專利名稱：旋轉(zhuǎn)閥式四沖程內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本方案涉及活塞式四沖程內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，更具體地說，涉及活塞式四沖程內(nèi)燃發(fā)動 機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
四沖程活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)都有一套配氣機(jī)構(gòu)，現(xiàn)有的配氣機(jī)構(gòu)不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零 件多、故障率高、占用空間大，而且工作時不少零件往復(fù)運(yùn)動，引發(fā)沖擊磨損，噪聲也很大。 為了解決現(xiàn)有配氣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率高的問題，人們對傳統(tǒng)的氣門及氣門傳動件進(jìn)行 了大量的研究。由于傳統(tǒng)的配氣機(jī)構(gòu)使用凸輪、氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管等機(jī)件，不少機(jī)件采 用往復(fù)式運(yùn)動，產(chǎn)生沖擊。不但工作時噪音大，而且使用壽命短。配氣機(jī)構(gòu)使用壽命本應(yīng)與 發(fā)動機(jī)整體壽命一致，但現(xiàn)有的配氣機(jī)構(gòu)使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)動機(jī)整體壽命，尤其是凸輪、 氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管等機(jī)件在高速往復(fù)、沖擊運(yùn)動中很容易磨損或失效。為了解決現(xiàn)有 技術(shù)存在的問題，人們在消除配氣機(jī)構(gòu)中的間隙，減小零件的沖擊載荷和噪聲等方面進(jìn)行 了很大努力。但是，還沒有從根本上解決配氣機(jī)構(gòu)存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本方案從另一思路出發(fā)，提供一種使用旋轉(zhuǎn)閥片的內(nèi)燃機(jī) 配氣機(jī)構(gòu)，它通過旋轉(zhuǎn)閥片的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來實現(xiàn)對進(jìn)、排氣的控制，完全取消了往復(fù)運(yùn)動零 件，不但結(jié)構(gòu)簡單，而且動作可靠。大幅降低了本部件零件的數(shù)量，使本部件零件數(shù)量、重量 及占用空間均減至現(xiàn)有產(chǎn)品的50%以下，實現(xiàn)了提高性能的同時降低了生產(chǎn)和使用成本。本方案不僅適用于單缸機(jī)，也適用于直列(并列)或V型等多缸機(jī)，本處僅以單缸 機(jī)為例。本方案的目的是這樣實現(xiàn)的一種使用旋轉(zhuǎn)閥片的內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)，包括外蓋、內(nèi) 蓋和旋轉(zhuǎn)閥片，外蓋與內(nèi)蓋結(jié)合并有連接氣缸體的機(jī)構(gòu)，外蓋和內(nèi)蓋上都有進(jìn)氣口和排氣 口，外蓋上的進(jìn)氣口、排氣口與內(nèi)蓋上的進(jìn)氣口、排氣口安裝后相通；旋轉(zhuǎn)閥片位于外蓋和 內(nèi)蓋之間，旋轉(zhuǎn)閥片上有配氣閥孔、旋轉(zhuǎn)定位和傳動部位，旋轉(zhuǎn)閥片與外蓋和內(nèi)蓋結(jié)合體構(gòu) 成可相對轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)；內(nèi)蓋的進(jìn)氣口和排氣口上設(shè)置有密封環(huán)。