專利名稱：無(wú)切換閥配氣機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)人在界面配氣發(fā)動(dòng)機(jī)申請(qǐng)專利(專利申請(qǐng)?zhí)?00710165230. 3和專利號(hào)ZL200720195428. 1 )中公開(kāi)了一種反裝外開(kāi)進(jìn)排共用氣閥閥體。然而要想防止排氣深度充入進(jìn)氣道以及排氣回流等問(wèn)題，就必須在進(jìn)排氣道上設(shè)置相應(yīng)的進(jìn)排氣切換裝置及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)復(fù)雜且影響了進(jìn)排共用氣閥閥體的優(yōu)勢(shì)。因此，需要發(fā)明一種取代進(jìn)排氣切換裝置(如空心轉(zhuǎn)子及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu))且在反裝外開(kāi)進(jìn)排共用氣閥閥體的基礎(chǔ)上建立的新型配氣機(jī)構(gòu)。為此本專利申請(qǐng)人申請(qǐng)了渦輪配氣發(fā)動(dòng)機(jī)專利(專利申請(qǐng)?zhí)枮?00810135468.6)。近年來(lái)在氣缸蓋上設(shè)正裝內(nèi)開(kāi)進(jìn)排共用氣門(mén)的方案也已出現(xiàn)如US5782215 ，W02004/044389， ZL200520001125. 2，雖然這些專利都公開(kāi)了正裝內(nèi)開(kāi)進(jìn)排共用氣門(mén)方案，但在進(jìn)排氣切換方面存在著嚴(yán)重不足。如US5782215進(jìn)排氣切換機(jī)構(gòu)復(fù)雜且難以控制，ZL200520001125. 2進(jìn)排氣切換采用了進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)和排氣節(jié)氣門(mén)，同樣結(jié)構(gòu)復(fù)雜且不易控制。不僅如此，如用這兩種方式的任何一種對(duì)進(jìn)排氣進(jìn)行切換以配合正裝內(nèi)開(kāi)進(jìn)排共用氣門(mén)對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行配氣都會(huì)嚴(yán)重影響進(jìn)排共用氣門(mén)的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)橛瞄y體對(duì)進(jìn)排氣進(jìn)行切換從根本上說(shuō)，與傳統(tǒng)配氣方式相近，也同樣具有傳統(tǒng)配氣方式的缺點(diǎn)，如有效開(kāi)度和有效開(kāi)放時(shí)間嚴(yán)重受限等。專利W02004/044389 A1，雖然有所改進(jìn)，但在這種方式中進(jìn)氣壓會(huì)被嚴(yán)重降低且內(nèi)燃機(jī)的效率等會(huì)受影響。為此需要發(fā)明一種無(wú)進(jìn)排氣切換閥的、高效的正裝內(nèi)開(kāi)進(jìn)排共用氣門(mén)配氣機(jī)構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型公開(kāi)了一種無(wú)切換閥配氣機(jī)構(gòu)，與普通渦輪增壓內(nèi)燃機(jī)不同，普通渦輪增壓內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)排氣道中分別設(shè)有進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)，這兩個(gè)氣門(mén)不僅負(fù)責(zé)封閉氣缸而且還負(fù)責(zé)進(jìn)排氣的切換，所以普通渦輪增壓方式不需要移動(dòng)空氣和進(jìn)排氣間的界面。而本實(shí)用新型中沒(méi)有切換閥，其實(shí)質(zhì)是利用噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣原理對(duì)具有正裝內(nèi)開(kāi)進(jìn)排共用氣門(mén)的往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行配氣。