CN86106493A - 内燃机 - Google Patents

Abstract

一种四冲程内燃机包括一旋转进气阀(4)和一旋转排气阀(5)。它们大体上具有圆柱体形状，在相应于燃烧室(31)的位置上构成一进气口(43)和一排气口(53)，进气阀(4)和排气阀(5)配置于气缸盖(3)内，可以转动，以便和燃烧室接通。汽化器连接于进气阀(4)上，排气管连接于排气阀(5)上。该发动机还包括一旋转传输装置，用以将曲轴(9)的转动传输到旋转阀上。

Description

本发明一般地涉及到内燃机，尤其涉及到四冲程发动机气阀装置的改进，该发动机将混合气吸入发动机燃烧室，并从燃烧室排出燃烧废气。

在传统的四冲程汽油机内，其燃烧室的进、排气阀传动机构通常被设计成通过发动机曲轴的转动、经凸轮、挺杆、从动件等来操作菌型提升气阀，而这种部件的大量采用不仅使结构复什，增加重量从而提高成本，而且由于躯动这些部件而引起功率损失。同样，由于进、排气阀菌型提升气阀每开、关一次要克服螺旋弹簧，引起了严重的振动和噪音，因而限止了发动机高转速运转。此外，要求对气阀间隙等进行定期的检查和调整，并且使菌型提升气阀和阀座产生特别严重的磨损，因此，在长期使用后，要求研磨气阀和阀座，并且在某些情况下要求更换推杆，菌型提升阀，螺旋弹簧等。

在另一方面，业已知道采用盘式旋转机构的二冲程发动机，而该种气阀机构是有缺点的，其中阀盘转动的滑动阻力由于作用于该阀盘上的负压而增加。

本发明的主要目的是要提供一种具有某种进、排气阀装置的四冲程内燃机，该装置减少了部件的数量，因而还能减少由于它们的运转而引起的功率损失，并降低噪音。

本发明的另一目的是要提供一种具有某种气阀装置的内燃机，该装置不增加气阀运转的滑动阻力，并且在进、排气阀间有极好的密封性质。

按照本发明的一个观点，一种四冲程发动机的气阀装置包括一园柱体型旋转进气阀，它配置于发动机气缸盖内，能够旋转，以便藉助于绕其轴线的旋转能周期地开、闭，从而将汽化器中的混合气吸入到燃烧室中;还包括一种同样的园柱体型旋转阀，它配置了气缸盖内，能够旋转，以便藉助于绕其轴线的旋转能周期地开、闭，从而将燃烧室中的废气排入排气管中;还包括连接于园柱体型旋转进、排气阀上的旋转传动装置，用以将发动机曲轴的转动传输到上述旋转阀上。

按照本发明的某一结构，用作进气阀和排气阀的阀门包括一个在其中形成的通道，通道深度为阀体的一半，其一轴端是开通的，在其轴向中间位置处的外表面上开有一孔，和内通道连通，从而当园柱体型旋转阀在气缸盖内旋转时，例如，按曲轴每旋转二周旋转阀旋转一周的速率旋转，该孔通向气缸盖内通道，和燃烧室周期性地接通。该孔和气缸盖内通道接通的定时在进、排气阀间当然是不同的，而这一相位差异是符合四冲程发动机的。通过轴向一端的开口，和汽化器或排气管接通。

按照本发明另一结构，用作进气阀和排气阀的阀门，包括处于外表面上开孔的轴向二侧的一对园周槽;一对安装于每一园周槽内的O型密封环;一对轴向槽位于该孔外表面上的周边，还有安装于每一轴向槽内的密封件。

按照本发明，取消了传统进、排气阀传动装置所要求的凸轮轴，挺杆，推杆，摇臂，进、排气菌型提升阀门和螺旋弹簧，而只需在气缸盖内安装园柱体型进、排气阀，这样不仅大大使结构简化，降低了重量和制造成本，而且减少了由于运转传统部件而引起的功率损失。此外，几乎消除了振动和噪声，从而有可能提高发动机的转速。再则根本不存在需要调整的部件，从而没有必要定期检查和调整。还有，实际上取消了诸如凸轮、挺杆和从动件的磨损部件，其结果增加了寿命。还有，进、排气阀的进、排气口是用O型环和密封件密封的，并且几乎是完全密封的，这就消除了可燃气体和废气泄漏的危险。

