專利名稱：非單氣門和單氣門配氣機(jī)構(gòu)及其配氣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及配氣機(jī)構(gòu)及其配氣方法，特別涉及一種非單氣門和單氣門配氣機(jī)構(gòu)及其配氣方法。
四氣門配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣流通面積比兩氣門配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣流通面積只增加了30％左右；五氣門配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣流通面積比四氣門配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣流通面積的增加量還不到30％；由于受配氣機(jī)構(gòu)本身結(jié)構(gòu)，特別是燃燒室結(jié)構(gòu)等諸多因素的限制，六氣門配氣機(jī)構(gòu)至今還沒出現(xiàn)，即使出現(xiàn)，從理論上講，其進(jìn)、排氣流通面積比五氣門配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣流通面積，也不能增加很多。
通過以上的分析可知配氣機(jī)構(gòu)中使用較少個(gè)數(shù)的氣門，就其減小進(jìn)、排氣阻力的效果，是顯著的；從涉及的諸多方面考慮，也是可行的。隨著使用氣門個(gè)數(shù)的增多，進(jìn)、排氣流通面積的增加量越來越小，而其所帶來的諸多方面的問題卻越來越多、而且越來越難以解決。通過增加氣門的使用個(gè)數(shù)來減小進(jìn)、排氣阻力的方式似乎憶已到了極限，至少是受到了很大的限制；就目前的配氣機(jī)構(gòu)而言，還存在著兩個(gè)似乎平常，而本發(fā)明人認(rèn)為很是關(guān)鍵，并且是必須解決的問題A、目前的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)、排氣時(shí)，只有相應(yīng)的進(jìn)、排氣道進(jìn)行進(jìn)、排氣，另外的進(jìn)、排氣道被關(guān)閉的氣門封閉閑置著，不能充分利用，此為造成進(jìn)、排氣流通面積不能大幅度增大的根源。
B、為了不浪費(fèi)燃料和污染環(huán)境，通過進(jìn)氣道流入燃料(可燃混合氣或可燃?xì)怏w)的內(nèi)燃機(jī)，如大多數(shù)汽油機(jī)和可燃?xì)怏w發(fā)動(dòng)機(jī)，避免掃氣，使內(nèi)燃機(jī)的性能不能充分發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種大大減小進(jìn)、排氣阻力，具有完善掃氣功能的非單氣門(一個(gè)以上的氣門，下同)和單氣門(一個(gè)氣門，下同)配氣機(jī)構(gòu)及其配氣方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的非單氣門配氣機(jī)構(gòu)的氣缸蓋是一種分層結(jié)構(gòu)下層是非單個(gè)氣門，對(duì)內(nèi)燃機(jī)壓縮行程的壓縮過程和作功行程的作功過程起密封作用；中層是氣門口和進(jìn)排氣通道，或氣門口、進(jìn)排氣通道和空氣道，或氣門口、進(jìn)排氣通道、空氣道和回收道，氣門口和進(jìn)排氣通道是進(jìn)、排氣的氣流通道，進(jìn)排氣通道在氣門口之上，當(dāng)一個(gè)氣缸使用一個(gè)進(jìn)排氣通道時(shí)，進(jìn)排氣通道內(nèi)設(shè)置有隔板，用以將進(jìn)排氣通道分隔成進(jìn)氣通道和排氣通道；空氣道設(shè)置在進(jìn)排氣通道外，其內(nèi)設(shè)置有空氣閥，用以控制空氣道與進(jìn)排氣通道的通斷；回收道設(shè)置在進(jìn)排氣通道外，其內(nèi)設(shè)置有回收閥，用以控制回收道與進(jìn)排氣通道的通斷，回收道與空氣道相配合，回收氣門關(guān)閉后，進(jìn)排氣通道內(nèi)存留的可燃混合氣或可燃?xì)怏w；上層是進(jìn)、排氣閥和進(jìn)、排氣道，進(jìn)、排氣閥對(duì)進(jìn)、排氣氣流起分配作用，使廢氣從排氣道排出；氣缸內(nèi)所需用的氣體(指氣缸內(nèi)燃燒用的空氣、可燃混合氣或可燃?xì)怏w，下同)從進(jìn)氣道流入。
在進(jìn)、排氣期間，即從排氣開始到下一個(gè)工作循環(huán)的進(jìn)氣結(jié)束，氣門有三種工作方式持續(xù)式、斷續(xù)式和兼容式。
氣門始終開啟的工作方式稱為持續(xù)式。
氣門分時(shí)段開啟的工作方式稱為斷續(xù)式。
部分氣門始終開啟，另部分氣門分時(shí)段開啟的工作方式稱為兼容式。
驅(qū)動(dòng)氣門以持續(xù)式工作的配氣凸輪(簡(jiǎn)稱為持續(xù)式凸輪，下同)，驅(qū)動(dòng)氣門的開啟時(shí)間所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角為γ(排氣提前角，下同)+360°+β(進(jìn)氣遲后角，下同)，以此凸輪為基礎(chǔ)，在其凸起部分(凸尖，下同)切截有小凸起(小凸尖，下同)，與氣門的開啟和關(guān)閉過程相對(duì)應(yīng)，用以驅(qū)動(dòng)氣門以斷續(xù)式工作；持續(xù)式凸輪和驅(qū)動(dòng)氣門以斷續(xù)式工作的配氣凸輪(簡(jiǎn)稱為斷續(xù)式凸輪，下同)相結(jié)合，以驅(qū)動(dòng)氣門以兼容式工作。
單氣門配氣機(jī)構(gòu)的氣缸蓋是一種分層結(jié)構(gòu)下層是單個(gè)氣門，對(duì)內(nèi)燃機(jī)壓縮行程的壓縮過程和作功行程的作功過程起密封作用；中層是氣門口和進(jìn)排氣通道，或氣門口、進(jìn)排氣通道和空氣道，或氣門口、進(jìn)排氣通道、空氣道和回收道，氣門口和進(jìn)排氣通道是進(jìn)、排氣的氣流通道，進(jìn)排氣通道在氣門口之上，當(dāng)一個(gè)氣缸使用一個(gè)進(jìn)排氣通道時(shí)，進(jìn)排氣通道內(nèi)設(shè)置有隔板，用以將進(jìn)排氣通道分隔成進(jìn)氣通道和排氣通道；空氣道設(shè)置在進(jìn)排氣通道外，其內(nèi)設(shè)置有空氣閥，用以控制空氣道與進(jìn)排氣通道的通斷；回收道設(shè)置在進(jìn)排氣通道外，其內(nèi)設(shè)置有回收閥，用以控制回收道與進(jìn)排氣通道的通斷，回收道與空氣道相配合，回收氣門關(guān)閉后，進(jìn)排氣通道內(nèi)存留的可燃混合氣或可燃?xì)怏w；上層是進(jìn)、排氣閥和進(jìn)、排氣道，進(jìn)、排氣閥對(duì)進(jìn)、排氣氣流起分配作用，使廢氣從排氣道排出；氣缸內(nèi)所需用的氣體從進(jìn)氣道流入。
在進(jìn)、排氣期間，氣門以持續(xù)式工作，即從排氣開始到下一個(gè)工作循環(huán)的進(jìn)氣結(jié)束，氣門始終開啟著。
驅(qū)動(dòng)氣門的配氣凸輪，驅(qū)動(dòng)氣門的開啟時(shí)間所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角為γ+360°+β。
當(dāng)配氣凸輪的正時(shí)齒輪與曲軸的正時(shí)齒輪的齒數(shù)比為2∶1，驅(qū)動(dòng)氣門以持續(xù)式工作的配氣凸輪，有一個(gè)凸起部分，其凸起部分所對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角為180°+ε(為了述敘方便，本發(fā)明人定義ε為配氣凸輪的正時(shí)齒輪與曲軸的正時(shí)齒輪的齒數(shù)比為2∶1時(shí)，γ+β所對(duì)應(yīng)的配氣凸輪轉(zhuǎn)角，下同)。以此配氣凸輪為基礎(chǔ)，在其凸起部分切截有小凸起，與氣門的開啟和關(guān)閉過程相對(duì)應(yīng)，用以驅(qū)動(dòng)氣門以斷續(xù)式工作；驅(qū)動(dòng)氣門以持續(xù)式工作的配氣凸輪和驅(qū)動(dòng)氣門以斷續(xù)式工作的配氣凸輪相結(jié)合，以驅(qū)動(dòng)氣門以兼容式工作。
當(dāng)配氣凸輪的正時(shí)齒輪與曲軸的正時(shí)齒輪的齒數(shù)比為4∶1，驅(qū)動(dòng)氣門以持續(xù)式工作的配氣凸輪，有兩個(gè)凸起部分，每個(gè)凸起部分所對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角為90°+ζ(為了述敘方便，本發(fā)明人定義ζ為配氣凸輪的正時(shí)齒輪與曲軸的正時(shí)齒輪的齒數(shù)比為4∶1時(shí)，γ+β所對(duì)應(yīng)的配氣凸輪轉(zhuǎn)角)。以此配氣凸輪為基礎(chǔ)，在其凸起部分切截有小凸起，與氣門的開啟和關(guān)閉過程相對(duì)應(yīng)，用以驅(qū)動(dòng)氣門以斷續(xù)式工作；驅(qū)動(dòng)氣門以持續(xù)式工作的配氣凸輪和驅(qū)動(dòng)氣門以斷續(xù)式工作的配氣凸輪相結(jié)合，以驅(qū)動(dòng)氣門以兼容式工作。
以此類推，當(dāng)配氣凸輪的正時(shí)齒輪與曲軸的正時(shí)齒輪的齒數(shù)比為n∶1，作為斷續(xù)式凸輪基礎(chǔ)的持續(xù)式凸輪，有n/2個(gè)凸起部分，每個(gè)凸起部分所對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角為(γ+360°+β)/n(n為2的正整數(shù)倍)。
非單氣門配氣機(jī)構(gòu)的配氣方法為配氣凸輪驅(qū)動(dòng)氣門開啟時(shí)，使全部的進(jìn)氣閥關(guān)閉、全部或部分的氣門和排氣閥開啟，廢氣從全部或部分的氣門口經(jīng)進(jìn)排氣通道通過排氣道排出；排氣結(jié)束，使全部的排氣閥關(guān)閉、氣門和進(jìn)氣閥開啟，氣體從進(jìn)氣道通過進(jìn)排氣通道通過全部的氣門口流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣；進(jìn)氣結(jié)束，配氣凸輪使全部的氣門關(guān)閉，或配氣凸輪驅(qū)動(dòng)氣門開啟時(shí)，使全部的進(jìn)氣閥關(guān)閉、全部或部分的氣門和排氣閥開啟，廢氣從全部或部分的氣門口經(jīng)進(jìn)排氣通道通過排氣道排出；在廢氣排出接近結(jié)束時(shí)，使廢氣從部分的氣門口經(jīng)進(jìn)排氣通道或排氣通道通過排氣道排出；在廢氣排出慣性作用下，氣缸內(nèi)形成負(fù)氣壓時(shí)，使空氣從進(jìn)氣道或空氣道經(jīng)進(jìn)排氣通道或進(jìn)氣通道通過另部分的氣門口流入氣缸，隨同廢氣排出，進(jìn)行掃氣；掃氣結(jié)束，使全部的排氣閥關(guān)閉、氣門和進(jìn)氣閥開啟，氣體從進(jìn)氣道經(jīng)進(jìn)排氣通道通過全部的氣門口流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣；進(jìn)氣結(jié)束，配氣凸輪使全部的氣門關(guān)閉。
