專利名稱：旋轉錐形活門氣體分配機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發(fā)動機配氣機構，具體涉及一種活塞式發(fā)動機配氣機構的改進。
傳統(tǒng)活塞發(fā)動機一般皆采用往復運動的氣門結構，這種結構由于存在著往復運動的慣性，為使氣門在高速運轉時工作正常，需要很大的恢復彈簧力，從而導致很大的摩擦，將消耗發(fā)動機較多的機械能，導致發(fā)動機效率降低，且這種往復運動將產生較大的振動和噪音，同時其氣門機構在長時間使用后由于磨損會導致氣門開啟和關閉時機改變，使發(fā)動機偏離設計狀態(tài)。中華人民共和國國家知識產權局公告了一種活塞發(fā)動機軸式旋轉氣門配氣機構(專利號96217009.7)，這種結構雖較之前述結構有較大的改進，但仍存在下列不足①、控制不夠靈活，在一些需要調整氣門開啟和關閉時機的情況下，該機構不能勝任；②、長期使用后，圓柱形的旋轉氣門磨損后密封不好，導致系統(tǒng)效率降低。③、溫度變化較大時，容易卡死或者密封不好導致漏氣。
本實用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種密封性好、消除噪音、靈活控制氣門機構開啟和關閉時機的旋轉錐形活門氣體分配機構。
本實用新型的目的是通過下面的技術方案實施的。其特征在于它包括基座和旋轉錐形活門，所述基座上分別開設有與發(fā)動機氣缸連通的進氣口和出氣口，基座上開設有一通孔，旋轉錐形活門置于其內，基座和旋轉錐形活門相互接觸的表面為錐形面，旋轉錐形活門上所開設的齒輪與發(fā)動機主軸齒輪相嚙合，中心開設有中心孔，筒壁徑向對稱開設有可與進氣口和出氣口相通的氣流通孔。在旋轉錐形活門和基座之間可套設一外調節(jié)錐形活門，該外調節(jié)錐形活門筒壁上徑向對稱開設有可與進氣口或出氣口相通的氣流通孔。旋轉錐形活門內還可套設一內調節(jié)錐形活門，該活門內開設有中心孔，其筒壁上徑向對稱開設有可與進氣口和出氣口相通的氣流通孔。本實用新型還可采用上述兩種結構的組合方式，在旋轉錐形活門末端外表面套設一外調節(jié)錐形活門，該活門套于基座內，其筒壁上徑向對稱開設有與進氣口和出氣口相通的氣流通孔；在旋轉錐形活門內，套設一內調節(jié)錐形活門，該活門內開設一中心孔，其筒壁上徑向對稱開設有可與進氣口和出氣口相通的氣流通孔。為減少各旋轉部件之間的摩擦，在旋轉錐形活門、外調節(jié)錐形活門和基座上均開設有潤滑油進口和潤滑油出口。
本實用新型利用錐形結構密封性好的特點來進行設計，在整個使用過程中可始終保持氣門機構的密封，同時，可減小氣門機構的摩擦力，提高熱機效率，消除往復運動所產生的振動和噪音。本實用新型通過采用不同形式的錐形活門相互配合，可靈活控制氣門機構開啟和關閉的時機，以達到熱機的特殊要求。


圖1為本實用新型實施例一結構示意圖；圖2為圖1之A1-A1剖面圖；圖3為圖1之A2-A2剖面圖圖4為圖1之A3-A3剖面圖；圖5為本實用新型實施例一排氣角位置示意圖；圖6為本實用新型實施例二結構示意圖；圖7為圖6之A4-A4剖面圖；圖8為圖6之A5-A5剖面圖；圖9為圖6之A6-A6剖面圖；圖10為本實用新型實施例二進氣角位置示意圖；圖11為本實用新型實施例三結構示意圖；圖12為圖11之A7-A7剖面圖；圖13為圖11之A8-A8剖面圖；圖14為本實用新型實施例三進氣角位置示意圖。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的詳述。
