充气式活动燃烧室二冲程发动机

本实用新型涉及二冲程发动机设计与制造技术领域。

现有的二冲程发动机，主要有二冲程汽油机和二冲程柴油机两种。二冲程汽油机的扫气方法通常是利用活塞背面和曲轴箱组成的一种泵气条件受制约、泵气效率较差的压气机来进行扫气的。它存在的主要缺点有：(1)曲轴无法用整体式曲轴，只能用分体式曲轴，因此刚度差，使发动机的可靠性受到影响。(2)润滑条件差。曲轴箱内各主要零件的润滑方法是将润滑油混合到汽油中，利用油雾的渗透进行润滑的。这种润滑方法存在三个方面的缺陷，其一是吸入曲轴箱的油雾，由于含有大量的燃油，它冲淡和污染了润滑油，并使润滑油性能下降，发动机的摩擦损失增大，降低了发动机的使用寿命；其二是进入燃烧室的雾状润滑油无法完全燃烧，加速积碳和焦状物质的形成，有损发动机的使用寿命；其三是未完全燃烧的部分润滑油同废气一起被排入大气中，既增加了排气污染又浪费了润滑油。(3)燃油消耗率高。当用可燃混合气扫气时，不可避免地有一部分新鲜混合气随废气被排入大气，即所谓的燃油短路损失，使发动机有效功率下降，燃油消耗增加。同时，由于可燃混合气与高温、高压废气的接触而产生不完全燃烧，产生大量的有害气体和物质，使发动机的排放指标恶化。(4)难以发展大缸径、多气缸、大功率机型的发动机。(5)换气不彻底，污染严重。(6)低速、怠速时性能差。等等。而二冲程柴油机的扫气方法通常是采用单独的压气机(大多为罗茨泵)来扫气的。它存在的主要缺点有：(1)若采用罗茨泵泵气噪音大。(2)起动性和加速性差。(3)排气污染严重。等等。二冲程汽油机和二冲程柴油机，除了以上各自存在的缺点外，还共同存在以下三个方面缺点：(1)气缸的缸壁上，开有排气口和扫气口，或只开有扫气口，使活塞的有效作功行程缩短。因此它们的功率只是同排量、同转速四冲程发动机的1.5倍左右。(2)在不同的工况里，缸内的残余废气量有较大的差异。此缺点对发动机的性能、排放等均造成较大的负面影响。(四冲程发动机也存在此缺点。)(3)火花塞或喷油器裸露在燃烧室内，受高温、高压气体的冲刷与烧蚀，不仅缩短了此零件的使用寿命，而且容易出现积碳、堵塞、失火、早燃、炽热点火等故障。(四冲程发动机也存在此缺点。)当今，环境污染、能源枯竭已成为全人类所共同关注的课题，尤其是二冲程汽油机由于污染问题十分突出，已受到了严重的挑战，甚至是严历的指责。据资料介绍，一些发达国家已严令禁用此种发动机。(参见中国专利CN1146528A说明书第一页。)本实用新型的目的就是为了较彻底地解决或改善上述的二冲程发动机所存在的各种缺点与不足，提供一种具有燃油消耗低、废气污染少、排气彻底、进气充足、功率大等特点的可适宜设计为汽油机和柴油机并可用于汽车、摩托车或通用动力机械的二冲程发动机。

本实用新型主要由发动机机体；进、排气机构；配气压气机三大部分组成。其主要技术方案有：1、工作缸(7)的缸壁上不设排气口和扫气口。2、工作缸上部的气缸盖(17)上，设有可作上、下大幅度运动与静止不动的活动气室圆外壁(39)和活动气室圆内壁(40)，以及一个也可作上、下大幅度运动与静止不动的排气门(53)。活动气室圆外壁(39)和活动气室圆内壁(40)，可共同组成一个圆环状的活动气室(13)。排气门(53)处在此活动气室的中部。3、活动气室圆外壁(39)它可在气缸盖(17)的导向圆壁(84)上作上、下运动；它的直径长度与工作活塞(10)的直径长度大致相等；它的下端有个与之连成一体的壁底(64)，该壁底设有一个锥面(66)；它的上端有两个与之连成一体并相互对称的挂杆(43)，两个挂杆的顶部固装有两个挂轮(49)；此两挂杆(43)穿过气缸盖上的两个相应的导向孔(83)伸出气缸盖顶面(80)，而分别安置于两个相应的导向槽(48)内(参见图1、2、17)；其上的两个挂轮(49)则分别安置于两个大凸轮(21)上的两个相应的凹槽槽轨(M)内；挂轮的直径长度与槽轨的宽度大致相等。4、活动气室圆内壁(40)(参见图3、14)，它安置于气缸盖上的O型导向槽(42)内，可作上、下运动；它的上端是圆环平面(76)；它的下端设有内、外两个锥面(77、78)，其外锥面(78)可与活动气室圆外壁的壁底锥面(66)相贴合，其内锥面(77)可与排气门锥面(74)的下半部分相贴合。它(40)不仅可作上、下运动，还可作速度较慢的旋转运动，以此消除锥面(66)与锥面(78)，及锥面(74)的下半部分与锥面(77)上的积碳，使以上各相应锥面在贴合时能保持良好的密封性。