專利名稱：中冷、回熱式二沖程內(nèi)燃機的配氣閥門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中冷、回熱式二沖程內(nèi)燃機的位于副缸上部的閥體內(nèi)的配氣閥門，以控制閥體上的相應(yīng)氣口的開啟或關(guān)閉。
本發(fā)明是根據(jù)申請?zhí)枴?0100059.4”的發(fā)明專利改進而來的，雖然在原來的發(fā)明專利中為控制不同狀態(tài)的氣體能進出相應(yīng)的氣口而給出了幾種不同的旋轉(zhuǎn)或升降式閥門結(jié)構(gòu)，但在旋轉(zhuǎn)式閥門中因其通氣道所具的流通體積較大，使通氣道內(nèi)較多的壓縮空氣不能被壓入回熱器中進行回熱。而在升降式控制閥門中，因每一個氣口均需一個相應(yīng)的氣門控制，氣門數(shù)量較多，增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。
本發(fā)明的目的是針對上述閥門存在的缺陷提供一種具有較小通氣道流通體積、能控制較多氣口的副缸上部的配氣閥門。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的配氣閥門采用了一種旋轉(zhuǎn)式閥門，它由位于副缸上部的設(shè)在汽缸蓋內(nèi)的閥體和一個可在該閥體中進行旋轉(zhuǎn)的配氣閥門構(gòu)成，所述的配氣閥門與閥體之間通過密封件進行密封。在所述的閥體內(nèi)壁上依次設(shè)有相距90°的與主汽缸相通的燃氣出口、與壓氣汽缸的出氣管相通的充氣口、與回熱器冷氣口相通的換氣出口和與回熱器熱氣口相通的換氣進口，這些相同高度的氣口被設(shè)在閥體內(nèi)壁的同一軸向位置上，各氣口之間被隔開一定的角度。所述的配氣閥門的底部面向副缸中的配氣活塞，該配氣閥門具有其內(nèi)端開口及外側(cè)開口分別通向配氣閥門底部及外圓柱面的通氣道，通氣道的外側(cè)開口高度及開口的軸向位置與閥體內(nèi)壁上的各相應(yīng)氣口是相互對齊的。在配氣閥門旋轉(zhuǎn)時，其上的通氣道開口依次與燃氣出口、充氣口、換氣出口和換氣進口相溝通，閥體內(nèi)壁上的任意相鄰氣口之間的間隔角度大于通氣道的外側(cè)開口所占角度。
上述的這種旋轉(zhuǎn)式配氣閥門因其上的通氣道是從外圓柱面通向配氣閥門的下部，而不必穿過整個配氣閥門，因此使通氣道的長度相應(yīng)縮短，減小了通氣道所占的流通體積。在配氣閥門被傳動齒輪帶動時，配氣閥門通過其上的通氣道開口依次轉(zhuǎn)過閥體上的四個氣口，便可配合副缸內(nèi)的配氣活塞順序完成相應(yīng)的工作過程，使所用的控制部件數(shù)量最少，有利于結(jié)構(gòu)的進一步簡化。另外，配氣閥門的通氣道在轉(zhuǎn)過高溫燃氣出口后，又隨后與充氣口等低溫氣口相通，使配氣閥門運轉(zhuǎn)過程中不會過熱。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。


圖1是本發(fā)明的裝有旋轉(zhuǎn)式配氣閥門的中冷、回熱式二沖程內(nèi)燃機橫剖面圖。
圖2是沿圖1中A-A線的剖面圖。
圖3是旋轉(zhuǎn)式配氣閥門、副缸和主缸等的放大剖面圖。
圖4是配氣閥門的結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖5是沿圖4中B向的側(cè)面圖。
圖6是本發(fā)明的另一種配氣閥門的結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖7是配氣閥門的通氣道開口和閥體內(nèi)壁上的各相應(yīng)氣口的角度位置劃分圖。