換言之，利用所述進(jìn)氣壓縮裝置和所述排氣動(dòng)力裝置有效地移動(dòng)進(jìn)氣和排氣間的界面達(dá)到對(duì)設(shè)有正裝內(nèi)開(kāi)進(jìn)排共用氣門(mén)的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行有效配氣的目的。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的， 一種無(wú)切換閥配氣機(jī)構(gòu)包括進(jìn)氣道、排氣道、正裝配氣座口、氣缸蓋，在所述進(jìn)氣道和排氣道連通的腔體內(nèi)于所述正裝配氣座口的軸線上設(shè)有正裝內(nèi)開(kāi)進(jìn)排共用氣門(mén)，所述正裝內(nèi)開(kāi)進(jìn)排共用氣門(mén)受氣門(mén)控制系統(tǒng)控制將所述正裝配氣座口按正時(shí)關(guān)系開(kāi)通或密封，所述進(jìn)氣道上設(shè)有進(jìn)氣壓縮裝置，所述排氣道上設(shè)有排氣動(dòng)力裝置，所述進(jìn)氣壓縮裝置由所述排氣動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)，所述進(jìn)氣壓縮裝置設(shè)為渦輪式或活塞式進(jìn)氣壓縮裝置，所述排氣動(dòng)力裝置設(shè)為渦輪式或活塞式排氣動(dòng)力裝置。
在多缸內(nèi)燃機(jī)中，在匯總的進(jìn)氣道上設(shè)有渦輪式或活塞式總進(jìn)氣壓縮裝置，在匯總的排氣道上設(shè)有渦輪式或活塞式總排氣動(dòng)力裝置。
由多個(gè)所述渦輪式或活塞式排氣動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)一個(gè)所述渦輪式或活塞式總進(jìn)氣壓縮裝置。
由一個(gè)所述渦輪式或活塞式總排氣動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)多個(gè)所述渦輪式或活塞式進(jìn)氣壓縮裝置。
在連接所述總進(jìn)氣壓縮裝置和總排氣動(dòng)力裝置的驅(qū)動(dòng)軸上設(shè)動(dòng)力輸入軸或/和動(dòng)力輸出軸，在設(shè)有所述動(dòng)力輸入軸的結(jié)構(gòu)中，所述動(dòng)力輸入軸與其它動(dòng)力裝置連接，在設(shè)有所述動(dòng)力輸出軸的結(jié)構(gòu)中，所述動(dòng)力輸出軸與其它動(dòng)力使用裝置連接。
本實(shí)用新型通過(guò)調(diào)整進(jìn)氣壓縮裝置和排氣動(dòng)力裝置的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)空氣向排氣方向流動(dòng)，而且在進(jìn)氣壓縮裝置和排氣動(dòng)力裝置間建立相當(dāng)高的空氣壓強(qiáng)。利用此空氣壓強(qiáng)和正裝內(nèi)開(kāi)進(jìn)排共用氣門(mén)對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行高效精準(zhǔn)配氣。
本實(shí)用新型的內(nèi)燃機(jī)是進(jìn)排氣共用 一個(gè)正裝配氣座口通道，進(jìn)氣和排氣間的界面在進(jìn)氣沖程和排氣沖程中會(huì)發(fā)生位移，即在排氣沖程開(kāi)始后此界面將處于正裝進(jìn)排共用配氣座口的進(jìn)氣道一側(cè)，而在進(jìn)氣沖程開(kāi)始時(shí)此界面將位移至正裝進(jìn)排共用配氣座口的排氣道一側(cè)。為了盡量減少或防止排氣深度進(jìn)入進(jìn)氣道，要求進(jìn)氣壓縮裝置產(chǎn)生的壓強(qiáng)能夠防止排氣深度進(jìn)入進(jìn)氣道。通過(guò)調(diào)整進(jìn)氣增壓裝置和排氣動(dòng)力裝置的級(jí)數(shù)、尺寸、形狀或角度使進(jìn)氣壓縮裝置和排氣動(dòng)力裝置在工作時(shí)，能將由進(jìn)氣壓縮裝置、排氣動(dòng)力裝置和開(kāi)啟狀態(tài)下的正裝內(nèi)開(kāi)進(jìn)排共用氣門(mén)所形成的空間內(nèi)的廢氣及時(shí)更換成新鮮空氣，以保證進(jìn)入氣缸內(nèi)的空氣是新鮮的。