單氣門配氣機(jī)構(gòu)的配氣方法為配氣凸輪驅(qū)動(dòng)氣門開啟時(shí)，使全部的進(jìn)氣閥關(guān)閉、全部或部分的排氣閥開啟，廢氣從氣門口經(jīng)全部或部分的進(jìn)排氣通道通過排氣道排出；排氣結(jié)束，使全部的排氣閥關(guān)閉、進(jìn)氣閥開啟，氣體從進(jìn)氣道經(jīng)全部的進(jìn)排氣通道通過氣門口流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣；進(jìn)氣結(jié)束，配氣凸輪使氣門關(guān)閉，或配氣凸輪驅(qū)動(dòng)氣門開啟時(shí)，使全部的進(jìn)氣閥關(guān)閉、全部或部分的排氣閥開啟，廢氣從氣門口經(jīng)全部或部分的進(jìn)排氣通道通過排氣道排出；在廢氣排出接近結(jié)束時(shí)，使廢氣從氣門口經(jīng)部分的進(jìn)排氣通道或排氣通道通過排氣道排出；在廢氣排出慣性作用下，氣缸內(nèi)形成負(fù)氣壓時(shí)，使空氣從進(jìn)氣道或空氣道經(jīng)進(jìn)排氣通道或進(jìn)氣通道通過另部分的氣門口流入氣缸，隨同廢氣排出，進(jìn)行掃氣；掃氣結(jié)束，使全部的排氣閥關(guān)閉、進(jìn)氣閥開啟，氣體從進(jìn)氣道經(jīng)進(jìn)排氣通道通過氣門口流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣；進(jìn)氣結(jié)束，配氣凸輪使氣門關(guān)閉。
在掃氣前，使廢氣從部分氣門口經(jīng)進(jìn)排氣通道和排氣道或經(jīng)排氣通道和排氣道排出，非單氣門配氣機(jī)構(gòu)是這樣實(shí)現(xiàn)的使部分氣門或排氣閥關(guān)閉，廢氣從氣門口經(jīng)進(jìn)排氣通道和排氣道排出；或當(dāng)氣缸蓋中使用一個(gè)進(jìn)排氣通道時(shí)，隔板將進(jìn)排氣通道分隔成進(jìn)氣通道和排氣通道，使廢氣從氣門口經(jīng)排氣通道和排氣道排出。
在掃氣前，使廢氣從部分氣門口經(jīng)進(jìn)排氣通道和排氣道或經(jīng)排氣通道和排氣道排出，單氣門配氣機(jī)構(gòu)是這樣實(shí)現(xiàn)的使部分排氣閥關(guān)閉，廢氣從氣門口經(jīng)進(jìn)排氣通道和排氣道排出；或當(dāng)氣缸蓋中使用一個(gè)進(jìn)排氣通道時(shí)，隔板將進(jìn)排氣通道分隔成進(jìn)氣通道和排氣通道，使廢氣從氣門口經(jīng)排氣通道和排氣道排出。
本發(fā)明的單氣門配氣機(jī)構(gòu)和非單氣門配氣機(jī)構(gòu)相比，具有以下基本優(yōu)點(diǎn)A、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
B、進(jìn)、排氣時(shí)，單氣門配氣機(jī)構(gòu)所形成的進(jìn)排氣流通面積可以大于任何非單氣門配氣機(jī)構(gòu)所形成的進(jìn)排氣流通面積。
C、由于單氣門配氣機(jī)構(gòu)只有一個(gè)氣門口，固進(jìn)、排氣方式相對(duì)簡(jiǎn)單。
本發(fā)明配氣機(jī)構(gòu)與目前的配氣機(jī)構(gòu)相比，具有如下特點(diǎn)和/或優(yōu)點(diǎn)A、氣門功能減少。目前配氣機(jī)構(gòu)中的氣門至少具有兩個(gè)功能a、對(duì)內(nèi)燃機(jī)的壓縮行程的壓縮過程和作功行程的作功過程起密封作用；b、對(duì)進(jìn)、排氣氣流起分配作用，使廢氣從排氣道排出；氣缸內(nèi)所需用的氣體從進(jìn)氣道流入。
在本發(fā)明配氣機(jī)構(gòu)中，這兩個(gè)功能由氣門和進(jìn)、排氣閥分別擔(dān)任，氣門對(duì)內(nèi)燃機(jī)的壓縮行程的壓縮過程和作功行程的作功過程起密封作用；進(jìn)、排氣閥對(duì)進(jìn)、排氣氣流起分配作用，使廢氣從排氣道排出；氣缸內(nèi)所需用的氣體從進(jìn)氣道流入。
B、氣門之間的分工淡化。由于氣門功能減少，使氣門之間的分工淡化。除掃氣期間外，氣門之間沒有進(jìn)氣門、排氣門之分，使氣門的工作環(huán)境接近一致、互換性提高、最高工作溫度降低。
C、氣門的工作方式多樣化。本發(fā)明配氣機(jī)構(gòu)的氣門具有三種工作方式，與目前內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)中氣門的單一工作方式相比，可謂多樣化。
D、氣門開啟時(shí)間延長(zhǎng)。氣門以持續(xù)式工作時(shí)，氣門開啟時(shí)間所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角為γ+360°+β；為了掃氣的需要，氣門以兼容式工作時(shí)，部分氣門開啟時(shí)間所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角為γ+360°+β，另部分氣門開啟時(shí)間所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角介于γ+360°+β與γ+180°+β之間。0E、進(jìn)、排氣流通面積增大。目前的四氣門配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣流通面積比兩氣門配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣流通面積增加了大約30％，而本發(fā)明配氣機(jī)構(gòu)以單氣門進(jìn)、排氣時(shí)，進(jìn)、排氣流通面積可以比目前任意氣門數(shù)的配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣流通面積增加100％(進(jìn)氣和排氣時(shí)流通面積增加量的平均值，下同)以上；本發(fā)明兩氣門配氣機(jī)構(gòu)的氣門以持續(xù)式工作時(shí)，進(jìn)、排氣流通面積比目前兩氣門配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣流通面積增加100％；為了掃氣的需要，本發(fā)明兩氣門配氣機(jī)構(gòu)的氣門以兼容式工作時(shí)，進(jìn)、排氣的流通面積比目前兩氣門配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)、排氣流通面積增加了接近(不足)100％，也就是說，本發(fā)明配氣機(jī)構(gòu)的氣門以持續(xù)式工作時(shí)，進(jìn)、排氣流通面積比目前相同氣門配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣流通面積增加100％；以單氣門進(jìn)、排氣時(shí)，進(jìn)、排氣流通面積則可以比目前任意氣門數(shù)的配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣流通面積增加100％以上；為了掃氣的需要，氣門以兼容式工作時(shí)，進(jìn)、排氣的流通面積比目前相同氣門配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣流通面積增加了接近100％。如果本發(fā)明配氣機(jī)構(gòu)采用多氣門或單氣門，其所形成的進(jìn)、排氣流通面積和大大減小進(jìn)、排氣阻的效果，通過以上的對(duì)比，可以推知。
F、配氣相位由氣門和進(jìn)、排氣閥分別表現(xiàn)出來。無論氣門以什么方式工作，氣門都可以表現(xiàn)出γ和β，但氣門以持續(xù)式工作時(shí)，氣門不存在δ(排氣遲后角，下同)、α((進(jìn)氣提前角，下同)和α+δ(重疊角，下同)，為了掃氣的需要，氣門以兼容式工作時(shí)，不存在δ和α+δ。“氣門在氣缸內(nèi)形成負(fù)氣壓時(shí)開啟”，此“氣缸內(nèi)形成負(fù)氣壓時(shí)”實(shí)際即為α。
進(jìn)、排氣閥選用止回閥時(shí)，可表現(xiàn)出所有的配氣相位α、β、γ、δ和α+δ。
G、當(dāng)進(jìn)、排氣閥選用止回閥，內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，進(jìn)、排氣閥自動(dòng)調(diào)節(jié)配氣相位。由于止回閥是自動(dòng)閥，在壓力差作用下，自動(dòng)調(diào)節(jié)開啟或關(guān)閉時(shí)刻。當(dāng)進(jìn)、排氣閥選用止回閥時(shí)，隨著內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，在廢氣壓力或負(fù)氣壓吸力作用下，進(jìn)、排氣閥自動(dòng)調(diào)節(jié)δ、α和α+δ，以適應(yīng)內(nèi)燃機(jī)工作的需要。
H、β和γ減小。由于進(jìn)、排氣流通面積增大，進(jìn)、排氣阻力減小，使β和γ減小。
由于β減小，a、氣缸的工作容積增大，充氣量增加；b、壓縮行程增大，壓縮比提高。
γ減小，彭脹氣體作功的利用率提高。
β和γ減小，都使內(nèi)燃機(jī)功率增大，性能提高。
I、本發(fā)明配氣機(jī)構(gòu)具有完善的掃氣功能。本發(fā)明配氣機(jī)構(gòu)中，由于空氣道和隔板的介入，使所有的內(nèi)燃機(jī)都可以進(jìn)行掃氣，內(nèi)燃機(jī)性能得以充分發(fā)揮。
J、配氣機(jī)構(gòu)的噪聲降低。由于本發(fā)明配氣機(jī)構(gòu)以單氣門或氣門以持續(xù)式工作時(shí)，或?yàn)榱藪邭獾男枰?，氣門以兼容式工作時(shí)，氣門開啟和關(guān)閉過程完全重合(氣門以持續(xù)式工作時(shí))或基本重合(氣門以兼容式工作時(shí))，使本發(fā)明配氣機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的撞擊次數(shù)絕對(duì)減少或相對(duì)減少，雖然比目前的配氣機(jī)構(gòu)增加了進(jìn)、排氣閥，由于進(jìn)、排氣閥的動(dòng)作受力較小，噪聲不大，固本發(fā)明配氣機(jī)構(gòu)噪聲降低。
由于氣門以斷續(xù)式工作的開啟和關(guān)閉時(shí)刻，只能根據(jù)具體的實(shí)際需要而設(shè)定，本發(fā)明無法做出明確判斷和概述；又因具體實(shí)施時(shí)，氣門以斷續(xù)式工作的應(yīng)用較少，固對(duì)氣門以斷續(xù)式工作的有關(guān)參數(shù)，無法作出分析。