在圖1至圖7所示的本發(fā)明實施方式中，圖1給出了中冷、回熱式二沖程內(nèi)燃機的總體結(jié)構(gòu)布置，它的壓氣汽缸和主汽缸采用V型排列，壓氣汽缸1設(shè)在左側(cè)，主汽缸13設(shè)在右側(cè)，在主汽缸的左側(cè)設(shè)有副缸25，副缸上部是設(shè)在汽缸蓋17內(nèi)的閥體和其中所裝的旋轉(zhuǎn)式配氣閥門48。在內(nèi)燃機工作過程中，外部的空氣可經(jīng)進氣閥2進到壓氣汽缸1內(nèi)，由壓氣活塞5把產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)出氣閥6沿箭頭4所示方向排向外側(cè)的中間冷卻器8，讓壓縮熱被導(dǎo)向外部的冷卻水，使壓縮過程接近于等溫壓縮，減少了壓縮功的消耗。進入中間冷卻器的壓縮空氣沿出氣管9通向閥體內(nèi)壁上的充氣口37(參看圖2)，以便在配氣閥門開啟時進入副缸25內(nèi)。圖中的內(nèi)燃機正處于作功過程狀態(tài)，副缸25中的配氣活塞27在上行把作功燃氣經(jīng)開啟的配氣閥門48從燃氣出口34壓入主汽缸13，推動其內(nèi)的動力活塞14下行作功。
對配氣閥門和閥體內(nèi)壁上的各氣口的進一步描述如圖2至圖7所示，在閥體內(nèi)壁33上所設(shè)的各氣口依次是與主汽缸13相通的燃氣出口34、與壓氣汽缸的出氣管9相通的充氣口37、與回熱器冷氣口43相通的換氣出口38和與回熱器熱氣口45相通的換氣進口39(參看圖2)。在回熱器與換氣進、出口的連通中，換氣出口38是經(jīng)管路40與回熱器42的冷氣口43相連通的，當配氣閥門48與換氣出口38溝通時(如圖2中下側(cè)的配氣閥門轉(zhuǎn)動狀態(tài)所示)，被副缸中上行的配氣活塞所排出的低溫壓縮空氣經(jīng)開啟的換氣出口38和管路40沿箭頭41所示方向從冷氣口43端進入回熱器42，以便被主汽缸所排出的高溫排氣(如虛線箭頭23所示)加熱?；責崞?2內(nèi)被外部排氣加熱了的壓縮空氣可沿箭頭47方向經(jīng)布置在排氣管22中間的連接管46流向換氣進口39，以便當配氣閥門48與換氣進口39溝通時再充入副缸之中。在被回熱了的壓縮空氣沿開啟的配氣閥門48進入副缸25過程中，設(shè)在通氣管路上的噴油器78會隨即噴出一定的霧狀燃油，以便與壓縮空氣共同進入副缸，形成作功所需的燃油混合汽。在閥體內(nèi)的配氣閥門48按圖中箭頭所示方向旋轉(zhuǎn)時，其上的通氣道開口54能依次和閥體上的燃氣出口34、充氣口37、換氣出口38的換氣進口39相溝通，其接通順序與副缸內(nèi)的配氣活塞動作相配合，和內(nèi)燃機的其它動作過程共同構(gòu)成完整的工作循環(huán)。由于燃氣出口、充氣口、換氣出口和換氣進口是依次設(shè)置在閥體內(nèi)壁上的，因此這些氣口具有相同的氣口高度，并被設(shè)在閥體內(nèi)壁的同一軸向位置上，相鄰的各氣口之間被隔開了一定的角度。
配氣閥門48的放大結(jié)構(gòu)如圖3至圖6所示，配氣閥門的底部49面向副缸25的配氣活塞27，配氣閥門上具有其內(nèi)端開口55及外側(cè)開口54分別通向配氣閥門底部49及外圓柱面50的通氣道53(參看圖4)。為使配氣閥門的通氣道能與閥體內(nèi)壁上的各氣口相互溝通，通氣道的外側(cè)開口54的高度及開口的軸向位置與閥體內(nèi)壁上的各相應(yīng)氣口是相互對齊的。在圖3至圖5所示的配氣閥門48中，在其底部49上設(shè)有圓形的外口擴張的凹坑56，通氣道的內(nèi)端開口55處在凹坑56的側(cè)壁57上。采用這種結(jié)構(gòu)時，配氣閥門上的通氣道的長度能縮到很短狀態(tài)，其具有的流通體積也較小，從而有助于行到上止點的配氣活塞能把絕大部分的低溫壓縮空氣壓入回熱器。當然，為達到這種目的，在配氣活塞27的活塞頂面也相應(yīng)設(shè)有凸出形30，該凸出形與配氣閥門底部的凹坑56形狀相吻合。