一种通用发动机及二次进气中间部件

摘要

本发明公开了一种通用发动机及二次进气中间部件，二次进气中间部件设置于气缸头的排气口或通气管道其中之一，二次进气中间部件设有供燃烧废气通过的废气通道及供外部新鲜空气通过的空气通道，空气通道与二次进气阀组件连通；二次进气中间部件被设置成：在燃烧废气通过废气通道时在邻近出气口的周缘区域产生负压，外部新鲜空气在该负压的作用下通过空气通道加速混入燃烧废气。应用本发明提供的通用发动机及二次进气中间部件，与现有技术相比，二次进气不再仅依赖于活塞运动间隙性地产生的负压，二次进气动力获得额外负压，能够显著加速进气速度，极大地增加二次进气量，保证炽热燃烧废气中CO充分燃烧，从而有效达到CO减排目的。

说明书

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，更具体地说，涉及一种通用发动机及二次进气中间部件。

背景技术

通用发动机，通常是指为诸如割草机、扫雪机、微耕机、水泵、高压清洗机等小型工作机提供动力的单缸或多缸内燃机。为适应排放法规要求，已有通用发动机通过增设二次进气装置，以将新鲜空气引入废气排放通道与废气中的CO混合燃烧，达到降低排放中CO含量的目的。

现有通用发动机设有二次进气阀组件，其二次进气主要依靠发动机活塞运动在废气排放通道中产生的负压，使来自二次进气阀组件的新鲜空气单向地进入废气排放通道。然而，采用上述进气结构进气效果欠佳，CO减排效果不明显。

综上所述，如何有效地解决通用发动机二次进气效果较差、CO减排效果较差等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种通用发动机及二次进气中间部件，该通用发动机及二次进气中间部件的结构设计可以有效地解决通用发动机二次进气效果较差、CO减排效果较差的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种通用发动机，具有：气缸头、消声器及连接于所述气缸头、所述消声器之间的通气管道；二次进气阀组件，用于将外部新鲜空气单向地导入气缸头排出的燃烧废气之中，还具有二次进气中间部件，所述二次进气中间部件设置于所述气缸头的排气口或通气管道其中之一，所述二次进气中间部件设有供燃烧废气通过的废气通道及供外部新鲜空气通过的空气通道，所述空气通道与所述二次进气阀组件连通；所述二次进气中间部件被设置成：在燃烧废气通过废气通道时在邻近出气口的周缘区域产生负压，外部新鲜空气在该负压的作用下通过空气通道加速混入燃烧废气。

优选地，上述通用发动机中，所述废气通道沿所述二次进气中间部件轴线形成，从所述二次进气中间部件的进气口开始，至少大部分所述废气通道的直径逐渐减小；所述空气通道沿所述废气通道的外周缘形成，且所述空气通道与所述二次进气阀组件相连通的进气口以外的部分仅向废气前进方向敞口。

优选地，上述通用发动机中，所述通气管道分为相互连接的前段和后段，在其中一段与另一段的连接端形成有刚好容纳所述二次进气中间部件的腔室，该腔室向外设有进气管，进气管一端与所述空气通道相连通，另一端与所述二次进气阀组件相连通。

优选地，上述通用发动机中，设有进气管的一段所述通气管道上，沿进气管的周缘一体形成有安装座，所述二次进气阀组件安装于该安装座上。

优选地，上述通用发动机中，所述二次进气阀组件与所述安装座可拆卸连接。

优选地，上述通用发动机中，所述腔室远离对应的所述连接端的一侧壁面具有用于与所述二次进气中间部件的端面相抵以限位的限位端面。

优选地，上述通用发动机中，所述废气通道的出气口截面积小于内部截面积，所述空气通道沿所述废气通道的外周缘形成，且所述空气通道与所述二次进气阀组件相连通的进气口以外的部分仅具有与所述废气通道的出气口相邻的敞口。