本實用新型之結構主要是利用錐形活門本身所具有的密封作用來設計的。本實用新型主要包括基座2、旋轉錐形活門3、外調節(jié)錐形活門6和內調節(jié)錐形活門4，在基座2、旋轉錐形活門3、外調節(jié)錐形活門6和內調節(jié)錐形活門4相互接觸的表面都采用錐形面，在錐形面發(fā)生磨損時可以通過零件的軸向移動消除間隙，保證了氣體分配機構的密封；當工作溫度變化導致零件尺寸發(fā)生較大變化時，活門通過軸向移動可以補償零件之間的間隙，也可以防止相互之間卡死。旋轉錐形活門3的轉速和發(fā)動機主軸的轉速保持一定比例，旋轉錐形活門3通過旋轉運動來對發(fā)動機氣缸進行配氣。外調節(jié)錐形活門6和內調節(jié)錐形活門4通過小角度旋轉來改變從進氣口到出氣口氣流通道的開啟和關閉時機，從而調節(jié)發(fā)動機氣缸的進、排氣時機和角度。基座2、旋轉錐形活門3、外調節(jié)錐形活門6和內調節(jié)錐形活門4的氣流通孔和調節(jié)孔采用徑向對稱開口的形式，高壓氣體作用在活門內部和外部的壓力沿徑向都得到平衡，以消除非對稱開口時側向氣壓力導致的摩擦和磨損。
本實用新型為減小各旋轉部件之間的相互摩擦，在基座2，旋轉錐形活門3和外調節(jié)錐形活門6上分別開設有潤滑油入口9和潤滑油出口10。
本實用新型根據上述原理設計了三種不同的結構，現(xiàn)分述如下。
實施例一如圖1～圖4所示，本實施例包括基座2、旋轉錐形活門3和外調節(jié)錐形活門6，基座2上開設有一通孔，外調節(jié)錐形活門6置于基座2的通孔內，其中心開設一中心孔，旋轉錐形活門3置于基座2的通孔內，同時也在外調節(jié)錐形活門6的中心孔內。旋轉錐形活門3外表面、基座2內表面和外調節(jié)錐形活門6內、外表面為錐面。旋轉錐形活門3通過齒輪與發(fā)動機主軸嚙合，兩者轉速成一定比例，旋轉錐形活門3在旋轉過程中與基座2的內表面和外調節(jié)錐形活門6的內表面始終保持緊密接觸。在旋轉錐形活門3、基座2和調節(jié)錐形活門6相互接觸的筒壁上徑向對稱開設有氣流通孔，基座2上的氣流通孔連通進氣口5和出氣口7，旋轉錐形活門3的氣流通孔與旋轉錐形活門3的中心孔連通。如圖3所示，出氣口7始終與旋轉錐形活門3之中心孔連通。如圖2所示，在旋轉錐形活門3順時針旋轉時，當旋轉錐形活門3之氣流通孔與基座2之氣流通孔開始重疊時(圖2中所示位置)，進氣口5與旋轉錐形活門3的中心孔連通，通往出氣口7；當旋轉錐形活門3的氣流通孔脫離基座2上的氣流通孔時，氣流通道關閉，此工作過程對應著圖5中的固定排氣角12。圖4中所示的情形與圖2中的情形類似，不過外調節(jié)錐形活門6可以在一定角度范圍內變化，從而改變氣流通道的開啟和關閉時機，例如在旋轉錐形活門3順時針旋轉的情況下，逆時針小角度旋轉外調節(jié)錐形活門6，則進氣口5到出氣口7的氣流通道的開啟和關閉時機相應提前，此過程對應著圖5中的活動排氣角13。由于圖2中的進氣口5和圖4中的進氣口5連通到同一個氣體通道，因此進氣口5和出氣口7的連通角為固定排氣角12和活動排氣角13的并集，即固定排氣角12加上提前排氣角14。通過小角度旋轉外調節(jié)錐形氣門6，可以改變提前排氣角14，提前排氣角14最小為零。所以實施例一的開啟時間可以通過旋轉外調節(jié)錐形活門6來改變，關閉時機則是固定的。
