CN112219014A - 用于内燃机的进气和排气阀系统 - Google Patents

Abstract

在内燃机中，第一和第二旋转件在由连接到发动机的曲轴的末端的驱动齿轮驱动时，在发动机气缸两边在发动机气缸外侧旁边旋转，其中第一和第二旋转件中的一个用于进气阀及一个用于排气阀。每一旋转件可包括靠近其外周具有阀口或孔的环形齿轮，该阀口或孔与对应的靠近气缸顶部穿过气缸壁形成的阀口循环地对准。用于控制阀定时的方法包括使包含第二阀口的旋转件周期性地与第一开口同步对准的步骤，从而控制空气/燃料混合物和废气通过发动机的燃烧循环的通道。

Description

用于内燃机的进气和排气阀系统

技术领域

本申请总体上涉及内燃机，尤其涉及用于控制内燃机的进气阀系统和排气阀系统的装置和方法。

背景技术

内燃机准许可燃混合物通常为空气和燃料如汽油的混合物或者汽油和乙醇的混合物进入封闭室，其将通过高能脉冲如电火花点燃。在柴油发动机的情形下，点火在进入的空气通过压缩加热并与喷入燃烧室的燃料混合时发生。点燃的燃料的膨胀迫使活塞或通过往复或旋转运动连接的其它部件移动，导致称为曲轴的输出轴循环旋转。旋转的曲轴可通过传动或驱动轴连接以向机器如汽车或设备提供动力。发动机的输出可通过调节进入燃烧室的空气/燃料混合物进行控制。

在内燃机的设计中，有三种必须满足的定时功能：(1)对控制空气进入燃烧室和排出气体从燃烧室排出的通道的阀定时；(2)对燃料喷入空气/燃料混合物或者喷入燃烧室定时；及(3)对提供燃烧室中的空气/燃料混合物的点燃的火花或其它高能脉冲定时。

传统类型的用于内燃机的进气和排气阀系统的装置众所周知，包括凸轮轴控制的往复式提升阀机构，其中弹簧加载阀由嵌入在发动机机体中的凸轮轴启动并由连接到凸轮轴的齿轮驱动，凸轮轴与连接到其的齿轮啮合。作为备选，凸轮轴可位于发动机机体外面并由与曲轴同步的带齿皮带和皮带轮结构驱动。凸轮轴具有精确成形的凸角，其将凸轮轴的旋转运动通过安装在气缸头上的升降器、推杆和摇臂转换为给阀杆(所谓的“阀系”)的直线运动，阀杆在穿过气缸头的阀引导通道中往复运动。阀杆的另一端上的提升阀在弹簧张力下保持关闭，直到凸轮轴凸角在通过阀系导致的运动中使升降器提升从而打开该阀为止。作为备选，凸轮轴可直接安装在气缸头上并位于阀上方，其中凸轮轴上的凸角可直接接触阀杆或居间阀升降器。凸轮轴可由耦合到与曲轴连接的链轮或皮带轮的链条或皮带驱动。这些类型的提升阀系很复杂，具有许多经历往复运动和磨损的、相当高质量的精确移动的部分，并需要大量维护。

其它阀系统如其中阀元件通过一机构旋转以将阀通道移动到与入口或出口通道对准的旋转阀概念上为最简单的阀系统，其应用于从水龙头到铜管喇叭乐器甚至某些类型的发动机的应用。在这样的阀系统比低效率且复杂的用于操作进气和排气阀的往复机构简单的同时，传统的设计仍包括遭受多种问题的机构。因而，需要一种用于操作内燃机的进气和排气阀的、概念简单的、斜率高的、实用的、且成本效能高的机构。

发明内容

用于内燃活塞式发动机的阀系统，其中所述发动机具有可旋转地安装在发动机机体的曲轴箱部分中的曲轴及在发动机机体内形成并在其下端通向曲轴箱的发动机气缸，所述阀系统包括设置成穿过发动机气缸侧壁进入发动机气缸上部的第一开口及穿过旋转开口件沿旋转开口件的一半径设置的第二开口；其中旋转开口件设置成靠着发动机气缸侧壁旋转，使得第二开口和第一开口由于曲轴转动而连通对准。阀系统优选包括至少一旋转驱动件，用于使曲轴的旋转耦合到旋转开口件的旋转从而控制第一开口和第二开口的连通对准的定时。

在一方面，至少一旋转驱动件包括连接到曲轴并与曲轴的轴对准的环形齿轮，绕环形齿轮具有多个与对应的绕旋转开口件形成的齿啮合的齿轮齿。在该方面，对于四冲程循环运行，绕旋转驱动件的齿轮齿数量等于绕旋转开口件设置的齿轮齿数量的一半，使得对于旋转开口件的每一转，旋转驱动件旋转完整的两转。在备选方面，对于两冲程循环运行，绕旋转驱动件的齿轮齿数量等于绕旋转开口件设置的齿轮齿数量，使得对于旋转开口件的每一转，旋转驱动件旋转完整的一转。

在第二实施例中，旋转开口件包括旋转盘及具有第一和第二平行边缘并在其第一边缘同轴连接到旋转盘的朝向发动机气缸的那一侧的圆柱形形状的环，旋转盘绕其外周设置有多个齿轮齿，其中第二开口形成在所述环中及第一和第二平行边缘之间。在该实施例中，第一开口包括穿过发动机气缸的顶侧的一部分设置的第一孔，其设置成与发动机气缸的开放端相对，第二孔设置在圆柱形形状的环中，第二孔具有在第一和第二开口连通对准时与第一开口对应的形状和大小，及发动机气缸的顶侧为气缸头。

在第二实施例的一方面中，至少一旋转驱动件包括连接到曲轴并与曲轴的轴对准的环形齿轮，绕环形齿轮具有多个与对应的绕旋转开口件形成的齿啮合的齿轮齿。在该方面，对于四冲程循环运行，绕旋转驱动件的齿轮齿数量等于绕旋转开口件设置的齿轮齿数量的一半，使得对于旋转开口件的每一转，至少一旋转驱动件旋转完整的两转。在备选方面，对于两冲程循环运行，绕旋转驱动件的齿轮齿数量等于绕旋转开口件设置的齿轮齿数量，使得对于旋转开口件的每一转，至少一旋转驱动件旋转完整的一转。

