TWI550187B - 引擎啓動輔助裝置 - Google Patents

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黃志偉
林冠旭
張仁豪
許文誠
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三陽工業股份有限公司
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Description

引擎啟動輔助裝置
本發明係關於一種引擎啟動輔助裝置，尤指一種適用於機車引擎之引擎啟動輔助裝置。
機車引擎曲軸受旋轉運動的慣性作用，當引擎熄火時，會使得引擎繼續旋轉，在此旋轉過程中會因引擎本身摩擦損失與阻抗而慢慢減速直至停止。其中最大的阻抗是壓縮行程的壓縮壓力，因此常使引擎在停止的過程中受該壓縮壓力作用下，當正常旋轉至停止後會稍微反轉若干角度。
當引擎停止於壓縮上死點前，而要重新啟動時，活塞向壓縮上死點移動，因此時因進氣閥與排氣閥處於關閉狀態，故活塞於移動初始須先克服汽缸內壓縮壓力，如此必須提供相當啟動扭矩才能讓引擎順利達到啟動轉速。
為此不論是以電動馬達啟動或是人工施力啟動，皆必須提供足夠的扭矩以克服前述汽缸內之氣體壓力。若是以電動馬達啟動而言，則電動馬達必須設計成具 有較大扭矩規格，無法小型化而增加成本；又若是以人工施力啟動，例如以踩踏方式發動機車引擎，則會導致踩踏不易而增加使用者之負擔。
因此某些引擎會裝設具有單向離合器之減壓裝置，使得汽缸內之壓力在引擎停止時可洩出，如此能減輕下一次由電動馬達啟動或人工施力啟動所需的正轉扭矩，幫助引擎啟動。但如此部品雖可解決上述問題，但零件數量頗多，且在每一次引擎停止時對於單向離合器的壽命皆有些許損害，並非十分理想，尚有改善的空間。
發明人原因於此，本於積極發明創作之精神，亟思一種可以解決上述問題之「引擎啟動輔助裝置」，幾經研究實驗終至完成本發明。
本發明之主要目的係在提供一種機車引擎啟動輔助裝置，其特點主要在於引擎啟動初期將汽缸壓縮壓力進行洩壓，使壓縮壓力下降，亦即降低啟動過程中壓縮阻力，使引擎轉速順利達到啟動轉速。另，當引擎之轉速已達啟動轉速後，則汽缸不再進行洩壓。
本發明之另一目的係在提供一種引擎啟動輔助裝置，俾能當引擎即將停止時，亦使汽缸進行洩壓動作，避免引擎因壓縮阻力反轉造成異音或機械損傷。
為達成上述目的，本發明之引擎啟動輔助裝置係組設於具有一汽缸頭之一引擎上，汽缸頭具有一潤滑油 路、一燃燒室、一進氣道及一連通於燃燒室與進氣道之洩壓通道，該引擎啟動輔助裝置包括有：一閥桿、一帽蓋及一彈性件。
上述閥桿之前端具有一閥門，閥門係連通燃燒室，閥桿之中端具有一第一端面及一第二端面，第一端面連通潤滑油路形成一洩壓油路。帽蓋具有一容室，帽蓋係蓋設於閥桿之末端。另，彈性件套設於閥桿之末端，且容設於帽蓋之容室內並抵頂帽蓋與第二端面。藉此，當引擎啟動之瞬間，潤滑油路之壓力尚不足以克服彈性件之預力，故閥桿下壓促使閥門與燃燒室之內壁存在有一間隙，亦即，讓洩壓通道開啟，進行洩壓，降低啟動引擎過程中之壓縮阻力，使引擎轉速順利達到啟動轉速。
此外，當該引擎之轉速已達一預定轉速時，潤滑油路之壓力已建立，且足以克服彈性件之預力，閥桿則上拉促使閥門抵頂燃燒室之內壁，亦即，洩壓通道關閉，不再進行洩壓。
另外，當引擎即將停止運轉時，潤滑油路之壓力已不足以克服彈性件之預力，閥桿下壓促使閥門與燃燒室之內壁存在有一間隙，亦即，讓洩壓通道開啟，進行洩壓，讓引擎順利停止，避免引擎因壓縮阻力反轉造成異音或機械損傷。
上述洩壓油路可裝設一壓力感測器或其他等效功能之感測器，用以量測洩壓油路內之壓力。
上述帽蓋可具有一螺牙，俾可透過旋緊或放鬆 帽蓋而調整彈性件之預力，進而可調整閥桿上下滑動之切換力量。
上述彈性件可為一壓縮彈簧或其他等效功能之構件。另，閥桿之第一端面之面積可大於第二端面之面積。又，閥桿、閥門、第一端面與第二端面可為一體式結構，也可為多件式結構再組合成單件之結構。
10‧‧‧汽缸頭
12‧‧‧進氣道
13‧‧‧排氣道
14‧‧‧燃燒室
141‧‧‧內壁
15‧‧‧潤滑油路
18‧‧‧洩壓通道
19‧‧‧洩壓油路
20‧‧‧引擎啟動輔助裝置
21‧‧‧閥桿
211‧‧‧閥門
212‧‧‧第一端面
213‧‧‧第二端面
22‧‧‧帽蓋