在上述方案基礎(chǔ)上，本方案還有以下進(jìn)一步的措施所述內(nèi)蓋的進(jìn)氣口和排氣口周圍有連續(xù)封閉的凹陷部位或凹槽，密封環(huán)置于凹陷 部位或凹槽中；旋轉(zhuǎn)閥片上的傳動部位是齒輪或鏈輪，或者是同步帶輪；所述密封環(huán)有彈性或彈性元件；所述密封環(huán)可為陶瓷密封環(huán)；所述旋轉(zhuǎn)閥片的配氣閥孔及內(nèi)蓋、外蓋上的進(jìn)氣口、排氣口形狀為類扇形孔。本方案的優(yōu)點(diǎn)如下因為，外蓋和內(nèi)蓋上都有進(jìn)氣口和排氣口，外蓋上的進(jìn)氣口、排氣口與內(nèi)蓋上的進(jìn)氣口、排氣口安裝后相通；旋轉(zhuǎn)閥片位于外蓋和內(nèi)蓋之間，旋轉(zhuǎn)閥片上有配氣閥孔、旋轉(zhuǎn)定 位和傳動部位，旋轉(zhuǎn)閥片與外蓋和內(nèi)蓋構(gòu)成可相對轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)；內(nèi)蓋的進(jìn)氣口和排氣口上設(shè) 置有密封環(huán)。所以，當(dāng)內(nèi)、外蓋組合件連接缸體，并且旋轉(zhuǎn)閥片的傳動部位通過傳動件結(jié)合 發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動時，即可取代傳統(tǒng)的配氣機(jī)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)閥片在旋轉(zhuǎn)過程中，旋轉(zhuǎn)閥片上的配氣 閥孔依次與內(nèi)、外蓋上的排、進(jìn)氣口分別吻合相通時，完成了無往復(fù)運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)配氣動作， 從而徹底消除了凸輪、氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管等眾多機(jī)件在往復(fù)運(yùn)動中產(chǎn)生的沖擊、磨損 和噪音。本方案不但結(jié)構(gòu)簡單、大幅減少了所用零件的數(shù)量，而且動作可靠，由于旋轉(zhuǎn)閥片 轉(zhuǎn)動阻力小、密封環(huán)動作微細(xì)故消耗功率少、故障率低、壽命長、成本低，降低了占用空間和 重量、使用中無須調(diào)整間隙，更使進(jìn)入氣缸的可燃混合氣形成螺旋分層態(tài)更易實現(xiàn)(僅需 安排進(jìn)、排氣管道的空間形狀即可實現(xiàn))。尤其適合四沖程壓燃式發(fā)動機(jī)和四沖程點(diǎn)燃式發(fā) 動機(jī)。


附圖1是本方案的總體結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2、3、4是各部件展開圖。附圖4中，下圖是上圖中傳動軸副的二軸25、26安裝接合處的放大圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖詳述本方案的實施方式一種使用旋轉(zhuǎn)閥片的內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)，外蓋5和內(nèi)蓋14包含的燃燒室可以做成錐 形或半球形等結(jié)構(gòu)(本例取球冠形)；外蓋5邊緣有4個通孔6，內(nèi)蓋14邊緣有4個安裝半 孔20，外蓋5與內(nèi)蓋14可有螺栓通過孔6、20結(jié)合缸體并安裝在發(fā)動機(jī)上，即外蓋5與內(nèi) 蓋14結(jié)合并有連接氣缸體的機(jī)構(gòu)。點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)的火花塞可經(jīng)通孔2安裝在內(nèi)蓋有螺紋 的火花塞孔16上；(外蓋5與內(nèi)蓋14結(jié)合在壓燃式發(fā)動機(jī)上時，無需設(shè)置通孔2和火花塞 孔16。)外蓋5有連接發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管道的進(jìn)氣口 3和連接排氣管道的排氣口 4，(進(jìn)、排氣 管道圖中沒有示出。)內(nèi)蓋14有與氣缸相通的進(jìn)氣口 12和排氣口 18，即外蓋5和內(nèi)蓋14 上都有進(jìn)氣口和排氣口。