5、排气门(53)上有两个与之连成一体并相互对称的挂杆(41)，它们分别安置于气缸盖内的两个相应的导向管(82)里，可作上、下运动；此两挂杆的中部，固装着两个相互对称的凸块(50)，此两凸块在气缸盖内(参见图2、3、8、10、21)穿过两个相应的滑道(45)伸入O型导向槽(42)内，并共同触压着一个环片(44)，此环片则触压着一个螺旋压缩弹簧(51)，此弹簧又触压着活动气室圆内壁(40)上端的圆环平面(76)；此两凸块(50)可在两个相应的滑道(45)内，跟随挂杆(41)作同步的上、下运动，并由此和排气门锥面(74)的下半部分一起共同负责控制活动气室圆内壁(40)的上、下运动；排气门两个挂杆(41)的上部则伸出气缸盖顶面(80)，使固装于两挂杆顶部的两个滑块(73)分别安置于两个相应的导向槽(24)内；固装于两挂杆顶部的两个挂轮(46)则分别安置于两个大凸轮(21)上的两个相应的凹槽槽轨(N)内；挂轮的直径长度与槽轨的宽度大致相等。6、气缸盖顶面(80)上，设有四个导向槽(24、48)(参见图1、2)它们通过各自的支架(26)固装在气缸盖的顶面(80)上；里面的两个导向槽(24)负责控制排气门两个挂杆上的两个滑块(73)，迫使其只作上、下运动与静止不动；外面的两个导向槽(48)则负责控制活动气室圆外壁的两个挂杆(43)，迫使其只作上、下运动与静止不动。此两挂杆(43)由于本身已有滑面(70)所以不再设滑块。7、一个工作缸(7)配置两个大凸轮(21)；大凸轮固装在大凸轮轴(22)上(参见图1、2)；此轴经轴承座(23)和轴承座支架(25)，固装在气缸盖的顶面(80)上；大凸轮轴(22)上的从动轮(47)经带齿皮带或链条(38)与动力曲轴(5)上的主动轮(37)相连；两个轮(47、37)的直径或齿数均相等，故大凸轮轴(22)和动力曲轴(5)二者的转速相等，但二者的转角存在着相位关系。8、两个大凸轮(21)的总共四个侧面上(参见图1、2)，共设有四个凹槽槽轨(M、N)，此四个槽轨的轨迹均为凸轮型线状轨迹，并且它们的基圆圆心均与大凸轮轴(22)的轴心相重叠；两个槽轨(M)，二者的轨迹完全相同，另两个槽轨(N)，二者的轨迹也完全相同，但槽轨(M)和槽轨(N)，二者的轨迹却不完全相同，存在着一些差异。因此，当两个大凸轮(21)转动时，安置于其四个槽轨中的四个挂轮(49、46)，便在各自的轨道内转动(也可设计为滑动)。由于四个导向槽(48、24)的导向作用，迫使四个挂轮的轮轴(68、72)及其相应的四个挂杆(43、41)只作上、下运动与静止不动。但由于轨迹的不同，挂杆(43)与挂杆(41)二者上、下运动与静止不动的时刻、时间、速度等是存在差异的。由此可得知，活动气室圆外壁(39)与排气门(53)及其受间接控制的活动气室圆内壁(40)，它们上、下运动与静止不动的时刻、时间、速度等也是存在差异的，并且它们彼此间的距离也是循序变化的。9、四个挂轮(49、46)各自与各自的轮轴(68、72)之间均设有橡胶圈(69、71)(参见图4、6、8、11)。当活动气室圆外壁(39)和排气门(53)二者在作上、下往复运动时，此橡胶圈(69、71)能起到缓冲的作用，以及当燃烧室(54)内的温度偏冷或偏热时(即热胀冷缩时)，能使锥面(66)与锥面(78)、锥面(74)的下半部分与锥面(77)、锥面(74)的上半部分与排气门座锥面(85)在贴合时，都能有良好的密封性。10、气缸盖(17)通过缸盖螺丝(16)与气缸体(9)相连。气缸盖内设有若干个沿圆周排列的进气孔(52)(参见图3、17)，每个进气孔的下端配置一个进气门(55)；进气门上设有锥面(79)(参见图15、16)，此锥面可与进气门座锥面(88)相贴合(参见图20)；进气门(55)上设有若干个沿圆周排列的能起导向与通气作用的栅栏(57)；进气门上端面的中心设有挂环(56)，此挂环与钢丝(58)的一端相连(参见图3)；此钢丝的另一端与螺旋拉伸弹簧(59)的一端相连；此弹簧的另一端与横杆(60)的中部相连；此横杆在进气孔(52)的顶端作直径状布置，横杆的两端安置于气缸盖顶面(80)上相应的小凹槽(61)内。(参见图3、17)11、气缸盖顶面(80)上，设有进气导流罩(19)(参见图1、2)。此罩只罩住若干个进气孔(52)，不罩住其它孔；此罩上的进气管(27)与配气压气机上的充气管(28)相接；来自配气压气机的混合气或纯空气，流经进气导流罩(19)再进入各个进气孔(52)。12、气缸盖(17)内，在进气孔(52)所处的圆周上(参见图17)，对称布置着两个火花塞(或喷油器)安装孔(18)。此孔之所以对称布置两个，主要是为了能使活动气室圆外壁(39)等零件的受力能够更加平衡。若不考虑此平衡问题，此孔可只布置一个。13、由于气缸盖(17)的构造较复杂，而且布置在其内作上、下运动的各零件，需要解决润滑与冷却问题，因此气缸体(9)内的冷却水套(11)不通入气缸盖(17)内，气缸盖的冷却方式采用油冷。其冷却油同时亦是润滑油。其油路是这样布置的：来自油底壳(1)的润滑油，从气缸盖顶面(80)上(参见图17)的若干个沿一小圆周排列的进油孔(81)流入活动气室圆内壁(40)所处的O型导向槽(42)内(参见图18)；而后流向若干个夹在各个进气孔(52)(包括火花塞或喷油器安装孔)之间的狭窄油道(86)(参见图19、21)，便进入圆环状的缓流室(14)(参见图1)；而后又经布置于气缸体(9)内的一个(或若干个)出油道(12)，流入气缸体外的出油管(6)；最后再流经曲轴箱(2)，进入油底壳(1)。