CN106894858A - 旋转式配气机构 - Google Patents
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Abstract
本发明的名称为旋转式配气机构。涉及往复活塞式四冲程内燃机的配气领域。本发明主要针对气门式配气机构进气流速越高，充量系数越小，成反比的问题。旋转式配气的技术要点：1.配气盘13在汽缸盖8内旋转，配气孔轮流扫过进气孔和排气孔，以此来实现正时配气；2.在进.排气过程中，缸内与进.排气道直通，无任何阻碍，使缸内的充量系数在任何工况下都可以保证最大，并可以对缸内进气流动的形式和强度实现可控可调。综上所述，本发明将代替气门式配气机构作为往复活塞式四冲程内燃机的新配气方法。
Description
技术领域
本发明涉及往复活塞式四冲程内燃机的配气领域。
背景技术
往复活塞式四冲程内燃机上一直采用的是气门式配气机构。由于该机构采用的“菌形”气门头，在进气时会产生气阻，对进气气流形成阻碍，造成进气流速与充量系数相互制约成反比的现象。当进气流速增大时，充量系数减小，在进气平均流速超过0.5Ma时，充量系数急剧下降。采用气门式配气机构的往复活塞式四冲程内燃机,只能通过增大进气面积、降低进气流速的方法来保证充量系数，但此举直接影响到缸内空气的运动。内燃机缸内空气运动对混合气的形成和燃烧有着决定性的影响。同时气门头向缸内开闭占用了一定空间，使废气不易排尽。
发明内容
为了解决气门式配气机构对缸内空气运动的不利影响，发明了旋转式配气机构。
作为一种在往复活塞式四冲程内燃机上新的配气方法，首先要满足正时配气的要求。如图1所示,以单缸为例，汽缸盖上开有分别连接进.排气道的通孔（通孔的大小.具体形状根据实际需要的气体流速大小和加工工艺而定，此处以扇形孔为例）。配气盘上开有用于配气的.如上述同形的通孔。
由往复活塞式四冲程内燃机的配气原理可知，四冲程正时配气必须要在360度内完成，即每冲程所占角度为90度。
旋转式配气机构开始工作时，配气盘紧贴汽缸盖作同心转动（旋转方向假定为逆时针），其转速为曲轴转速的二分之一，如图2所示。当曲轴位于下止点，缸内准备排气时，配气孔与排气孔的初始边相重合（即配气盘安装时相对于汽缸盖的初始位置）。配气盘开始转动，排气孔逐渐打开，直至配气盘旋转45度时，排气孔开度最大，此后逐渐减小，至90度时排气孔完全关闭。此时配气孔的初始边正好与进气孔的初始边重合，配气盘继续转动，进气孔逐渐打开，转至135度时进气孔开度最大，此后进气孔逐渐减小，转至180度时，进气孔完全关闭。在配气过程中，缸内与进.排气道直通，中间无任何阻碍。配气盘转动的180~360度用于缸内气体的压缩与作功冲程。再继续转动，进入下一循环。
当进气孔或排气孔需要早开时，只需要将进.排气孔的始边向前移适当的角度。同理，当进气孔或排气孔需要迟闭时，只需要将进.排气孔的终边向后移适当的角度。
旋转式配气机构与气门式配气机构相比有以下有益效果：
1.旋转式配气在进.排气过程中，缸内与进.排气道直接连通，无任何阻碍，使缸内的充量系数在任何工况下都可以保证最大。同时还可以通过调节进气道的进气角度，在缸内形成不同形式的气体流动（涡流、紊流……）；通过调节进排气孔的大小，可改变进气流速，从而使缸内气体运动的强度可控可调。气体流动形式和强度的可控可调有利于确定最合适节能减排的气体运动形式和强度。
2.制造成本低，以单缸为例，旋转式配气机构的制造成本比气门式配气机构一个单气门的制造成本还要低。
3.因为配气盘紧贴汽缸盖旋转，没有往复质量，所以运动更平稳，更可靠，使用寿命更长。润滑和冷却都很方便。同时，还为缸内废气彻底排尽创造了条件。
附图说明
图1为配气盘和汽缸盖的结构示意图。
图2为旋转式配气的原理图。
图3为旋转式配气在单缸往复活塞式内燃机汽缸盖上的安装示意图。
具体实施方式
旋转式配气机构的具体实施方法以装配在单缸往复活塞式四冲程内燃机上时为例进行说明。
如图3所示，旋转式配气机构的零件包括：螺帽1、弹垫2、平垫3、配气齿轮4、配气盘连接轴5、垫圈6、配气预紧弹簧7、汽缸盖8、内六角螺钉9、承压盘10、键11、销12、配气盘13。
具体工作说明：配气齿轮4将转动通过配气盘连接轴5传输给配气盘13。其中配气齿轮4通过螺帽1、弹垫2、平垫3及键11来固定在配气盘连接轴5上。而配气盘连接轴5与配气盘13螺纹连接，并用销12周向固定。
火花塞或喷油嘴从配气盘连接轴5上通孔插入并固定在承压盘10上。
为了保证配气盘13与汽缸盖8之间的密封，要求配气盘13时刻紧贴汽缸盖8上壁。为此配气盘连接轴5轴肩与汽缸盖8之间安装有垫圈6和配气预紧弹簧7。
为了防止配气盘13受到缸内高温高压气体的压力而产生极大的摩擦力，本发明设有与汽缸盖8开有一样通孔的承压盘10。承压盘10与汽缸盖8通过内六角螺钉9连接，并将配气盘13包夹在两者中间。配气盘13仅受承压盘10通孔处的缸内气体压力。
综上所述，本实例对旋转式配气机构在单缸上的应用进行了示范性的描述。在多缸往复活塞式四冲程内燃机上应用需要通过传动机构将动力传输给每个缸的旋转式配气机构，并保证每个缸的旋转配气机构能同时运转。
Claims (1)
1.旋转式配气机构通过旋转的方式实现正时配气。其特征（即请求保护的范围）：汽缸盖8上开有分别连接进气道和排气道的通孔（通孔的大小和具体形状根据实际需要的气体流速和加工工艺而定）。配气盘13上开有用于配气的如上述同形通孔。配气盘13紧贴汽缸盖8作同心转动。
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2017
- 2017-02-24 CN CN201710104362.9A patent/CN106894858A/zh active Pending
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