TWI825062B - 旋轉閥內燃機 - Google Patents

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布萊恩 梅森
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英商Ｒｃｖ引擎有限公司
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Abstract

一種旋轉閥內燃機，包含：一燃燒室，由活塞以及汽缸的燃燒端構成 該燃燒室的一部分；一閥罩，位在該汽缸該燃燒端之一外部，並且構成一孔以及一旋轉閥，該旋轉閥可沿閥罩中的孔的一旋轉閥軸旋轉，該旋轉閥具有一中空閥體，該中空閥體具有一內部容積可在整個燃燒過程中容置燃燒氣體；以及更於其壁部分具有一閥門，在該閥旋轉時，透過該閥罩的進氣閥門和排氣閥門使流體陸續地流入該燃燒室以及自該燃燒室排出。該旋轉閥安裝於該閥罩中，以經由一齒輪傳動系統透過該曲軸旋轉，該傳動系統包含一驅動齒輪，該驅動齒輪透過一傘型齒輪驅動配置連接到該曲軸，該驅動齒輪與沿該旋轉閥軸旋轉之一從動齒輪咬合，該從動齒輪與該旋轉閥一起快速旋轉。

Description

旋轉閥內燃機
本發明係關於一種旋轉閥內燃機，其中，燃燒氣體之進氣和排氣之控制係藉由一旋轉閥所達成。
已知一種旋轉閥內燃機，包含：一活塞，連接至一曲軸並且可在一汽缸中往復運動，該汽缸具有一燃燒端；一燃燒室，由該活塞以及該汽缸的該燃燒端構成該燃燒室的一部分；一閥罩，固定在該汽缸該燃燒端之外部，並且構成一孔以及一旋轉閥，該旋轉閥可沿閥罩中的孔的一旋轉閥軸旋轉，該旋轉閥具有一中空閥體，該中空閥體具有形成一部分燃燒室的一內部容積，其中，該中空閥體的該內部容積在整個燃燒過程中容置燃燒氣體；以及進一步於其壁部分具有一閥門，用於在該閥旋轉時，透過該閥罩的進氣閥門和排氣閥門使流體陸續地流入該燃燒室以及自該燃燒室排出。
本發明旨在提供具有改良結構特徵的內燃機。
根據本發明，提供了一種旋轉閥內燃機，包含：一活塞，連接至一曲軸並且可在一汽缸殼體中的汽缸中往復運動，該汽缸具有一燃燒端；一燃 燒室，由該活塞以及該汽缸的該燃燒端構成該燃燒室的一部分；一閥罩，位在該汽缸該燃燒端之一外部，並且構成一孔以及一旋轉閥，該旋轉閥可沿閥罩中的孔的一旋轉閥軸旋轉，該旋轉閥具有一中空閥體，該中空閥體具有形成一部分該燃燒室的一內部容積，其中，該中空閥體的該內部容積在整個燃燒過程中容置燃燒氣體；以及更於其壁部分具有一閥門，在該閥旋轉時，透過該閥罩的進氣閥門和排氣閥門使流體陸續地流入該燃燒室以及自該燃燒室排出，其中，該旋轉閥安裝於該閥罩中，以經由一齒輪傳動系統透過該曲軸旋轉，該傳動系統包含一驅動齒輪，該驅動齒輪透過一傘型齒輪驅動配置連接到該曲軸，該驅動齒輪與可沿該旋轉閥軸旋轉之一從動齒輪咬合，該從動齒輪與該旋轉閥一起快速旋轉，該從動齒輪具有一不平衡質量，以平衡該旋轉閥體中的一不平衡質量。
在一較佳實施例中，從動齒輪透過定位銷定位在相對旋轉閥的正確正時位置，並且透過固定裝置固定至旋轉閥，該固定裝置還鎖定就位該定位銷。
較佳地，當從動齒輪固定至旋轉閥時，在從動齒輪和安裝旋轉閥的軸承之間有一預定間隙。
在另一實施例中，安裝旋轉閥的軸承包含單個滾珠軸承，具有一內圈及一外圈，預定間隙位於從動齒輪和該軸承的該內圈之間。
本發明之較佳實施例將配合圖式說明於下文。
1:活塞
2:汽缸
3:曲軸
4:燃燒室
5:旋轉閥
5a:軸線
6:驅動軸
7:滾珠軸承
8:閥罩
9:從動齒輪
10:驅動齒輪
15:傘型齒輪
16:傘型齒輪
17:管
19:閥體
20:容積
21:閥門
22:下周緣
23:壁
28:內圈
28a:外圈
30:埋頭螺絲
11:驅動配置
12:驅動軸
13:下軸承
14:曲軸箱
31:環形圈
32:軸向間隙
33:正時銷
34:正時標記
35:正時孔
圖1為單汽缸空氣冷卻旋轉閥內燃機的剖面圖。
圖2為旋轉閥體和驅動齒輪的部分放大示意圖。
圖3為旋轉閥驅動和從動齒輪的平面圖。