通过下面的描述和附图，本发明的上述和其他的目的及其优点会变得更加明显。

图1是表示本发明实施例的顶视图。

图2是沿图1中A-A线所取的剖视图。

图3a是表示构成本发明基本部分的进气阀的实施例的正视图。

图3b是沿图3a中B-B线所取的剖视图。

图4a至4d是有助于解释本发明操作的略图。

图5是表示本发明另一实施例的简图。

图6是表示作为例子的传统汽油机的局部剖视图。

优选实施例详述。

在叙述本发明的优选实施例之前，参照图6先叙述传统的汽油机作为对比。

作为例子，一种传统的四冲程汽油机通常包含一进、排气阀传动装置，如图6所示，该装置包括一个由曲轴81驱动的凸轮轴齿轮82;连接于齿轮82并且每一汽缸90有二凸轮的凸轮轴83;二推杆85和85a，分别具有挺杆84和84a，通过凸轮作垂直移动;摇臂86和86a配置于汽缸盖91上，它们的一端由推杆85和85a推动，作摇摆运动，进气和排气菌型提升阀87和87a分别由摇臂86和86a的另一端驱动;二螺旋弹簧88和88a用于将菌型提升阀87和87a压紧在阀座上，等等。因此，按照活塞92的位置，打开或关闭菌型提升阀87和87a，这样，可燃气体从汽化器内经菌型提升阀87被吸入到气缸90内，而废气则从气缸90内经菌型提升阀87a被排出。

图1为顶视图，表示了本发明的某一实施例，图2是沿图1的A-A线所取的剖视图。在上述图中，数字1代表气缸，2代表活塞3代表例如由铝合金制成的气缸盖，31代表燃烧室，32代表火花塞孔，33和34代表在燃烧室31两侧的上方形成的园柱形孔，燃烧室内表面具有铬喷涂层，陶瓷涂层或类似物。孔33和34分别经进气道35和排气道36跟燃烧室31相连通。

数字4a代表一转动进气阀，如图3所元，包括一阀体41，阀体由具有底部的用磷青铜材料制成的园柱体组成，并在其内形成一轴向进气道42，它从一端延伸到中部附近，在进气道42的前端内部形成一进气口43，把阀体41的外表面打通。在园柱体的外表面上，进气口43轴线的两侧有一对园周槽44和44a，O型环45和45a分别装在槽44和44a中。在园柱体外表面上、进气口43的园周两边还有两直槽46和46A，在园周槽44和44a间轴向延伸，为了气密密封，在直槽46和46a中分别装有键形密封件47和47a。数字48代表在阀体1端部形成的凸缘。

进气阀4装在气缸盖3的孔内，能够旋转，在园周槽外表两侧装有密封环。在典型的情况下，孔33和阀4的公差处于2/100到5/100毫米的范围内。进气口43由O型环45和45b以及密封件47和47b保持气密性密封。齿轮6固定在凸缘48上。进气阀4的另一开口端可滑动地压在托架7的端面上，托架有孔71，和进气道42及汽化器安装凸缘上的孔对准。并固定在汽缸盖上。

旋转排气阀5在结构上是和进气阀4相同的，它装在孔34中，可以转动。在排气阀5的凸缘58上亦固定着齿轮6a，它的另一端即口端滑动地压在排气管8的安装部位81的端面上，排气管安装在气缸盖3上。

在按上述设计的发动机内，进气阀4的齿轮6和排气阀5的齿轮6a通过传动装置（未表示出），诸如齿轮，传动链或齿形皮带和曲轴9的齿轮10相联，并且他们以曲轴9转速的一半旋转。

参照图4a至4d，现在叙述发动机的操作。可以假定进气阀4和排气阀5各自按箭头所示方向旋转。

图4a表示在临近排气冲程时活塞2将要从上止点开始向下移动，而进气阀4的进气口43和排气阀5的排气口53向燃烧室31轻微打开。当活塞2下行时，进、排气阀4和5各自按箭头所示方向转动。然后，当活塞2在进气冲程期间到达下止点时，进气阀4的部分进气口43向燃烧室31打开，而排气阀5的排气口53处于向上的位置，从而关闭了燃烧室31。