本发明提供的通用发动机，具有：气缸头、消声器、连接于气缸头、消声器之间的通气管道、二次进气阀组件及二次进气中间部件。其中，二次进气阀组件用于将外部新鲜空气单向地导入气缸头排出的燃烧废气之中。二次进气中间部件设置于气缸头的排气口或通气管道其中之一，二次进气中间部件设有供燃烧废气通过的废气通道及供外部新鲜空气通过的空气通道，空气通道与二次进气阀组件连通；二次进气中间部件被设置成：在燃烧废气通过废气通道时在邻近出气口的周缘区域产生负压，外部新鲜空气在该负压的作用下通过空气通道加速混入燃烧废气。

应用本发明提供的通用发动机，与现有技术相比，二次进气不再仅依赖于活塞运动间隙性地产生的负压，通过设置二次进气中间部件，由于燃烧废气通过废气通道时在邻近出气口的周缘区域产生负压，使二次进气动力获得额外负压，进而能够显著加速进气速度，极大地增加二次进气量，保证炽热燃烧废气中CO充分燃烧，从而有效达到CO减排目的。

在一个优选的实施方式中，二次进气中间部件设计为刚好容纳在通气管道的前段或后段连接端所形成容纳腔室内，结构巧妙，装拆容易并能保证生产的一致性。

本发明还提供如下技术方案：

一种用于发动机的二次进气中间部件，所述二次中间部件设有供燃烧废气通过的废气通道及供外部新鲜空气通过的空气通道；所述空气通道设置用于与二次进气阀组件连通，所述废气通道设置成：在燃烧废气通过废气通道时，在出气口区域产生负压，以使来自二次进气阀组件的外部新鲜空气在负压作用下通过空气通道加速混入燃烧废气。

应用本发明提供的二次进气中间部件，与现有技术相比，发动机的二次进气不再仅依赖于活塞运动间隙性地产生的负压，通过该二次进气中间部件，燃烧废气通过废气通道时在邻近出气口的周缘区域产生负压，使二次进气动力获得额外负压，进而能够显著加速进气速度，极大地增加二次进气量，保证炽热燃烧废气中CO充分燃烧，从而有效达到CO减排目的。

优选地，上述二次进气中间部件中，所述废气通道沿二次进气中间部件轴线形成，从二次进气中间部件的进气口开始，至少大部分废气通道的直径逐渐减小；所述空气通道与所述二次进气阀组件相连通的进气口以外的部分仅向废气前进方向敞口。

优选地，上述二次进气中间部件中，所述废气通道的出气口截面积小于内部截面积，所述空气通道沿所述废气通道的外周缘形成，且所述空气通道与所述二次进气阀组件相连通的进气口以外的部分仅具有与所述废气通道的出气口相邻的敞口。

优选地，上述二次进气中间部件中，其整体为圆柱状。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1为本发明一个具体实施例的通用发动机的结构示意图；