現在請參考圖1，其為一單汽缸空氣冷卻內燃機。該內燃機具有包含汽缸2的一汽缸殼體。一活塞1以慣用方式連接到安裝在一曲軸箱14中以旋轉的一曲軸3，從而在該汽缸2中往復運動。該汽缸2的上部由在燃燒室殼體中之一燃燒室4關閉。透過一旋轉閥5，控制進氣空氣/燃料混合物和廢氣進入及離開該燃燒室4的流動。在本實施例中，該閥5可在燃燒室殼體中的一閥罩8中圍繞一軸線5a旋轉，該軸線5a與該汽缸2的軸線係為同軸。在其他實施例中，閥體的旋轉軸線係從汽缸2的軸線5a偏移。
該旋轉閥5在其遠離燃燒室4的端部處具有同心驅動軸6，該驅動軸6承載單個滾珠軸承7，該滾珠軸承7在閥罩8中可旋轉地支撐該閥5。閥驅動軸6固定至一同軸從動齒輪9上，該從動齒輪9與一驅動配置11的一驅動齒輪10咬合，從動齒輪9和旋轉閥5藉此連接到曲軸3。該驅動配置11包括一驅動軸12，該驅動軸12位於汽缸殼體中一體成型的一通道或管17中，並且安裝在鄰近驅動齒輪10的一上軸承18和鄰近曲軸3的一下軸承13以旋轉。該通道或管17係被鑄入汽缸殼體中。該通道或管17係與汽缸殼體一體成型，其可透過一鑄造程序形成。該驅動軸11承載一傘型齒輪15，該傘型齒輪15與固定在該曲軸上的相應的傘型齒輪16咬合，以和該曲軸3一起旋轉。因此，協調了曲軸3的旋轉及活塞運動與該旋轉閥5的旋轉，使內燃機運行典型的四行程循環。為此，從動齒輪9的直徑是驅動齒輪10的直徑的兩倍，使得旋轉閥5以半內燃機轉速旋轉。
現在請參考圖2，其展示了旋轉閥5的更多細節，包含大致圓柱形的旋轉閥體5，該旋轉閥體5可繞一旋轉閥軸線5a旋轉，並且緊密滑動在閥罩8的孔中，該旋轉閥5具有一中空閥體，該中空閥體具有形成部分燃燒室的一內部容積19。該閥具有大致為圓柱形的主體部分，該主體部分包括閥體19本身，其直徑略大於該軸6，形成一肩部14，滾珠軸承7的滾圈於該肩部14設置。該閥體19延伸到燃燒室中並且在其內部具有一容積20，該容積20形成一部分的該燃燒室4並且在燃燒過程的所有階段中容置燃燒氣體。該閥體19在閥罩8的孔中係可旋轉的並且緊密滑動，從而在旋轉閥5之主體和閥罩8之孔的一鄰接表面之間進行一密封功能。該閥5和該閥殼體8係以鋁形成。
旋轉閥5的軸6部分的直徑僅略小於閥體19以提供肩部14。該軸為實心，以提供一種用於將熱從閥體19傳導到外部的良好路徑。
閥門21在該閥的旋轉期間能夠經由閥罩中的進氣閥門和排氣閥門，使連通流體陸續地流入和流出該閥的內部容積及燃燒室。在本實施例中，閥門21為凹槽的形式，其係形成在鄰近燃燒室4的閥體的壁23的下周緣22中，該凹槽從閥壁的下緣向上延伸以在該閥側面形成閥門21。
請進一步參考圖2和圖3，其展示了從動齒輪9和旋轉閥5之間的連接。從動齒輪9透過埋頭螺絲30同軸固定至旋轉閥5。從動齒輪9具有同心的凹槽，該凹槽容納軸6的外端，並且該凹槽具有一環形圈31，軸承7包含單個滾珠軸承，具有一內圈28及一外圈28a，該環形圈31與滾珠軸承7的內圈28對齊。在環形圈31和內圈28之間設置有小的軸向間隙32，允許小幅度的軸向浮動，意味著閥5沒有夾到內座圈28並且因此可略微徑向移動，以包容軸承7和旋轉閥在其中旋轉的閥孔之間的任何小的同心偏移。
旋轉閥5相對於閥齒輪的正確位置(其決定引擎的正時)係透過一正時銷33達成。驅動齒輪10具有指示內燃機何時在上死點之一正時標記34。連 接到旋轉閥的從動齒輪9具有適於接受正時銷33的正時孔35，並且從動齒輪具有相應的正時孔，正時銷通過該正時孔插入以將從動齒輪9固定至旋轉閥5，使該旋轉閥5處於上死點位置。接著，插入埋頭螺絲30以固定從動齒輪9到旋轉閥5上的正確正時位置，並且螺絲30的埋頭孔與定時銷30的端部接合以將其固定就位。諸如螺絲30上的墊圈的其他裝置可被用於將正時銷固定就位。
因為旋轉閥在其周壁上具有一閥門21，所以認為閥的質量不是沿閥的周緣均勻設置，並且當旋轉閥實際旋轉時會產生不平衡力。在內燃機的另一實施例中，閥門系統產生平衡或平衡質量，特別是透過添加材料到從動齒輪或是透過移除從動齒輪9中在適當位置的材料。
1:活塞
2:汽缸
3:曲軸
4:燃燒室
5:旋轉閥
5a:軸線
6:驅動軸
7:滾珠軸承
8:閥罩
9:從動齒輪
10:驅動齒輪
11:驅動配置
13:下軸承
14:曲軸箱
15,16:傘型齒輪
17:管