附图说明

图1A-1J示出了图示本发明一系列实施例的几个部件的等角视图；

图2示出了本发明第一实施例的等角视图；

图3示出了本发明第二实施例的等角视图；

图4示出了本发明第三实施例的等角视图；

图5示出了本发明第四实施例的等角视图；

图6示出了本发明的概念性实施例的示意性截面图；

图7示出了按图2实施例形成的发动机气缸的侧视图；

图8示出了用在图2的实施例中的多阶段阀系统的四个视图即图8A-8D；

图9示出了根据图2的实施例的发动机气缸的自顶向下剖视图，其包括图8中所示的多阶段节流阀系统(处于关闭节流状态)；

图10示出了根据图2的实施例的发动机气缸的自顶向下剖视图，其包括图8中所示的多阶段节流阀系统(处于打开节流状态)；

图11示出了图4实施例的气缸头部分的等角视图；

图12示出了与图11的实施例一起使用的正时齿轮组；

图13示出了与图1所示的一系列实施例的部件对应的一系列象征性截面图；

图14A和14B示出了根据本发明的用于对内燃机的进气阀和排气阀的工作定时的方法；及

图15示出了根据本发明的用于密封进气口和排气口的备选结构。

具体实施方式

本发明相对于目前技术发展水平的进步在于，不需要传统的凸轮轴和往复式阀系来控制内燃机(ICE，internal combustion engine)如众所周知的两或四冲程循环、火花点火发动机的进气和排气循环的定时。本发明系统包括进气口阀和排气口阀，用于允许空气/燃料混合物进入气缸及从气缸排出燃烧废气。这些阀的打开和关闭的定时或同步是内燃机中必须满足的三种定时功能之一：对这些阀、燃料喷射、及提供空气/燃料混合物的点火的火花或其它高能脉冲定时。

原则上，这些阀配置为与进或出发动机气缸的、固定的进气口和排气口相邻设置的旋转件中形成的开口或孔。该概念在附图中针对单气缸、四冲程循环发动机进行图示，但可适应于两冲程循环发动机及其它工作循环。附图包括几个备选实施例的视图，这些实施例取决于进入气缸的固定开口的位置及旋转开口与固定开口的循环、同步对准的配置。所示范例示出了体现在本发明中的旋转阀口(RVP，rotating valve port)概念的变化。在一些例子中，RVP与在发动机气缸的侧壁中形成的固定阀口周期性对准。在其它例子中，RVP与在发动机气缸的顶侧或顶板(通常称为气缸头)中形成的固定阀口周期性对准。在两种例子中，阀口通向设置在发动机气缸的上部中的燃烧室。每一发动机气缸包括与其燃烧室连通的进气阀口和排气阀口。与进气口或排气口连接的进口通道和出口通道分别可以是歧管的一部分，如典型的内燃机中那样。

在下面结合附图的描述中，需要定义几个术语。在这里所示的实施例中，活塞通过其进行往复的发动机气缸在与曲轴箱相对的那一端包括燃烧室。燃烧室可位于气缸的上部内及其容积的一部分在形成气缸顶侧的气缸头中。发动机气缸可由具有内表面和外表面的缸壁(在此称为侧壁)形成。旋转阀口结构可以是盘形或环形齿轮或者具有圆柱形环或在一侧具有圆柱形延伸部的环形齿轮。在一些实施例中，圆柱形环可具有相当短的轴向长度。在其它实施例中，圆柱形环可以细长以具有更可观的长度使得其类似于管状件。

旋转阀口结构(亦称作旋转开口件)也可理解为从动齿轮，其与连接到曲轴的驱动齿轮啮合并与曲轴共享其轴。此外，旋转阀口可由设置在轴上的轴承如固定到发动机机体的凸肩螺栓支撑。轴承及轴的细节在附图中省略，以使得旋转阀口的实质特征清晰。轴承和轴为本领域技术人员充分了解的机械件。在一例子中，设置在作为轴的凸肩螺栓上的衬套或轴承可用于支撑旋转阀口。作为备选，半圆形托架可在类托架结构中支撑旋转阀口。轴承表面可包括巴氏(babbit)型轴瓦、滚珠、衬套、或者简单地用耐磨陶瓷化合物硬化或涂覆的轴承表面。与移动部分接触的其它表面也可用耐磨陶瓷化合物硬化或涂覆。

附图按如下所述进行组织。图1示出了旋转阀口概念的10个示例性实施例中的每一实施例的等角视图。图2-5示出了图1中所示实施例中的四个的放大例子，以图示发动机的主要部分的关系。图2-5的四个实施例示出了本发明的两种基本配置类型：(A)沿发动机气缸的外侧放置旋转阀口(图2和5)，及(B)将旋转阀口放置在发动机气缸的顶侧上方以通过气缸头连接进口或排气通道(图3和4)。图6示出了A型配置的示意性截面图，以描述旋转阀口侧面设置的实施例的结构和运行。图7示出了在A型配置中阀口周围的密封结构的一实施例。图8A-8D、9和10示出了与旋转阀概念的实施例一起使用的第二多阶段阀的、改变阀口截面积的几种状态。图11-12为B型配置即顶侧设置旋转阀口实施例的示意性图示。图13示出了图1中所示十个实施例的象征性表示。图14提供进气阀和排气阀的工作的定时方法的流程图。图15示出了密封结构的一实施例，其限制气体泄漏到开口结构的旋转和固定部分之间的开口通道中的接头周围的中间区域。此外，在图1-5中，发动机气缸、燃烧室及歧管被从等角视图省略以更清楚地显现旋转阀口与活塞的关系，这将在下面的描述中变得清楚。图6的视图包括发动机气缸头和燃烧室。

图1A-1J示出了图示本发明的一系列实施例的几个部件的等角视图。这些图示包括曲轴和活塞组合件、旋转齿轮部件、及发动机机体外面，但省略了发动机气缸、气缸头和歧管以更清楚地图示该结构的主要部件。示出了十种配置，表示旋转阀口的两种方位，即设置成与发动机气缸的外侧相邻(A型)或设置成与发动机气缸的顶部或气缸头相邻(B型)。本发明的概念针对单气缸、四冲程循环发动机进行图示，但可适应于针对四冲程或两冲程循环运行形成的多气缸发动机，及可适应于设计成基于汽油、柴油和其它类型的燃料工作的发动机。每一实施例用RVP-1、RVP-2、...RVP-10形式的标识符进行标记，其中RVP指“旋转阀口”配置。例子RVP-1、4、5、8和10示出了该阀口配置的A型实施例，RVP-2、3、6、7和9示出了该阀口配置的B型实施例。