图2为图1的局部分解示意图；

图3为二次进气中间部件相关局部正视示意图；

图4为图3中A-A截面示意图；

图5为二次进气中间部件相关局部俯视示意图；

图6为图5的B-B截面示意图；

图7为二次进气中间部件的三维示意图；

图8为二次进气中间部件的正视示意图；

图9为二次进气中间部件的俯视示意图；

图10为图9的C-C截面示意图；

图11为二次进气中间部件的左视示意图。

附图中标记如下：

通用发动机100；

前段1，二次进气中间部件2，进气管3，通气管道密封垫4，后段5，限位凹槽6，连接螺栓7，二次进气阀组件8，安装座9，气缸头10，消声器密封垫11，消声器12；

空气通道21，废气通道22，定位凸起23；

二次进气阀密封垫81，二次进气阀支架82，六角头法兰面螺栓83，二次进气阀体84。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种通用发动机及二次进气中间部件，以显著提高二次进气量并有效提升CO减排效果。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在一个具体实施例中，如图1及图2所示，为曲轴水平设置的单气缸发动机，主要由曲轴箱体、气缸、气缸头10、曲轴箱体内的曲轴、连杆、活塞及设置于曲轴箱体上的消声器12、空滤器、启动系统、燃料供应系统等构成。气缸头10上设有燃烧废气排气口、消声器12上设有燃烧废气进气口，消声器12通过通气管道固定、连接在气缸头10的排气口，消声器12与通气管道连接处设置有消声器密封垫11，以保证消声器12与通气管道的密封性。发动机做功后的燃烧废气，经气缸头10排气口、通气管道进入消声器12消声，之后以较小的噪音从消声器12排出到外界大气。

该发动机中还设置有二次进气阀组件8及二次进气中间部件2。其中，二次进气阀组件8用于将外部新鲜空气单向地导入气缸头10排出的燃烧废气之中。二次进气阀组件8的具体结构可参考常规设置，此处不再赘述。如图2所示，二次进气阀组件8可包括二次进气阀体84、用于安装二次进气阀体84的二次进气阀支架82、设置于二次进气阀支架82连接端的二次进气阀密封垫81，以及用于将二次进气阀进行固定的螺栓等固定件。

二次进气中间部件2设置于气缸头10的排气口或通气管道其中之一，在图4所示中，二次进气中间部件2设置在通气管道中，根据需要也可以将其设置在气缸头10的排气口。

二次进气中间部件2设有废气通道22和空气通道21，其中，废气通道22供燃烧废气通过，空气通道21供外部新鲜空气通过。即发动机做功后的燃烧废气，在经气缸头10排气口、通气管道进入消声器12的过程中，经过该废气通道22。空气通道21与二次进气阀组件8连通，则外部新鲜空气经过二次进气阀组件8单向的进入到空气通道21，经空气通道21导入气缸头10排出的燃烧废气之中。

该二次进气中间部件2被设置成：在燃烧废气通过废气通道22时在邻近出气口的周缘区域产生负压，外部新鲜空气在该负压的作用下通过空气通道21加速混入燃烧废气。通过二次进气中间部件2的废气通道22及空气通道21的结构设置，使得燃烧废气通过废气通道22时在邻近出气口的周缘区域产生负压，进而通过该负压带动外部新鲜空气加速进入空气通道21。

应用本发明提供的通用发动机，与现有技术相比，二次进气不再仅依赖于活塞运动间隙性地产生的负压，通过设置二次进气中间部件2，由于燃烧废气通过废气通道22时在邻近出气口的周缘区域产生负压，使二次进气动力获得额外负压，进而能够显著加速进气速度，极大地增加二次进气量，保证炽热燃烧废气中CO充分燃烧，从而有效达到CO减排目的。

具体的，如图4和图6所示，废气通道22沿二次进气中间部件2轴线形成，从二次进气中间部件2的进气口开始，至少大部分废气通道22的直径逐渐减小；空气通道21沿废气通道22的外周缘形成，且空气通道21与二次进气阀组件8相连通的进气口以外的部分仅向废气前进方向敞口。也就是废气通道22位于中心位置，空气通道21围绕废气通道22外周设置，具体的，废气通道22与空气通道21可以同轴设置。废气通道22从进气口开始至少大部分的直径逐渐减小，如废气通道22整体直径由进气口一端向出气口一端逐渐减小。通过废气通道22直径的内缩，使得其边缘压力上升，则在临近出气口的周缘区域产生负压。也就是该实施例中通过直径的减小来使得气体通过时在临近出气口的周缘区域产生负压。由于空气通道21除与二次进气阀组件8相连通的进气口以外的部分仅向废气前进方向敞口，也就是空气通道21内气体的流向被限制为仅能够由与二次进气阀组件8相连通的进气口沿着废气前进方向排出，故在出气口周缘区域负压的作用下，外部新鲜空间能够加速进入空气通道21并最终排出至混入燃烧废气。