實際中，在配氣活塞27行到上止點時，貼近配氣閥門的配氣活塞頂面及其上的凸出形也要與配氣閥門48的底部及凹坑留有一定的間隙距離，以防止兩者相互碰撞。在較大型的中冷、回熱式二沖程內(nèi)燃機中，也可以采用如圖6中所示的配氣閥門48，在這種配氣閥門的底部不設(shè)較深的凹坑，配氣閥門上的通氣道53經(jīng)彎曲后其內(nèi)端開口55通到配氣閥門的底部49，該開口再經(jīng)擴散淺槽58向外延伸，也可經(jīng)很淺的凹進形向外延伸。在圖6中的這種結(jié)構(gòu)中，配氣閥門48的底部49與副缸上部的汽缸蓋17底面20是處于同一平面上的，相應(yīng)的配氣活塞27也采用的是平頂面。另外，配氣閥門48的直徑是小于副缸25直徑的，并且，配氣閥門也要布置在靠近主汽缸的位置處，以縮短燃氣出口34的氣道長度。
由于在內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)過程中，配氣閥門控制的是壓力較大的壓縮空氣和很大壓力的作功燃氣，這要求在配氣閥門與閥體之間設(shè)置密封件來實現(xiàn)密封。通常，密封件可設(shè)在從閥體內(nèi)壁或配氣閥門的外圓柱面所加工出的密封槽內(nèi)。在本實施例中，用來密封的密封環(huán)和密封條是設(shè)在配氣閥門48的外圓柱面50上所加工出的徑向槽51和軸向槽52內(nèi)，如圖4中所示。其中軸向安裝的密封條69數(shù)量較多(參看圖7)，但設(shè)在配氣閥門48上的密封條數(shù)量達到七條時便可有效阻止閥體內(nèi)壁上相鄰氣口間的竄氣。
在這種中冷、回熱式二沖程內(nèi)燃機實際運轉(zhuǎn)過程中，因被回熱器回熱過的壓縮空氣的溫度是隨排氣溫度的變化而經(jīng)常變化的，這必然要求進入副缸內(nèi)的可燃混合汽是被火花塞所點燃的。所設(shè)的火花塞即可布置在副缸25上，也可以安裝在旋轉(zhuǎn)的配氣閥門48上。本實施例中的火花塞72就是設(shè)在了配氣閥門48上，火花塞這樣布置后，在配氣閥門48上設(shè)有通向傳動軸套61的火花塞安裝孔60(參看圖4)。由于配氣閥門是以旋轉(zhuǎn)方式工作的，裝在安裝孔60上的火花塞72是經(jīng)連接導(dǎo)體73和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電接頭74與汽缸蓋17上的座蓋75內(nèi)的點火線路相連接的(如圖3所示)?；鸹ㄈO(shè)在配氣閥門上后，配氣閥門48的傳動軸套61上部通過彈性的密封圈68與汽缸蓋17保持密封，以防止進入潤滑油液影響火花塞的正常工作。圖6中的火花塞72也是裝在配氣閥門48上，但噴油器78被設(shè)在副缸25的上側(cè)，噴油器在其所處位置噴油時，應(yīng)容易被火花塞點燃。
因配氣閥門48在內(nèi)燃機工作過程中會受到不同方向的較大壓力氣體的推動作用，為克服這些氣體的壓力作用，配氣閥門48的相連傳動軸套61具有較大的結(jié)構(gòu)強度，配氣閥門通過傳動軸套用軸承裝在汽缸蓋17內(nèi)。一般情況下，配氣閥門48的最大受力是來自作功燃氣的軸向推力，為抵抗這種受力，在配氣閥門側(cè)設(shè)有以承受軸向推力為主的軸承工作面62(參看圖4)，或設(shè)有安裝軸承的止推面。
在配氣閥門的轉(zhuǎn)動過程中，配氣閥門是經(jīng)裝在傳動軸套61上的齒輪63(或鏈輪)被帶動旋轉(zhuǎn)的，由于配氣閥門的這種傾斜角度布置，配氣閥門上的齒輪63還要經(jīng)中間齒輪64和相連的傘齒輪65被長軸66上的傘齒輪67帶動。因配氣閥門在轉(zhuǎn)動一圈后可依次完成與四個氣口的接通及關(guān)閉動作，與之相適應(yīng)的副缸下部的小曲軸28在轉(zhuǎn)動兩圈后也帶動配氣活塞27完成了由兩次上下移動而構(gòu)成的四個動作，所以小曲軸28與配氣閥門48的傳動比為2∶1，小曲軸轉(zhuǎn)兩圈配氣閥門相應(yīng)的轉(zhuǎn)一圈。
