适用于双缸二冲程分层扫气重油发动机的进气系统的制作方法

1.本发明一种发动机的进气系统，具体讲是一种适用于双缸二冲程分层扫气重油发动机的进气系统，属于内燃机技术领域。


背景技术：

2.二冲程分层扫气发动机由于低油耗特性，常用于割草机、油锯等产品，仅可见单缸形式。岛礁、舰载、森林防火无人机由于长航时需求，可使用分层扫气发动机。但是，单缸发动机振动大，油耗相对偏高，功率偏小且无法燃烧重油，无法满足无人机特定的燃油使用需求。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术缺陷，提供一种能有效降低油耗、可燃烧重油且结构简单紧凑的适用于双缸二冲程分层扫气重油发动机的进气系统。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供的用于双缸二冲程分层扫气重油发动机的进气系统，包括进气歧管、驱动机构、喷油机构和油门位置传感器；
5.所述进气歧管为人字形上下双通道结构，所述喷油机构设置于主通道内；
6.所述主通道和副通道上均安装转轴，转轴连接阀片，所述阀片位于通道内；
7.所述主通道上的转轴、油门位置传感器和驱动机构同轴连接；
8.所述主通道和副通道上的转轴之间设有延时同步机构；
9.所述延时同步机构可控制主通道内阀片先行开启，副通道内阀片延后开启。
10.本发明中，所述延时同步机构包括装配在主通道转轴上的第一齿轮和装配在副通道转轴上的第二齿轮，所述第一齿轮先行转动之后与第二齿轮啮合。
11.本发明中，所述第一齿轮至少先行转动30
°
之后与第二齿轮啮合。
12.本发明中，所述喷油机构的喷点位置位于发动机缸体主进气口上方。
13.本发明中，所述驱动机构为舵机。
14.本发明的有益效果在于：(1)采用人字形上下双通道结构的进气歧管，主通道为混合气通道，副通道为纯空气通道，在发动机进气过程中将进入管内的纯空气提前扫入气缸并参与排气过程，主通道的可燃混合气滞后进入气缸，降低了进气与排气过程中对燃油的短路损失；在发动机小功率状态时主转轴相连接的阀片开启，副转轴相连接阀片不开启，大功率状态时副转轴相连接阀片定角度开启，实现纯空气提前进入缸内扫气的分层扫气效果，大大降低发动机油耗；(2)燃油机构布置于主气道上，大部分的燃油可随进气气流被扫入曲轴箱，由于曲轴箱内温度高，燃油极易形成可燃混合气；少部分燃油会被喷到歧管主通道壁面和缸体主进气口壁面，由于两处壁面温度高，沾壁的燃油也能快速雾化蒸发形成可燃混合气，可燃混合气被扫入气缸，实现重油燃料被可靠点燃；(3)舵机、主转轴、油门位置传感器同轴连接，由舵机直接驱动主转轴实现油门开度改变，大大增加系统可靠性；(4)本发明进气系统结构紧凑，可靠性高，能实现分层扫气式发动机低油耗特性，可燃烧重油，具
备较大经济和军事效益。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为适用于双缸二冲程分层扫气重油发动机的进气系统结构示意图；
17.图2为主通道上转轴转动状态示意图；
18.图3为主副通道上齿轮配合示意图
19.图4为喷嘴燃油喷射-混合气形成示意图。
20.图中，1-舵机，2-燃油喷嘴，3-副转轴，4-主转轴，5-副阀片，6-进气歧管，7-主阀片，8-油门位置传感器。
具体实施方式
21.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
22.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
24.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
26.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
28.如图1所示，本发明适用于双缸二冲程分层扫气重油发动机的进气系统，包括双通道人字形进气歧管6、主转轴4、副转轴3、主阀片7、副阀片5、燃油喷嘴2、舵机1和油门位置传感器8。人字形进气歧管6适用于双缸二冲程分层扫气重油发动机，将进气歧管6设计为人字形上下双通道结构，副通道位于主通道的上方。主通道为混合气通道，通道直径根据发动机排量设计确定，与副通道共用部分重叠壁面；副通道为纯空气通道，在发动机进气过程中将进入管内的纯空气提前扫入发动机的气缸并参与排气过程，主通道的可燃混合气滞后进入气缸，降低了进气与排气过程中对燃油的短路损失。
29.主转轴4安装在主通道上，主阀片7与主转轴4连接，位于主通道内。副转轴3安装于副通道上，副阀片5与副转轴3连接，位于副通道内。
30.舵机1、主转轴4和油门位置传感器8的传动轴三者同轴连接，由舵机1直接驱动主转轴4实现油门开度改变，避免常规方案多个转接杆驱动转轴的方案，以增加进气系统的可靠性。
31.如图2和3所示，主转轴4和副转轴3均安装齿轮，两个齿轮可以相啮合。本实施例中，主转轴4由舵机1直接驱动，主转轴4转动30
°
后，主转轴4上的齿轮与副转轴3上的齿轮相啮合，开始带动副转轴3转动，此时副转轴3上安装的副阀片5开启，实现纯空气提前进入气缸内扫气的分层扫气效果，以降低发动机油耗。通过此结构设计可实现发动机小功率状态时主转轴4相连接阀片开启，与副转轴3相连接阀片不开启，而大功率状态时副转轴3相连接阀片定角度开启。
32.在具体实施过程中，副转轴3开启时的角度依据发动机转速稳定特性，通过发动机燃油标定而确定，通常0～40
°
均可实现，本实施例中副转轴3开启时的角度为30
°
。
33.如图4所示，燃油喷嘴2的安装位置布置于主通道上，喷点位置位于发动机缸体主进气口上方，燃油喷嘴2采用现有的电控系统进行控制，可实现定时定量喷射，以确保喷出的燃油随高速气流进入曲轴箱，沾壁的燃油也能够快速雾化蒸发形成可燃混合气。本实施例中，燃油喷嘴2喷出的重油燃料具备15
°
～25
°
喷雾锥角，大部分的燃油可随进气气流被扫入曲轴箱内，由于曲轴箱内温度较高，燃油极易形成可燃混合气；少部分燃油会被喷到进气歧管6主通道壁面和缸体主进气口壁面，由于两处壁面温度高(80-100℃)，沾壁的燃油也能快速雾化蒸发形成可燃混合气，可燃混合气被扫入发动机的气缸，实现重油燃料被可靠点燃。
34.本发明适用于双缸二冲程分层扫气重油发动机的进气系统，可燃烧重油燃料，发动机可应用于岛礁、舰载、森林防火类场景，满足工程应用。进气系统结构紧凑，可靠性高，经耐久试车，能实现分层扫气式发动机低油耗特性，可燃烧重油，具备较大经济和军事效益。
35.本发明提供了一种适用于双缸二冲程分层扫气重油发动机的进气系统，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