旋转阀口被形成在旋转齿轮中或者旋转齿轮一侧的圆柱形延伸部中。旋转齿轮(亦称作旋转开口或从动齿轮)由设置在旋转曲轴上的驱动齿轮驱动。在一些实施方式中，空转齿轮可设置在驱动齿轮与旋转阀口齿轮之间。在旋转开口形成在旋转齿轮一侧的圆柱形延伸部中的实施例中，圆柱形延伸部构造为圆柱形的环，其具有形成圆柱形延伸部的端部的第一和第二平行边。在一些实施例中，圆柱形延伸部表现为“短”柱体，在其它实施例中，圆柱形延伸部表现为较长的柱体。在任一情形下，圆柱形延伸部可在其第一边同轴连接到朝向发动机气缸的旋转盘的一侧，使得第二开口在第一和第二平行边之间的环中形成，如图1中针对RVP-2、RVP-6及RVP-7配置所示。

一般地，旋转开口及在发动机气缸外壁中形成的固定开口可被形成为旋转开口阀的旋转的径向的狭长孔。发动机气缸外壁中的固定开口可沿发动机气缸表面的周边定向，并被形成为从正方形到狭长形状变化的简单矩形，或者其可被形成为圆形或椭圆形。其它形状和定向也是可能的，并不限于前述备选形状和定向。同样，旋转开口在旋转阀盘中的形状和定向也可变化。随着旋转阀通过发动机气缸壁中的固定开口，由于旋转阀开口通过固定开口，该阀打开，首先递增打开区域截面，达到最大孔，然后递减打开区域截面。阀口的形状可变化以调整特定的阀开口轮廓从而适合发动机设计的特性。例如，该形状可进行调整以改变阀口孔增大和减小的速度。

图1A中的RVP-1(附图标记10)示出了第一和第二旋转齿轮，每一旋转齿轮设置在活塞两侧。每一旋转齿轮包括穿过齿轮体靠近齿轮周边形成的开口。随着齿轮旋转，齿轮中的开口变得与发动机气缸的上侧壁中的固定开口周期性对准。该实施例可被视为初始的且最基本的实施方式。图1B中的RVP-2(附图标记40)类似，但在一个关键方面不同：旋转开口被形成在每一旋转齿轮的朝向活塞那一侧的短、圆柱形延伸部中。该圆柱形延伸部可被形成为薄环，其中环体截面的轴向长度实质上大于环体截面的径向厚度。随着RVP齿轮旋转，圆柱形延伸部或环在发动机机体及气缸头中形成的凹凸部中转动(该凹凸部未在图1B中示出)，使得旋转开口变得在形成发动机气缸的顶端的气缸头中的固定开口上方周期性对准。在开口孔对准的时间段期间，传入的空气(或者空气/燃料混合物)从进气歧管通道(未示出)进入，或者输出的废气被输出到排气歧管通道(未示出)内。

图1C中的RVP-3(附图标记70)及图1I中的RVP-9(附图标记250)为旋转开口的顶侧布置的变化或备选实施例，其中旋转开口被形成于在与气缸顶侧平行且在气缸头或气缸顶侧中的固定开口上方和上面的平面中旋转的齿轮中。

图1F中的RVP-6(附图标记160)及图1G中的RVP-7(附图标记190)为旋转开口的顶侧布置的变化或备选实施例，其中旋转开口被形成在旋转齿轮的圆柱形延伸部中并位于气缸头或气缸顶侧中的固定开口上方和上面。

图1D中的RVP-4(附图标记100)及图1J中的RVP-10(附图标记280)为旋转开口侧面布置的变化或备选实施例，其中该开口被形成在其旋转轴沿发动机气缸的中心线的旋转齿轮的向下设置的圆柱形延伸部中。这两个实施例在将旋转齿轮连接到曲轴的从动齿轮的组合方面不同。图1D中的RVP-4(附图标记100)采用单一驱动齿轮，图1J中的RVP-10(附图标记280)采用设置在中间圆柱形连接管的两端的第一和第二小驱动齿轮。

图1E中的RVP-5(附图标记130)及图1H中的RVP-8(附图标记220)为旋转开口侧面布置的变化或备选实施例，其中该旋转开口被形成在气缸壁中，其在图1E中在重合的轴上旋转(RVP-5)及在图1H中在与发动机气缸的轴平行的轴上旋转(RVP-8)，并周期性地将旋转开口定位成与发动机气缸的侧壁中的固定开口对准。RVP-5(附图标记130)靠着发动机气缸将旋转气缸放在与发动机气缸分离的旋转轴上。RVP-8(附图标记220)绕发动机气缸放置旋转气缸使得其与发动机气缸共享旋转轴即二者的旋转轴重合。

在图1所示的十种配置中，旋转阀口的两个侧面布置的例子将在图2和5中描述。类似地，旋转阀口的两个顶侧布置范例将在图3和4中描述。所有例子在结构和运行方面均使用类似的概念和部件。每一部件通过附图标记识别，如果在一个以上的图中示出，具有同样的附图标记。然而，为清晰起见，图2、3、4和5在等角视图中省略了发动机气缸。参考图6，其示出了发动机气缸310和气缸头330的截面图，并示出了发动机气缸310中的气缸阀口322(进气)和326(排气)的关系。

图2示出了本发明的第一实施例RVP-1(附图标记10)的等角视图，即发电机组合件10具有侧面设置的旋转阀口概念的例子。概要地，发电机组合件10包括发动机机体11、曲轴箱12、及被支撑在发动机机体11与曲轴箱12的结合部中的曲轴13。活塞15通过连接杆14连接到曲轴13，用于在发动机气缸310(参见图6)内往复运动。在组合件10的一侧为旋转齿轮16，其与曲轴13上的驱动齿轮17啮合使得旋转齿轮16在发动机气缸310的第一侧旁边旋转。在旋转齿轮16中，进气口20贯穿旋转齿轮16的主体形成，及旋转齿轮16绕中心22上的轴旋转。类似地，在组合件10的第二侧为旋转齿轮18，其与曲轴13上的驱动齿轮19啮合使得旋转齿轮18在发动机气缸310的第二侧旁边旋转。在旋转齿轮18中，排气口21(在该图中看不见，但可在例如图6中看见)贯穿旋转齿轮18的主体形成，及旋转齿轮18绕中心23上的轴旋转。

继续参考图2，示出了多阶段节流阀24(MS阀)，其已从通道25抽回。MS阀可位于旋转进气阀口20与发动机气缸310(参见图6)的壁中的固定进气阀口之间并配置成改变通过进气阀口进入发动机气缸310的通道的截面积。阀24的操作将在图8中描述。孔28可攻有螺纹并提供来用于火花塞30或其它高能点火部件如激光点火器。另一孔29可攻有螺纹并提供来在提供直接燃料喷射时用于燃料喷射器31，这在所示实施例中是首选方案。如本领域众所周知，燃料可被引入或喷射到开口或歧管通道内以在其被允许通过进气口进入发动机气缸之前与传入的空气混合。后者的另一例子为节流体喷射结构，其中节流阀和燃料喷射器均沿歧管的进气口按传统化油器的方式进行设置。

