專利名稱：往復(fù)式四沖程內(nèi)燃機(jī)擺動(dòng)葉片式換氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本方案涉及往復(fù)式四沖程內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋上的進(jìn)氣與排氣，能夠降低進(jìn)氣與排氣的阻力，降低氣閥的熱負(fù)荷。
背景技術(shù)：
目前往復(fù)式四沖程內(nèi)燃機(jī)的換氣方式是在發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋上分別設(shè)置進(jìn)氣閥與排氣閥，并有進(jìn)氣與排氣兩個(gè)凸輪分別驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣與排氣閥，進(jìn)氣閥在進(jìn)氣沖程起進(jìn)氣作用，排氣閥在排氣沖程起排氣作用。在氣缸蓋上有限的空間內(nèi)設(shè)計(jì)的進(jìn)排氣道在氣閥的位置截面最小，氣閥處的局部阻力大。排氣閥還受高溫燃?xì)鉀_刷，熱負(fù)荷高。現(xiàn)在每個(gè)氣缸有用四氣閥以上的換氣機(jī)構(gòu)，乃至十六氣閥來減小氣道在氣缸蓋部分的阻力。
發(fā)明內(nèi)容
為了降低進(jìn)排氣阻力與氣閥的熱負(fù)荷在氣缸蓋上將進(jìn)排氣道連通，然后在進(jìn)排氣道中間安置一個(gè)擺動(dòng)葉片(以下簡(jiǎn)稱擺葉)，同時(shí)改氣閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使氣閥在排氣與進(jìn)氣沖程都保持打開。擺葉由凸輪與四杠機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，擺葉定時(shí)的擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)定時(shí)的關(guān)閉進(jìn)氣道與打開排氣道、定時(shí)的關(guān)閉排氣道與打開進(jìn)氣道，讓冷熱氣流的交替流過氣閥，降低氣閥的熱負(fù)荷；氣閥的流通時(shí)間由原來的單個(gè)沖程增加到兩個(gè)沖程，在單位時(shí)間內(nèi)的流通面積增大了就降低了流通阻力。
圖1縱坐標(biāo)θ為擺葉擺角，擺角在中間位置為0°，在排氣口位置為θmax、在進(jìn)氣口位置為-θmax， 橫坐標(biāo)CA為曲柄轉(zhuǎn)角、0-180°為壓縮沖程、180-360°為作功沖程、360-540°為排氣沖程、540-720°為進(jìn)氣沖程。
圖2縱坐標(biāo)S為氣閥升程，Smax為最大氣閥升程，橫坐標(biāo)CA為曲柄轉(zhuǎn)角、0-180°為壓縮沖程、180-360°為作功沖程、360-540°為排氣沖程、540-720°為進(jìn)氣沖程。
圖31、凸輪軸 2、滾輪 3、短擺桿 4、傳動(dòng)軸 5、長(zhǎng)擺桿 6、鉸鏈7、連桿 8、鉸鏈 9、擺桿 10、擺葉軸 11、擺葉工作原理側(cè)置于缸體上的圓柱凸輪1驅(qū)動(dòng)帶滾輪2的短擺桿3繞傳動(dòng)軸4擺動(dòng)，軸4穿過缸體到氣缸蓋，氣缸蓋一端的長(zhǎng)擺桿5隨之?dāng)[動(dòng)；長(zhǎng)擺桿5通過鉸鏈6、連桿7、鉸鏈8驅(qū)動(dòng)擺桿9繞擺葉軸10擺動(dòng)，軸10上的擺葉11隨之?dāng)[動(dòng)。
圖41、凸輪軸 2、滾輪 3、鉸鏈 4、擺桿 5、鉸鏈 6、連桿7、鉸鏈 8、擺桿 9、擺葉軸 10、擺葉工作原理置于氣缸蓋上的圓柱凸輪1驅(qū)動(dòng)帶滾輪2的擺桿4繞鉸鏈3擺動(dòng)；擺桿4擺桿通過鉸鏈5、連桿6、鉸鏈7驅(qū)動(dòng)擺桿8繞軸9擺動(dòng)，軸9上的擺葉10隨之?dāng)[動(dòng)。
圖5單氣閥雙側(cè)進(jìn)排氣氣缸蓋的排氣、掃氣、進(jìn)氣過程。
圖6雙氣閥雙側(cè)進(jìn)排氣氣缸蓋的排氣、掃氣、進(jìn)氣過程。
圖7三氣閥雙側(cè)進(jìn)排氣氣缸蓋的排氣、掃氣、進(jìn)氣過程。
圖8四氣閥雙側(cè)進(jìn)排氣氣缸蓋的排氣、掃氣、進(jìn)氣過程。
圖9雙氣閥單側(cè)進(jìn)排氣氣缸蓋的排氣、掃氣、進(jìn)氣過程。