在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，由于廢氣溫度的影響，使氣缸蓋處在高溫環(huán)境中，這樣一方面使流入氣缸的氣體溫度升高，導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)充氣量減小、對(duì)于汽油機(jī)或可燃?xì)怏w發(fā)動(dòng)機(jī)可能引起暴燃等問題；另一方面對(duì)進(jìn)、排氣閥，特別是排氣閥的耐溫性能提出了一定要求，為了解決上述問題，可采取以下措施A、在進(jìn)排氣通道的內(nèi)壁和進(jìn)、排氣閥的基體上，做隔熱層。利用隔熱層的低導(dǎo)熱系數(shù)，阻止熱量向缸蓋體的傳導(dǎo)。
B、在進(jìn)排氣通道的內(nèi)壁和進(jìn)、排氣閥的基體內(nèi)，做中空層并且利用中空層自身的結(jié)構(gòu)，限制氣體流動(dòng)。利用氣體的低導(dǎo)熱系數(shù)，阻止廢氣熱量向氣缸蓋的傳遞。
本發(fā)明非單氣門配氣機(jī)構(gòu)具有四種進(jìn)、排氣方式A、通過全部的氣門口進(jìn)、排氣，大大減小了進(jìn)、排氣阻力。
B、通過部分的氣門口排氣和全部的氣門口進(jìn)氣，大大減小了進(jìn)氣阻力。
C、通過全部的氣門口排氣和部分的氣門口進(jìn)氣，大大減小了排氣阻力。
D、通過部分的氣門口進(jìn)、排氣，和目前的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)、排氣方式基本一樣。
本發(fā)明的非單氣門配氣機(jī)構(gòu)和單氣門配氣機(jī)構(gòu)，其基本結(jié)構(gòu)相同，都是下層是氣門；中層是氣門口、進(jìn)排氣通道或氣門口、進(jìn)排氣通道和空氣道或氣門口、進(jìn)排氣通道、空氣道和回收道。氣缸蓋中使用一個(gè)進(jìn)排氣通道時(shí)，進(jìn)排氣通道中還設(shè)置有隔板；上層是進(jìn)氣閥和排氣閥、進(jìn)氣道和排氣道。
非單氣門配氣機(jī)構(gòu)和單氣門配氣機(jī)構(gòu)區(qū)別在于，A、氣缸蓋中氣門的使用數(shù)量不同。單氣門配氣機(jī)構(gòu)的氣缸蓋中使用了單氣門，而非單氣門配氣機(jī)構(gòu)的氣缸蓋中使用了一個(gè)以上(兩個(gè)或兩個(gè)以上)的氣門。B、為了提高掃氣效率，還可在單氣門配氣機(jī)構(gòu)的氣缸蓋中設(shè)置從隔板。
本發(fā)明配氣機(jī)構(gòu)的氣缸蓋中，氣門、進(jìn)排氣通道、空氣道和回收道的使用數(shù)量，四者互不影響，沒有限制。為了便于說明，一個(gè)以上(兩個(gè)或兩個(gè)以上)的氣門以兩個(gè)氣門舉例說明，一個(gè)以上(兩個(gè)或兩個(gè)以上)的進(jìn)排氣通道以兩個(gè)進(jìn)排氣通道舉例說明，一個(gè)以上(兩個(gè)或兩個(gè)以上)的空氣道以一個(gè)空氣道舉例說明，一個(gè)以上(兩個(gè)或兩個(gè)以上)的回收道以一個(gè)回收道舉例說明，以此類推。
可以機(jī)械或電子控制方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明非單氣門配氣機(jī)構(gòu)和單氣門配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣閥、空氣閥、回收閥的開啟或關(guān)閉，或隔板對(duì)進(jìn)、排氣通道的分隔。
以機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)進(jìn)、排氣閥、空氣閥、回收閥的開啟或關(guān)閉，或隔板對(duì)進(jìn)、排氣通道的分隔時(shí)，可使曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過曲柄滑塊機(jī)構(gòu)變換為連桿的往復(fù)移動(dòng)，或使曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過凸輪機(jī)構(gòu)變換為從動(dòng)桿的往復(fù)移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)往復(fù)式的進(jìn)、排氣閥、空氣閥、回收閥的開啟或關(guān)閉，往復(fù)式的隔板對(duì)進(jìn)、排氣通道的分隔。也使曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過凸輪機(jī)構(gòu)變換為從動(dòng)桿的擺動(dòng)，驅(qū)動(dòng)可以擺動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)的擺動(dòng)式的進(jìn)、排氣閥、空氣閥、回收閥的開啟或關(guān)閉。還可使曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)可以旋轉(zhuǎn)方式驅(qū)動(dòng)的進(jìn)、排氣閥、空氣閥、回收閥的開啟或關(guān)閉，或隔板對(duì)進(jìn)、排氣通道的分隔。
以電子控制方式實(shí)現(xiàn)進(jìn)、排氣閥、空氣閥、回收閥的開啟或關(guān)閉，或隔板對(duì)進(jìn)、排氣通道的分隔時(shí)，首先根據(jù)需要，用傳感器對(duì)曲軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角、氣缸內(nèi)的氣壓等進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)傳感器的電信號(hào)進(jìn)行處理后輸送給驅(qū)動(dòng)器，使驅(qū)動(dòng)器按一定的控制程序控制執(zhí)行裝置實(shí)現(xiàn)進(jìn)、排氣閥、空氣閥、回收閥的開啟或關(guān)閉，或隔板對(duì)進(jìn)、排氣通道的分隔?；?qū)鞲衅鞯碾娦盘?hào)經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，送入單片機(jī)(CPU)，按其予編程序進(jìn)行處理后，將其結(jié)果送給驅(qū)動(dòng)器，最后通過執(zhí)行裝置實(shí)現(xiàn)進(jìn)、排氣閥、空氣閥、回收閥的開啟或關(guān)閉，或隔板對(duì)進(jìn)、排氣通道的分隔。


圖1a-1h是非單氣門氣缸蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2a-2g是單氣門氣缸蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是回收道的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4a-4c是配氣凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5a-5j是進(jìn)、排氣閥各選用種類的工作方式示意圖。
圖6a-6i是隔板各選用種類的工作方式示意圖。
圖7a-7d是從動(dòng)隔板的結(jié)構(gòu)和工作方式示意圖。
圖8a-8c是兩氣門單進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第一種工作方式示意圖。
圖9a-9e是兩氣門單進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第二種工作方式示意圖。
圖10a-10e是兩氣門單進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第三種工作方式示意圖。
圖11a-11c是兩氣門兩進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第一種工作方式示意圖。
圖12a-12e是兩氣門兩進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第二種工作方式示意圖。
圖13a-13e是兩氣門兩進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第三種工作方式示意圖。
圖14a-14e是兩氣門兩進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第四種工作方式示意圖。
圖15a-15e是兩氣門兩進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第五種工作方式示意圖。
圖16a-16c是單氣門單進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第一種工作方式示意圖。
圖17a-17e是單氣門單進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第二種工作方式示意圖。
圖18a-18e是單氣門單進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第三種工作方式示意圖。
圖19a-19c是單氣門兩進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第一種工作方式示意圖。
圖20a-20e是單氣門兩進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第二種工作方式示意圖。
圖21a-21e是單氣門兩進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第三種工作方式示意圖。
圖22a-22c是可燃混合氣或可燃?xì)怏w的回收過程示意圖。
在圖中，1.進(jìn)氣道 2.氣門口 3.進(jìn)氣閥 4.進(jìn)排氣通道 5.氣門 6.排氣閥 7.進(jìn)氣閥 8.氣門 9.進(jìn)排氣通道 10.排氣閥 11.氣門口 12.排氣道 13.空氣道 14.空氣閥 15.隔板 16.回收道 17.回收閥 18.小凸起 19.小凸起 20.分配閥 21.進(jìn)氣通道 22.排氣通道 23.從動(dòng)隔板 24.隔板槽參看圖1a-1h。圖1a-1e所示的氣缸蓋中使用了兩個(gè)進(jìn)排氣通道，圖1f-1h所示的氣缸蓋中使用了一個(gè)進(jìn)排氣通道。
圖1a所示的氣缸蓋中，下層是氣門5和氣門8；中層是氣門口2和氣門口11、進(jìn)排氣通道4和進(jìn)排氣通道9；上層是進(jìn)氣閥3和進(jìn)氣閥7、排氣閥6和排氣閥10、進(jìn)氣道1和排氣道12。進(jìn)、排氣閥全部選用為止回閥，不具有掃氣功能。
為了掃氣的需要，圖1b-1e所示的氣缸蓋是以圖1a所示的氣缸蓋為基礎(chǔ)，對(duì)其作了進(jìn)一步的改進(jìn)，使其具有了掃氣功能。
圖1b所示的氣缸蓋中，為了不使進(jìn)氣閥7在掃氣時(shí)開啟，進(jìn)氣閥7選用為切斷閥，與另一個(gè)進(jìn)排氣通道4中的氣門5配合，參與完成掃氣。如圖1b所示的氣缸蓋中，可以使一個(gè)進(jìn)排氣通道的進(jìn)氣閥選用為切斷閥，與另一個(gè)進(jìn)排氣通道的氣門配合，參與完成掃氣。