221‧‧‧容室
222‧‧‧螺牙
23‧‧‧彈性件
24‧‧‧油封
25‧‧‧油封
27‧‧‧壓力感測器
圖1係本發明一較佳實施例引擎啟動輔助裝置之洩壓通道開啟剖視示意圖。
圖2係本發明一較佳實施例之汽缸頭上視圖。
圖3係本發明一較佳實施例之汽缸頭剖視示意圖。
圖4係本發明一較佳實施例引擎啟動輔助裝置之洩壓通道關閉剖視示意圖。
圖5係本發明一較佳實施例之引擎有無洩壓之啟動瞬間扭力比較圖。
請參閱圖1、圖2及圖3，其分別為本發明本發明一較佳實施例之引擎啟動輔助裝置之洩壓通道開啟剖視示意圖、汽缸頭上視圖及汽缸頭剖視示意圖。本實施例之引擎啟動輔助裝置20係組設於具有一汽缸頭10之一引擎(圖未示)上，該汽缸頭10具有一潤滑油路15、一燃燒室14、 一排氣道13、一進氣道12及一連通於燃燒室14與進氣道12之洩壓通道18。
引擎啟動輔助裝置20包括有一閥桿21、一帽蓋22、一彈性件23及二油封24,25，閥桿21之前端(依圖1所示，前端係指閥桿21之下方)具有一閥門211，閥門211與燃燒室14相連通，閥桿21之中端具有一第一端面212及一第二端面213，第一端面212連通汽缸頭10之潤滑油路15而形成一洩壓油路19。
帽蓋22具有一容室221，蓋設於閥桿21之末端。彈性件23套設於閥桿21之末端，容設於帽蓋22之容室221內並抵頂帽蓋22與第二端面213。油封24係組設於閥桿21之中端，另油封25係組設於閥桿21之第二端面213，二油封24,25皆係用以隔離洩壓油路19與外界。
本實施例之引擎啟動輔助裝置20之洩壓通道18開啟動作方式說明如下：本實施例之汽缸頭10之潤滑油路15與引擎啟動輔助裝置20之洩壓油路19係相互連通，當引擎啟動之瞬間，潤滑油路15之壓力尚未達到額定壓力，故潤滑油路15(亦即洩壓油路19)之壓力不足以克服彈性件23之預力，閥桿21下壓促使閥門211與燃燒室14之內壁141存在有一間隙，即洩壓通道18開啟，進行洩壓，藉此可降低啟動引擎過程中之壓縮阻力，使引擎轉速順利達到啟動轉速。
另當該引擎即將停止，潤滑油路15之壓力已逐漸喪失，已低於其運轉時之額定壓力，故潤滑油路15(亦 即洩壓油路19)之壓力不足以克服彈性件23之預力，閥桿21下壓促使閥門211與燃燒室14之內壁141存在有一間隙，即洩壓通道18開啟，進行洩壓，藉此可讓引擎順利停止，避免引擎因壓縮阻力反轉造成異音或機械損傷。
請參閱圖4係本發明一較佳實施例引擎啟動輔助裝置之洩壓通道關閉剖視示意圖，並請一併參閱圖2~圖3。本實施例之引擎啟動輔助裝置20之洩壓通道18關閉動作方式說明如下：當引擎之轉速已達一預定轉速，潤滑油路15之壓力已達到額定壓力，潤滑油路15之壓力(亦即洩壓油路19)足以克服彈性件23之預力，閥桿21上拉促使閥門211抵頂燃燒室14之內壁14，亦即，洩壓通道18關閉，不再進行洩壓。
在本實施例中，洩壓油路19並設有一壓力感測器27，壓力感測器27係用以量測洩壓油路19之壓力，俾能清楚多大壓力可克服彈性件23之預力。另，彈性件23係為一壓縮彈簧。又，帽蓋22具有一螺牙222，可藉由旋緊或放鬆帽蓋22而調整彈性件23之預力，亦即可調整閥桿21上下滑動之切換力量。
此外，在本實施例中，閥桿21、閥門211、第一端面212與第二端面213係為一體式結構，且第一端面212之面積大於第二端面213之面積。
請參閱圖5係本發明一較佳實施例之引擎有無洩壓之啟動瞬間扭力比較圖，線A係裝設有本發明引擎啟動輔助裝置20之引擎啟動瞬間扭力，而線B係沒有裝設本 發明引擎啟動輔助裝置20之引擎啟動瞬間扭力，橫軸係引擎活塞向壓縮上死點移動時之曲軸角度，縱軸係扭力(N-m)，由圖5顯示，於不同角度下，裝設有本發明引擎啟動輔助裝置20之線A之扭力皆遠較沒有裝設本發明引擎啟動輔助裝置20之線B為低，故本發明於引擎啟動初期確實可降低啟動過程中之壓縮阻力，使引擎轉速順利達到啟動轉速。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
15‧‧‧潤滑油路
18‧‧‧洩壓通道
19‧‧‧洩壓油路
20‧‧‧引擎啟動輔助裝置
21‧‧‧閥桿
211‧‧‧閥門
212‧‧‧第一端面
213‧‧‧第二端面
22‧‧‧帽蓋
221‧‧‧容室
222‧‧‧螺牙
23‧‧‧彈性件
24‧‧‧油封
25‧‧‧油封
27‧‧‧壓力感測器

