涡轮增压四冲程分层燃烧节能汽油发动机

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四冲程分层燃烧节能汽油发 动机。 背景技术

目前公知的小链条式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。目前公知的小链条式配气机构燃烧室设置 三只气门大体采用一种； 一种是在燃烧室设置三只气门、二只进气门、 一只排气门、三 只气门采用辐射式设置。三只气门上方采用三只摇臂，三只摇臂的三端凸轮面分开与一 只三凸轮轴的三只凸轮接触。三只摇臂另三端气门接触点与三只气门的接触点接触。三 只摇臂是小半画形状，是同样的结构，每只摇臂中间设轴孔，轴孔一方设凸轮面，轴孔 另一方设气门调整嫘栓。在发动机后方一个进气口设置一只化油器，或者釆用一只燃油 电喷嘴。虽然这种小链条式汽油发动机加速好，其不足之处是这种小链条式汽油发动机 节省燃油不足，以消耗了燃油。 发明内容

为了克服现有的小链条式汽油发动机节省燃油不足的技术问题，本实用新型提供一 种涡轮增压四冲程分层燃烧节能汽油发动机，该一种涡轮增压四冲程分层燃烧节能汽油 发动机不仅能涡轮增压及空气进行初步预热，还能使燃烧室内残留废气二次排出机外， 而且能使发动机混合气和空气分层燃烧，提高充气量，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，减小排放。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：现有的小链条式汽油发动机的构 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:在现有的小链条式汽油发动机上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， 一个螺杆连接孔侧边设空气预热室进风管，空气预热室进 风管侧边设涡轮座的一个嫘杆定位孔， 一个嫘杆定位孔侧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，涡轮排气口周边设小散热片，涡轮排气口周边各180°设排气管的一个嫘杆连接孔，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，側边设涡轮排气隔板，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嫘杆圆孔内设 有油孔与涡轮座油孔连通，涡轮外筒中尾部设缺口，缺口与小链条内空间相连，涡轮外 筒尾部设风涡轮。排气涡轮头部设叶片，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 米的嫘杆，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°设一个调整固定螺杆，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嫘母孔。风涡轮側盖设计是长方形， 风涡轮侧盖前上方设风涡轮出风管，风涡轮侧盖中间设隔板，隔板上下设风涡轮的空气 迸气道及空气出气道，风涡轮側盖周边设六个螺杆连接孔。风涡轮侧盖是半边结构，还 有半边结构设置在小链条侧边隔板周边上，风涡轮两半边側盖后方各设一个进出风口， 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 口座与风涡轮侧盖两半边后方各设一个进出风口是连接关系。

(2)增设节能离心飞轮，设置在曲轴右轴头部上，它与曲轴右轴头部是连接关系。 节能离心飞轮的构造由二柱销主动盘、二柱销被动盘齿轮、二块离心飞块、 一块柱销盖 板等组成。二柱销主动盘设计是个大圆盘，大圆盘边圆内各180°设有一只柱销，每只 柱销头部设圆卡簧槽，二只柱销与被动盘是机压成形。在每只柱销下内方，各设二柱销 被动盘齿轮上的一只椭圆穿柱销孔，大圆盘中心设曲轴右轴头部的连接孔。二柱销被动 盘齿轮的被动盘设计是小圆盘，小圆盘边圆内各180°设一只柱销，每只柱销头部设圆 卡簧槽，二只柱销与被动盘是机压成形。二柱销被动盘齿轮、圆中心设计是空心轴孔， 空心轴孔是设曲轴的右轴的，圆中心轴孔与右轴是动配合。二柱销被动盘齿轮的齿轮同 曲轴齿轮是同样的结构，齿轮的厚度是曲轴齿轮的四分之一，二柱销被动盘和齿轮是整 体结构。二块离心飞块是同样的结构，每块离心飞块是半圆形状，每块离心飞块的头部 设一个柱销连接圆孔，尾部以设一个柱销连接圆孔。 一块柱销盖板，盖板外圆内各180 °设一个柱销连接圆孔，盖板中心设计是大画孔。节能离心飞轮设置在曲轴右轴头部上， 头部上，还设有机油滤清器。

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燃烧室设置了三只气门，分别为： 一只空气进气门、一i^、混 合气进气门、 一只排气门。 一只排气门设置在燃烧室内前方，另二只进气门设置在燃烧 室内后方，三只气门在燃烧室采用直列设置。在汽缸头中，三只气门的接触点上方设置 了三只平行单下调整摇臂，有二只平行单下调整摇臂的轴孔与一只摇臂轴设置在汽缸头 中前方摇臂座中，同时二只平行单下调整摇臂的气门接触点与二只进气门的接触点接 触。另一只平行单下调整摇臂的轴孔与一只摇臂轴设置在汽缸头中后方摇臂座中，同时 一只平行单下调整摇臂的气门接触点与一只排气门的接触点接触，前摇臂座和后摇臂座