如此不断地循环。此油路也可不与曲轴箱(2)及油底壳(1)发生联系，可另设一个独立的循环系统。为避免气缸盖上的润滑与冷却油流入燃烧室，可设置若干个O型密封圈(63)(参见图3)。其它部位上的润滑与冷却问题，由于不属于本实用新型所要解决的问题，不再赘述。14、配气压气机(36)可采用往复式压气机。它的布置方式主要有两种。一种是它作为一个独立的压气机，固装于发动机的一侧(参见图1)，其传动方式是(参见图24)，配气压气机曲轴(4)上的从动齿轮(89)与动力曲轴(5)上的主动齿轮(90)二者相啮合而传动。配气压气机曲轴(4)与动力曲轴(5)二者的转角存在相位关系，二者的转速则成倍数关系。即当配气压气机曲轴与动力曲轴二者的转速相等时，一个配气活塞(35)只能为一个工作活塞(10)配气；当配气压气机曲轴的转速是动力曲轴转速的两倍时，一个配气活塞可为两个工作活塞配气，但两个工作活塞所对应的两个曲柄，其曲柄夹角必须是180°；当配气压气机曲轴的转速是动力曲轴转速的三倍时，一个配气活塞可为三个工作活塞配气，但三个工作活塞所对应的三个曲柄，其曲柄夹角必须是120°。其余以此类推。当一个配气活塞只为一个工作活塞配气时，二者的曲轴转角相位关系为，当工作活塞处于下止点时，配气活塞所对应的曲柄比工作活塞所对应的曲柄提前完成90°转角；当一个配气活塞为两个工作活塞配气时，二者的曲轴转角相位关系为，当两个工作活塞中的其中一个工作活塞处在下止点时，配气活塞也处在下止点上；当一个配气活塞为三个工作活塞配气时，二者的曲轴转角相位关系为，当三个工作活塞中的其中一个工作活塞处在下止点时，配气活塞所对应的曲柄比处在下止点上的那个工作活塞所对应的曲柄迟后90°转角。其余以此类推。配气压气机的另一种布置方式，是让配气压气机与发动机二者融为一体。即配气活塞和工作活塞通过各自的连杆共同装在动力曲轴上，并使配气压气机的曲柄转角超前于动力曲柄90°转角。配气压气机的此种装配方式，由于配气活塞与工作活塞二者的运动速度相等，因此一个配气活塞只能为一个工作活塞配气。15、配气活塞的排量可大于工作活塞排量的25％-30％左右，以使工作缸(7)的充气系数能实现大于1或等于1。16、当发动机燃用汽油且采用化油器时，化油器有两种布置方式(参见图1)。一种是保留配气压气机进气管(34)上的第一化油器(33)，同时取消充气管(28)上的第二化油器(29)，及取消充气管上的分流管(31)和分流阀(30)。此布置方式的作用是可使混合气在配气压气机气缸和工作缸(7)内得到两次混合，混合气混合得更加均匀。另一种是保留充气管(28)上的第二化油器(29)，及保留充气管上的分流管(31)和分流阀(30)，同时取消配气压气机进气管(34)上的第一化油器(33)。此布置方式的作用是，当发动机处于低负荷工作时，可打开分流阀(30)，让配气压气机压出的部分空气经分流管(31)排入大气，即让配气压气机处于半卸荷状态，减少发动机的功率损失。此时的分流阀(30)便可成为发动机的负荷调节装置。当发动机采用汽油缸内、缸外喷射时，则取消第一化油器(33)和第二化油器(29)，但可保留分流管(31)和分流阀(30)，其作用如前所述，也是起到卸荷的作用。当发动机燃用柴油时，则取消第一化油器(33)和第二化油器(29)，以及取消分流管(31)和分流阀(30)。因为柴油机的负荷调节是质调节，即只改变喷油量而不改变进气量。

本实用新型与现有技术相比，具有以下几个显著的优点：1、功率大。由于工作缸(7)的缸壁上不设排气口和扫气口，因此工作活塞作功有效行程长。其功率是同转速同排量四冲程发动机的两倍。2、排气彻底。由于燃烧室(54)的顶面是可移动的，并且燃烧室(54)的容积可在排气过程的某个时刻缩小至接近于零(参见图29)，因此，工作缸(7)内的废气可接近100％地排净。而且发动机在各种工况里，工作缸(7)每个循环的残余废气量都大致相等。此特性对改善燃烧状况，提高发动机的性能以及降低排放等，都十分有利。3、进气充足。由于配气活塞(35)的排量可大于工作活塞(10)的排量，因此要提高工作缸(7)的充量，增大发动机的功率，变得容易而简单。4、当活动气室(13)内的混合气或纯空气进入工作缸(7)时，能产生强烈的缸径向涡流。此涡流与现有技术中的挤压涡流相似，但产生的时间更早，持续的时间也就更长。此特性对改善燃烧状况，提高发动机的性能以及降低排放等，都十分有利。5、火花塞或喷油器布置在活动气室(13)内，当它点火或喷油后，立即被活动气室圆外壁壁底的上端面(67)所遮盖，使它不受高温火焰的烧蚀与冲刷。由此不仅提高了此零件的使用寿命，而且还可大幅度地减少爆震、早燃、失火、炽热点火等故障。6、动力曲轴(5)可用整体式曲轴及轴瓦式曲轴轴承，润滑条件好。7、燃烧室(54)内的各零件受热均匀。并且燃烧室的结构紧凑。8、与同功率的四冲程发动机相比，重量明显减轻。