技术特征：
1.一种适用于双缸二冲程分层扫气重油发动机的进气系统，其特征在于：包括进气歧管、驱动机构、喷油机构和油门位置传感器；所述进气歧管为人字形上下双通道结构，所述喷油机构设置于主通道内；所述主通道和副通道上均安装转轴，转轴连接阀片，所述阀片位于通道内；所述主通道上的转轴、油门位置传感器和驱动机构同轴连接；所述主通道和副通道上的转轴之间设有延时同步机构；所述延时同步机构可控制主通道内阀片先行开启，副通道内阀片延后开启。2.根据权利要求1所述的适用于双缸二冲程分层扫气重油发动机的进气系统，其特征在于：所述延时同步机构包括装配在主通道转轴上的第一齿轮和装配在副通道转轴上的第二齿轮，所述第一齿轮先行转动之后与第二齿轮啮合。3.根据权利要求2所述的适用于双缸二冲程分层扫气重油发动机的进气系统，其特征在于：所述第一齿轮至少先行转动30
°
之后与第二齿轮啮合。4.根据权利要求1至4任一项所述的适用于双缸二冲程分层扫气重油发动机的进气系统，其特征在于：所述喷油机构的喷点位置位于发动机缸体主进气口上方。5.根据权利要求1至4任一项所述的适用于双缸二冲程分层扫气重油发动机的进气系统，其特征在于：所述驱动机构为舵机。

技术总结
本发明公开了一种适用于双缸二冲程分层扫气重油发动机的进气系统，属于内燃机技术领域。包括进气歧管、驱动机构、喷油机构和油门位置传感器；进气歧管为人字形上下双通道结构，喷油机构设置于主通道内；主通道和副通道上均安装转轴，转轴连接阀片，所述阀片位于通道内；主通道上的转轴、油门位置传感器和驱动机构同轴连接；主通道和副通道上的转轴之间设有延时同步机构；延时同步机构可控制主通道阀片先行开启，副通道的阀片延后开启。本发明结构紧凑，可靠性高，能实现分层扫气式发动机低油耗特性，可燃烧重油，具备较大经济和军事效益。具备较大经济和军事效益。具备较大经济和军事效益。


技术研发人员：黄云龙 丁瑞 杨广文 张铎 王海朋 吴凯 秦学海 曲鹏
受保护的技术使用者：中国人民解放军总参谋部第六十研究所
技术研发日：2022.08.26
技术公布日：2023/5/31