圖5至圖9中1、擺動(dòng)葉片 2、氣閥 3、氣缸蓋主體 4、氣閥座 5、氣缸實(shí)施方式將四沖程內(nèi)燃機(jī)的每個(gè)氣缸蓋的進(jìn)排氣道連通如圖6所示，并在中間安置一個(gè)擺葉，擺葉的擺角與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系如圖1。改變?cè)瓪忾y驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，氣閥的驅(qū)動(dòng)由一個(gè)凸輪來完成，使氣閥的升程曲線變成圖2的曲線。另一個(gè)凸輪改成驅(qū)動(dòng)擺葉的凸輪，側(cè)置凸輪改成如圖3結(jié)構(gòu)，頂置凸輪軸改成如圖4結(jié)構(gòu)。擺杠將擺幅放大，這樣在凸輪軸壓力角允許的范圍內(nèi)，凸輪軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)小角度，擺葉可以進(jìn)氣口與排氣口之間迅速擺動(dòng)。
氣閥與擺葉的工作原理四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在作功沖程末、氣閥打開之前，擺葉擺到進(jìn)氣道的位置將進(jìn)氣口封住(如圖6左邊部分)，之后氣閥在凸輪的驅(qū)動(dòng)下活塞在下止點(diǎn)之前打開，燃燒的廢氣從排氣口排出。排氣沖程結(jié)束時(shí)擺葉開始從進(jìn)氣口側(cè)擺向排氣口側(cè)，當(dāng)擺葉擺到中間位置時(shí)，由于氣體的慣性作用從進(jìn)氣口進(jìn)來的新鮮空氣將氣缸內(nèi)剩余的廢氣排出(如圖6中間部分)，到了進(jìn)氣沖程擺葉將排氣口封住(如圖6右邊部分)，氣閥在凸輪的驅(qū)動(dòng)下保持打開，新鮮的空氣從進(jìn)氣口從打開的氣閥進(jìn)入氣缸，直到氣閥關(guān)閉完成進(jìn)氣過程。擺葉式換氣機(jī)構(gòu)氣閥數(shù)量可以設(shè)計(jì)成單個(gè)、雙個(gè)、三個(gè)、四個(gè)分別如圖5、圖6、圖7、圖8。進(jìn)氣方向可以是沿曲軸方向雙側(cè)進(jìn)排氣或單側(cè)進(jìn)排氣如圖6、圖9。
權(quán)利要求
1.四沖程內(nèi)燃機(jī)缸蓋上的氣閥在排氣與進(jìn)氣沖程保持打開。
2.四沖程內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通道與排氣通道在氣缸蓋上靠進(jìn)氣閥處聯(lián)通，在通道之間裝一個(gè)擺動(dòng)葉片，擺動(dòng)葉片在內(nèi)燃機(jī)的排氣沖程將通往氣缸頭外的進(jìn)氣道封住后氣閥與排氣管相通，擺動(dòng)葉片在內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣沖程將通往氣缸頭外的排氣道封住后氣閥與進(jìn)氣管相通。
全文摘要
目前四沖程往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣與排氣分別由進(jìn)氣閥與排氣閥來完成。本裝置將氣缸蓋上的進(jìn)氣道與排氣道在氣閥旁邊連通，改變氣閥的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使氣閥(原為排氣閥與進(jìn)氣閥)在進(jìn)氣沖程與排氣沖程都保持打開，在氣缸蓋上連通進(jìn)氣道與排氣道通道的中間部分置一個(gè)擺動(dòng)葉片，擺葉的驅(qū)動(dòng)方式如圖。凸輪驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)葉片在進(jìn)氣沖程封住排氣口、在排氣沖程封住進(jìn)氣口，與打開的氣閥配合完成進(jìn)氣與排氣。本裝置提高氣閥的流通時(shí)間，在不改變氣閥大小的情況下等于增大了氣閥的流通面積，降低了進(jìn)排氣的阻力；且氣閥上有冷熱氣流經(jīng)過，與原來的排氣閥相比熱負(fù)荷降低了許多。
文檔編號(hào)F02F1/42GK1837597SQ20061007763
公開日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2006年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月16日
發(fā)明者陳崟 申請(qǐng)人:陳崟