9、为实施汽油缸内、缸外喷射创造了良好的条件。由于工作缸(7)内的残余废气量在各种工况里，都既少又大致相等，因此无论是采用机械控制方式还是电子控制方式，都可更容易地做到更加精确的定量喷射。10、为实施稀薄燃烧创造了良好的条件。稀薄燃烧是车用汽油机技术发展的方向。它主要的优点是节能和减少排放。要实现稀薄燃烧，必须具备多方面的条件，其中最关键的一个条件是燃烧速率要高，即气缸在进气、压缩、点火燃烧的这一段时间内或者至少在点火前后的这一小段时间内，必须有强烈的涡流存在，以利于促进火焰的快速传播和加速燃烧过程(参阅人民交通出版社出版的《汽车技术词典》629-631页)。而本实用新型完全具备这个关键的技术条件。由以上的优点可得知，本实用新型既汇集了现有二冲程和四冲程发动机的各主要优点，同时又剔除了现有二冲程和四冲程发动机的各主要缺点。因此，它的综合性能显然是优越的。

下面结合附图通过实施例对本实用新型加以详细描述。图1是本实用新型的结构示意图(曲轴纵向。工作活塞约处于上移的一半行程时)；图2是本实用新型的结构示意图(曲轴横向。部分细小零件略，详见放大图图3)；图3是图2中的A-A和B-B，两截面之间部分的放大图(工作活塞处于上止点时)；图4是活动气室圆外壁(39)的整体结构示意图；图5是图4中的D-D截面剖视图；图6是图4中的挂杆与挂轮其中之一的主视图；图7是图6的俯视图；图8是排气门(53)的整体结构示意图；图9是图8中的H-H截面剖视图；图10是图8中的J-J截面剖视图；图11是图8中挂杆与挂轮其中之一的主视图；图12是图11的俯视图；图13是活动气室圆内壁(40)的俯视图；图14是图13中的K-K截面剖视图；图15是进气门(55)的主视图；图16是图15的俯视图；图17是气缸盖(17)顶面的俯视图(缸盖及其它零件的螺丝安装孔略)；图18是图17中的P-P截面剖视图；图19是图17中的Q-Q截面剖视图；图20是图17中的R-R截面剖视图；图21是图20中的S-S截面剖视图；图22中的Ⅰ图是实施例中的凹槽槽轨(M)轨迹示意图、Ⅱ图是实施例中的凹槽槽轨(N)轨迹示意图；图23是图22中的Ⅰ图和Ⅱ图二者相重叠的示意图；图24是发动机与配气压气机二者间的传动方式之一的示意图，同时也是一个配气活塞为两个工作活塞配气时的有关相位示意图；图25、图26、图27、图28、图29、图30、图31、图32是实施例的工作原理图；标记内容：(1)油底壳，(2)曲轴箱，(3)动力曲轴的曲柄，(4)配气压气机曲轴，(5)动力曲轴，(6)出油管，(7)工作缸，(8)工作连杆，(9)气缸体，(10)工作活塞，(11)冷却水套，(12)出油道，(13)活动气室，(14)缓流室，(15)排气孔，(16)缸盖螺丝，(17)气缸盖，(18)火花塞或喷油器安装孔，(19)进气导流罩，(20)排气管，(21)大凸轮，(22)大凸轮轴，(23)轴承座，(24)排气门挂杆与挂轮的导向槽，(25)轴承座支架，(26)导向槽支架，(27)进气管，(28)充气管，(29)第二化油器，(30)分流阀，(31)分流管，(32)空气滤清器，(33)第一化油器，(34)配气压气机进气管，(35)配气活塞，(36)配气压气机，(37)主动轮，(38)带齿皮带或链条，(39)活动气室圆外壁，(40)活动气室圆内壁，(41)排气门挂杆，(42)O型导向槽，(43)活动气室圆外壁挂杆，(44)环片，(45)排气门挂杆上的凸块的滑道，(46)排气门挂杆上的挂轮，(47)从动轮，(48)活动气室圆外壁挂杆与挂轮的导向槽，(49)活动气室圆外壁挂杆上的挂轮，(50)排气门挂杆上的凸快，(51)螺旋压缩弹簧，(52)进气孔，(53)排气门，(54)燃烧室，(55)进气门，(56)挂环，(57)进气门导向栅栏，(58)钢丝，(59)螺旋拉伸弹簧，(60)横杆，(61)小凹槽，(62)活动气室圆外壁与其挂杆的连接处，(63)O型密封圈，(64)活动气室圆外壁壁底，(65)活动气室圆外壁壁底的下端面，(66)活动气室圆外壁壁底的锥面，(67)活动气室圆外壁壁底的上端面，(68)轮轴，(69)橡胶圈，(70)活动气室圆外壁挂杆上的滑面，(71)橡胶圈，(72)轮轴，(73)滑块，(74)排气门锥面，(75)排气门底面，(76)活动气室圆内壁的上端圆环平面，(77)活动气室圆内壁下端的内锥面，(78)活动气室圆内壁下端的外锥面，(79)进气门锥面，(80)气缸盖的顶面，(81)进油孔，(82)排气门挂杆的导向管，(83)活动气室圆外壁挂杆的导向孔，(84)活动气室圆外壁的导向圆壁，(85)排气门座锥面，(86)狭窄油道，(87)气缸盖的圆环形底面，(88)进气门座锥面，(89)配气压气机曲轴上的从动齿轮，(90)动力曲轴上的主动齿轮；图1和图2中的N是排气门上的挂轮所处的凹槽槽轨、图2中的M是活动气室圆外壁上的挂轮所处的凹槽槽轨；图25-图32中的h1是工作活塞的下止点、h2是工作活塞的上止点、h3是燃烧室的顶面上移至终点时的位置。