图3示出了本发明的第二实施例RVP-2的等角视图，即旋转阀口顶侧布置概念的例子。概要地，发电机组合件40包括发动机机体41、曲轴箱42、及被支撑在发动机机体41与曲轴箱42的结合部中的曲轴43。活塞45通过连接杆44连接到曲轴43，用于在发动机气缸310(参见图6)内往复运动。在组合件40的一侧为旋转齿轮46，其与曲轴43上的驱动齿轮47啮合使得旋转齿轮46在发动机气缸310的第一侧旁边旋转。

在旋转齿轮46中，进气口20形成在旋转齿轮46的圆柱形环即短圆柱形延伸部52中，及旋转齿轮46绕中心54上的轴旋转。类似地，在组合件40的第二侧为旋转齿轮48，其与曲轴43上的驱动齿轮49啮合使得旋转齿轮48在发动机气缸310的第二侧旁边旋转。在旋转齿轮48中，排气口21形成在旋转齿轮48的短圆柱形延伸部53中，及旋转齿轮48绕中心55上的轴旋转。

继续参考图3，示出了多阶段节流阀56，其已从通道57抽回。阀56可位于旋转进气阀口50与发动机气缸310的壁中的固定进气阀口(参见图6)之间并配置成改变通过进气阀口进入发动机气缸310的通道的截面积。阀56的操作将在图8中描述。孔58可攻有螺纹并提供来用于火花塞60或其它高能点火装置。另一孔59可攻有螺纹并提供来用于燃料喷射器61。

图4示出了本发明的第三实施例RVP-6的等角视图，即旋转阀口顶侧布置概念的第二例子。其通过使相应的齿轮位于图4的视图的后侧而用透视图更清楚地示出了旋转阀。概要地，发电机组合件160包括发动机机体161、曲轴箱162、及被支撑在发动机机体161与曲轴箱162的结合部中的曲轴163。活塞165通过连接杆164连接到曲轴163，用于在发动机气缸310(参见图6)内往复运动。

继续参考图4，在组合件160的第一侧为旋转齿轮166，其通过空转齿轮167B和167A连接到设置在曲轴163上的驱动齿轮167，使得旋转齿轮166导致连接到旋转齿轮166的圆柱形延伸部170沿它们共同的轴旋转及将在圆柱形延伸部170中形成的旋转开口孔171定位成与发动机气缸310的顶侧中的固定开口对准。类似地，第二旋转齿轮168也可通过空转齿轮167B和167A连接到设置在曲轴163上的驱动齿轮167，使得旋转齿轮168导致其连接到旋转齿轮168的圆柱形延伸部172沿它们共同的轴旋转及将在圆柱形延伸部172中形成的旋转开口孔173定位成与发动机气缸310的顶侧中的固定开口对准。该图中所示的多阶段阀174在多阶段阀口175中往复，与图3中所示的多阶段阀类似。孔178可攻有螺纹并提供来用于激光点火器或火花塞180。另一孔179可攻有螺纹并提供来用于燃料喷射器181。

关于RVP-6和RVP-7的实施，如图1中所示，具有第二下部(中间)空转齿轮和第一上部(中间)空转齿轮167A，用于将曲轴的旋转传递到旋转阀齿轮166和168。作为一种优选配置，示出了两个空转齿轮，其避免了可能在使用单一空转齿轮时更困难的空间考虑。另一问题是与四冲程或两冲程循环定时序列同步阀操作必需的齿轮比。还将注意到，第二旋转阀齿轮168可能偏离第一旋转阀齿轮166的平面以允许它们由同样的驱动-空转齿轮配置驱动。这些及其它有关问题将在描述图12时进一步讨论。

图5示出了本发明的第四实施例RVP-8的等角视图，即旋转阀口侧面设置的概念的第二例子。图5的等角视图在下面将结合图6的侧截面图描述。概要地，发电机组合件220包括发动机机体221、曲轴箱222、及被支撑在发动机机体221与曲轴箱222的结合部中的曲轴223。活塞225通过连接杆224连接到曲轴223，用于在发动机气缸内往复运动。为使这些发动机结构清晰起见，图5中未示出发动机气缸。然而，参考图6，示出了先前定义的典型A型侧面设置实施例的发动机气缸310的侧截面图，其包括贯穿发动机气缸310的壁设置的第二开口322(进气侧)和第二开口326(排气侧)。

继续参考图5，组合件220的第一侧为旋转齿轮226，其与曲轴223上的驱动齿轮227啮合，使得旋转齿轮226导致连接到旋转齿轮226的圆柱形延伸部242沿它们共同的轴旋转并将在圆柱形延伸部242中形成的旋转开口孔230(参见图6中的旋转开口320)定位成与进气口对准，例如设置在发动机气缸310的壁中的进气口322，如图6中所示。进气口322可设置在发动机气缸310的上部，其在图5的活塞225(或者图6中的活塞308)上方直接通向燃烧室336。类似地，第二旋转齿轮228也可耦合到设置在曲轴223上的驱动齿轮229，使得第二旋转齿轮228导致与其连接的圆柱形延伸部243沿它们共同的轴旋转，使得在圆柱形延伸部243中形成的旋转开口孔231与发动机气缸的壁中的排气口对准，例如图6的发动机气缸310中的排气口326。排气口326可设置在发动机气缸310的上部，直通到燃烧室336外面。

用于进口空气/燃料混合物及排气废气的进口和出口通道(未在图5中示出)可设置成通过相应的阀筒的一侧进入，从而与阀筒内的相应阀口连接。阀定时可通过齿轮的齿数设定，在四冲程循环发动机中，阀筒延伸部以曲轴速度一半的速度旋转。如图中所示，阀筒延伸部可被支撑在其直径稍大于阀筒的直径的圆柱形支承面中。阀筒可通过与发动机的加压润滑系统连接(未示出)进行润滑，类似于在曲轴箱中支承曲轴的曲轴轴颈轴承的润滑方式。阀筒的轴向长度可根据阀口开口的大小、发动机机体中的可用空间、发动机气缸的壁中的第二固定开口的位置等变化。然而，为使旋转件上的摩擦和载荷最小化，一般地，轴向长度可小于图4或5中所示的长度。

图6示出了根据本发明的具有旋转阀口的单气缸内燃机300的概念性实施例的示意性截面图。发动机机体302的表示包括曲轴304及连接到活塞308的下端并用于在气缸310内使能进行往复运动的连接杆306。与气缸310的壁相邻的是由曲轴304上的第一驱动齿轮314驱动的第一旋转阀齿轮312。类似地，第二旋转阀齿轮316由同样连接到曲轴304的第二驱动齿轮318驱动。旋转阀齿轮312包括进气阀口320，其与气缸310的壁上部中且刚好在气缸头330下面的进气口322对准。旋转阀齿轮316包括排气阀口324，其与气缸310的壁上部中且刚好在气缸头330下面的排气口326对准。用于点燃空气/燃料混合物的高能点火部件如激光点火器(未示出)或火花塞332设置在气缸头330的顶侧中并延伸到燃烧室336内。