在圖7所示的配氣閥門及閥體的角度劃分圖中，給出了配氣閥門的通氣道開口與閥體內(nèi)壁上的各氣口之間詳細的角度關(guān)系，如圖7中所示，由于設(shè)在閥體內(nèi)壁上的燃氣出口、充氣口、換氣出口和換氣進口是相距90°而布置的，因此，配氣閥門48的通氣道開口54所占角度基本上可定在45°，相對應(yīng)的閥體內(nèi)壁上的各相鄰氣口之間的相隔角度也要大于通氣道開口的45°角，使閥體內(nèi)壁上的任意相鄰氣口之間的間隔角度總是大于通氣道的開口所占角度，讓轉(zhuǎn)動的配氣閥門無論處于任何角度位置，其上的通氣道開口54都不會同時溝通閥體內(nèi)壁上的各相鄰的兩氣口，以防止兩相鄰的氣口之間發(fā)生氣體泄漏。在某些機型中，當配氣閥門的通氣道開口54所占角度被定在大于或小于45°時，大于閥門通氣道開口角度的閥體上各相鄰氣口的間隔角度也要相應(yīng)大于或小于45°。
圖7中，配氣閥門的通氣道開口角度是被定為45°的，與主汽缸13相通的燃氣出口34所占角度也為45°，而其他的三個氣口因工作過程中為適應(yīng)延遲開啟及提前關(guān)閉等運轉(zhuǎn)要求，都是略小于或更多地小于45°的。在充氣口37所占角度中，當配氣活塞行到上止點后，為使留在副缸及配氣閥門的通氣道中少量作功燃氣能在配氣活塞下行時繼續(xù)膨脹作功，配氣閥門48并不會隨即與充氣口37溝通，而是延遲到如圖中所示的O′1角度范圍后再開啟。在換氣出口38所占角度范圍中，由于上行的配氣活塞要把副缸內(nèi)的低溫壓縮空氣壓縮到其壓力與回熱器內(nèi)壓力接近時，配氣閥門的通氣道開口54才會與換氣出口38溝通，因此，延遲開啟所需的b′角范圍使換氣出口38所占的開口角度相應(yīng)減少。在換氣進口39所占角度范圍內(nèi)，因在副缸內(nèi)需提前一定的角度點火燃燒，也要讓換氣進口在e′角范圍外被配氣閥門提前關(guān)閉，這也使換氣進口39的所占角度相應(yīng)減少。當然，由于各氣口的開口角度是被減少了較小的角度，各氣口所具有的寬度還是具有足夠的流通截面積的。
從以上對本發(fā)明的描述可以看出，對于本發(fā)明所給出的這種配氣閥門，它能很好地控制閥體上各相應(yīng)氣口的開啟或關(guān)閉，其通氣道的流通容積也能被限制在較小的范圍內(nèi)，這對提高低溫壓縮空氣的回熱效率及減少高溫部件的散熱面積是很有必要的。另外，這種旋轉(zhuǎn)式配氣閥門的密封問題所面臨的結(jié)構(gòu)難度也是較小的，配氣閥門上的軸向和徑向密封槽是較容易加工的。上述這些有利因素，將使這種結(jié)構(gòu)的中冷、回熱式二沖程內(nèi)燃機能在實際中獲得很好的應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種中冷、回熱式二沖程內(nèi)燃機的配氣閥門，其特征是它由位于副缸(25)上部的設(shè)在汽缸蓋(17)內(nèi)的閥體(32)和可在該閥體中進行旋轉(zhuǎn)的配氣閥門(48)構(gòu)成，所述的配氣閥門與閥體之間通過密封件進行密封，在所述的閥體內(nèi)壁(33)上依次設(shè)有相距90°的與主汽缸(30)相通的燃氣出口(34)、與壓氣汽缸的出氣管(9)相通的充氣口(37)、與回熱器冷氣口(43)相通的換氣出口(38)和與回熱器熱氣口(45)相通的換氣進口(39)，這些相同高度的氣口被設(shè)在閥體內(nèi)壁的同一軸向位置上，各氣口之間被隔開一定的角度，所述的配氣閥門(48)的底部(49)面向副缸(25)中的配氣活塞(27)，該配氣閥門具有其內(nèi)端開口(55)及外側(cè)開口(54)分別通向配氣閥門底部(49)及外圓柱面(50)的通氣道(53)，通氣道(53)的外側(cè)開口(54)高度及開口的軸向位置與閥體內(nèi)壁(33)上的各相應(yīng)氣口是相互對齊的，在配氣