本实施例为汽油机，它有以下一些主要的技术参数与特征：工作缸(7)缸径为10cm；工作活塞(10)的行程为8cm；工作缸(7)的压缩比为9；工作连杆(8)的长度为16cm；动力曲轴的曲柄(3)半径为4cm；两个大凸轮(21)上的四个槽轨(M、N)轨迹的最大升程均为5.4cm；配气压气机(36)固装于发动机的一侧(参见图1)；配气压气机曲轴(4)与动力曲轴(5)二者的转速相等，即一个配气活塞(35)只为一个工作活塞(10)配气。一、第一行程。(为便于描述，特将作功行程定为第一行程。为更详细地阐述问题，以动力曲轴的转角计时，将一个行程分为若干个阶段或时刻。)1、起点时刻(0°)。①工作活塞(10)到达上止点(h2)(参见图3、25)。②被压缩在燃烧室(54)内的混合气早已点燃，(火花塞在动力曲轴-25°转角时就已点火。此点火时间可与现有四冲程发动机点火时间大致相同。)工作活塞(10)即将开始下移的作功行程。③活动气室圆外壁(39)壁底的上端面(67)与气缸盖(17)的圆环形底面(87)相贴合[气缸盖的圆环形底面上，含有若干个进气门(55)及2个对称布置的火花塞。]；该壁底的锥面(66)与活动气室圆内壁(40)下端的外锥面(78)相贴合；排气门锥面(74)的上半部分与排气门座锥面(85)相贴合；排气门锥面(74)的下半部分与活动气室圆内壁(40)下端的内锥面(77)相贴合。④活动气室(13)的容积为零。⑤螺旋压缩弹簧(51)处于较松弛的状态。⑥活动气室圆外壁壁底的下端面(65)与排气门的底面(75)，共同组成一个平整的圆面，此圆面即是此时刻的燃烧室(54)顶面(参见图3、25)。此顶面在此时刻处在h3点上，h3点距工作活塞(10)的上止点(h2)为1cm。⑦大凸轮轴(22)的转角在此时刻设定为0°活动气室圆外壁上的两个挂轮(49)处于其槽轨(M)的基圆轨迹(E’-F’)的E’点上(参见图2、22-Ⅰ)。由大凸轮(21)的旋转方向(反时针方向)得知，E’点为基圆轨迹的起点；排气门上的两个挂轮(46)处于其槽轨(N)的基圆轨迹(E″-F″)内的1点上(参见图2、22-Ⅱ)。⑧当配气活塞(35)处在上止点时，配气压气机曲轴(4)的转角设定为0°。由于曲轴(4)与动力曲轴(5)二者的转角存在相位关系，本实施例的此相位关系为，配气压气机曲轴(4)比动力曲轴(5)提前完成90°转角。因此，此时刻配气活塞(35)已处于下移行程(吸气行程)的大约一半行程上。2、第一阶段(0°-140°)及时刻(140°)。①此阶段动力曲轴(5)由0°转至14°，即此时刻工作活塞(10)已将近完成作功行程，快要到达下止点(h1)。②此时刻大凸轮轴(22)也完成了140°转角。此阶段活动气室圆外壁上的两个挂轮(49)在其槽轨(M)的基圆轨迹(E’-F’)内，由起点E’滑到了a点(参见图22-Ⅰ)；排气门上的两个挂轮(46)在其槽轨(N)的基圆轨迹(E″-F″)内，由1点滑到了终点F″(参见图22-Ⅱ)。因此，此阶段内，活动气室圆外壁(39)和排气门(53)，以及活动气室圆内壁(40)，三者都是静止不动的。但此时刻之后，排气门上的两个挂轮(46)将进入其槽轨(N)的下移弧线轨迹(F″-G″)，也就是说，排气门(53)将在此时刻之后开启。③此时刻，配气压气机曲轴(4)总共完成了230°转角(140°加相位上提前的90°)。因此，此时刻配气活塞(35)早已完成了下移的吸气行程，并已经进入了上移的压缩行程。3、第二阶段(140°-180°)及时刻(180°)。①此时刻工作活塞(10)已到达下止点(h1)，即第一行程结束(参见图26)。②此时刻大凸轮轴(22)也完成了180°转角。此阶段排气门上的两个挂轮(46)在其槽轨(N)的下移弧线轨迹(F″-G″)内，由起点F″滑到了g点(参见图22-Ⅱ)，设g点的升程为0.6cm，即排气门(53)此时刻已开启0.6cm(参见图26)。③此阶段，工作缸(7)内已有50％-60％的废气依靠自身的压力能量，以音速排出了缸外。废气流经排气孔(15)后，进入排气管(20)。此阶段，也称为自由排气阶段。(此阶段的排气方式与原理和现有的四冲程发动机完全相同。参阅机械工业出版社出版的《汽车百科全书》上册第180页。)④此阶段活动气室圆外壁上的两个挂轮(49)在其槽轨(M)的基圆轨迹(E’-F’)内，由a点滑到了终点F’(参见图22-Ⅰ)，此时刻之后，将进入下移弧线轨迹(F’-G’)。即此阶段，活动气室圆外壁(39)仍是静止不动的，但此时刻之后将要下移。活动气室(13)的容积此时刻仍为零。⑤此时刻，由于排气门(53)已下移了0.6cm，因此排气门两个挂杆上的两个凸块(50)也下移了0.6cm，因此螺旋压缩弹簧(51)收缩了0.6cm，使其弹力更大地触压着活动气室圆内壁(40)上端的圆环平面(76)，从而使得活动气室圆内壁下端的外锥面(78)与活动气室圆外壁的壁底锥面(66)相互贴合得更紧。