以下以渦輪式為例加以說(shuō)明。
在某些情況下，內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)可能需要進(jìn)排氣渦輪提前旋轉(zhuǎn)，因此可設(shè)置進(jìn)排氣渦輪的動(dòng)力輸入軸。
利用本實(shí)用新型可制i乍渦輪預(yù)壓縮內(nèi)燃機(jī)。就是大幅度增加進(jìn)氣壓縮渦輪的壓縮能力，使進(jìn)氣的壓力和溫度大幅度提高。也就是說(shuō)利用內(nèi)燃機(jī)的排氣能量將進(jìn)氣大幅度壓縮，從而減少在往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)壓縮沖程中所需要的壓縮功，也就是將內(nèi)燃機(jī)的幾何壓縮比(即通常所說(shuō)的內(nèi)燃機(jī)壓縮比)設(shè)得較低，但實(shí)際壓縮比(氣體被壓縮的程度)仍較高，因?yàn)榭諝庖驯贿M(jìn)氣壓縮渦輪預(yù)壓縮。這樣可使內(nèi)燃機(jī)的體積小、重量輕而且效率高。也可通過(guò)調(diào)整進(jìn)氣壓縮渦輪的工況，使進(jìn)氣壓縮進(jìn)一步提高，達(dá)到不需進(jìn)一步壓縮就已達(dá)到可進(jìn)行燃燒(即進(jìn)入燃燒沖程)的狀態(tài)。這樣可將內(nèi)燃機(jī)調(diào)整為沒(méi)有壓縮沖程的內(nèi)燃機(jī)，即吸
氣過(guò)程和燃燒過(guò)程在一個(gè)沖程中完成。也就是說(shuō)內(nèi)燃機(jī)曲軸轉(zhuǎn)360°就完成了一個(gè)循環(huán)，此時(shí)氣門(mén)的控制系統(tǒng)正時(shí)周期也要相應(yīng)調(diào)整。例如氣門(mén)的控制系統(tǒng)采用凸輪控制，凸輪軸轉(zhuǎn)速應(yīng)增加一倍即與曲軸同轉(zhuǎn)速。這樣，可進(jìn)一步發(fā)揮內(nèi)燃機(jī)和渦輪各自的優(yōu)勢(shì)，使內(nèi)燃機(jī)的升功率、體積、重量、效率及排放得到進(jìn)一步優(yōu)化。
所述氣門(mén)控制系統(tǒng)是彈簧凸輪系統(tǒng)，或者是電磁控制系統(tǒng)。只要能按正時(shí)關(guān)系控制進(jìn)排共用氣門(mén)的開(kāi)啟與關(guān)閉即可。如活塞在上止點(diǎn)時(shí)進(jìn)排共用氣門(mén)開(kāi)啟仍不發(fā)生干涉，則可調(diào)整所述氣門(mén)控制系統(tǒng)使所述正裝內(nèi)開(kāi)進(jìn)排共用氣門(mén)實(shí)現(xiàn)在排氣沖程開(kāi)始時(shí)開(kāi)啟一直維持開(kāi)啟狀態(tài)直至進(jìn)氣沖程完了時(shí)將所述正裝配氣座口密封關(guān)閉。
由于采用了進(jìn)排氣共用氣門(mén)和排氣動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)的進(jìn)氣壓縮裝置，故可充分利用排氣能量，并能夠充分發(fā)揮渦輪或其它高效壓氣裝置(高效活塞壓氣機(jī))和往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到高效節(jié)油和降低排放的目的。
當(dāng)采用活塞式進(jìn)氣壓縮裝置或活塞式排氣動(dòng)力裝置也是同理。
工作原理將內(nèi)燃機(jī)氣缸的正裝配氣座口和正裝內(nèi)開(kāi)進(jìn)排共用氣門(mén)設(shè)置在聯(lián)動(dòng)的進(jìn)氣壓縮裝置和排氣動(dòng)力裝置所形成的空間內(nèi)，調(diào)整此兩裝置的工作相關(guān)參數(shù)，使之轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)空氣向排氣動(dòng)力裝置方向流動(dòng)并在此兩裝置之間建立起相當(dāng)?shù)目諝鈮簭?qiáng)，利用這一空氣壓強(qiáng)阻止排氣向進(jìn)氣道進(jìn)入，將廢氣排向排氣道并對(duì)內(nèi)燃機(jī)氣缸進(jìn)行充氣'，實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)的配氣。由于內(nèi)燃機(jī)排氣時(shí)廢氣具有相當(dāng)?shù)膲毫湍芰?，所以可以利用這些壓力和能量驅(qū)動(dòng)排氣動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)進(jìn)氣壓縮渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