在图4和图6所示中，废气通道22沿二次进气中间部件2轴线形成，其包括主体锥形通道和连接于主体锥形通道靠近出气口一侧的圆柱通道，通过主体锥形通道孔径的内缩以在圆柱通道口的周缘形成负压。空气通道21环绕废气通道22外周设置，空气通道21的外径可以保持一致，以便于与通气管道或气缸头10的排气口配合安装。空气通道21与二次进气阀组件8连通的进气口具体可以开设于二次进气中间部件2的侧壁，则空气通道21与圆柱通道口对应的一侧敞开，相对的另一侧封闭。

以上说明了一种产生负压的废气通道22结构。在另一个实施例中，废气通道22的出气口截面积小于内部截面积，空气通道21沿废气通道22的外周缘形成，且空气通道21与二次进气阀组件8相连通的进气口以外的部分仅具有与废气通道22的出气口相邻的敞口。需要说明的是，此处的内部截面积指废气通道22位于出气口内侧的部分的截面积。该实施例与上述实施例的不同在于，废气通道22是通过出气口截面积的缩小来提升边缘气压，而内部通道的直径是否逐渐减小可以不做限定。上述实施例则是通过废气通道22的至少大部分直径逐渐减少来提升边缘气压，也就是主要通过内部通道的直径变化来形成负压。通过前述两种方式在邻近出气口的周缘区域产生负压，结构简单，便于二次进气中间部件2加工，成本较低。当然，负压的形成也并不局限于前述各种结构，也可以根据需要通过废气通道22的其他结构设置以实现。

为了便于二次进气中间部件2的安装，通气管道分为相互连接的前段1和后段5，在其中一段与另一段的连接端形成有刚好容纳二次进气中间部件2的腔室，该腔室向外设有进气管3，进气管3一端与空气通道21相连通，另一端与二次进气阀组件8相连通。也就是通气管道包括前段1和后段5，前段1的后端与后段5的前端相连接，则上述的连接段为前段1的后端或后段5的前端，也就是前段1用于与后段5连接的后端形成有刚好容纳二次进气中间部件2的腔室，或者后段5用于与前段1连接的前端形成有刚好容纳二次进气中间部件2的腔室。该腔室通过进气管3将二次进气中间部件2的空气通道21与二次进气阀组件8连通。通过将二次进气中间部件2设计为刚好容纳在通气管道的前段1或后段5连接端所形成容纳腔室内，结构巧妙，装拆容易并能保证生产的一致性。前段1和后段5之间具体可以设置通气管道密封垫3以保证密封。前段1与后端具体可以通过连接螺栓7连通，拆装方便。

进一步地，设有进气管3的一段通气管道上，沿进气管3的周缘一体形成有安装座9，二次进气阀组件8安装于该安装座9上。通过设置安装座9，便于二次进气阀组件8的安装。且安装座9与进气管3的周缘一体成型，连接可靠，加工方便。

更进一步地，二次进气阀组件8与安装座9可拆卸连接。通过可拆卸连接，则能够方便地进行拆装。具体的，安装座9上位于进气管3的两侧具有螺栓孔，二次进气阀组件8由六角头法兰面螺栓83与安装座9固定连接，并使其内的气体通道与进气管3连通。具体二次进气阀体84通过六角头法兰面螺栓83固定于二次进气阀支架82上，二次进气阀又通过六角头法兰面螺栓83固定于安装座9上，且安装座9与二次进气阀支架82之间，及二次进气阀体84与二次进气阀支架82之间分别设置有二次进气阀密封垫81。

为了便于对二次进气中间部件2定位，腔室远离对应的连接端的一侧壁面具有用于与二次进气中间部件2的端面相抵以限位的限位端面。在腔室位于前段1的连接端时，则腔室的前侧壁面具有限位端面，从而二次进气中间部件2安装至与限位端面相抵时不能继续向前安装，实现稳定安装。在腔室位于后段5的连接端时，则腔室的后侧壁面具有限位端面，从而二次进气中间部件2安装至与限位端面相抵时不能继续向后安装，实现稳定安装。通过在前段1或后段5设置限位端面，在安装二次进气中间部件2时，无需对前段1及后段5的内孔继续加工便可使用。具体的，二次进气中间部件2与腔室的侧壁为间隙配合，便于安装。