圖1c所示的氣缸蓋中，為了可以中斷排氣閥6的排氣過程和不使另一個(gè)進(jìn)排氣通道9的進(jìn)氣閥7在掃氣時(shí)開啟，排氣閥6和另一個(gè)進(jìn)排氣通道9的進(jìn)氣閥7選用為切斷閥，相互配合，參與完成掃氣。如圖1c所示的氣缸蓋中，可以使一個(gè)進(jìn)排氣通道的排氣閥選用為切斷閥，與另一個(gè)進(jìn)排氣通道選用為切斷閥的進(jìn)氣閥配合，參與完成掃氣。
圖1d所示的氣缸蓋中設(shè)置有空氣道13，空氣道13中設(shè)置有空氣閥14，用以控制空氣道13與進(jìn)排氣通道4的通斷。掃氣時(shí)開啟，其余時(shí)間關(guān)閉?？諝忾y14、選用為切斷閥的進(jìn)氣閥7和空氣道13所連通的進(jìn)排氣通道4中的氣門5，三者配合，參與完成掃氣。如圖1d所示的氣缸蓋中，空氣閥和空氣道所連通的進(jìn)排氣通道中的氣門及另一個(gè)進(jìn)排氣通道選用為切斷閥的進(jìn)氣閥，三者配合，參與完成掃氣。圖1d所示的氣缸蓋中，進(jìn)氣閥3選用為切斷閥，集中控制進(jìn)排氣通道4和進(jìn)排氣通道9的進(jìn)氣過程。
為了使大多數(shù)的汽油機(jī)和可燃?xì)怏w發(fā)動(dòng)機(jī)可以進(jìn)行掃氣，在圖1e所示的氣缸蓋中設(shè)置有空氣道13和空氣閥14，空氣閥14設(shè)置在空氣道13中，掃氣時(shí)開啟，其余時(shí)間關(guān)閉。空氣閥14、選用為切斷閥的進(jìn)氣閥3和空氣道13所連通的進(jìn)排氣通道4中選用為切斷閥的排氣閥6，三者配合，參與完成掃氣。與圖1d所示的氣缸蓋一樣，在圖1e所示的氣缸蓋中，進(jìn)氣閥3選用為切斷閥，集中控制進(jìn)排氣通道4和進(jìn)排氣通道9的進(jìn)氣過程。
下面結(jié)合附圖1e對(duì)空氣道作進(jìn)一步說明。在圖1e所示的空氣道13中，設(shè)置有空氣閥14，用以控制空氣道13與進(jìn)排氣通道4的通斷。為了防止空氣閥14在進(jìn)氣時(shí)開啟，空氣閥14選用為切斷閥。為了適應(yīng)內(nèi)燃機(jī)工況的變化，選用為切斷閥的空氣閥14，需要有較為復(fù)雜的執(zhí)行裝置，準(zhǔn)確的控制空氣閥14的開啟和關(guān)閉過程。為了解決這個(gè)問題，在具體實(shí)施時(shí)，可在空氣道內(nèi)設(shè)置兩個(gè)空氣閥。進(jìn)排氣通道端的空氣閥選用為止回閥，使其后的空氣閥選用為切斷閥(在進(jìn)氣時(shí)關(guān)閉、掃氣時(shí)開啟、其余時(shí)間開啟或關(guān)閉任意)。選用為止回閥的空氣閥和選用為切斷閥的空氣閥相結(jié)合，使空氣道只在掃氣時(shí)開通，而且自動(dòng)適應(yīng)內(nèi)燃機(jī)工況的變化。
在圖1f所示的氣缸蓋中，下層是氣門5和氣門8；中層是氣門口2和氣門口11、進(jìn)排氣通道4；上層是進(jìn)氣閥3、排氣閥6、進(jìn)氣道1和排氣道12。進(jìn)、排氣閥選用為止回閥，不具有掃氣功能。
為了掃氣的需要，圖1g和圖1h所示的氣缸蓋以圖1f所示的氣缸蓋為基礎(chǔ)，分別增添了隔板、隔板和空氣道，使其具有了掃氣功能。
圖1g所示的氣缸蓋中進(jìn)排氣通道4中設(shè)置有隔板15，需要掃氣時(shí)，隔板15將進(jìn)排氣通道4分隔進(jìn)氣通道和排氣通道。使廢氣通過排氣通道排出；空氣通過進(jìn)氣通道流入氣缸，然后隨同廢氣通過排氣通道排出，進(jìn)行掃氣。掃氣結(jié)束，隔板15從分隔中退出，使進(jìn)氣通道和排氣通道恢復(fù)為進(jìn)排氣通道4。如圖1g所示的氣缸蓋中，使用了一個(gè)進(jìn)排氣通道，為了掃氣的需要，進(jìn)排氣通道中設(shè)置有隔板，在掃氣前到掃氣期間，隔板將進(jìn)排氣通道分隔進(jìn)氣通道和排氣通道。使廢氣通過排氣通道排出；空氣通過進(jìn)氣通道流入氣缸，然后隨同廢氣通過排氣通道排出，進(jìn)行掃氣。掃氣結(jié)束，隔板從分隔中退出，使進(jìn)氣通道和排氣通道恢復(fù)成進(jìn)排氣通道。
圖1h所示的氣缸蓋中設(shè)置有空氣道13和空氣閥14及隔板15，空氣閥14設(shè)置在空氣道13中。掃氣時(shí)，使隔板將進(jìn)排氣通道分隔成進(jìn)氣通道和排氣通道，當(dāng)氣缸內(nèi)形成負(fù)氣壓時(shí)，使空氣閥14開啟，空氣從空氣道13通過進(jìn)氣通道流入氣缸；進(jìn)行掃氣。掃氣結(jié)束，空氣閥14關(guān)閉。掃氣時(shí)，為了防止進(jìn)氣閥3開啟，進(jìn)氣閥3選用為切斷閥。如圖1h所示的氣缸蓋中，掃氣時(shí)，使空氣閥開啟，空氣從空氣道通過進(jìn)氣通道流入氣缸；進(jìn)行掃氣。掃氣結(jié)束，空氣閥關(guān)閉。
參看圖2a-2g。圖1a-1d所示的氣缸蓋中使用了兩個(gè)進(jìn)排氣通道，圖2e-2g所示的氣缸蓋中使用了一個(gè)進(jìn)排氣通道。
圖2a所示的氣缸蓋中下層是氣門5；中層是氣門口2、進(jìn)排氣通道4和進(jìn)排氣通道9；上層是進(jìn)氣閥3和進(jìn)氣閥7、排氣閥6和排氣閥10、進(jìn)氣道1和排氣道12。進(jìn)、排氣閥全部選用為止回閥，不具有掃氣功能。
為了掃氣的需要，圖2c-1d所示的氣缸蓋是以圖2a所示的氣缸蓋為基礎(chǔ)，對(duì)其作了進(jìn)一步的改進(jìn)，使其具有了掃氣功能。
為了便于觀察，圖2b所示的氣缸蓋中移去了氣門5，顯示出氣門口2、進(jìn)氣閥3和進(jìn)氣閥7、排氣閥6和排氣閥10、進(jìn)排氣通道4和進(jìn)排氣通道9。
圖2c所示的氣缸蓋中為了可以中斷排氣閥6的排氣過程和不使進(jìn)氣閥7在掃氣時(shí)開啟，排氣閥6和進(jìn)氣閥7選用為切斷閥，相互配合，參與完成掃氣。如圖2c所示的氣缸蓋中，可以使一個(gè)進(jìn)排氣通道的排氣閥選用為切斷閥，與另一個(gè)進(jìn)排氣通道選用為切斷閥的進(jìn)氣閥配合，參與完成掃氣。
圖2d所示的氣缸蓋中設(shè)置有空氣道13和空氣閥14，空氣閥14設(shè)置在空氣道13中，掃氣時(shí)，使空氣閥14開啟，空氣通過進(jìn)排氣通道4流入氣缸；進(jìn)行掃氣，掃氣結(jié)束，空氣閥14關(guān)閉。如圖2d所示的氣缸蓋中，掃氣時(shí)，使空氣閥開啟，空氣通過進(jìn)排氣通道流入氣缸；進(jìn)行掃氣，掃氣結(jié)束，空氣閥關(guān)閉。
在圖2e所示的氣蓋中，下層是氣門5；中層是氣門口2、進(jìn)排氣通道4；上層是進(jìn)氣閥3、排氣閥6、進(jìn)氣道1和排氣道12。進(jìn)、排氣閥選用為止回閥，不具有掃氣功能。
為了掃氣的需要，圖2f-2g.所示的氣缸蓋以圖2e所示的氣缸蓋為基礎(chǔ)，對(duì)其作了進(jìn)一步的改進(jìn)，使其具有了掃氣功能。
圖2f所示的氣缸蓋中，進(jìn)排氣通道4中設(shè)置有隔板15，在掃氣前到掃氣期間，隔板15將進(jìn)排氣通道分隔進(jìn)氣通道和排氣通道。使廢氣通過排氣通道排出；空氣通過進(jìn)氣通道流入氣缸，然后隨同廢氣通過排氣通道排出，進(jìn)行掃氣。掃氣結(jié)束，隔板15從分隔中退出，使進(jìn)氣通道和排氣通道恢復(fù)為進(jìn)排氣通道4。如圖2f所示的氣缸蓋中，使用了一個(gè)進(jìn)排氣通道，進(jìn)排氣通道中設(shè)置有隔板，在掃氣前到掃氣期間，隔板將進(jìn)排氣通道分隔進(jìn)氣通道和排氣通道。使廢氣通過排氣通道排出；空氣通過進(jìn)氣通道流入氣缸，然后隨同廢氣通過排氣通道排出，進(jìn)行掃氣。掃氣結(jié)束，隔板從分隔中退出，使進(jìn)氣通道和排氣通道恢復(fù)進(jìn)排氣通道。
圖2h所示的氣缸蓋中設(shè)置有空氣道13和空氣閥14及隔板15，空氣閥14設(shè)置在空氣道13中。掃氣時(shí)，使空氣閥14開啟，空氣通過由隔板15將進(jìn)排氣通道分隔出的進(jìn)氣通道流入氣缸；進(jìn)行掃氣，掃氣結(jié)束，空氣閥14關(guān)閉。如圖2h所示的氣缸蓋中，掃氣時(shí)，使空氣閥開啟，空氣通過進(jìn)氣通道流入氣缸，進(jìn)行掃氣，掃氣結(jié)束，空氣閥關(guān)閉。
大多數(shù)汽油機(jī)和可燃?xì)怏w發(fā)動(dòng)機(jī)，即通過進(jìn)氣道流入燃料的內(nèi)燃機(jī)，在進(jìn)氣結(jié)束后，進(jìn)排氣通道內(nèi)存留有一定的可燃混合氣或可燃?xì)怏w，排氣時(shí)隨同廢氣排出，造成燃料的浪費(fèi)和環(huán)境的污染。為了解決這個(gè)問題，本發(fā)明的氣缸蓋中設(shè)置有回收道16，如圖3所示。在圖3所示的氣缸蓋中設(shè)置有回收道16，回收道16中設(shè)置有回收閥17以控制回收道16與進(jìn)排氣通道的通斷。在進(jìn)氣結(jié)束到排氣前，使空氣閥14和回收閥17開啟，進(jìn)、排氣閥不開啟，讓空氣流入進(jìn)排氣通道，空氣隨同可燃?xì)怏w或可燃混合氣排入內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)，最后進(jìn)入氣缸被燃燒利用。
圖4a-4c是配氣凸輪的正時(shí)齒輪與曲軸的正時(shí)齒輪的齒數(shù)比為2∶1時(shí)的配氣凸輪結(jié)構(gòu)示意圖，以此對(duì)本發(fā)明的配氣凸輪進(jìn)行說明。圖4a所示為持續(xù)式凸輪，有一個(gè)凸起部分16，其凸起部分所對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角α＝180°+ε，以此凸輪為基礎(chǔ)，在其凸起部分切截有小凸起16和小凸起17，與氣門的開啟和關(guān)閉過程相對(duì)應(yīng)，用以驅(qū)動(dòng)氣門以斷續(xù)式工作，其斷續(xù)式凸輪如圖4b所示。圖4c所示是另一種斷續(xù)式凸輪，是持續(xù)式凸輪的凸起部分，切截有一個(gè)小凸起16而成，用以驅(qū)動(dòng)氣門以斷續(xù)式工作。
圖4a-4c是配氣凸輪的正時(shí)齒輪與曲軸的正時(shí)齒輪的齒數(shù)比為2∶1時(shí)的配氣凸輪結(jié)構(gòu)示意圖，以此對(duì)本發(fā)明的配氣凸輪進(jìn)行說明。圖4a所示為持續(xù)式凸輪，有一個(gè)凸起部分18，其凸起部分所對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角α＝180°+ε，以此凸輪為基礎(chǔ)，在其凸起部分切截有小凸起18和小凸起19，與氣門的開啟和關(guān)閉過程相對(duì)應(yīng)，用以驅(qū)動(dòng)氣門以斷續(xù)式工作，其斷續(xù)式凸輪如圖4b所示。圖4c所示是另一種斷續(xù)式凸輪，是持續(xù)式凸輪的凸起部分，切截有一個(gè)小凸起18而成，用以驅(qū)動(dòng)氣門以斷續(xù)式工作。