因为此时刻活动气室圆外壁(39)是静止不动的，所以活动气室圆内壁(40)也是静止不动的。⑥此时刻配气压气机曲轴(4)总共完成了270°转角(180°加相位上提前的90°)。即配气活塞(35)已上移了约半个行程。被压缩的混合气，此时密度虽然还不是很大，但已充满了充气管(28)、进气管(27)、进气导流罩(19)、气缸盖内的若干个进气孔(52)。由于若干个进气门(55)的底面被活动气室圆外壁壁底的上端面(67)贴合着，因此若干个进气门(55)在此时刻是关闭着的(参见图26)。二、第二行程。(此行程要完成排气、进气、压缩三个工作。但排气工作在上个行程的末尾就已完成了50％-60％。)1．第一阶段(180°-215°)及时刻(215°)。①此阶段工作活塞(10)由下止点(h1)，向上移动了一小段距离，开始了强制排气(参见图27)。②此阶段活动气室圆外壁上的两个挂轮(49)在其槽轨(M)的下移弧线轨迹(F’-G’)上，由起点F’滑到了b点(参见图22-Ⅰ、23)；排气门上的两个挂轮(46)在其槽轨(N)的下移弧线轨迹(F″-G″)内，由g点滑到了h点(参见图22-Ⅱ、23)。即活动气室圆外壁(39)和排气门(53)二者在此阶段基本上是等速下移了一段距离。因此排气门(53)仍是开启的(参见图27)，工作缸(7)内的废气继续外排。③活动气室圆内壁(40)的上端圆环平面(76)继续承受螺旋压缩弹簧(51)的大力触压；其下端的外锥面(78)也继续与活动气室圆外壁的壁底锥面(66)相紧贴。此阶段由于活动气室圆外壁(39)是下移的，因此，活动气室圆内壁(40)也随之同步下移，并且二者共同组成了一个圆环状的活动气室(13)，此气室的容积由零变大。同时，若干个进气门(55)在两个力[活动气室(13)的容积由零变大时所产生的负压吸力和若干个进气孔(52)内由配气压气机压进的混合气压力。]的共同作用下，各自克服了拉伸弹簧(59)的拉力，进气门(55)上的导向栅栏(57)向下滑动，即若干个进气门(55)开启(参见图27)。混合气经进气门上的导向栅栏(57)空格(参见图15、16)，进入活动气室(13)内。④此时刻，配气压气机曲轴(4)总共完成了305°转角(215°加相位上提前的90°)。配气活塞(35)仍处在上移的行程上，继续推压混合气。2、第二阶段(215°-250°)及时刻(250°)。①此阶段工作活塞(10)在上移的行程上又上移了一段距离(参见图28)。②此阶段活动气室圆外壁上的两个挂轮(49)在其槽轨(M)的下移弧线轨迹(F’-G’)内，由b点滑到了c点(参见图22-Ⅰ、23)；排气门上的两个挂轮(46)在其槽轨(N)的下移弧线轨迹(F″-G″)内，由h点滑到了i点(参见图22-Ⅱ、23)。即此阶段活动气室圆外壁(39)和排气门(53)二者都在下移，但排气门的下移速度已逐渐慢于活动气室圆外壁的下移速度。排气门的锥面(74)与活动气室圆内壁(40)下端的内锥面(77)，二者的距离在逐渐缩小，即排气门(53)正在逐渐关闭(参见图28)。③此阶段螺旋压缩弹簧(51)的弹力虽然在逐渐减弱，但它仍有足够的弹力促使锥面(78)与锥面(66)相紧贴，即活动气室圆内壁(40)仍与活动气室圆外壁(39)同步下移。④此阶段活动气室(13)的容积在继续增大，混合气继续经若干个进气门上的导向栅栏(57)空格，填入此室。但若干个进气门(55)由于受到各自的螺旋拉伸弹簧(59)的拉力作用，保持在一定的升程后，不再继续下移。⑤此时刻配气压气机曲轴(4)总共完成了340°转角(250°加相位上提前的90°)。配气活塞(35)仍处于上移的行程上，即将到达上止点。3、第三阶段(250°-270°)及时刻(270°)。①此阶段工作活塞(10)继续上移(参见图29)。此时刻工作活塞(10)的顶面距下止点(h1)约为3.5cm。[见参数。工作活塞(10)的行程为8cm、工作连杆(8)的长度为16cm、动力曲轴的曲柄(3)半径为4cm。受此参数的限定，当动力曲轴(5)转至270°时，工作活塞(10)的顶面距下止点(h1)约为3.5cm。]。②此阶段活动气室圆外壁上的两个挂轮(49)在其槽轨(M)的下移弧线轨迹(F’-G’)内，由c点滑到了终点G’(参见图22-Ⅰ、23)；排气门上的两个挂轮(46)在其槽轨(N)的下移弧线轨迹(F″-G″)内，由i点滑到了终点G″(参见图22-Ⅱ)。G’点和G″点，均为最大升程(参见图23)，且此升程均为5.4cm(见参数)。即活动气室圆外壁(39)和排气门(53)二者以不同的速度，但同在此时刻下移到了终点，二者都完成了5.4cm的整个下移行程。③此时刻排气门锥面(74)的下半部分与活动气室圆内壁下端的内锥面(77)相贴合，即排气门(53)已彻底关闭(参见图29)。排气门的底面(75)与活动气室圆外壁壁底的下端面(65)共同组成了一个平整的圆面，此圆面在此时刻与上移的工作活塞(10)顶面，二者相距仅为0.1cm。(参见参数和参见图29。