为了便于二次进气中间部件2安装时的周向定位，在一个实施例中，请参阅图8-图11，限位端面上具有限位凹槽6，二次进气中间部件2的端面上具有与限位凹槽配合的定位凸起23，安装时将定位凸起23插入限位凹槽6内以周向定位。

综上，本发明提供的通用发动机能够显著提高二次进气量并有效提升CO减排效果。当然，本发明提供的通用发动机并不局限于图1所示单气缸发动机，也可以为其他常规通用发动机。

本发明还提供了一种用于发动机的二次进气中间部件。在一个具体实施例中，二次进气中间部件设有供燃烧废气通过的废气通道及供外部新鲜空气通过的空气通道；空气通道设置用于与二次进气阀组件连通，废气通道设置成：在燃烧废气通过废气通道时，在出气口区域产生负压，以使来自二次进气阀组件的外部新鲜空气在负压作用下通过空气通道加速混入燃烧废气。

发动机做功后的燃烧废气，在经气缸头排气口、通气管道进入消声器的过程中，经过二次进气中间部件的废气通道。空气通道用于与二次进气阀组件连通，则外部新鲜空气经过二次进气阀组件单向的进入到空气通道，经空气通道导入气缸头排出的燃烧废气之中。且通过二次进气中间部件的废气通道及空气通道的结构设置，使得燃烧废气通过废气通道时在邻近出气口的周缘区域产生负压，外部新鲜空气在该负压的作用下通过空气通道加速混入燃烧废气。

应用本发明提供的二次进气中间部件，与现有技术相比，发动机的二次进气不再仅依赖于活塞运动间隙性地产生的负压，通过该二次进气中间部件，燃烧废气通过废气通道时在邻近出气口的周缘区域产生负压，使二次进气动力获得额外负压，进而能够显著加速进气速度，极大地增加二次进气量，保证炽热燃烧废气中CO充分燃烧，从而有效达到CO减排目的。

具体的，请参阅图7，废气通道22沿二次进气中间部件轴线形成，从二次进气中间部件的进气口开始，至少大部分废气通道22的直径逐渐减小；空气通道21与二次进气阀组件8相连通的进气口以外的部分仅向废气前进方向敞口。废气通道22与空气通道21的具体设置可参考图3-6中二次进气中间部件的结构。通过废气通道22直径的内缩，使得其边缘压力上升，则在临近出气口的周缘区域产生负压。也就是该实施例中通过直径的减小来使得气体通过时在临近出气口的周缘区域产生负压。

在另一个实施例中，废气通道22的出气口截面积小于内部截面积，空气通道21沿废气通道22的外周缘形成，且空气通道21与二次进气阀组件8相连通的进气口以外的部分仅具有与废气通道22的出气口相邻的敞口。该实施例与上述实施例的不同在于，废气通道22是通过出气口截面积的缩小来提升边缘气压，而内部通道的直径是否逐渐减小可以不做限定。上述实施例则是通过废气通道22的至少大部分直径逐渐减少来提升边缘气压，也就是主要通过内部通道的直径变化来形成负压。通过前述方式在邻近出气口的周缘区域产生负压，结构简单，便于二次进气中间部件加工，成本较低。

在图7所示实施例中，二次进气中间部件整体为圆柱状。采用圆柱状结构，便于拆装，且四周方向上气体流动更为均匀，且不存在边角结构，避免了边角对流速的不利影响。

需要说明的是，二次进气中间部件的具体结构及设置等均可参照上述通用发动机中二次进气中间部件的相关设置，此处不再一一赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。