現(xiàn)以圖4a所示的持續(xù)式凸輪(逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，下同)與圖4b或圖4c所示的斷續(xù)式凸輪(逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，下同)分別結(jié)合，說明驅(qū)動(dòng)氣門以兼容式工作的工作過程。
圖4a所示的持續(xù)式凸輪與圖4b所示的斷續(xù)式凸輪結(jié)合，氣門的工作過程為持續(xù)式凸輪和斷續(xù)式凸輪進(jìn)入工作段(升程增大段)，全部的氣門開啟，排氣開始。在廢氣排出接近結(jié)束時(shí)，斷續(xù)式凸輪的工作段(升程減小段)退出，進(jìn)入到凸起部分18和凸起部分19的交接處，以斷續(xù)式工作的氣門的氣門關(guān)閉；廢氣從以持?jǐn)嗍焦ぷ鞯臍忾T的氣門口排出，在廢氣排出慣性作用下，氣缸內(nèi)形成負(fù)氣壓時(shí)，斷續(xù)式凸輪的凸起部分19進(jìn)入到工作段(升程增大段)，以斷續(xù)式工作的氣門的氣門開啟，從其氣門口流入空氣，進(jìn)行掃氣。到下一個(gè)工作循環(huán)的進(jìn)氣結(jié)束，持續(xù)式凸輪和斷續(xù)式凸輪的工作段(升程減小段)從工作中退出，以持?jǐn)嗍焦ぷ鞯臍忾T和以斷斷式工作的氣門的氣門關(guān)閉。
圖4a所示的持續(xù)式凸輪與圖4c所示的斷續(xù)式凸輪結(jié)合，氣門的工作過程為持續(xù)式凸輪進(jìn)入工作段(升程增大段)，以持?jǐn)嗍焦ぷ鞯臍忾T的氣門開啟，排氣開始。廢氣通過以持?jǐn)嗍焦ぷ鞯臍忾T的氣門口排出，在廢氣排出慣性作用下，氣缸內(nèi)形成負(fù)氣壓時(shí)，斷續(xù)式凸輪的凸起部分18進(jìn)入到工作段(升程增大段)，以斷續(xù)式工作的氣門的氣門開啟，從其氣門口流入空氣，進(jìn)行掃氣。到下一個(gè)工作循環(huán)的進(jìn)氣結(jié)束，持續(xù)式凸輪和斷續(xù)式凸輪的工作段(升程減小段)從工作中退出，以持?jǐn)嗍焦ぷ鞯臍忾T和以斷斷式工作的氣門的氣門關(guān)閉。
圖5a-5j是進(jìn)、排氣閥的選用種類和工作方式示意圖，以單氣門配氣機(jī)構(gòu)的氣缸蓋中的進(jìn)、排氣閥舉例說明。
本發(fā)明中的進(jìn)、排氣閥可選用止回閥(本發(fā)明多選用止回閥)、也可選用切斷閥或分配閥。
由于止回閥是自動(dòng)閥，進(jìn)、排氣閥選用止回閥時(shí)，進(jìn)、排氣閥可在壓力差作用下開啟或關(guān)閉，即在廢氣壓力作用下排氣閥開啟、進(jìn)氣閥關(guān)閉；在負(fù)氣壓(氣缸內(nèi)，下同)吸力作用下，進(jìn)氣閥開啟、排氣閥關(guān)閉(附圖中選用為止回閥的進(jìn)、排氣閥，是在沒對(duì)其施加機(jī)械力和/或電磁力的狀態(tài)下工作的)。如圖5a-5b所示。圖5a-5b所示為進(jìn)、排氣閥的選用的為止回閥的工作方式示意圖。如圖5a所示，在廢氣壓力作用下，進(jìn)氣閥3關(guān)閉，排氣閥6開啟。圖5b所示為，在氣缸內(nèi)負(fù)氣壓吸力作用下，進(jìn)氣閥3開啟，排氣閥6關(guān)閉。
根據(jù)需要，也可對(duì)止回閥施加機(jī)械力和/或電磁力，改變其開啟或關(guān)閉時(shí)刻，使其在一定時(shí)間內(nèi)，具有切斷閥的功能。
進(jìn)、排氣閥也可選用為切斷閥，在外力的作用下開啟或關(guān)閉，不使進(jìn)、排閥在壓力差作用下開啟或閉合時(shí)，選用為切斷閥。如圖5c-5d所示。圖5c-5d所示為進(jìn)、排氣閥的選用的為切斷閥的工作方式示意圖。如圖5c所示，在外力作用下，使進(jìn)氣閥3關(guān)閉，排氣閥6開啟。圖5d所示為，在外力作用下，進(jìn)氣閥3開啟，排氣閥6關(guān)閉。
為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)和操作，進(jìn)、排氣閥還可選用為分配閥，分配閥具有進(jìn)、排氣閥兩者的功能，使進(jìn)、排氣閥成為一體，沒有進(jìn)氣閥和排氣閥之分，固稱為進(jìn)排氣閥。進(jìn)排氣閥按結(jié)構(gòu)形式可分為擺動(dòng)式、往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式。如圖5g-5j所示。
圖5e-5f所示為進(jìn)、排氣閥選用為分配閥(以旋轉(zhuǎn)式分配閥舉例說明)的工作方式示意圖。如圖5e所示，在外力作用下，分配閥20將進(jìn)氣道1關(guān)閉、排氣道12開啟。圖5f所示為，在外力作用下，分配閥20將進(jìn)氣道1開啟、排氣道12關(guān)閉。
圖5g-5h所示為擺動(dòng)式分配閥的工作方式示意圖。圖5g所示，在外力作用下，擺動(dòng)式分配閥20將進(jìn)氣道1關(guān)閉，排氣道12開啟。圖5h所示為，在外力作用下，擺動(dòng)式分配閥20將進(jìn)氣道1開啟，排氣道12關(guān)閉。
圖5i-5j所示為往復(fù)式分配閥的工作方式示意圖。圖5i所示，在外力作用下，往復(fù)式分配閥20使進(jìn)氣道1關(guān)閉，排氣道12開啟。圖5j所示為，在外力作用下，往復(fù)式分配閥20使進(jìn)氣道1開啟，排氣道12關(guān)閉。
選用分配閥時(shí)，不利于進(jìn)、排氣期間外的進(jìn)排氣通道內(nèi)的氣體(可燃混合氣或可燃?xì)怏w)的回收，因此，汽油機(jī)和可燃?xì)怏w發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)中選用分配閥時(shí)，請(qǐng)予以考慮。
圖6a-61是隔板的選用種類和工作方式示意圖。按運(yùn)動(dòng)形式隔板有往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式。旋轉(zhuǎn)式有平置式旋轉(zhuǎn)隔板(為了述敘方便，本發(fā)明人定義為隔板的旋轉(zhuǎn)軸與氣缸的橫截面平行的隔板設(shè)為平置式隔板)和垂直式旋轉(zhuǎn)隔板(為了述敘方便，本發(fā)明人定義為隔板的旋轉(zhuǎn)軸延長(zhǎng)線與氣缸的橫截面相交的隔板稱為垂直式隔板)。
圖6a-6c所示為往復(fù)式隔板的工作方式示意圖。圖6a所示為在排出接近結(jié)束前，隔板1 5不對(duì)進(jìn)排氣通道4進(jìn)行分隔。在排出接近結(jié)束時(shí)，隔板15進(jìn)入進(jìn)排氣通道4將進(jìn)排氣通道4分隔進(jìn)氣通道21和排氣通道22，如圖6b所示。圖6c所示為進(jìn)氣時(shí)，隔板1 5從進(jìn)排氣通道4中退出，不對(duì)進(jìn)排氣通道4進(jìn)行分隔。
圖6d-6f所示為垂直式旋轉(zhuǎn)隔板的工作過程俯視圖。圖6d所示為在排出接近結(jié)束前，隔板15開始旋轉(zhuǎn)，準(zhǔn)備對(duì)進(jìn)排氣通道進(jìn)行分隔。圖6e所示為在排出接近結(jié)束時(shí)，隔板15，將進(jìn)排氣通道4進(jìn)行分隔成進(jìn)氣通道21和排氣通道22。圖6f所示為掃氣結(jié)束，隔板1 5從分隔中退出，進(jìn)氣通道和排氣通道合恢復(fù)為進(jìn)排氣通道。
圖6g-6i所示為平置式旋轉(zhuǎn)隔板15的工作方式示意圖。圖6g所示為在排出接近結(jié)束前，隔板1 5開始旋轉(zhuǎn)，準(zhǔn)備對(duì)進(jìn)排氣通道進(jìn)行分隔。圖6h所示為在排出接近結(jié)束時(shí)，隔板15，將進(jìn)排氣通道4進(jìn)行分隔成進(jìn)氣通道21和排氣通道22。圖6i所示為掃氣結(jié)束，隔板15從分隔中退出，進(jìn)氣通道和排氣通道合恢復(fù)為進(jìn)排氣通道。
為了提高掃氣效果，不使進(jìn)排氣通道或進(jìn)氣通道流入的空氣，直接從另一個(gè)(或另部分的)進(jìn)排氣通道或排氣通道排出，在單氣門配氣機(jī)構(gòu)的氣缸蓋的進(jìn)排氣通道或隔板下部還設(shè)置有從動(dòng)隔板。從動(dòng)隔板隨氣門開啟、關(guān)閉過程而上下，以滑動(dòng)的方式與進(jìn)排氣通道或平置式旋轉(zhuǎn)隔板密切配合，或以滑動(dòng)兼轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與垂直式旋轉(zhuǎn)隔板密切配合，使進(jìn)排氣通道或進(jìn)氣通道流入的空氣，不直接從另一個(gè)(或另部分的)進(jìn)排氣通道或排氣通道排出，確保了掃氣效果。
從動(dòng)隔板可以作為氣門的一部分，或安裝在氣門上，以氣門桿為軸，或?qū)⑤S設(shè)在氣門桿外，與垂直旋轉(zhuǎn)的隔板配合。
下面以圖7a-7e對(duì)從動(dòng)隔板進(jìn)行說明。圖7a所示的從動(dòng)隔板23作為氣門5的一部分，可以與隔板或進(jìn)排氣通道配合，使進(jìn)排氣通道或進(jìn)氣通道流入的空氣，不從另一個(gè)(或另一組)進(jìn)排氣通道或排氣通道直接排出，確保了掃氣效果。
圖7b所示的氣缸蓋處于掃氣狀態(tài)，隔板將進(jìn)氣道4分隔為進(jìn)氣通道21和排氣通道22，由于從動(dòng)隔板與隔板的配合，使進(jìn)氣通道21和排氣通道22得以延長(zhǎng)，空氣只能從進(jìn)氣通道21流入氣缸后，才能隨同廢氣通過排氣通道22排出。在圖7d所示的氣缸蓋中移去了氣門，可以方便的觀察到從動(dòng)隔板23存在于從動(dòng)隔板槽24中，氣缸蓋的基體作為隔板槽24。從動(dòng)隔板23與垂直旋轉(zhuǎn)隔板配合時(shí)，垂直旋轉(zhuǎn)隔板的基體也可用為從動(dòng)隔板23的隔板槽24。
下面以氣缸蓋的工作過程，結(jié)合通過全部的氣門口(非單配氣門配氣機(jī)構(gòu))或單個(gè)的氣門口(單配氣門配氣機(jī)構(gòu))的進(jìn)、排氣的方式，對(duì)本發(fā)明配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣過程進(jìn)行說明。
圖8a-8c是兩氣門單進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第一種工作方式示意圖，圖8a-8c所示的氣缸蓋中，進(jìn)、排氣閥全部選用為止回閥，所以不具有掃氣功能。
圖8a所示為氣門5和氣門8開啟，在廢氣壓力作用下，進(jìn)氣閥3關(guān)閉，排氣閥6開啟，廢氣從氣門口2、氣門口11和進(jìn)排氣通道4經(jīng)排氣道12排出。
為了便于觀察，對(duì)圖8b進(jìn)行了適度放大。圖8b所示為排氣結(jié)束，在氣缸內(nèi)負(fù)氣壓吸力作用下，排氣閥6關(guān)閉，進(jìn)氣閥3開啟，氣體從進(jìn)氣道1經(jīng)進(jìn)排氣通道4、氣門口2和氣門口11流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣。
圖8c所示為進(jìn)氣結(jié)束，氣門5和氣門8關(guān)閉。
