CN2471931Y - 一种内燃机汽缸共用气门结构 - Google Patents

一种内燃机汽缸共用气门结构 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种内燃机汽缸共用气门结构,包括汽缸、燃烧室、进气门和排气门以及分别与它们相连的进、排气通道,汽缸燃烧室外设置进、排气门,汽缸燃烧室内设置至少一个共用气门,进、排气通道经进、排气门后共连通共用气门,共用气门连接在主凸轮机构上,进、排气门分别设置在与附加凸轮机构连接的进、排气转臂上,附加凸轮轴与主凸轮轴通过同一根齿形皮带与汽缸内的曲轴连接。它具有提高内燃机的充气效率和改善换气效果,及提高内燃机节能、环保等性能的特点。

Description

一种内燃机汽缸共用气门结构
本实用新型涉及一种内燃机汽缸上的气门装置，具体涉及一种共用气门。
传统的内燃机汽缸所采用的“两气门”技术，由于汽缸内空间、燃烧室形状和气门形状的限制，进排气口很难做得足够大，严重存在充气量不足，换气不充分的问题，目前采用的“多气门”技术，虽增加了进、排气口面积，提高了内燃机的性能指标，但却存在结构复杂、成本增高，且在进气冲程期间，排气门“闲置”，而在排气冲程期间，进气门“闲置”等诸多不足。中国专利“97122976”公开了一种装配有配气气门的多气门内燃机的配气机构。这种配气机构在摇臂的中间联接下操纵与一个燃烧室相配的气门和与摇臂相配的液力支撑件，支撑件的纵轴线相对于凸轮轴的纵轴线设置在同一侧上并从该凸轮轴旁边通过。这种配气机构存在结构复杂，进、排气门不能同时工作，气门闲置浪费等缺点。
本实用新型的目的在于针对上述现有技术之不足，通过在汽缸燃烧室内设置多个共用气门，汽缸燃烧室外设置一对进、排气门结构，提高内燃机的充气效率和改善换气效果，使汽缸所有气门同时工作，避免气门的闲置，从而提高内燃机节能、环保等性能。
本实用新型采用的技术方案是：
内燃机汽缸共用气门结构，包括汽缸、燃烧室、进气门和排气门以及分别与它们相连的进、排气通道，其特征在于：汽缸燃烧室外设置进、排气门，汽缸燃烧室内设置至少一个共用气门，进、排气通道经进、排气门后共连通共用气门，共用气门连接在主凸轮机构上。
所属进、排气门分别设置在与附加凸轮轴机构连接的进、排气转臂上，附加凸轮轴与主凸轮轴通过同一根齿形皮带与汽缸内的曲轴连接。也可在主凸轮轴上设进、排气凸轮，由进、排气从动件与进气门、排气门相连。
所述共用气门最好沿纵向布置。
所述进、排气门最好设置于汽缸同一侧。进气门设置在上方、排气门设置在下方。
因本共用气门机构采用缸体燃烧室内设置多个共用气门，汽缸燃烧室外设置进、排气门的结构，内燃机的进、排气采用统一集中缸外控制，使内燃机在进气冲程和排气冲程中所有共用气门均同时开启，进、排气口增大，从而汽缸内充气更足，换气更充分，且避免了传统结构中进气门或排气门闲置，大大提高了内燃机的节能、环保等性能，而又不存在结构复杂、成本提高的问题。同时，由于进排气采用统一集中缸外控制，使得缸内直喷技术、可变压缩比技术、可变气门正时技术以及气门直接驱动技术等更容易采用。
下面以两个气门内燃机为例结合附图对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明内燃机汽缸共用气门进气冲程结构示意图。
图2是本发明内燃机汽缸共用气门结构沿主凸轮轴轴向剖视图。
图3是本发明内燃机汽缸共用气门压缩冲程结构示意图。
图4是本发明内燃机汽缸共用气门结构沿主凸轮轴轴向剖视图。
图5是本发明内燃机汽缸共用气门作功冲程结构示意图。
图6是本发明内燃机汽缸共用气门结构沿主凸轮轴轴向剖视图。
图7是本发明内燃机汽缸共用气门结构排气冲程示意图。
图8是本发明内燃机汽缸共用气门结构沿主凸轮轴轴向剖视图。