与汽缸头是整体结构。三只平行单下调整摇臂采用平行设置。三只平行单下调整摇臂是 新设计的，三只平行单下调整摇臂是同样的结构，每只摇臂的轴孔没小油孔，小油孔前 方设一块方形凸轮面，凸轮面头部设气门调整螺钉，气门调整螺钉下方设气门调整螺母。 三只摇臂的凸轮面上方设一只三凸轮轴， 一只三凸轮轴中设三个凸轮及三个凸轮的小油 孔， 一只三凸轮轴的右边轴上设一盘轴承，左边轴上以设一盘轴承， 一盘轴承前方设正 时大链盘座及正时大链轮，正时大链轮啮合小链条及曲轴正时小链轮。正时大链轮前方 设凸轮链条导管，正时大链轮后方设凸轮链条导管座，凸轮链条导管座下中间后方设凸 轮链条调整器，凸轮链条调整器设置在汽缸左侧后方。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混合气和空气分层燃烧，进一步 提高了充气量，燃油雾化充分，具有燃烧稳定，燃油消耗低，排放污染小的优点，离心 飞轮能增加每矩，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是配气机构小链条机构结构图。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l中：l.汽缸头盖，2.三凸轮轴尾盖，3.三凸轮轴第一凸轮，4.三凸轮轴第二凸轮， 5.三凸轮轴第二凸轮，6.正时大链轮盘座，7.正时大链轮，8.—只三凸轮轴，9.风涡轮出 风管，IO.风涡轮前方进风口， ll.风涡轮，12.油封，13.涡轮座铜套，14.油环，15.涡轮 座，16.小链条，17.正时小链轮，18.磁电机，19.曲轴,20.机油泵，21.曲轴右轴，22.二 柱销被动盘齿轮，23.节能离心飞轮，24.机油滤清器，25.离合器侧盖，26.离合器大齿轮， 27.汽缸，28.活塞，29.火花塞，30.涡轮排气隔板，31.空气预热室出风管，32.涡轮排气 口， 33.排气涡轮，34.涡轮盖，35.排气涡轮冷风进风管，36.空气预热室进风管，37.涡 轮外筒，38.涡轮增压器。

图2中：39.汽缸头，40.—个空气进气口， 41.一个混合气进气口， 42.曲轴齿轮，43. 凸轮链条调整器，44.一个风涡轮进风口， 45.—个风涡轮出风口， 46.发动机连接套。

图3中：47.风涡轮出风道，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.凸轮链条导管座，54.凸轮链条导管， 55.—只摇臂轴，56.三凸轮轴头座。

图4中：57.三凸轮轴轴承盖，58.汽缸嫘杆，59.—只平行单下调整摇臂，60.气门弹 簧，61.排气口， 62.—只排气门，63.—块离心飞块，64.二柱销主动盘，65.二柱销主动 盘的柱销，66.曲轴变速箱，67.—块离心飞块，68.曲轴右轴头部，69.—块柱销盖板，70. 一只混合气进气门，71.—只混合气进气口座，72.圆卡簧，73.—只空气胶管，74.—只真 空化油器，75.气门导管，76.气门弹簧，77.汽缸螺杆，78.—只平行单下调整摇臂。

图5中：79.摇臂轴孔盖，80.汽缸嫘杆内油道，81.—只摇臂轴，82.热风进风管，83. 一只空气进气口座，84.—只平行单下调整摇臂，85.风涡轮側盖，86.汽缸热片，87.空气 预热室，88.燃烧室，89.—只空气进气门。 具体实施方式

本实用新型的实施方式：在图1中，涡轮座（15)与涡轮外筒（37)内壁定位台接 触，同时对准油孔并在涡轮外筒（37)外圆上方用一颗嫘杆固定涡轮座（15)，随后在 排气涡轮（33)的轴上装上油环（14)在装进涡轮座（15)内，同时油环（14)及铜套 接触面与接触，在排气涡轮（33)的轴尾部用小圆卡簧把排气涡轮（33)轴固定，在装 进油封（12),在装风涡轮（11)与排气涡轮（33)的5毫米嫘杆旋进固定。在涡轮外 筒（37)头部内筒装上涡轮排气隔板（30)在装上涡轮盖（34)用二颗螺杆连接，在调 整三颗螺杆把涡轮排气隔板（30)压紧，在图3中安上风涡轮侧盖（85)用六颗嫘杆固 定，另一方在风涡轮出风管（9)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（36)连接，并用圆卡簧固定。另一方在空气预热室出风管（31)上连接一只小胶管，小胶管另一端与热风进风管（82)连接，并用圆卡簧固定。另一方排气涡轮冷风 进风管（35)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（39)后方二个进气口 （40) (41) 安装一只空气进气口座（83)及一只混合气进气口座（71)并用四颗螺杆固定。 一只空 气进气口座（83)另一端与一只空气胶管（73) —端连接， 一只空气胶管（73)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（71)与一只空气胶管（73) —端连接，一 只空气胶管（73)另一端与一只真空化油器（74) —端连接， 一只真空化油器（74)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 （45) 连接，并用二颗螺杆固定。另一方在一个风涡轮进风口 （44)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（73) — 端连接， 一只空气胶管（73)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（73)固定。