继续参考图6，第一旋转阀口312可在穿过衬套340拧入发动机气缸310的壁中的螺孔342内的轴联杆或凸肩螺栓338上旋转。类似地，第二旋转阀口316可在穿过衬套346拧入发动机气缸310的壁中的螺孔348内的轴联杆或凸肩螺栓344上旋转。旋转阀口312、316的旋转轴分别由凸肩螺栓338和344形成。

可从几种备选方案开发密封旋转阀口结构的方案以包含进入或排出混合物或气体的泄漏。如众所周知的，密封发动机气缸与活塞之间的空间通过活塞环提供，通常一个活塞环用于控制润滑油的分散，及一个或两个其它活塞环用于防止燃烧气体进入曲轴箱并在ICE运行的两或四冲程循环期间保持气缸内的压力。其它备选方案包括垫圈和O形环。

图7示出了在图2的实施例中形成的发动机气缸310的侧视图。进气侧面352和排气侧面354在发动机气缸310的壁两侧经机械加工整平以提供接收由内垫圈356和外压缩环358形成的密封机构的平滑表面，其设置在发动机壁的进气口322侧和排气口326侧之间。在备选实施例中，通过在先前由压缩环358占用的沟槽中施加耐热合成化合物或垫圈，压缩环358可被密封环代替。用于密封环的沟槽可在旋转阀盘的盘面或发动机气缸310的壁中经机械加工而成，以提供图7中所示的密封结构。在一些实施例中，垫圈可以是特别成形为适合机械加工而成的沟槽的O形环。

在另一备选实施例中，密封的有效性可通过用高温陶瓷材料如陶瓷涂料涂覆发动机气缸310的壁及具有旋转阀口的旋转件的表面、内含陶瓷材料的可静电施加的粉末涂覆、或者仅粉末涂覆进行增强。涂层也可施加到将在图8A-10中描述的多阶段阀结构。这些陶瓷或粉末涂覆材料可提供更耐磨的表面光洁度，从而通过减小旋转阀口件与发动机气缸侧壁之间的摩擦而减少热积累。

用于密封RVP机构的其它方法或结构可包括发动机气缸的壁表面或旋转阀表面中机加工成的脊突和/或沟槽。例如，旋转阀盘的内表面可配备有两个同心圆柱形延伸部或环，径向布置在旋转阀盘中形成的阀口的任一侧上。密封可通过在发动机气缸的壁中形成对应的沟槽来接收圆柱形延伸部(环)而完成。使用该脊突-沟槽概念的另一例子在图15中示出。在图15中，发动机气缸的壁在第二阀口的边界附近可被机械加工以包括小脊突，其在发动机气缸的壁表面上方不大于约0.040”；及旋转阀盘的表面可在跨旋转盘中的第一阀口的径向尺寸的半径之间内凹同样的0.040”深度。在组装后，任何泄漏均被包含在发动机气缸的壁与旋转盘的内凹面之间并受内凹空间的外侧和内侧约束。该例子可被确定为(固定的)第二开口附近的脊突与第一(旋转)阀口附近的面内凹的组合。通过在发动机气缸和旋转阀盘自身的制造期间包括前述脊突和内凹，将所需的机械加工降低到最低程度。

在图15中所示的结构的一变化中，内凹区域可在旋转阀盘的内面形成，脊突或抬升的结构件在发动机气缸的壁的外面形成。

图8示出了用在图2的实施例中的多阶段阀系统360的四个视图，即图8A、8B、8C和8D。每一图均包括旋转阀齿轮16和相应的阀口20。多阶段阀(MSV，multi-stage valve)系统，其用于改变旋转阀口320、324的截面积，提供调节RVP发动机的运行的方式。MSV(或MS阀)在被布置为发动机的旋转进气阀装置的一部分时可用作节流阀。其也可用于调节排气阀口的截面积，而不是用作节流阀，用于与燃烧室336及排出气体的温度、发动机排气的排放水平等相关的目的。例如，这些参数可由可通过软件进行配置的计算机控制经适当的机械联接而进行控制。图8A-8D示出了多阶段阀用作受发动机真空控制的节流阀的一实施例的四个图或状态。如将要描述的，MS阀可被配置为连接到真空膜片的薄挡板，使得其可朝向和远离与进气阀口对准而往复，因而提供改变通向气缸的进气阀口的截面积的机制进而用作节流阀。

继续参考图8A，真空膜片组合件362包括壳体364、真空膜片366、复位弹簧368、及一端连接到位于壳体364内的真空膜片366和复位弹簧368的操作杆370。操作杆370的另一端连接到MSV片374。真空开口372将真空膜片366的内部连接到受节流阀或“加速器”(未示出)调节的真空源380，如果真空膜片组合件360用于控制准予经旋转进气阀312进入燃烧室336的空气/燃料混合物的体积。MSV片374包括阀口376，其可与旋转阀口20对准。MSV片374的移动可从图8A中所示的完全撤回(在发动机不工作、发动机真空为零及弹簧368完全伸展时)到图8D中所示的完全前进(对应于发动机真空处于其最小水平及弹簧368几乎完全伸展时的宽打开节流阀)变化。图8B示出了MSV片374由发动机空转时出现的最大真空条件提供的大约位置。图8C示出了MSV片374在部分节流条件下例如在汽车或机械处于中等负荷运行时的大约位置。MS阀前进的控制可受助于复位弹簧368，其提供使MS阀前进的力，与用于使MS阀撤回的、施加到真空膜片的力相反。MS阀因而可用作节流阀以改变发动机的功率输出。

图9示出了根据图2的实施例的发动机气缸310的自顶向下剖视图，其包括图8A中所示的MS进气阀374(处于关闭节流状态)。发动机机体302的表示包括发动机气缸310及其相关的、形成在发动机气缸310的壁中的进气口322和排气口326。旋转阀齿轮312被示为与发动机气缸310。类似地，旋转阀齿轮316被示为与排气阀口326相邻。图9中示出了设置在发动机气缸310与旋转阀齿轮的相邻壁之间的第一(进气)密封件402和第二(排气)密封件404的位置的沿边视图。密封结构在图7中简要地描述。与发动机机体302相邻设置的是一实施例的受托架406支撑的真空膜片组合件362。