参见图1，图2，内燃机汽缸共用气门结构，包括汽缸1、燃烧室2、进气门3和排气门4以及分别与它们相连的进、排气通道5、6，汽缸燃烧室外设置进、排气门，汽缸燃烧室内设置共用气门7，进、排气通道5、6经进、排气门3、4后共连通共用气门7，共用气门连接在主凸轮机构上，进、排气门分别设置在与附加凸轮机构连接的进、排气转臂10、11上，同时附加凸轮轴9与主凸轮轴8通过同一根齿形皮带20与汽缸内的曲轴13连接。共用气门7沿纵向布置。进气门设置在上方、排气门设置在下方。进、排气门设置于汽缸同一侧。
在进气冲程过程中，带齿形皮带轮(或链轮)12的连杆14曲轴13机构旋转，带动活塞15向下移动，同时，通过齿形皮带或链条20带动主凸轮轴8和附加凸轮轴9旋转，主凸轮轴上的进气冲程凸轮16抵开共用气门，附加凸轮轴上的进气凸轮18通过与进气门3连接的进气门转臂10启开进气门，进气通道5内的新鲜空气通过进气门3和共用气门7进入汽缸，完成进气冲程。
参见图3，图4，图5，图6，在压缩冲程和作功冲程中，连杆14曲轴13机构进一步旋转，并通过齿形皮带或链条12带动主凸轮轴8和附加凸轮轴9转动，从而关闭共用气门7和进气门3，活塞15向上移动，完成压缩冲程和作功冲程。
参见图7，图8，在排气冲程过程中，连杆14曲轴13机构旋转、活塞15向下移动，主凸轮轴8上的排气冲程凸轮16抵开共用气门，附加凸轮轴9上的排气凸轮19通过与排气门4连接的排气门转臂11启开排气门，汽缸燃烧室内废气通过共用气门和排气门排出，完成排气冲程。
内燃机气缸内通过上述进气、压缩、作功、排气四个过程完成一次工作循环。
对于汽缸内只有两个气门的内燃机，共用气门的开和关由凸轮控制。两个气门可由同一根凸轮轴实现控制。两个气门最好沿纵向布置，这样进排气道从进排气门口到汽缸的气道长度便于设计为等长。
对于汽缸内多于两个气门的内燃机，可由两根凸轮轴加中间机构(如摇臂机构)来实现。气门的布置以各气道尽量等长和进排气门及火花塞、喷油嘴等其他零件便于布置为原则。
当然，也可在共用气门凸轮轴上设置进排气凸轮通过中间机构来控制进排气门，这样就可以不需要附加凸轮轴。进排气门也可采用电控方式。
进排气门有多种布置方式，如分别在汽缸的两侧或同侧或顶部等，但最好进排气门设置在汽缸的同一侧，进气管在上方，排气管在下方，这样便于简化机构和气道布置。
用本技术可对传统两气门内燃机进行改造，可以达到“四气门”机型的效果，而汽缸内燃烧室结构不需要作改变(燃烧室设计是内燃机设计的难中之难)。还可对“多气门”发动机进行技术改造，在不改变燃烧室和不增加汽缸内气门数的情况下，“三气门”内燃机，可改进为“八气门”(等效代换后再加上汽缸外的进、排气门)机型，“四气门”内燃机，可改造为“十气门”机型，“五气门”内燃机可改造为“十二气门”机型，使内燃机性能更进一步提高。

Claims (4)

1.一种内燃机汽缸共用气门结构，包括汽缸、燃烧室、进气门和排气门以及分别与它们相连的进、排气通道，其特征在于：汽缸燃烧室外设置进、排气门，汽缸燃烧室内设置至少一个共用气门，进、排气通道经进、排气门后共连通共用气门，共用气门连接在主凸轮机构上，进、排气门分别设置在与附加凸轮机构连接的进、排气转臂上，附加凸轮轴与主凸轮轴通过同一根齿形皮带与汽缸内的曲轴连接。
2.一种内燃机汽缸共用气门结构，包括汽缸、燃烧室、进气门和排气门以及分别与它们相连的进、排气通道，其特征在于：汽缸燃烧室外设置进、排气门，汽缸燃烧室内设置至少一个共用气门，进、排气通道经进、排气门后共连通共用气门，共用气门连接在主凸轮机构上，主凸轮轴上设进、排气凸轮，由进、排气从动件与进气门、排气门相连。
3.根据权利要求1或2所述的共用气门，其特征在于：所述共用气门沿纵向布置。
4.根据权利要求3所述的共用气门，其特征在于：所述进、排气门最好设置于汽缸同一侧，进气门设置在上方、排气门设置在下方。
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