本实用新型的实施方式：在图3中，正时小链轮（17)与小链条（16)啮合，小链 条（16)另一端与正时大链轮（7)及大链轮盘座（6)啮合，对准齿轮正时时间并用二 颗螺杆固定在大链轮盘座（6)上，在正时大链轮（7)前方安上凸轮链条导管（54)与 小链条（16)接触，在正时大链轮（7)后方安上凸轮链条导管座（53)与小链条（16) 接触，凸轮链条导管座（53)下中方与凸轮链条调整器（43)的弹簧顶杆卡接触，凸轮 链条调整器（43)的螺杆孔与汽缸（27)侧后方凸轮链条调整器座连接，并用二颗螺杆 固定，最后装上汽缸头盖（1)并用四颗嫘杆固定。

本实用新型的实施方式：在图4中，把二柱销被动盘齿轮（22)的二只柱销分开穿 出二柱销主动盘（64)的二只椭圆孔外，随后把二块离心飞块（63) (67)尾部的二只 柱销圆孔分开装入在二柱销被动盘齿轮（22)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（63) (67)头部的二只柱销圆孔，分开装入二 柱销主动盘（64)的二只柱销中，在装上一块柱销盖板（69)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（64)中心连接孔装入在曲轴右轴头部（68) 连接，在装入机油滤清器（24)用曲轴螺母固定，然后装上机油滤清器盖用三颗螺杆固 定。在装上离合器侧盖（25)并用12颗嫘杆固定，最后装上火花塞（29)固定。

本实用新型的实施方式：在图5中，在燃烧室（88)设置三只气门，分别为： 一只 空气进气门（89)、 一只混合气进气门（70)、 一只排气门（62)、 一只排气门（62)设 置在燃烧室（88)内前方，另二只进气门（89) (70)设置在燃烧室（88)内后方，三 只气门（89) (70) (62)在燃烧室（88)采用直列设置。在汽缸头中，三只气门导管（75)(75) (75)每只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 导管（75)内，随后又装上气门弹簧（76)及弹簧压盘用二只气门卡销固定。随后用一 只摇臂轴（81)与二只平行单下调整摇臂（59) (84)的轴孔连接在汽缸头（39)中前 方的摇臂座中，同时二只平行单下调整摇臂（59) (84)的二只气门接触点与二只进气 门的接触点（89) (70)接触。另一方用一只摇臂轴（81)与一只平行单下调整摇臂（78) 的轴孔连接在汽缸头（39)中后方摇臂座中，同时一只平行单下调整摇臂（78)的气门 接触点与一只排气门（62)的接触点接触。随后安上一只三凸轮轴（8)安装在三只平 行单下调整摇臂（59) (84) (78)凸轮面上，同时一只三凸轮轴（8)前后轴承与接触 了前后轴承座，并把前后轴承盖（2) (57)安上，用四颗汽缸螺母固定，同时汽缸（27) 及汽缸头（39)以固定。

涡轮增压四冲程分层燃烧节能汽油发动机的工作过程及节能效果： 在发动机工作时，正时小链轮带动小链条，及正时大链轮及三凸轮轴旋转，驱动排 气门打开活塞排废气，废气产生推动力推动排气涡轮的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内的二只进气门。在这运动过程中活塞排完废气后， 一只排 气门关闭，活塞在上止点向下止点运动， 一只空气进气门打开进入空气， 一只混合气进 气门打开进入混合气同时以产生增压燃油热雾化效果，当活塞在下止点吸入气体向上止 点运动，二只进气门关闭，活塞进行压縮一直到活塞接近上止点，火花塞点火，燃烧做 功，排废气，然后发动机进行下一个工作循环。

根据上述可知，它的一只空气进气门在第四个工作过程上止点提前55°打开，目 的是提前进入空气，把燃烧室内残留废气吹出机外， 一只排气门上止点后25°延迟关 闭，混合气才进入汽缸这样减少燃油的损失， 一只空气进气门在进空气后下止点关闭， 一只混合气进气门在进气后下止点后48°关闭，进一步形成了活塞顶部有较多的纯空 气，中间形成薄稀的混合气，燃烧室顶部有较多的浓混合气。它的一只混合气进气门设 计在靠近火花塞部位，有较浓的混合气，这样利于火核的形成及火焰的传播，其它部位 比较稀薄的混合气，有的地方只是空气，又能得到良好的动力性和较低的排气污染，同 时在排气涡轮的旋转下把风旋进冷风进风管冷却排气涡轮及排气管消声器，在风涡轮的 转动下空气通过进出气道及空气预热室以产生空气预热效果。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，进一步提高热雾化燃油效果，这种涡轮增压热 雾化燃油及发动机分层燃烧做功方法，给四冲程发动机带来了好发展。具有燃烧稳定， 进一步提髙充气量，离心飞轮能增加扭矩，使发动机有更大的马力输出，燃油消耗低， 排放污染小的优点，节省燃油40%左右，减少排放80%。