圖9a-9e是兩氣門單進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第二種工作方式示意圖，圖9a-9e所示的氣缸蓋中，進(jìn)排氣通道4中使用了隔板15，需要掃氣時(shí)，隔板15將進(jìn)排氣通道分隔成進(jìn)氣通道21和排氣通道22，廢氣通過排氣通道22排出，以此使氣缸內(nèi)形成負(fù)氣壓，用于掃氣，使其具有了掃氣功能。
圖9a所示為氣門5和氣門8開啟，在廢氣壓力作用下，進(jìn)氣閥3關(guān)閉，排氣閥6開啟，廢氣從氣門口2、氣門口11和進(jìn)排氣通道4經(jīng)排氣道12排出。
圖9b所示為掃氣前，隔板15將進(jìn)排氣通道4分隔成進(jìn)氣通道21和排氣通道21。廢氣從氣門口11和排氣通道22經(jīng)排氣道12排出。
圖9c所示為在廢氣排出慣性作用下，氣缸內(nèi)形成負(fù)氣壓時(shí)，進(jìn)氣閥3開啟。氣體從進(jìn)氣道1經(jīng)進(jìn)氣通道21和氣門口2流入氣缸后，隨同廢氣從氣門口11和排氣通道22經(jīng)排氣道12排出，進(jìn)行掃氣。
圖9d所示為掃氣結(jié)束，隔板15從分隔中退出，進(jìn)氣通道21和排氣通道22恢復(fù)為進(jìn)排氣通道4。在氣缸內(nèi)負(fù)氣壓吸力作用下，排氣閥6關(guān)閉。氣體從進(jìn)氣道1經(jīng)進(jìn)排氣通道4、氣門口2和氣門口11流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣。
圖9e所示為進(jìn)氣結(jié)束，氣門5和氣門8關(guān)閉。
圖10a-10e是兩氣門單進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第三種工作方式示意圖，圖中所示的氣缸蓋是在圖9a-9e所示的氣缸蓋的基礎(chǔ)上增設(shè)了空氣道13而成，使大多數(shù)的汽油機(jī)和可燃?xì)怏w發(fā)動(dòng)機(jī)可以進(jìn)行掃氣。
圖10a所示為氣門5和氣門8開啟，在廢氣壓力作用下，進(jìn)氣閥3關(guān)閉，排氣閥6開啟，廢氣從氣門口2、氣門口11和進(jìn)排氣通道4經(jīng)排氣道12排出。
圖10b所示為掃氣前，隔板15將進(jìn)排氣通道4分隔成進(jìn)氣通道21和排氣通道22。廢氣從氣門口11和排氣通道22經(jīng)排氣道12排出。
圖10c所示為在廢氣排出慣性作用下，氣缸內(nèi)形成負(fù)氣壓時(shí)，空氣閥14開啟。空氣從空氣道13經(jīng)進(jìn)氣通道21和氣門口2流入氣缸后，隨同廢氣從氣門口11和排氣通道22經(jīng)排氣道12排出，進(jìn)行掃氣。
圖10d所示為掃氣結(jié)束，隔板15從分隔中退出，進(jìn)氣通道21和排氣通道22恢復(fù)為進(jìn)排氣通道4。在氣缸內(nèi)負(fù)氣壓吸力作用下，排氣閥6關(guān)閉，使空氣閥14關(guān)閉、進(jìn)氣閥3開啟，氣體從進(jìn)氣道1經(jīng)進(jìn)排氣通道4、氣門口2和氣門口11流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣。
圖10e所示為進(jìn)氣結(jié)束，氣門5和氣門8關(guān)閉。
圖11a-11c是兩氣門兩進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第一種工作方式示意圖，圖11a-11c所示的氣缸蓋中，進(jìn)、排氣閥全部選用為止回閥，不具有掃氣功能。
圖11a所示為氣門5和氣門8開啟，在廢氣壓力作用下，進(jìn)氣閥3和進(jìn)氣閥7關(guān)閉，排氣閥6和排氣閥10開啟，廢氣從氣門口2、氣門口11、進(jìn)排氣通道4和進(jìn)排氣通道9經(jīng)排氣道12排出。
圖11b所示為排氣結(jié)束，在氣缸內(nèi)負(fù)氣壓吸力作用下，排氣閥6和排氣閥10關(guān)閉、進(jìn)氣閥3和進(jìn)氣閥7開啟，氣體從進(jìn)氣道1經(jīng)進(jìn)排氣通道4、進(jìn)排氣通道9、氣門口2和氣門口11流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣。
圖11c所示為進(jìn)氣結(jié)束，氣門5和氣門8關(guān)閉。
圖12a-12e是兩氣門兩進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第二種工作方式示意圖，圖12a-12e所示的氣缸蓋中，排氣閥6和進(jìn)氣閥7選用為切斷閥，相互配合，參與完成掃氣。
圖12a所示為氣門5和氣門8開啟，使排氣閥6開啟，在廢氣壓力作用下，進(jìn)氣閥3和進(jìn)氣閥7關(guān)閉、排氣閥10開啟，廢氣從氣門口2、氣門口11、進(jìn)排氣通道4和進(jìn)排氣通道9經(jīng)排氣道12排出。
圖12b所示為在廢氣排出接近結(jié)束時(shí)，使排氣閥6關(guān)閉，廢氣從氣門口11、進(jìn)排氣通道9經(jīng)排氣道12排出。
圖12c所示為在廢氣排出慣性作用下，氣缸內(nèi)形成負(fù)氣壓時(shí)，在負(fù)氣壓吸力作用下，進(jìn)氣閥3開啟。氣體從進(jìn)氣道1經(jīng)進(jìn)排氣通道4和氣門口2流入氣缸后，隨同廢氣從氣門口11、進(jìn)排氣通道9經(jīng)排氣道12排出，進(jìn)行掃氣。
圖12d所示為掃氣結(jié)束，使進(jìn)氣閥7開啟，在氣缸內(nèi)負(fù)氣壓吸力作用下，排氣閥10關(guān)閉，氣體從進(jìn)氣道1經(jīng)進(jìn)排氣通道4、進(jìn)排氣通道9、氣門口2和氣門口11流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣。
圖12e所示為進(jìn)氣結(jié)束，氣門5和氣門8關(guān)閉。圖13a-13e是兩氣門兩進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第三種工作方式示意圖，圖13a-13e所示的氣缸蓋中，進(jìn)氣閥7選用為切斷閥，與氣門5配合，參與完成掃氣。
圖13a所示為氣門5和氣門8開啟，使進(jìn)氣閥7關(guān)閉，在廢氣壓力作用下，進(jìn)氣閥3關(guān)閉、排氣閥6和排氣閥10開啟，廢氣從氣門口2、氣門口11、進(jìn)排氣通道4和進(jìn)排氣通道9經(jīng)排氣道12排出。
圖13b所示為掃氣前，氣門5關(guān)閉，廢氣從氣門口11和進(jìn)排氣通道9經(jīng)排氣道12排出。
圖13c所示為在廢氣排出慣性作用下，氣缸內(nèi)形成負(fù)氣壓時(shí)，氣門5開啟，在負(fù)氣壓吸力作用下，排氣閥6關(guān)閉，進(jìn)氣閥3開啟。空氣從進(jìn)氣道1經(jīng)進(jìn)排氣通道4和氣門口2流入氣缸后，隨同廢氣從氣門口11和進(jìn)排氣通道9經(jīng)排氣道12排出，進(jìn)行掃氣。
圖13d所示為掃氣結(jié)束，使進(jìn)氣閥7開啟，在氣缸內(nèi)負(fù)氣壓吸力作用下，排氣閥10關(guān)閉，氣體從進(jìn)氣道1經(jīng)進(jìn)排氣通道4、進(jìn)排氣通道9、氣門口2和氣門口11流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣。
圖13e所示為進(jìn)氣結(jié)束，氣門5和氣門8關(guān)閉。
圖14a-14e是兩氣門兩進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第四種工作方式示意圖，圖14a-14e所示的氣缸蓋是在圖12a-12e所示的氣缸蓋的基礎(chǔ)上增設(shè)了空氣道13，而且由進(jìn)氣閥3集中控制進(jìn)排氣通道4及進(jìn)排氣通道9的進(jìn)氣過程。圖14a-14e所示的氣缸蓋與圖12a-12e所示的氣缸蓋的進(jìn)、排氣過程基本相同，只是圖14a-14e所示的氣缸蓋掃氣時(shí)，空氣從空氣道13經(jīng)進(jìn)排氣通道4和氣門口2流入氣缸，而不是同圖12a-12e所示的氣缸蓋掃氣那樣，空氣從進(jìn)氣道1經(jīng)進(jìn)排氣通道4和氣門口2流入氣缸。
圖14a所示為氣門5和氣門8開啟，使排氣閥6開啟、進(jìn)氣閥3和空氣閥14關(guān)閉，在廢氣壓力作用下，排氣閥10開啟，廢氣從氣門口2、氣門口11、進(jìn)排氣通道4和進(jìn)排氣通道9經(jīng)排氣道12排出。
圖14b所示為在廢氣排出接近結(jié)束時(shí)，使排氣閥6關(guān)閉，廢氣從氣門口11和進(jìn)排氣通道9經(jīng)排氣道12排出。
圖14c所示為在廢氣排出慣性作用下，氣缸內(nèi)形成負(fù)氣壓時(shí)，使空氣閥14開啟，空氣從空氣道13經(jīng)進(jìn)排氣通道4和氣門口2流入氣缸后，隨同廢氣從氣門口11和進(jìn)排氣通道9經(jīng)排氣道12排出，進(jìn)行掃氣。
圖14d所示為掃氣結(jié)束，使空氣閥14關(guān)閉、進(jìn)氣閥3開啟，在氣缸內(nèi)負(fù)氣壓吸力作用下，排氣閥10關(guān)閉，氣體從進(jìn)氣道1經(jīng)進(jìn)排氣通道4、進(jìn)排氣通道9、氣門口2和氣門口11流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣。
圖14e所示為進(jìn)氣結(jié)束，氣門5和氣門8關(guān)閉。
圖15a-15e是兩氣門兩進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第五種工作方式示意圖，和圖14a-14e所示的氣缸蓋的進(jìn)、排氣方式基本相同，只是在掃氣時(shí)，通過氣門5的關(guān)閉和開啟過程，參與完成掃氣。
圖15a所示為氣門5和氣門8開啟，使進(jìn)氣閥3和空氣閥14關(guān)閉，在廢氣壓力作用下排氣閥6和排氣閥10開啟，廢氣從氣門口2、氣門口11、進(jìn)排氣通道4和進(jìn)排氣通道9經(jīng)排氣道12排出。
圖5b所示為在廢氣排出接近結(jié)束時(shí)，氣門5關(guān)閉，廢氣從氣門口11和進(jìn)排氣通道9經(jīng)排氣道12排出。
圖15c所示為在廢氣排出慣性作用下，氣缸內(nèi)形成負(fù)氣壓時(shí)，使氣門5和空氣閥14開啟。在負(fù)氣壓吸力作用下，排氣閥6關(guān)閉?？諝鈴目諝獾?3經(jīng)進(jìn)排氣通道4和氣門口2流入氣缸后，隨同廢氣從氣門口2和進(jìn)排氣通道9經(jīng)排氣道12排出，進(jìn)行掃氣。
圖15d所示為掃氣結(jié)束，使進(jìn)氣閥3開啟，空氣閥14關(guān)閉。在氣缸內(nèi)負(fù)氣壓吸力作用下，排氣閥關(guān)閉10，氣體從進(jìn)氣道1經(jīng)進(jìn)排氣通道4、進(jìn)排氣通道9、氣門口2和氣門口11流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣。
圖15e所示為進(jìn)氣結(jié)束，氣門5和氣門8關(guān)閉。