图10示出了根据图2的实施例的发动机气缸的自顶向下视图，其包括图8D中所示的MS进气阀(处于宽打开节流状态)。如图9中一样，发动机机体302的表示包括发动机气缸310及其相关的、形成在发动机气缸310的壁中的进气口322和排气口326。旋转阀齿轮312被示为与发动机气缸310。类似地，旋转阀齿轮316被示为与排气阀口326相邻。图10中同样示出了设置在发动机气缸310与旋转阀齿轮的相邻壁之间的第一(进气)密封件402和第二(排气)密封件404的位置的沿边视图。密封结构在图7中简要地描述。与发动机机体302相邻设置的是一实施例的受托架406支撑的真空膜片组合件362。

图11示出了图4实施例的由气缸头436和气缸头盖438形成的气缸头组合件的下部的简化等角视图，其中示出了旋转阀齿轮454和464(未在图11中示出但可在图12中看见)的第一圆柱形延伸部434和第二圆柱形延伸部444。气缸头盖438虚拟示出。所示的旋转圆柱形延伸部434包括穿过圆柱形延伸部434的壁形成的开口孔442。类似地，圆柱形延伸部444包括穿过圆柱形延伸部444的壁形成的开口孔446。圆柱形延伸部434、444中的每一个在相应的、在气缸头436中形成的支承面428、448上旋转。火花塞432或其它高能部件如激光点火器可安装到气缸头436中的螺孔内。类似地，可形成用于燃料喷射器的装置以将燃料直接喷入燃烧室，如结合图2和4讨论的。

用于进入的空气/燃料混合物和排出的废气的入口和出口通道(未示出)可穿过相应的阀筒的一侧(或一端，在细长阀筒情形下)进行布置以与阀筒内的相应阀口接触。阀定时可通过齿轮上的齿数设定，阀筒以曲轴速度的一半速度旋转。阀筒可被支撑在其直径稍大于阀筒直径的圆柱形支承面中。阀筒可通过与发动机的加压润滑系统连接(未示出)进行润滑，类似于在曲轴箱中支承曲轴的曲轴轴颈轴承的润滑方式。阀筒的轴向长度可根据阀口开口的大小和发动机机体中的可用空间变化。然而，为使摩擦最小化，一般地，轴向长度可小于图4或5中所示的长度。

图12示出了与图11的实施例一起使用的定时齿轮组450。进气旋转阀或驱动齿轮454沿与旋转阀齿轮454和圆柱形延伸部434共同的轴连接到圆柱形延伸部434。类似地，排气旋转阀或驱动齿轮464沿与旋转阀齿轮464和圆柱形延伸部444共同的轴连接到圆柱形延伸部444。旋转驱动齿轮454、464可设置成与中间或空转齿轮456啮合，其进而设置成与曲轴齿轮458啮合。在所示例子中，从动旋转阀齿轮454、464绕外周具有同样的齿数以保留相对于中间或空转齿轮456的2:1定时关系，其也具有是曲轴驱动齿轮458的两倍的齿数，使得保持曲轴旋转与旋转阀口的2:1定时关系。

图13A-13J示出了与图1的一系列实施例的每一实施例分别对应的截面图。如图1A-1J的一系列等角视图中一样，RVP 1由附图标记10标示，RVP 2由附图标记40标示，依此类推，直到RVP 10由附图标记280标示。

图14A和14B示出了对根据本发明的内燃机的进气阀和排气阀的工作/运行进行定时的方法。该实施例致力于在内燃机中必须满足的三类定时功能之一，其在图14A和14B的流程图中示出。在具有可旋转地安装在发动机机体的曲轴箱部分中的曲轴、在发动机机体内形成并在其下端通向曲轴箱的发动机气缸、及在发动机气缸的上部形成的燃烧室的内燃机中，本发明方法可包括下述步骤：在发动机气缸靠近燃烧室的侧壁中形成第一阀口；在靠着发动机气缸侧壁布置的旋转件中形成具有第二阀口的阀口机构；及使旋转件与曲轴同步旋转，使得第二阀口与第一阀口周期性地对准以提供进入或排出物质的通道。在另一方面，本发明方法可包括步骤：形成用于进入物质和排出物质的第一和第二阀口机构，及将相应的第一和第二阀口机构或其组合设置在发动机气缸的相应第一和第二相对侧上以提供进入和排出物质的通道。另一步骤可包括使歧管的进口和出口通道与相应的第一和第二阀口机构分别连接，用于传送进入的空气和排出的物质。

因而，在一实施例中，图14A和14B中所示的本发明方法500从图14A中的开始点502开始，之后在步骤504，针对内燃机的每一气缸进行配置，内燃机具有被支撑在发动机机体中的曲轴箱，发动机机体具有形成于其中且在下端通向曲轴箱的发动机气缸，及在气缸上端形成的燃烧室。流程进行到步骤506，使第一开口靠近燃烧室及靠近发动机气缸的上端定位，之后在步骤508，穿过发动机气缸的侧壁形成第一开口，其成形为在第二开口移动通过第一开口时与第二开口对准。在步骤510，沿配置为环形齿轮的旋转盘的径向部分定位第二开口，第二开口成形为随着第二开口通过第一开口而与第一开口对应。本发明方法在步骤512继续，其中包含第二开口的旋转件被支承在与发动机气缸的侧壁相邻设置的轴承上，使得第一和第二开口自动周期性对准。

继续参考图14A，在步骤514，第一和第二开口组合的一开口被指定用于发动机进气口，第一和第二开口组合中的另一开口被指定为发动机排气口。因而，对于发动机进气口和发动机排气口，均可采用旋转阀口概念。在下一步骤516，可提供用于空气/燃料混合物的、连接到发动机进气口的第一歧管通道和用于排出气体的、与发动机排气口连接的第二歧管通道。图14B继续本发明方法，在步骤518，在空气/燃料混合物或排出气体必须分别进入发动机气缸或从发动机气缸排出时同步第二开口的旋转以通过第一开口。步骤518的有关部分包括在步骤520对四冲程循环发动机或两冲程循环发动机调整前述同步。如果同步针对四冲程循环发动机，则处理进行到步骤522，将旋转件与曲轴的齿轮比配置为1:2，之后在步骤526，控制发动机的四冲程循环运行的燃料和点火定时。类似地，如果同步针对两冲程循环发动机，则处理进行到步骤524，将旋转件与曲轴的齿轮比配置为1:1，之后在步骤528，控制发动机的两冲程循环运行的燃料和点火定时。其后，处理在步骤530结束。