此距离设计得越小，工作缸内的废气排得越干净。)此时刻工作缸(7)内的废气已接近100％地排净。强制排气在此时刻结束。④此时刻螺旋压缩弹簧(51)已完全恢复原先(在排气门下移之前)的较松弛状况，但它仍有足够的弹力促使锥面(78)与锥面(66)相贴合、锥面(77)与锥面(74)的下半部分相贴合。⑤此时刻配气压气机曲轴(4)总共完成了360°转角(270°加相位上提前的90°)。配气活塞(35)已完成了吸气和压气两个行程，到达上止点。⑥此时刻活动气室(13)的容积已达到最大值。由于配气活塞(35)已完成了压气行程，因此，若干个进气门(55)在各自螺旋拉伸弹簧(59)的拉力作用下，均已回位关闭(参见图29)。4、第四阶段(270°-280°)。①工作活塞(10)又继续上移了一段距离(参见图30)。②活动气室圆外壁上的两个挂轮(49)在其槽轨(M)的上移弧线轨迹(G’-E’)内，由起点G’滑到了d点(参见图22-Ⅰ、23)；排气门上的两个挂轮(46)在其槽轨(N)的上移弧线轨迹(G″-E″)内，由起点G″滑到了j点(参见图22-Ⅱ、23)。即活动气室圆外壁(39)和排气门(53)二者都在上移，但活动气室圆外壁(39)的上移速度比工作活塞(10)的上移速度稍快一些，由此而逐渐形成燃烧室空间；排气门(53)的上移速度又比活动气室圆外壁(39)的上移速度更快一些，由此排气门经其锥面(74)的下半部分与锥面(77)的贴合，迫使活动气室圆内壁(40)随其同步上移，同时锥面(78)与锥面(66)则分离了一段距离(参见图30)。因此，活动气室(13)内已处于半压缩状态的混合气，经锥面(78)与锥面(66)的开启口，流入正在逐渐形成的燃烧室空间，并接受工作活塞(10)的继续压缩。活动气室(13)的容积开始逐渐缩小。③配气压气机曲轴(4)由下个循环的0°转至10°，即配气活塞(35)由上止点向下移，已进入了吸气行程，为工作缸(7)下个循环的配气做准备。5、第五阶段(280°-310°)。①工作活塞(10)又继续上移了一段距离(参见图(31)。②活动气室圆外壁上的两个挂轮(49)在其槽轨(M)的上移弧线轨迹(G’-E’)内，由d点滑到了e点(参见图22-Ⅰ、23)；排气门上的两个挂轮(46)在其槽轨(N)的上移弧线轨迹(G″-E″)内，由j点滑到了k点(参见图22-Ⅱ、23)。即活动气室圆外壁(39)和排气门(53)二者继续在上移。活动气室圆外壁(39)的上移速度仍比工作活塞(10)的上移速度更快一些，逐渐形成的燃烧室空间也随之增大(参见图31)；排气门(53)的上移速度也继续快于活动气室圆外壁(39)的上移速度，排气门锥面(74)的下半部分仍与锥面(77)相贴合，活动气室圆内壁(40)继续与排气门(53)同步上移，同时，锥面(78)与锥面(66)则分离得更远一些，即活动气室(13)的开启口开得更大了一些。③活动气室(13)的容积继续缩小，活动气室内的混合气继续流向逐渐形成的燃烧室空间，并在流动中产生缸径向的强烈涡流，使混合气混合得更彻底、均匀。④配气压气机曲轴(4)由下个循环的10°转至40°，即配气活塞(35)仍处在下移的吸气行程上，继续为工作缸(7)下个循环的配气做准备。6、第六阶段(310°-335°)及时刻(335°)。①此阶段工作活塞(10)又继续上移了一段距离(参见图32)。②此阶段活动气室圆外壁上的两个挂轮(49)在其槽轨(M)的上移弧线轨迹(G’-E’)内，由e点滑到了f点(参见图22-Ⅰ、23)；排气门上的两个挂轮(46)在其槽轨(N)的上移弧线轨迹(G″-E″)内，由k点滑到了终点E″(参见图22-Ⅱ、23)。即活动气室圆外壁(39)和排气门(53)二者继续在上移。活动气室圆外壁(39)的上移速度仍比工作活塞(10)的上移速度更快一些，逐渐形成的燃烧室空间继续增大；排气门(53)的上移速度则相对慢了一些，因此锥面(78)与锥面(66)的距离在逐渐缩小(参见图32)。活动气室(13)的容积进一步地缩小。③此阶段排气门锥面(74)的下半部分继续与锥面(77)相贴合，即排气门(53)与活动气室圆内壁(40)二者同步上移至终点；此时刻排气门锥面(74)的上半部分则与排气门座锥面(85)相贴合，即排气门(53)已入座(参见图32)。④活动气室(13)内的混合气继续流向逐渐形成的燃烧室空间，并继续产生强烈的缸径向涡流，混合气在继续混合。⑤此时刻，两个对称布置于安装孔(18)内的火花塞开始点火。⑥此阶段配气压气机曲轴(4)由下个循环的40°转至65°，即配气活塞(35)仍处在下移的吸气行程上，继续为工作缸(7)下个循环的配气做准备。7、第七阶段(335°-360°)及终点时刻(360°)。①此时刻工作活塞(10)到达了上止点(h2)，即第二行程结束(参见图25)。②此阶段排气门上的两个挂轮(46)在其槽轨(N)的基圆轨迹(E″-F″)内，由起点E″滑到了l点(参见图22-Ⅱ、23)。因此排气门(53)以及活动气室圆内壁(40)在此阶段是静止不动的。