圖16a-16c是單氣門單進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第一種工作方式示意圖，圖16a-16c所示的氣缸蓋中，進(jìn)、排氣閥選用為止回閥，不具有掃氣功能。
圖16a所示為氣門5開啟，在廢氣壓力作用下，進(jìn)氣閥3關(guān)閉，排氣閥6開啟，廢氣從氣門口2和進(jìn)排氣通道4經(jīng)排氣道12排出。
圖16b所示為排氣結(jié)束，在氣缸內(nèi)負(fù)氣壓吸力作用下，排氣閥6關(guān)閉，進(jìn)氣閥3開啟。氣體從進(jìn)氣道1經(jīng)進(jìn)排氣通道4和氣門口2流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣。
圖16c所示為進(jìn)氣結(jié)束，氣門5關(guān)閉。
圖17a-17e是單氣門單進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第二種工作方式示意圖，圖17a-17e氣缸蓋中，為了掃氣的需要，在進(jìn)排氣通道4內(nèi)設(shè)置有隔板15。
圖17a所示為氣門5開啟，在廢氣壓力作用下，進(jìn)氣閥3關(guān)閉，排氣閥6開啟，廢氣從氣門口2和進(jìn)排氣通道4經(jīng)排氣道12排出。
圖17b所示為在廢氣排出接近結(jié)束時(shí)，隔板15將進(jìn)排氣通道4分隔成進(jìn)氣通道21和排氣通道22。廢氣從氣門口2和排氣通道22經(jīng)排氣道12排出。
圖17c所示為在廢氣排出慣性作用下，氣缸內(nèi)形成負(fù)氣壓，在負(fù)氣壓吸力作用下，進(jìn)氣閥3開啟?？諝鈴倪M(jìn)氣道1經(jīng)進(jìn)氣通道21和氣門口2流入氣缸后，隨同廢氣從氣門口2和排氣通道22經(jīng)排氣道12排出，進(jìn)行掃氣。
圖17d所示為掃氣結(jié)束，隔板15退出分隔，進(jìn)氣通道21和排氣通道22恢復(fù)為進(jìn)排氣通道4。在氣缸內(nèi)負(fù)氣壓吸力作用下，排氣閥6關(guān)閉。氣體從進(jìn)氣道1經(jīng)進(jìn)排氣通道4和氣門口2流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣。
圖17e所示為進(jìn)氣結(jié)束，氣門5關(guān)閉。
圖18a-18e是單氣門單進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第三種工作方式示意圖，圖18a-18e所示的氣缸蓋是在圖17a-17e所示的氣缸蓋的基礎(chǔ)上增設(shè)了空氣道而成，在掃氣時(shí)，為了不使進(jìn)氣閥3開啟，進(jìn)氣閥3選用為切斷閥。掃氣時(shí)，空氣從空氣道13經(jīng)進(jìn)排氣通道4和氣門口2流入氣缸。
圖18a所示為氣門5開啟，在廢氣壓力作用下，排氣閥6開啟，廢氣從氣門口2和進(jìn)排氣通道4經(jīng)排氣道12排出。
圖18b所示為在廢氣排出接近結(jié)束時(shí)，隔板15將進(jìn)排氣通道4分隔成進(jìn)氣通道21和排氣通道22。廢氣從氣門口2和排氣通道22經(jīng)排氣道12排出。
圖18c所示為在廢氣排出慣性作用下，氣缸內(nèi)形成負(fù)氣壓時(shí)，使空氣閥14開啟?？諝鈴目諝獾?3經(jīng)進(jìn)氣通道21和氣門口2流入氣缸后，隨同廢氣從氣門口2和排氣通道22經(jīng)排氣道12排出，進(jìn)行掃氣。
圖18d所示為掃氣結(jié)束，隔板15退出分隔，進(jìn)氣通道21和排氣通道22恢復(fù)為進(jìn)排氣通道4。使空氣閥14關(guān)閉、進(jìn)氣閥3開啟，氣體從進(jìn)氣道1經(jīng)進(jìn)排氣通道4和氣門口2流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣。
圖18e所示為進(jìn)氣結(jié)束，氣門5關(guān)閉。
圖19a-19c是單氣門兩進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第一種工作方式示意圖，圖19a-19c所示的氣缸蓋中，進(jìn)、排氣閥全部選用為止回閥，不具有掃氣功能。
圖19a所示為氣門5開啟，在廢氣壓力作用下，進(jìn)氣閥3和進(jìn)氣閥7關(guān)閉，排氣閥6和排氣閥10開啟，廢氣從氣門口2、進(jìn)排氣通道4、進(jìn)排氣通道9經(jīng)排氣道12排出。
圖19b所示為排氣結(jié)束，在氣缸內(nèi)負(fù)氣壓吸力作用下，排氣閥6和排氣閥10關(guān)閉，進(jìn)氣閥3和進(jìn)氣閥7開啟，氣體從進(jìn)氣道1經(jīng)進(jìn)排氣通道4、進(jìn)排氣通道9和氣門口2流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣。
圖19c所示為進(jìn)氣結(jié)束，氣門5關(guān)閉。
圖20a-20e是單氣門兩進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第二種工作方式示意圖，圖20a-20e所示的氣缸蓋中，排氣閥6和進(jìn)氣閥7選用為切斷閥，互相配合，參與完成掃氣。
圖20a所示為氣門5開啟，使進(jìn)氣閥7關(guān)閉、排氣閥6開啟，在廢氣壓力作用下，進(jìn)氣閥3關(guān)閉，排氣閥10開啟，廢氣從氣門口2、進(jìn)排氣通道4和進(jìn)排氣通道9經(jīng)排氣道12排出。
圖20b所示為在廢氣排出接近結(jié)束時(shí)，使排氣閥6關(guān)閉，廢氣從氣門口2和進(jìn)排氣通道9經(jīng)排氣道12排出。
圖20c所示為在廢氣排出慣性作用下，氣缸內(nèi)形成負(fù)氣壓時(shí)，在負(fù)氣壓吸力作用下，進(jìn)氣閥3開啟，空氣從進(jìn)氣道1經(jīng)進(jìn)排氣通道4和氣門口2流入氣缸，又隨同廢氣從氣門口2和進(jìn)排氣通道9經(jīng)排氣道12排出，進(jìn)行掃氣。
圖20d所示為掃氣結(jié)束，使進(jìn)氣閥7開啟，在氣缸內(nèi)負(fù)氣壓吸力作用下，排氣閥10關(guān)閉，氣體從進(jìn)氣道1經(jīng)進(jìn)排氣通道4、進(jìn)排氣通道9和氣門口2流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣。
圖20e所示為進(jìn)氣結(jié)束，氣門5關(guān)閉。
圖21a-21e是單氣門兩進(jìn)排氣通道的氣缸蓋第三種工作方式示意圖，圖21a-21e所示的氣缸蓋是以圖20a-20e所示的氣缸蓋為基礎(chǔ)，增設(shè)了空氣道13，而且由進(jìn)氣閥3集中控制進(jìn)排氣通道4及進(jìn)排氣通道9的進(jìn)氣過程。掃氣時(shí)，空氣從空氣道13經(jīng)進(jìn)排氣通道4和氣門口2流入氣缸。
圖21a所示為氣門5開啟，使進(jìn)氣閥7關(guān)閉、排氣閥6開啟，在廢氣壓力作用下，進(jìn)氣閥3關(guān)閉，排氣閥10開啟，廢氣從氣門口2、進(jìn)排氣通道4和進(jìn)排氣通道9經(jīng)排氣道12排出。
圖21b所示為在廢氣排出接近結(jié)束時(shí)，使排氣閥6關(guān)閉，廢氣從氣門口2和進(jìn)排氣通道9經(jīng)排氣道12排出。
圖21c所示為在廢氣排出慣性作用下，氣缸內(nèi)形成負(fù)氣壓時(shí)，使空氣閥14開啟，空氣從空氣道13經(jīng)進(jìn)排氣通道4和氣門口2流入氣缸，又隨同廢氣從氣門口2和進(jìn)排氣通道9經(jīng)排氣道12排出，進(jìn)行掃氣。
圖21d所示為掃氣結(jié)束，使進(jìn)氣閥3開啟、空氣閥14關(guān)閉，在氣缸內(nèi)負(fù)氣壓吸力作用下，排氣閥10關(guān)閉，氣體從進(jìn)氣道1經(jīng)進(jìn)排氣通道4、進(jìn)排氣通道9和氣門口2流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣。
圖21e所示為進(jìn)氣結(jié)束，氣門5關(guān)閉。
圖22a-22c是可燃混合氣或可燃?xì)怏w的回收過程示意圖(以兩氣門單進(jìn)排氣通道的氣缸蓋舉例說明)，圖22a-22c所示的氣缸蓋中增設(shè)了回收道16，與空氣道13配合，回收氣門關(guān)閉后存留在進(jìn)排氣通道內(nèi)的可燃混合氣或可燃?xì)怏w。
圖22a所示為進(jìn)氣結(jié)束，氣門5、氣門8、進(jìn)氣閥3和排氣閥6關(guān)閉著。
圖22b所示為空氣閥14和回收閥17開啟，空氣從空氣道13流入進(jìn)排氣通道4，然后隨同可燃混合氣或可燃?xì)怏w經(jīng)回收道17排出，被內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)回收。
圖22c所示為在排氣前，空氣閥14和回收閥17關(guān)閉。
以上通過附圖的方式，對(duì)本發(fā)明單氣門配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣方式和非單氣門配氣機(jī)構(gòu)以全部的氣門口進(jìn)、排氣方式，進(jìn)行了說明，參看附圖8至圖21。
非單氣門配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)、排氣時(shí)，以部分的氣門口進(jìn)行排氣，可通過以下四種方式實(shí)現(xiàn)A、使部分的氣門和排氣閥(與開啟的氣門相對(duì)應(yīng)的排氣閥)開啟，廢氣從部分的氣門口和進(jìn)排氣通道經(jīng)排氣道排出。
B、使全部的氣門和部分的排氣閥開啟，廢氣從部分的氣門口和進(jìn)排氣通道經(jīng)排氣道排出。
C、使全部的氣門和部分的排氣閥開啟，廢氣從部分的氣門口和進(jìn)排氣通道經(jīng)排氣道排出。
D、使隔板將進(jìn)排氣通道分隔成進(jìn)氣通道和排氣通道，廢氣從部分的氣門口和排氣通道經(jīng)排氣道排出。
以上通過附圖和實(shí)施例的方式，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。但本發(fā)明并不僅限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，可通過多種方式來實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的變更、改變均落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)，本發(fā)明的范圍是由權(quán)利要求書所限定的范圍確定的。
權(quán)利要求