图15示出了密封结构540的一实施例，其将泄漏气体限制在开口结构的旋转和固定部分之间的开口通道的接合处周围的中间区域。发动机机体550包括发动机气缸552和形成在发动机机体550的面564的内凹区域560中的第二固定开口554。在该例子中，面564与发动机气缸552的外壁重合，因而也可称为发动机气缸552的外壁。内凹区域560可由在轴572和刚好超出固定的第二阀口554的位置的位置之间形成的低海拔脊突562确定。低海拔脊突可具有例如高于内凹区域560的表面约0.010”到0.060”之间的海拔。

类似地，旋转阀盘556的面566可包括具有同样的0.010”到0.060”尺寸的低海拔突起区域568，其形成在毂574和以刚好短于旋转阀盘556中的第一阀口的最内径向尺寸的半径形成的脊突570之间。

在组装后，任何泄漏均被包含在发动机机体550的面564的内凹区域560与旋转阀盘556的内面566之间，并受内凹区域560的外缘560和内缘570约束。该例子可被确定为(固定的)第二开口附近的脊突562与旋转的第一阀口558的毂574附近的脊突570的组合。

图15中所示的实施例为将所需机械加工降低到最小程度的例子，因为其为发动机机体550和旋转阀盘556的制造的一部分。因而，在图15中所示的结构的一变化中，内凹区域可在发动机机体550的壁的外面564和旋转阀盘556的内面566中形成，使得密封装置可包括在旋转阀盘556的内面上在中心毂574和第一开口558之间形成的圆形脊突570，及包括在发动机机体550的壁的外面564中在轴572与以刚好超出固定的第二开口554的半径设置的脊突562之间设置的圆形内凹区域560。

在图15中所示的结构的一变化中，内凹区域可形成在旋转阀盘556的内面566中，及脊突或抬升的结构件在发动机机体550的壁的外面564中形成。因而，密封装置可包括在旋转阀盘的内面中在中心毂574和刚好超过旋转的第一开口558的半径之间设置的圆形内凹区域，及包括在发动机机体550的壁的外面564上在轴572与固定的第二开口554之间形成的圆形脊突。

在此描述的发明不需要传统的凸轮轴和往复式阀系来控制内燃机(ICE)如众所周知的两或四冲程循环、火花点火发动机的进气和排气循环的定时。本发明系统包括进气口阀和排气口阀，用于允许空气/燃料混合物进入气缸及从气缸排出燃烧废气。重要地，应注意，本发明的阀结构确保在阀完全打开时自由和直接流过进气阀和排气阀，而不会像传统提升阀系那样因打开阀而阻挡前述流动。阀口与发动机气缸相邻定位，及阀工作的定时直接从曲轴操作，没有任何居间阀系机构，从而将活动部分的数量降低到最小。不需要凸轮轴，也不需要升降器、推杆、阀弹簧、具有保持器和保持垫片的阀、以及为调节阀隙提供的结构件，也不需要支承阀隙的部件所需的任何支承结构等。在组装后，阀定时简单到使阀齿轮传动上的两个标记排成一行即可。

在本发明已仅按其形式之一进行图示和描述的同时，其并不限于此，而是在不背离其精神的情形下可能有多种不同的变化和修改。例如，包含阀口(进气和排气)的旋转件已在几个例子中描述为阀齿轮，而其它实施例可采用旋转盘，其构造成具有不同的将其耦合到曲轴旋转的装置以在曲轴与阀的打开和关闭之间保留必要的定时关系。

在另一例子中，气缸头可构造成具有通向燃烧室的弯曲、管形开口，其中(进气口或排气口的)相应入口或出口开口刚好位于气缸的相应外侧上方并与旋转盘中的邻接阀口同平面。这将使开口通入气缸的顶部，而不是穿过气缸的侧壁，从而简化了发动机机体的气缸部分的结构。

在未在附图中示出的又一实施例中，阀盘不是被形成为环形齿轮，而是可以是由小齿轮驱动的旋转阀盘，小齿轮连接到旋转阀盘的一面并在该阀盘的旋转轴上对准，其中小齿轮由耦合到曲轴的居间齿轮结构以曲轴速度的一半速度驱动。这样的实施方式由于阀盘的质量较低及以所需速度旋转它所需的结构，可降低重量及减少磨损。

Claims (40)

1.用于内燃活塞式发动机的阀系统，所述发动机具有可旋转地安装在发动机机体的曲轴箱部分中的曲轴及在发动机机体内形成并在其下端通向曲轴箱的发动机气缸，所述阀系统包括：