外蓋5與內(nèi)蓋14安裝結(jié)合時，外蓋5上的進(jìn)氣口、排氣口與內(nèi)蓋 14上的進(jìn)氣口、排氣口相通。旋轉(zhuǎn)閥片7安裝在外蓋5與內(nèi)蓋14之間，旋轉(zhuǎn)閥片7的齒輪 內(nèi)圓柱面8活套在外蓋5相應(yīng)的圓柱面10上，旋轉(zhuǎn)閥片7可在外蓋5與內(nèi)蓋14之間轉(zhuǎn)動， 旋轉(zhuǎn)閥片7上有配氣閥孔9，旋轉(zhuǎn)閥片7通過旋轉(zhuǎn)，配氣閥孔9可依次與內(nèi)蓋14、外蓋5上 的排氣口 18(4)和進(jìn)氣口 12(3)重合相通，完成配氣過程。旋轉(zhuǎn)閥片7的配氣閥孔9、外蓋 5和內(nèi)蓋14上的進(jìn)氣口和排氣口所占角度、形狀和它們之間的夾角由要求的配氣相位計算 得出，并且旋轉(zhuǎn)閥片7上有適當(dāng)?shù)陌惭b定位。旋轉(zhuǎn)閥片7上的傳動部位可以是齒輪或鏈輪， 或同步帶輪等(本例為齒輪15，與之配合的是小齒輪23)。外蓋5上有空腔1，內(nèi)可容納與 齒輪15嚙合的小齒輪23，小齒輪23通過傳動軸和齒輪或鏈輪或同步輪(本例為傘形齒輪 付。)連接發(fā)動機(jī)曲軸，通過選取傳動比(曲軸轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)閥片轉(zhuǎn)速=2 1)使發(fā)動機(jī)曲 軸旋轉(zhuǎn)二周完成四個沖程，旋轉(zhuǎn)閥片7旋轉(zhuǎn)360度。為了達(dá)到密封性能，在內(nèi)蓋14的進(jìn)氣 口 12和排氣口 18周圍分別設(shè)置封閉的進(jìn)氣環(huán)槽13和排氣環(huán)槽19，進(jìn)氣環(huán)11和排氣環(huán)17 分別安裝在進(jìn)氣環(huán)槽13和排氣環(huán)槽19內(nèi)。必要時，進(jìn)氣環(huán)槽13和排氣環(huán)槽19還能修改成可放置進(jìn)氣環(huán)11和排氣環(huán)17的凹陷部位，即所述內(nèi)蓋14的進(jìn)氣口和排氣口有凹陷部位 或凹槽，密封環(huán)置于凹陷部位或凹槽。由于本方案運(yùn)行平穩(wěn)而無撞擊運(yùn)動，進(jìn)氣環(huán)11和排氣環(huán)17可以使用合金或陶瓷 等多種材料制造。進(jìn)氣環(huán)11和排氣環(huán)17使用陶瓷材料制造時，即所述密封環(huán)為陶瓷密封 環(huán)。為了使進(jìn)氣環(huán)11和排氣環(huán)17與旋轉(zhuǎn)閥片7有很好的接觸密封，進(jìn)氣環(huán)11和排氣 環(huán)17可結(jié)合彈簧片或彈簧，彈簧片或彈簧可置于進(jìn)氣環(huán)槽13和排氣環(huán)槽19中，或可分別 與進(jìn)氣環(huán)11、排氣環(huán)17結(jié)合為一體，即所述密封環(huán)有彈性或彈性元件。(本例為環(huán)彈簧片 21 和 22.)當(dāng)進(jìn)氣環(huán)11和排氣環(huán)17使用有彈性的合適的耐高溫材料制造時，可以省略彈性 元件。為了增加配氣閥孔9、進(jìn)氣口 12(3)和排氣口 18(4)的通氣面積，配氣閥孔9、進(jìn)氣 口 12(3)和排氣口 18(4)的形狀為類扇形孔。所述類扇形，即其在氣缸端面的投影為扇形。旋轉(zhuǎn)閥片7邊緣的齒輪15(或鏈輪或同步帶輪)可軸向拉伸為薄壁圓環(huán)形，利用 其內(nèi)壁的圓柱面8和外蓋上的相應(yīng)部位圓柱面10作為其旋轉(zhuǎn)定位，以便于在缸距緊湊的多 缸機(jī)上使用。本方案并帶來了隨轉(zhuǎn)速變化而需改變進(jìn)、排氣相位的便利，(可見圖4。)即只要 改變小齒輪23和傘齒輪24間傳動軸副25、26的扭轉(zhuǎn)角即可，即平行移動小軸27。而傳動 軸其一端的直槽和另一端的扭曲槽的長度、扭轉(zhuǎn)角和扭轉(zhuǎn)形狀都可有設(shè)計確定。本方案宜于在現(xiàn)代大缸徑、短行程的高速四沖程壓燃式發(fā)動機(jī)和四沖程點(diǎn)燃式發(fā) 動機(jī)上使用。本方案更宜于現(xiàn)代坦克等對發(fā)動機(jī)重量、空間體積及高可靠、低維護(hù)等有特殊苛 刻要求的場合。而當(dāng)使用在壓燃式內(nèi)燃機(jī)上時，可取消上述外蓋上的通孔2和內(nèi)蓋上的火花塞孔 16。