Claims (4)

  1. 一種旋轉閥內燃機，包含：一活塞，連接至一曲軸並且在一汽缸殼體中的汽缸中往復運動，該汽缸具有一燃燒端；一燃燒室，由該活塞以及該汽缸的該燃燒端構成該燃燒室的一部分；一閥罩，位在該汽缸該燃燒端之一外部，並且構成一孔以及一旋轉閥，該旋轉閥沿該閥罩中的該孔的一旋轉閥軸旋轉，該旋轉閥具有一中空閥體，該中空閥體具有形成一部分該燃燒室的一內部容積，其中，該中空閥體的該內部容積在整個燃燒過程中容置燃燒氣體；以及更於其一壁部分具有一閥門，在該閥旋轉時，透過該閥罩的進氣閥門和排氣閥門使流體陸續地流入該燃燒室以及自該燃燒室排出，在該旋轉閥之主體和該閥罩之該孔的一鄰接表面之間進行一密封功能，其中，該旋轉閥安裝於該閥罩中，以經由一齒輪傳動系統透過該曲軸旋轉，該傳動系統包含一驅動齒輪，該驅動齒輪透過一傘型齒輪驅動配置連接到該曲軸，該驅動齒輪與沿該旋轉閥軸旋轉之一從動齒輪咬合，該從動齒輪與該旋轉閥一起快速旋轉，該從動齒輪具有一不平衡質量，以平衡該旋轉閥體中的一不平衡質量。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之旋轉閥內燃機，其中，該從動齒輪透過一定位銷定位在相對該旋轉閥的正確正時位置，並且透過一固定裝置固定至該旋轉閥，該固定裝置還鎖定就位該定位銷。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之旋轉閥內燃機，其中，當該從動齒輪固定至該旋轉閥時，在該從動齒輪和安裝旋轉閥的一軸承之間有一預定軸向間隙。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之旋轉閥內燃機，其中，該軸承包含一單個滾珠軸承，具有一內圈及一外圈，該預定軸向間隙位於該從動齒輪和該軸承的該內圈之間。
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