③此阶段活动气室圆外壁上的两个挂轮(49)在其槽轨(M)的上移弧线轨迹(G’-E’)内，由f点滑到了终点E’(参见图22-Ⅰ、23)。即活动气室圆外壁(39)继续上移了一段距离后，到达了终点。此时刻，活动气室圆外壁壁底的上端面(67)与气缸盖的圆环形底面(87)相贴合；该壁底的锥面(66)与锥面(78)相贴合；该壁底的下端面(65)与排气门的底面(75)共同组成了一个平整的圆面，此圆面即是此时刻的燃烧室(54)顶面(参见图25)。④燃烧室(54)终于在此时刻形成与定位。同时，活动气室(13)的容积达到最小，变为零。最后一部分被挤出活动气室(13)且已被点燃的混合气，以强烈的涡流状态。进入最终形成的燃烧室(54)，并以大面积的火焰引燃所有的混合气。⑤此阶段配气压气机曲轴(4)由下个循环的65°转至90°，即配气活塞(35)仍处在下移的吸气行程上，继续为工作缸(7)下个循环的配气做准备。至此，工作活塞(10)已完成了一个工作循环的两个行程，即二冲程。它将连续地重复上述循环，使动力曲轴(5)输出动力。由本实施例可得知，活动气室圆外壁(39)的整个下移过程，即是活动气室(13)的容积由零变大的整个充气过程。此过程占动力曲轴(5)的转角是90°(也可设计为接近于90°)，而配气活塞(35)完成一个压气行程则占配气压气机曲轴(4)转角180°。所以本实施例的配气过程，并不十分顺畅。这是由于本实施例采用一个配气活塞(35)只为一个工作活塞(10)配气，即配气压气机曲轴(4)与动力曲轴(5)二者的转速相等的这一技术特性所至。但若采用一个配气活塞(35)为两个工作活塞(10)配气的方案、则此问题可迎刃而解，即配气过程可更加顺畅。此方案(参见图24)必须使两个工作活塞(10)所对应的两个曲柄(3)夹角为180°；配气压气机曲轴(4)的转速是动力曲轴(5)转速的两倍，即主动齿轮(90)的齿数是从动齿轮(89)齿数的两倍；两曲轴(5和4)的转角相位关系为，尖两个工作活塞(10)中的其中一个工作活塞处在下止点时，配气活塞(35)也处在下止点上。另外，在充气管(28)与进气管(27)的连接处，再添加一个进气管(27)并使之与第二个工作缸上的进气导流罩(19)相连。其它方面的技术特征与本实施例相同即可。此外，本实施例是将大凸轮(21)设置在气缸盖的顶面(80)之上，这显然会使发动机的高度尺寸偏高。若要降低此高度尺寸，可将大凸轮(21)设置在动力曲轴(5)的一端上，或者取消大凸轮(21)，直接将大凸轮上的槽轨(M、N)设置在发动机飞轮的侧面上，再通过类似于推杆、摇臂等之类的装置，使排气门(53)和活动气室圆外壁(39)及活动气室圆内壁(40)能得到槽轨轨迹的控制，而循序运动。还有，若要实施汽油缸内喷射并采用机械控制方式的话，可另开发一种新式的喷油器(或某种机械装置)，此喷油器可装于火花塞的附近，它可在某个时刻内(比如在活动气室的容积处于最大值时的那个时刻)，只依据活动气室(13)内的气压和气温两个参量即可自动且精确地测得活动气室(13)内的新鲜空气的总量，两后再自动作出精确的定量喷射；若是实施汽油缸内喷射并采用电子控制方式的话，则可在活动气室(13)内，布置气压、气温等传感器，以及布置相应的喷油器，便可作出比现有技术更加精确的定量喷射。再有，若要实施稀薄燃烧的话。可在火花塞的附近，再布置喷油器，同时保留一个化油器(29或33)，其方法之一是，当发动机处于部分负荷工作时，化油器(29或33)只负责配制较稀或很稀的混合气，并使之进入活动气室(13)内，而喷油器只负责在火花塞跳火前后的这段很短的时间内喷出少量或极少量的汽油油雾，而形成浓混合气，并使之分布在邻近的火花塞电极附近，用以保证火花塞能够顺利点火[此喷油时间内，活动气室圆外壁的壁底(64)正在上移，且接近终点(参见图32)，因此它可将喷射至该壁底的上端面(67)上的油雾，快速蒸发成浓混合气，并将其上提与压送至火花塞的电极附近。]；当发动机处于全负荷工作时，化油器(29或33)便自动改为配制较浓或很浓的混合气，并使之进入活动气室(13)内，而喷油器则可自动停止工作，不再喷油，因为进入活动气室(13)内的较浓或很浓的混合气，已能保证火花塞的顺利点火。方法之二是，无论发动机处于何种工况下工作，化油器(29或33)都只负责配制较稀或很稀的混合气。而喷油器则负责发动机在部分负荷工作时。只喷射少量或极少量的汽油油雾，用以保证火花塞的顺利点火；在发动机全负荷工作时，便自动延长喷油时间，喷射较大量或大量的汽油油雾，用以保证发动机全负荷工作时的需求。方法之三是，在方法之二的基础上，取消节气门[包括取消分流管(31)和分流阀(30)]，使汽油发动机的负荷调节由传统的量调节更改为质调节。其原理与分层充气燃烧的原理大致相同(参阅人民交通出版社出版的《汽车技术词典》631～633页)，其作用是不仅可使发动机在部分负荷工作时能减少泵气损失，提高燃油经济性，而且还可改善排放、减少污染。