閥門旋轉(zhuǎn)時，其上的通氣道開口(54)依次與燃氣出口(34)、充氣口(37)、換氣出口(38)和換氣進口(39)相溝通，閥體內(nèi)壁上的任意相鄰氣口之間的間隔角度大于通氣道的外側(cè)開口所占角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配氣閥門，其特征是配氣閥門的通氣道開口(54)所占角度基本為45°，相對應(yīng)的閥體內(nèi)壁上的各相鄰氣口之間的相隔角度也大于通氣道開口(54)的45°角，當配氣閥門的通氣道開口(54)所占角度大于或小于45°時，大于閥門通氣道開口角度的閥體上各相鄰氣口的間隔角度也相應(yīng)大于或小于45°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的配氣閥門，其特征是配氣閥門(48)通過相連的傳動軸套(61)利用軸承裝在汽缸蓋(17)內(nèi)，配氣閥門經(jīng)裝在傳動軸套上的齒輪或鏈輪被帶動旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的配氣閥門，其特征是在配氣閥門(48)的底部(49)上設(shè)有圓形的外口擴張的凹坑(56)，通氣道(53)的內(nèi)端開口(55)處在凹坑(56)的側(cè)壁(57)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的配氣閥門，其特征是配氣活塞(27)的活塞頂面設(shè)有凸出形(30)，該凸出形與配氣閥門底部的凹坑(56)相吻合。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的配氣閥門，其特征是配氣閥門上的通氣道(53)經(jīng)彎曲后其內(nèi)端開口(55)通到配氣閥門的底部(49)，該開口(55)再經(jīng)擴散淺槽(58)或很淺的凹進形向外延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的配氣閥門，其特征是在配氣閥門(48)上設(shè)有通向傳動軸套的火花塞安裝孔(60)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的配氣閥門，其特征是裝在安裝孔(60)上的火花塞(72)經(jīng)連接導(dǎo)體(73)和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電接頭(74)與汽缸蓋(17)上的座蓋(75)內(nèi)的點火線路相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的配氣閥門，其特征是配氣閥門(48)的傳動軸套(61)上部通過密封圈(68)與汽缸蓋(17)密封。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種中冷、回熱式二沖程內(nèi)燃機的配氣閥門,它由副缸25上部的設(shè)在汽缸蓋17內(nèi)的閥體和可在該閥體內(nèi)進行旋轉(zhuǎn)的配氣閥門48構(gòu)成,所述的配氣閥門具有其內(nèi)端開口及外側(cè)開口分別通向配氣閥門底部及外圓柱面的通氣道53,配氣閥門旋轉(zhuǎn)時,其上的通氣道53能依次與閥體內(nèi)壁上的各相應(yīng)氣口接通和關(guān)閉。采用這種結(jié)構(gòu)的配氣閥門因其通氣道的長度較短,減少了通氣道的流通體積,并且只通過配氣閥門便可控制所設(shè)的相應(yīng)氣口。
文檔編號F01L7/00GK1351222SQ0013035
公開日2002年5月29日 申請日期2000年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月1日
發(fā)明者韓培洲 申請人:韓培洲