再则，当活塞2向上移动，从而进入压缩冲程时，在此期间，进气口4也是关闭的，因此，当活塞2再次达到上止点时，进气阀4的进气口43处于远离燃烧室的位置，而排气阀5的排气口53处于接近燃烧室31的位置，这样，如图4c所示，就关闭了燃烧室31。当可燃气体被点燃、爆发，其能量迫使活塞向下移动，达到下止点，如图4d所示，此时进气阀4仍然关闭，排气阀5的排气口53开始向燃烧室31打开，随后随着活塞2向上移动，其开启面积增大，从而将气缸1中的废气经排气道52排入排气管8内。

在此情况下，由于进气口43和排气口53如前所述被O型环45和45a及密封件47和47a几乎是完全气密密封的，因此，可燃气体被压向燃烧室31而无一点泄漏，同样，废气经排气管8被排出而无一点泄漏。应该指出，在气缸盖3的阀孔33和34跟进气阀4和排气阀5之间，由液压泵供应润滑油，虽然未表示出来。

虽然在上述发动机中，进气阀4和排气阀5的开、闭定时是和图6中所示传统汽油机中用进、排气阀驱动装置驱动的菌型提升进、排气阀的开、闭定时是一样的，然而该定时通过改变进气口43和排气口53的形状，可调节得稍微延长些。

虽然在上述实施例中，在气缸盖3中加工成的阀孔33和34的内表面上，应用了铬喷涂层，陶瓷涂层或类似的涂层，但还可以用压配合方法把由轴承材料制成的单个套筒压入，也可以设置滑动轴承。此外，虽然上面只叙述本发明应用于单缸机，当然也能把本发明应用于多缸汽油机。在此情况下，如图5所示，只需在气缸1a至1n二侧安排分别包括长园柱体41a和51a的进、排气阀4a和5a，它们分别由进气口43a至43n和排气口53a至53n构成，按照气缸1a至1n的点火顺序，进、排气口相互变换相位。长园柱体支承于轴承上，其一端和汽化器连接，另一端和排气管连接。同样，虽然在上述实施例中，进、排气阀是同向旋转的，但也可以是反向旋转的。在此情况下，汽化器和排气管可以是处于进气阀4和排气阀5之间的连接中间体。此外，在上述实施例中，虽然本发明被应用于汽油机，然而能同样地应用于柴油机和排气阀。

关于其他部件的结构，本发明不受上述实施例的限止，在不违背本发明的精神和不超越本发明范围的情况下可以作许多改进和变更。

Claims (6)

1、至少具有一个气缸的四冲程内燃机，其中进气阀和排气阀配置于气缸盖中藉以关闭发动机的燃烧室，进气阀和排气阀是由输出轴的旋转来驱动的，输出轴是由活塞来驱动的，其特征在于：

所述进气阀包括具有园柱体形状的第一旋转阀(4)，所述阀(4)在所述气缸盖内可绕自身的轴线旋转，以便周期地打开，从而将汽化器中的混合气吸入到所述燃烧室内；

所述排气阀包括具有园柱体形状的第二旋转阀(5)，所述阀(5)在所述气缸盖内可绕自身的轴线旋转，以便周期地打开，从而将燃烧室中的废气排入到排气管内；

所述旋转驱动装置(6，6a)安装在所述第一和第二旋转阀(4，5)上，以便将所述输出轴(9)的转动传输到上述第一和第二旋转阀(4，5)上。

2、按权利要求1所述的内燃机，其特征在于上述每一个旋转阀（4，5）包括一轴向内通道（42，52），轴向内通道通向该轴的一端，其深度从所述轴的一端延伸到轴的中部，在上述旋转阀的轴向中间位置处的外表面上开有孔（43、53），和所述内通道连通。

3、按权利要求2所述的内燃机，其特征在于，上述旋转传输装置（6，6a）包括安装于所述每一旋转阀（4、5）的另一轴端的齿轮。

4、按权利要求2所述的内燃机，其特征在于，所述旋转传输装 置（6，6a）将所述输出轴（9）的旋转速度降低到原来的一半，并将所述转动传输到所述旋转阀（4，5）上。

5、按权利要求2所述的内燃机，其特征在于，上述每一旋转阀（4、5）包括一对环形密封件（45，45a），配置于外表面上所述开孔（43，53）的轴向两侧。

6、按权利要求5所述的内燃机，其特征在于，每一所述旋转阀（4、5）包括一对直的密封件（47，47a），配置于外表面上所述开孔（43、53）的周围两侧，在所述一对环形密封件（45  45a）之间延伸。

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