權(quán)利要求
一種使用旋轉(zhuǎn)閥片的內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)，包括外蓋(5)、內(nèi)蓋(14)和旋轉(zhuǎn)閥片(7)，其特征在于，外蓋(5)與內(nèi)蓋(14)結(jié)合并有連接氣缸體的機(jī)構(gòu)，外蓋(5)和內(nèi)蓋(14)上都有進(jìn)氣口和排氣口，外蓋(5)上的進(jìn)氣口、排氣口與內(nèi)蓋(14)上的進(jìn)氣口、排氣口安裝后重合相通；旋轉(zhuǎn)閥片(7)位于外蓋(5)和內(nèi)蓋(14)之間，旋轉(zhuǎn)閥片(7)上有閥孔(9)、旋轉(zhuǎn)定位和傳動部位，旋轉(zhuǎn)閥片(7)與外蓋(5)和內(nèi)蓋(14)結(jié)合體構(gòu)成可相對轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)；內(nèi)蓋(14)的進(jìn)氣口和排氣口上設(shè)置有密封環(huán)及其安裝部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用旋轉(zhuǎn)閥片的內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi) 蓋(14)的進(jìn)氣口和排氣口周圍有封閉的凹陷部位或凹槽，密封環(huán)置于凹陷部位或凹槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用旋轉(zhuǎn)閥片的內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)，其特征在于，旋轉(zhuǎn)閥 片(7)上的傳動部位是齒輪或鏈輪，或者是同步帶輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用旋轉(zhuǎn)閥片的內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述密 封環(huán)帶有彈性或有彈性元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有能根據(jù)轉(zhuǎn)速而改變進(jìn)、排氣相位的傳動軸扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)閥式四沖程內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)。本方案涉及活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)。一種使用旋轉(zhuǎn)閥片的內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)閥片位于外蓋和內(nèi)蓋之間，旋轉(zhuǎn)閥片與外蓋和內(nèi)蓋構(gòu)成可相對轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)，內(nèi)蓋的進(jìn)氣口和排氣口上設(shè)置有密封環(huán)，不但結(jié)構(gòu)簡單，而且動作可靠，消耗功率少，故障率低，壽命長，使用中無須調(diào)整間隙，徹底擯棄復(fù)雜的凸輪軸、搖臂、氣門、氣門彈簧等沖擊、往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)。本方案適合于現(xiàn)代大缸徑、短沖程的四沖程壓燃式發(fā)動機(jī)和四沖程點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)。尤其適合于現(xiàn)代坦克等對發(fā)動機(jī)重量、空間體積及高可靠、低維護(hù)等有特殊、苛刻要求的場合。
文檔編號F01L7/16GK101900007SQ20091014570
公開日2010年12月1日 申請日期2009年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月28日
發(fā)明者華志成 申請人:華志成