實施例二如圖6～圖9所示，本實施例包括基座2、旋轉錐形活門3和內調節(jié)錐形活門4。旋轉錐形活門3置于基座2所開的孔內，其中心開設一通孔，內調節(jié)錐形活門4置于其孔內。旋轉錐形活門3內、外表面、基座2內表面、和內調節(jié)錐形活門4的外表面都是錐形面，旋轉錐形活門3、基座2和內調節(jié)錐形活門4通過錐形面緊密接觸，保持良好的氣密性。內調節(jié)錐形活門4的中心開設一中心孔，在基座2、旋轉錐形活門3和內調節(jié)錐形活門4的管壁上徑向對稱開設有氣流通孔，如圖8所示，在旋轉錐形活門3和內調節(jié)錐形活門4之間開設有環(huán)形槽，使內調節(jié)錐形活門4中心孔始終與基座2上進氣口5相通。
旋轉錐形活門3通過齒輪和發(fā)動機主軸嚙合，兩者轉速成一定比例。在旋轉錐形活門3旋轉過程中，氣體從進氣口5到出氣口7需要經過基座2、旋轉錐形活門3和內調節(jié)錐形活門4的氣流通孔，氣流導通的時機和角度受到控制。如圖9所示，當旋轉錐形活門3順時針旋轉時，旋轉錐形活門3的通孔首先和內調節(jié)錐形活門4的氣流通孔重疊，然后與基座2上的氣流通孔重疊，從進氣口5到出氣口7的氣流通道開始打開；隨著旋轉錐形活門3的旋轉，旋轉錐形活門3的氣流通孔首先脫離內調節(jié)錐形活門4的氣流通孔，從進氣口5到出氣口7的通路被切斷。從進氣口5到出氣口7的氣流通道打開時機由于基座2的氣流通孔位置固定而保持不變，關閉時機則由于內調節(jié)錐形活門4的旋轉而改變。如果小角度逆時針旋轉內調節(jié)錐形活門4，則從進氣口5到出氣口7氣流通道關閉時機提前。該過程對應著圖10中顯示的關閉時機可以調節(jié)的進氣角11。如圖7所示，旋轉錐形活門3和內調節(jié)錐形活門4可以同時控制發(fā)動機多個氣缸。
實施例三本實施例為實施例一和實施例二的組合形式。它由基座2、旋轉錐形活門3、內調節(jié)錐形活門4和外調節(jié)錐形活門6組成。旋轉錐形活門3末端外表面套設外調節(jié)錐形活門6，該活門套于基座2上開設的孔內，在錐形活門3內，套設一內調節(jié)錐形活門4?；?內表面、旋轉錐形活門3內、外表面、外調節(jié)錐形活門6內、外表面、內調節(jié)錐形活門4外表面為錐形面，相互之間保持緊密接觸。如圖12所示，在外調節(jié)錐形活門6、旋轉錐形活門3和內調節(jié)錐形活門4上除了徑向對稱開設氣流通孔外，還在相互接觸的表面開設有環(huán)形槽，使內調節(jié)錐形活門4上開設的中心孔，與出氣口7相通。圖13所示，在基座2、外調節(jié)錐形活門6、旋轉錐形活門3和內調節(jié)錐形活門4上徑向對稱開設氣流通孔。旋轉錐形活門3通過齒輪和發(fā)動機主軸嚙合，旋轉錐形活門3在發(fā)動機主軸的帶動下和發(fā)動機主軸按一定的轉速比例旋轉；外調節(jié)錐形活門6和內調節(jié)錐形活門4可以在一定角度范圍內旋轉。