Claims (7)

  1. 一種引擎啟動輔助裝置，係組設於具有一汽缸頭之一引擎上，該汽缸頭具有一潤滑油路、一燃燒室、一進氣道及一連通於該燃燒室與該進氣道之洩壓通道，該引擎啟動輔助裝置包括有：一閥桿，該閥桿之前端具有一閥門其係連通該燃燒室，該閥桿之中端具有一第一端面及一第二端面，該第一端面連通該潤滑油路形成一洩壓油路，該洩壓油路設有一壓力感測器，用以量測該洩壓油路之壓力；一帽蓋，具有一容室，蓋設於該閥桿之末端；以及一彈性件，套設於該閥桿之末端，容設於該容室內並抵頂該帽蓋與該第二端面；其中，當該引擎啟動之瞬間，該潤滑油路之壓力不足以克服該彈性件之預力，該閥桿下壓促使該閥門與該燃燒室之內壁有一間隙。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之引擎啟動輔助裝置，其中，當該引擎之轉速已達一預定轉速，該潤滑油路之壓力足以克服該彈性件之預力，該閥桿上拉促使該閥門抵頂該燃燒室之內壁。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之引擎啟動輔助裝置，其中，當該引擎即將停止，該潤滑油路之壓力不足以克服該彈性件之預力，該閥桿下壓促使該閥門與該燃燒室之內壁有一間隙。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之引擎啟動輔助裝置，其中，該帽蓋具有一螺牙，藉由旋緊或放鬆該帽蓋可調整該彈性件之預力。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之引擎啟動輔助裝置，其中，該彈性件係為一壓縮彈簧。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之引擎啟動輔助裝置，其中，該第一端面之面積大於該第二端面之面積。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之引擎啟動輔助裝置，其中，該閥桿、該閥門、該第一端面與該第二端面係為一體式結構。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6568359B2 (en) * 2001-08-23 2003-05-27 Fev Motorentechnik Gmbh Piston internal combustion engine with pressure relief gas exhaust valves

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6568359B2 (en) * 2001-08-23 2003-05-27 Fev Motorentechnik Gmbh Piston internal combustion engine with pressure relief gas exhaust valves

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