设置成穿过发动机气缸侧壁进入发动机气缸上部的第一开口；及

穿过旋转开口件沿旋转开口件的一半径设置的第二开口；其中

旋转开口件设置成靠着发动机气缸侧壁旋转，使得第二开口和第一开口由于曲轴转动而连通对准。

2.根据权利要求1所述的阀系统，还包括：

至少一旋转驱动件，用于使曲轴的旋转耦合到旋转开口件的旋转从而控制第一开口和第二开口的连通对准的定时。

3.根据权利要求2所述的阀系统，其中至少一旋转驱动件包括连接到曲轴并与曲轴的轴对准的环形齿轮，绕环形齿轮具有多个与对应的绕旋转开口件形成的齿啮合的齿轮齿。

4.根据权利要求3所述的阀系统，其中：

绕旋转驱动件的齿轮齿数量等于绕旋转开口件设置的齿轮齿数量的一半，使得对于旋转开口件的每一转，旋转驱动件旋转完整的两转。

5.根据权利要求3所述的阀系统，其中：

绕旋转驱动件的齿轮齿数量等于绕旋转开口件设置的齿轮齿数量，使得对于旋转开口件的每一转，旋转驱动件旋转完整的一转。

6.根据权利要求1所述的阀系统，其中第一开口包括：

沿发动机气缸的周边穿过发动机气缸的侧壁的上部设置的第一孔。

7.根据权利要求1所述的阀系统，其中第二开口包括：

旋转开口件中沿旋转开口件的半径形成的第二孔，其具有在第一和第二开口连通对准时与第一开口对应的形状和大小。

8.根据权利要求2所述的阀系统，其中旋转开口件包括：

旋转盘，绕其外周设置有多个与旋转驱动件的齿轮齿啮合的齿轮齿。

9.根据权利要求8所述的阀系统，其中：

旋转开口件绕与发动机气缸的轴垂直的轴在轴承上旋转；及

旋转开口件与发动机气缸侧壁相邻的面机械加工成预定表面光洁度。

10.根据权利要求8所述的阀系统，其中：

绕旋转驱动件的齿轮齿数量等于绕旋转开口件设置的齿轮齿数量的一半，使得对于旋转开口件的每一转，旋转驱动件旋转完整的两转。

11.根据权利要求8所述的阀系统，其中：

绕旋转驱动件的齿轮齿数量等于绕旋转开口件设置的齿轮齿数量，使得对于旋转开口件的每一转，旋转驱动件旋转完整的一转。

12.根据权利要求1所述的阀系统，还包括：

通过旋转开口件的轴承并固定在形成于发动机气缸侧壁中的攻有螺纹的开口中的凸肩螺栓；其中

凸肩螺栓形成旋转开口件的轴。

13.根据权利要求1所述的阀系统，其中发动机气缸包括：

用于包围经连接杆连接到曲轴的偏移轴颈的往复式活塞的中空圆柱形件；其中

发动机气缸的侧壁的外部被机械加工整平并构造成将密封装置保持在第一开口周围。

14.根据权利要求13所述的阀系统，其中：

发动机气缸在其第一和第二相对侧上包括第一开口；其中

发动机气缸第一侧上的第一开口为进气口，及发动机气缸第二侧上的第一开口为排气口。

15.根据权利要求14所述的阀系统，其中：

进气口配置成准许空气或者空气/燃料混合物在发动机气缸内往复的活塞的压缩冲程之前进入发动机气缸。

16.根据权利要求14所述的阀系统，其中：

排气口配置成在发动机气缸内往复的活塞的动力冲程之后从发动机气缸排出燃烧后的空气/燃料混合物。

17.根据权利要求13所述的阀系统，其中密封装置包括：

设置在第二开口周围的压缩环和油环。

18.根据权利要求13所述的阀系统，其中密封装置包括：

设置在第二开口周围的沟槽中的合成密封件。

19.根据权利要求13所述的阀系统，其中密封装置包括：

形成在旋转阀盘的内面上且在中心毂和第一开口之间的圆形脊突；及

设置在发动机气缸的壁的外面中并在中心毂与延伸到刚好超过第二开口的半径之间的圆形内凹区域。

20.根据权利要求13所述的阀系统，其中密封装置包括：

设置在旋转阀盘的内面中并在中心毂与延伸到刚好超过第一开口的半径之间的圆形内凹区域；及

形成在发动机气缸的壁的外面上且在中心毂和第二开口之间的圆形脊突。

21.根据权利要求2所述的阀系统，其中旋转开口件包括：

旋转盘，绕其外周设置有多个齿轮齿；

具有第一和第二平行边缘并在其第一边缘同轴连接到旋转盘的朝向发动机气缸的那一侧的圆柱形形状的环；其中

第二开口形成在所述环中及第一和第二平行边缘之间。

22.根据权利要求21所述的阀系统，第一开口包括：

穿过发动机气缸的顶侧的一部分设置的第一孔，其设置成与发动机气缸的开放端相对。

23.根据权利要求22所述的阀系统，其中：

发动机气缸的顶侧为气缸头。

24.根据权利要求21所述的阀系统，其中第二开口包括：

圆柱形形状的环中的第二孔，其具有在第一和第二开口连通对准时与第一开口对应的形状和大小。

25.根据权利要求21所述的阀系统，其中至少一旋转驱动件包括：

连接到曲轴并与曲轴的轴对准的环形齿轮，绕环形齿轮具有多个与对应的绕旋转开口件形成的齿啮合的齿轮齿。

26.根据权利要求24所述的阀系统，其中：

绕旋转驱动件的齿轮齿数量等于绕旋转开口件设置的齿轮齿数量的一半，使得对于旋转开口件的每一转，至少一旋转驱动件旋转完整的两转。

27.根据权利要求24所述的阀系统，其中：

绕旋转驱动件的齿轮齿数量等于绕旋转开口件设置的齿轮齿数量，使得对于旋转开口件的每一转，至少一旋转驱动件旋转完整的一转。

28.根据权利要求21所述的阀系统，其中发动机气缸包括：

用于包围经连接杆连接到曲轴的偏移轴颈的往复式活塞的中空圆柱形件；其中

进气口被形成在发动机气缸的顶侧的第一部分中，及排气口被形成在发动机气缸的顶侧的第二部分中。

29.根据权利要求27所述的阀系统，其中：

进气口配置成准许空气或者空气/燃料混合物在发动机气缸内往复的活塞的压缩冲程之前进入发动机气缸。

30.根据权利要求27所述的阀系统，其中：

排气口配置成在发动机气缸内往复的活塞的动力冲程之后从发动机气缸排出燃烧后的空气/燃料混合物。

31.根据权利要求27所述的阀系统，其中：

发动机气缸的顶侧的一部分被机械加工整平并构造成将密封装置保持在第一开口周围。

32.根据权利要求21所述的阀系统，其中：

旋转开口件绕与中空气缸的轴垂直的轴在轴承上旋转。

33.根据权利要求32所述的阀系统，还包括：

由分别设置在进气口和排气口周围的内油控制环和外压缩环形成的密封机构。

34.用于控制内燃机中的阀定时的方法，所述内燃机具有可旋转地安装在发动机机体的曲轴箱中的曲轴、在发动机机体内形成并在其下端通向曲轴箱的发动机气缸、及在发动机气缸的上部形成的燃烧室，所述方法包括步骤：

在发动机气缸靠近燃烧室的侧壁内形成第一阀口；

在靠近第一阀口和发动机气缸侧壁设置的旋转开口件中形成第二阀口；及

使旋转开口件中的第二阀口与曲轴同步旋转，使得旋转开口件中的第二阀口以周期性间隔与第一阀口对准以提供进入或排出物质分别进入发动机气缸或从发动机气缸排出的通道。

35.根据权利要求34所述的方法，还包括步骤：

配置第一阀口和第二旋转阀口一起用于控制空气和燃料混合物进入发动机气缸的定时。

36.根据权利要求34所述的方法，还包括步骤：

配置第一阀口和第二旋转阀口一起用于控制燃烧产物从发动机气缸排出的定时。

37.根据权利要求34所述的方法，其中形成第一阀口的步骤包括：

将第一阀口设置成用于在发动机气缸的上部传入空气-燃料混合物或者排出废气。

38.根据权利要求34所述的方法，其中形成第二阀口的步骤包括：

配置旋转开口件包含作为环形齿轮的第二开口阀，用于与设置在曲轴上的驱动齿轮连接；及

将旋转开口件靠近发动机气缸的侧壁支承在轴承轴上。

39.根据权利要求34所述的方法，其中使第二阀口旋转的步骤包括：

同步第一和第二阀口的定时使得其对于曲轴的每两转变得对准一次，从而提供内燃机的四冲程循环运行。

40.根据权利要求34所述的方法，其中使第二阀口旋转的步骤包括：

同步第一和第二阀口的定时使得其对于曲轴的每一转变得对准一次，从而提供内燃机的两冲程循环运行。

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