如圖13所示，氣流從進氣口5流到出氣口7需要經過內調節(jié)錐形活門4的調節(jié)孔、旋轉錐形活門3的通孔和外調節(jié)錐形活門6的調節(jié)孔，因此從進氣口5流到出氣口7氣流通道的打開和關閉時機可以控制。當旋轉錐形活門3順時針旋轉時，旋轉錐形活門3上的氣流通孔先與內調節(jié)錐形活門4上的調節(jié)孔重疊，然后與外調節(jié)錐形活門6上的調節(jié)孔重疊，因此從進氣口5到出氣口7之間的氣流通道的開啟時機由外調節(jié)錐形活門6控制；隨著旋轉錐形活門3繼續(xù)旋轉，旋轉錐形活門3上氣流通孔先與內調節(jié)錐形活門4上的調節(jié)孔脫離，然后與外調節(jié)錐形活門6上的調節(jié)孔脫離，因此從進氣口5到出氣口7之間的氣流通道的關閉時機由內調節(jié)錐形活門4控制。逆時針方向小角度旋轉外調節(jié)錐形活門6，氣流通道打開的時機提前；逆時針小角度旋轉內調節(jié)錐形活門4，氣流通道關閉的時機提前。由于外調節(jié)錐形活門6和內調節(jié)錐形活門4可以獨立調節(jié)，任意改變內調節(jié)錐形活門4和外調節(jié)錐形活門6的角度，既可以改變旋轉錐形活門3的開啟、關閉時機，又可以改變旋轉錐形活門3如圖14所示的進氣角度，其進氣角8的開始和結束時機都可以調整。
權利要求1.一種旋轉錐形活門氣體分配機構，其特征在于它包括基座(2)和旋轉錐形活門(3)，所述基座(2)上分別開設有與發(fā)動機氣缸連通的進氣口(5)和出氣口(7)，基座(2)上開設有一通孔，旋轉錐形活門(3)置于其內，基座(2)和旋轉錐形活門(3)相互接觸的表面為錐形面，旋轉錐形活門(3)上所開設的齒輪與發(fā)動機主軸齒輪相嚙合，中心開設有中心孔，筒壁上徑向對稱開設有可與進氣口(5)和出氣口(7)相通的氣流通孔。
2.根據權利要求1所述的旋轉錐形活門氣體分配機構，其特征在于旋轉錐形活門(3)和基座(2)之間套設一外調節(jié)錐形活門(6)，該外調節(jié)錐形活門(6)筒壁上徑向對稱開設有可與進氣口(5)或出氣口(7)相通的氣流通孔。
3.根據權利要求1所述的旋轉錐形活門氣體分配機構，其特征在于旋轉錐形活門(3)內套設一內調節(jié)錐形活門(4)，該活門內開設有中心孔，其筒壁上徑向對稱開設有可與進氣口(5)和出氣口(7)相通的氣流通孔。
4.根據權利要求1所述的旋轉錐形活門氣體分配機構，其特征在于旋轉錐形活門(3)末端外表面套設一外調節(jié)錐形活門(6)，該活門套于基座(2)內，其筒壁上徑向對稱開設有與進氣口(5)和出氣口(7)相通的氣流通孔；在旋轉錐形活門(3)內，套設一內調節(jié)錐形活門(4)，該活門內開設一中心孔，其筒壁上徑向對稱開設有可與進氣口(5)和出氣口(7)相通的氣流通孔。
5.根據權利要求1～4所述的旋轉錐形活門氣體分配機構，其特征在于旋轉錐形活門(3)、外調節(jié)錐形活門(6)和基座(2)上開設有潤滑油進口(9)和潤滑油出口(10)。
專利摘要一種旋轉錐形活門氣體分配機構,其特征在于它包括基座和旋轉錐形活門,基座上分別開設有與發(fā)動機氣缸連通的進氣口和出氣口,基座上還開設有一通孔,旋轉錐形活門置于其內,基座和旋轉錐形活門相互接觸的表面為錐形面,旋轉錐形活門上所開設的齒輪與發(fā)動機主軸齒輪相嚙合,中心開設有中心孔,筒壁徑向對稱開設有可與進氣口和出氣口相通的氣流通孔。本實用新型密封性好,無噪音,可靈活控制氣門機構開啟和關閉時機。
文檔編號F01L7/00GK2480552SQ0123525
公開日2002年3月6日 申請日期2001年6月6日 優(yōu)先權日2001年6月6日
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