方式：在图2中，在汽缸头（37)后方二个进气口 （38) (39) 安装一只空气进气口座（86)及一只混合气进气口座（70)并用四颗螺杆固定。 一只空 气进气口座（86)另一端与一只空气胶管（72) —端连接， 一只空气胶管（72)另一端 与一只空气节气门（50) —端连接， 一只空气节气门（50)另一端与一只三通胶管（51) 的第二端连接。另一方一只混合气进气口座（70)与一只空气胶管（72) —端连接，一 只空气胶管（72)另一端与一只真空化油器（73) —端连接， 一只真空化油器（73)另 一端与一只三通胶管（51)的第三端连接。 一只三通胶管（51)的第一端与一只风涡轮 出风口座（48) —端连接， 一只风涡轮出风口座（48)另一端与一个风涡轮出风口 （43) 连接，并用二颗螺杆固定。另一方在一个风涡轮进风口 （42)装上一只风涡轮进风口座

(52)，并用二颗螺杆固定。一只风涡轮进风口座（52)另一端与一只空气胶管（72) 一端连接， 一只空气胶管（72)另一端与空气滤清器连接，最后用八只圆卡簧把空气胶 管接头（72)固定。

本实用新型的实施方式：在图3中，把凸轮轴齿轮（14)装进发动aS侧边内与曲 轴正时齿轮（15)啮哈，对准两齿轮正时时间，然后用凸轮轴（13)装进凸轮轴齿轮（14) 的中心凸轮轴孔中与发动机的轴孔接触，并用卡片及两只嫘杆把凸轮轴（13)固定。随后 把前后各一只三角形摇臂装在汽缸（25)左侧边内，把三角形摇臂轴（56)与前后各一只 三角形摇臂（55) (54)的轴孔连接在汽缸（25)左側轴孔接触，同时前后各一只三角形 摇臂（55) (54)的凸轮面与凸轮轴齿轮（14)的凸轮接触。前方一只前三角形摇臂（55) 的另一端顶杆接触盘（57)与一只前顶杆（4)接触， 一只前顶杆（4)另一端与前摇臂（3) 的顶杆调整盘接触，后方一只后三角形摇臂（54)的顶杆接触盘与一只后顶杆（53)接触， 一只后顶杆（53)的另一端与一只后摇臂（46)的接触点接触。

本实用新型的实施方式：在图4中，把二柱销被动盘齿轮（20)的二只柱销分开穿 出二柱销主动盘（62)的二只椭圆孔外，随后把二块离心飞块（61) (65)尾部的二只 柱销圆孔分开装入在二柱销被动盘齿轮（20)的二只柱销中并各用二只小圆卡簧卡在每 只柱销卡簧位上。另一方二块离心飞块（61) (65)头部的二只柱销圆孔，分开装入二 柱销主动盘（62)的二只柱销中，在装上一块柱销盖板（67)并用二只小圆卡簧各卡在 每只柱销卡簧位上。然后把二柱销主动盘（62)中心连接孔装入在曲轴右轴头部（19) 连接，在装入机油滤清器（22)用曲轴右轴嫘母（66)固定，然后装上机油滤清器盖（64) 用三颗螺杆固定。在装上离合器側盖（23)并用12颗嫘杆固定，最后装上火花塞（27) 固定。

本实用新型的实施方式：在图5中，在汽缸头（37)中，三只气门导管（77)每只

8分开装入每只的气门导管座内固定，然后把每只气门装进在每只气门号管（77)内，随 后又装上气门弹簧（75)及弹簧压盘用二只气门卡销固定。随后把汽缸头（37)装在汽 缸（25)上面连接，并用四颗汽缸杆的螺母固定。随后用摇臂轴（83)与一只平行双摇 臂（84)的轴孔连接在汽缸头（37)中后方的摇臂座中，同时一只平行双摇臂（84)的 二只气门接触点与二只进气门的接触点（90) (69)接触，然后用摇臂孔盖（82)把摇 臂轴固定。然后用摇臂架（44)安在汽缸头（37)左侧边，同时各一只前后摇臂(3) (46) 接触盘与各一只前后顶杆（4) (53)接触，另一方一只前摇臂（3)气门接触点与一只 排气门（60)的接触点接触，后方一只后摇臂（46)气门的接触点与一只平行双摇臂（84) 的方形接触点接触，并用三颗螺杆把摇臂架（44)固定在汽缸头（37)中，最后装上汽 缸头盖（1)并用四颗螺杆固定。

涡轮增压稀燃四冲程顶杆节能汽油发动机的工作过程及节能效果.-

在发动机工作时，曲轴正时齿轮啮合凸轮轴齿轮旋转，驱动各一只前后三角形摇臂， 各一只前后顶杆，各一只前后摇臂及一只平行双摇臂工作，当一只排气门打开活塞排废 气时，废气产生推动力推动排气涡轮叶片带动风涡轮产生风力，通过三通胶管采用了二 端进气， 一端是一只空气节气门， 一端是一只真空化油器，在发动机后方二个进气口进 入燃烧室的二只进气门，在这运动过程中，活塞在上止点向下止点运动， 一只空气进气 门和一只混合气进气门打开进入混合气及空气，同时以产生涡轮增压热雾化燃油效果， 当活塞在下止点向上止点运动时，由于进气时间到， 一只空气进气门和一只混合气进气 门在下止点后48°关闭，活塞进行压縮一直到活塞接近上止点，火花塞点火，然后燃 烧做功，排废气，发动机进行下一个工作循环。

根据上述可知，它的混合气进气门设计在靠近火花塞部位，有较浓的混合气，其 它部位比较稀薄的混合气，这样利于火核的形成及火焰的传播，又能得到良好的动力性 和较低的排气污染，同时空气通过风涡轮的空气进出气道及空气预热室以产生预热效 果。在涡轮增压下向汽缸提供浓混合气并与汽缸内的纯空气进行混合，进一步提高热雾 化效果，这种涡轮增压热雾化及发动机稀燃混合气做功方法，给四冲程顶杆汽油发动机 带来了好发展。燃烧稳定，进一步提高充气量，节能离心飞轮能增加扭矩，使发动机有 更大的功率输出，燃油消耗低，排放污染小的优点，节省燃油35%左右，减少排放60%。