1.一種非單氣門配氣機(jī)構(gòu)，它包括氣缸蓋、凸輪軸、挺柱、挺桿、搖臂、氣門等，其特征在于，氣缸蓋是一種分層結(jié)構(gòu)下層是非單個(gè)氣門，對(duì)內(nèi)燃機(jī)壓縮行程的壓縮過程和作功行程的作功過程起密封作用；中層是氣門口和進(jìn)排氣通道，或氣門口、進(jìn)排氣通道和空氣道，或氣門口、進(jìn)排氣通道、空氣道和回收道，氣門口和進(jìn)排氣通道是進(jìn)、排氣的氣流通道，進(jìn)排氣通道在氣門口之上，當(dāng)一個(gè)氣缸使用一個(gè)進(jìn)排氣通道時(shí)，進(jìn)排氣通道內(nèi)設(shè)置有隔板，用以將進(jìn)排氣通道分隔成進(jìn)氣通道和排氣通道；空氣道設(shè)置在進(jìn)排氣通道外，其內(nèi)設(shè)置有空氣閥，用以控制空氣道與進(jìn)排氣通道的通斷；回收道設(shè)置在進(jìn)排氣通道外，其內(nèi)設(shè)置有回收閥，用以控制回收道與進(jìn)排氣通道的通斷，回收道與空氣道相配合，回收氣門關(guān)閉后，進(jìn)排氣通道內(nèi)留存的可燃混合氣或可燃?xì)怏w；上層是進(jìn)、排氣閥和進(jìn)、排氣道，進(jìn)、排氣閥對(duì)進(jìn)、排氣氣流起分配作用，使廢氣從排氣道排出；氣缸內(nèi)所需用的氣體從進(jìn)氣道吸入，在進(jìn)、排氣期間，即從排氣開始到下一個(gè)工作循環(huán)的進(jìn)氣結(jié)束，氣門有三種工作方式持續(xù)式、斷續(xù)式和兼容式，氣門始終開啟的工作方式稱為持續(xù)式；氣門分時(shí)段開啟的工作方式稱為斷續(xù)式；部分氣門始終開啟，另部分氣門分時(shí)段開啟的工作方式稱為兼容式，驅(qū)動(dòng)氣門以持續(xù)式工作的配氣凸輪，驅(qū)動(dòng)氣門的開啟時(shí)間所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角為γ+360°+β，以此凸輪為基礎(chǔ)，在其凸起部分切截有小凸起，與氣門的開啟和關(guān)閉過程相對(duì)應(yīng)，用以驅(qū)動(dòng)氣門以斷續(xù)式工作；驅(qū)動(dòng)氣門以持續(xù)式工作的配氣凸輪和驅(qū)動(dòng)氣門以斷續(xù)式工作的配氣凸輪相結(jié)合，以驅(qū)動(dòng)氣門以兼容式工作。
2.一種單氣門配氣機(jī)構(gòu)，它包括氣缸蓋、凸輪軸、挺柱、挺桿、搖臂、氣門等，其特征在于，氣缸蓋是一種分層結(jié)構(gòu)下層是單個(gè)氣門，對(duì)內(nèi)燃機(jī)壓縮行程的壓縮過程和作功行程的作功過程起密封作用；中層是氣門口和進(jìn)排氣通道，或氣門口、進(jìn)排氣通道和空氣道，或氣門口、進(jìn)排氣通道、空氣道和回收道，氣門口和進(jìn)排氣通道是進(jìn)、排氣的氣流通道，進(jìn)排氣通道在氣門口之上，當(dāng)一個(gè)氣缸使用一個(gè)進(jìn)排氣通道時(shí)，進(jìn)排氣通道內(nèi)設(shè)置有隔板，用以將進(jìn)排氣通道分隔成進(jìn)氣通道和排氣通道；空氣道設(shè)置在進(jìn)排氣通道外，其內(nèi)設(shè)置有空氣閥，用以控制空氣道與進(jìn)排氣通道的通斷；回收道設(shè)置在進(jìn)排氣通道外，其內(nèi)設(shè)置有回收閥，用以控制回收道與進(jìn)排氣通道的通斷，回收道與空氣道相配合，回收氣門關(guān)閉后，進(jìn)排氣通道內(nèi)留存的可燃混合氣或可燃?xì)怏w；上層是進(jìn)、排氣閥和進(jìn)、排氣道，進(jìn)、排氣閥對(duì)進(jìn)、排氣氣流起分配作用，使廢氣從排氣道排出；氣缸內(nèi)所需用的氣體從進(jìn)氣道吸入，在進(jìn)、排氣期間，氣門以持續(xù)式工作，即從排氣開始到下一個(gè)工作循環(huán)的進(jìn)氣結(jié)束，氣門始終開啟著，驅(qū)動(dòng)氣門的配氣凸輪，驅(qū)動(dòng)氣門的開啟時(shí)間所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角為γ+360°+β。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單氣門配氣機(jī)構(gòu)，其特征在于，為了提高掃氣效果，在單氣門配氣機(jī)構(gòu)氣缸蓋的進(jìn)排氣通道或隔板下部設(shè)置有從動(dòng)隔板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非單氣門配氣機(jī)構(gòu)或權(quán)利要求2所述的單氣門配氣機(jī)構(gòu)，其特征在于，進(jìn)、排氣閥可選用止回閥、切斷閥和分配閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非單氣門配氣機(jī)構(gòu)或權(quán)利要求2所述的單氣門配氣機(jī)構(gòu)，其特征在于，為降低氣缸蓋的溫度，可采取以下措施A、在進(jìn)、排氣閥進(jìn)排氣通道的內(nèi)壁和進(jìn)、排氣閥的基體上，做隔熱層。B、在進(jìn)、排氣閥進(jìn)排氣通道的內(nèi)壁和進(jìn)、排氣閥的基體內(nèi)，做中空層利用氣體低導(dǎo)熱系數(shù)，阻止廢氣熱量向氣缸蓋的傳遞。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非單氣門配氣機(jī)構(gòu)或權(quán)利要求2所述的單氣門配氣機(jī)構(gòu)，其特征在于，進(jìn)、排氣閥選用止回閥時(shí)，可對(duì)其施加機(jī)械力和/或電磁力，以改變其開啟或關(guān)閉時(shí)刻。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非單氣門配氣機(jī)構(gòu)或權(quán)利要求2所述的單氣門配氣機(jī)構(gòu)，其特征在于，回收利用排氣前進(jìn)排氣通道中的可燃?xì)怏w或可燃混合氣，可使進(jìn)、排氣閥不開啟時(shí)，讓空氣道中的空氣流入進(jìn)排氣通道，空氣隨同可燃?xì)怏w或可燃混合氣通過回收道排入內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)，供氣缸燃燒利用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非單氣門配氣機(jī)構(gòu)或權(quán)利要求2所述的單氣門配氣機(jī)構(gòu)，其特征在于，可以以機(jī)械或電子控制方式實(shí)現(xiàn)非單氣門配氣機(jī)構(gòu)或單氣門配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣閥、空氣閥、回收閥的開啟或關(guān)閉，或隔板對(duì)進(jìn)、排氣通道的分隔。
9.一種非單氣門配氣機(jī)構(gòu)的配氣方法，其特征在于，配氣凸輪驅(qū)動(dòng)氣門開啟時(shí)，使全部的進(jìn)氣閥關(guān)閉、全部或部分的氣門和排氣閥開啟，廢氣從全部或部分的氣門口經(jīng)進(jìn)排氣通道通過排氣道排出；排氣結(jié)束，使全部的排氣閥關(guān)閉、氣門和進(jìn)氣閥開啟，氣體從進(jìn)氣道通過進(jìn)排氣通道通過全部的氣門口流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣；進(jìn)氣結(jié)束，配氣凸輪使全部的氣門關(guān)閉，或配氣凸輪驅(qū)動(dòng)氣門開啟時(shí)，使全部的進(jìn)氣閥關(guān)閉、全部或部分的氣門和排氣閥開啟，廢氣從全部或部分的氣門口經(jīng)進(jìn)排氣通道通過排氣道排出；在廢氣排出接近結(jié)束時(shí)，使廢氣從部分的氣門口經(jīng)進(jìn)排氣通道或排氣通道通過排氣道排出；在廢氣排出慣性作用下，氣缸內(nèi)形成負(fù)氣壓時(shí)，使空氣從進(jìn)氣道或空氣道經(jīng)進(jìn)排氣通道或進(jìn)氣通道通過另部分的氣門口流入氣缸，隨同廢氣排出，進(jìn)行掃氣；掃氣結(jié)束，使全部的排氣閥關(guān)閉、氣門和進(jìn)氣閥開啟，氣體從進(jìn)氣道經(jīng)進(jìn)排氣通道通過全部的氣門口流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣；進(jìn)氣結(jié)束，配氣凸輪使全部的氣門關(guān)閉。
10.一種單氣門配氣機(jī)構(gòu)的配氣方法，其特征在于，配氣凸輪驅(qū)動(dòng)氣門開啟，廢氣從氣門口經(jīng)進(jìn)排氣通道通過排氣道排出；排氣結(jié)束，氣體從進(jìn)氣道經(jīng)進(jìn)排氣通道通過氣門口流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣；進(jìn)氣結(jié)束，配氣凸輪使氣門關(guān)閉，或配氣凸輪驅(qū)動(dòng)氣門開啟，廢氣從氣門口經(jīng)進(jìn)排氣通道通過排氣道排出；在廢氣排出接近結(jié)束時(shí)，使廢氣從氣門口經(jīng)部分的進(jìn)排氣通道或排氣通道通過排氣道排出；在廢氣排出慣性作用下，氣缸內(nèi)形成負(fù)氣壓時(shí)，使空氣從進(jìn)氣道或空氣道經(jīng)另部分的進(jìn)排氣通道或進(jìn)氣通道通過氣門口流入氣缸，隨同廢氣排出，進(jìn)行掃氣；掃氣結(jié)束，使氣體從進(jìn)氣道經(jīng)進(jìn)排氣通道通過氣門口流入氣缸，進(jìn)行進(jìn)氣；進(jìn)氣結(jié)束，配氣凸輪使氣門關(guān)閉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種非單氣門和單氣門配氣機(jī)構(gòu)及其配氣方法。1.通過改變氣缸蓋的結(jié)構(gòu)和氣門的工作方式，大大增大了進(jìn)、排氣流通面積。本發(fā)明單氣門配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)、排氣時(shí)，進(jìn)、排氣流通面積可以比目前任何或任意的配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣流通面積增加100％以上，非單氣門配氣機(jī)構(gòu)的氣門以持續(xù)式工作時(shí)，進(jìn)、排氣流通面積比目前相同氣門的配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣流通面積增加100％，為了掃氣的需要，非單氣門配氣機(jī)構(gòu)的氣門以兼容式工作時(shí)，進(jìn)、排氣流通面積比目前相同氣門的配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣流通面積增加接近100％；2.通過在氣缸蓋中設(shè)置空氣道，使任何內(nèi)燃機(jī)都可以進(jìn)行掃氣。
文檔編號(hào)F02F1/42GK1438407SQ02154650
公開日2003年8月27日 申請(qǐng)日期2002年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月29日
發(fā)明者王洪澤 申請(qǐng)人:王洪澤, 王風(fēng)平