進(jìn)氣壓縮裝置和排氣動(dòng)力裝置同樣可設(shè)為渦輪式或活塞式。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)
1. 氣門(mén)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高。
2. 配氣的效率及精準(zhǔn)度高。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例五的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施方式
附圖編號(hào)
1.進(jìn)氣道 101.匯總的進(jìn)氣道2.排氣道201.匯總的排氣道
3. 正裝內(nèi)開(kāi)進(jìn)排共用氣門(mén)4.控制凸輪 5.回位彈簧
45.氣門(mén)控制系統(tǒng) 6.正裝配氣座口 11.進(jìn)氣壓縮裝置
111.總進(jìn)氣壓縮裝置 22.排氣動(dòng)力裝置221.總排氣動(dòng)力裝置
66.氣缸蓋 7.動(dòng)力輸出軸 8.動(dòng)力輸入軸
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，請(qǐng)參考圖1所示的無(wú)切換閥配氣機(jī)構(gòu)，包括進(jìn)氣道1、排氣道2、正裝配氣座口6、氣缸蓋66，在所述進(jìn)氣道1和排氣道2連通的腔體內(nèi)于所述正裝配氣座口 6的軸線上設(shè)有正裝內(nèi)開(kāi)進(jìn)排共用氣門(mén)3，所述正裝內(nèi)開(kāi)進(jìn)排共用氣門(mén)3受氣門(mén)控制系統(tǒng)45控制將所述正
6裝配氣座口 6按正時(shí)關(guān)系開(kāi)通或密封，所述氣門(mén)控制系統(tǒng)45有傳統(tǒng)的控制凸輪4和回位彈簧5組成，所述進(jìn)氣道1上設(shè)有進(jìn)氣壓縮裝置11 ，所述排氣道2上設(shè)有排氣動(dòng)力裝置22，所述進(jìn)氣壓縮裝置11由所述排氣動(dòng)力裝置22驅(qū)動(dòng)，所述進(jìn)氣壓縮裝置11設(shè)為渦輪式或活塞式進(jìn)氣壓縮裝置，所述排氣動(dòng)力裝置22設(shè)為渦輪式或活塞式排氣動(dòng)力裝置。
如圖2所示的無(wú)切換閥配氣機(jī)構(gòu)，在多缸內(nèi)燃機(jī)中，在匯總的進(jìn)氣道101上設(shè)有渦輪式或活塞式總進(jìn)氣壓縮裝置111，在匯總的排氣道201上設(shè)有渦輪式或活塞式總排氣動(dòng)力裝置221，使結(jié)構(gòu)、布置更簡(jiǎn)單。
如圖3所示的無(wú)切換閥配氣機(jī)構(gòu)，由多個(gè)所述渦輪式或活塞式排氣動(dòng)力裝置22驅(qū)動(dòng)一個(gè)所述渦輪式或活塞式總進(jìn)氣壓縮裝置111，能充分利用內(nèi)燃機(jī)排氣的能量。
如圖4所示的無(wú)切換閥配氣機(jī)構(gòu)，由一個(gè)所述渦輪式或活塞式總排氣動(dòng)力裝置221驅(qū)動(dòng)多個(gè)所述渦輪式或活塞式進(jìn)氣壓縮裝置11 ，使每個(gè)氣缸的進(jìn)氣更加理想。
如圖5所示的無(wú)切換閥配氣機(jī)構(gòu)，在連接所述總進(jìn)氣壓縮裝置111和總排氣動(dòng)力裝置221的驅(qū)動(dòng)軸上設(shè)動(dòng)力輸入軸7或/和動(dòng)力輸出軸8，在設(shè)有所述動(dòng)力輸入軸7的結(jié)構(gòu)中，所述動(dòng)力輸入軸7與其它動(dòng)力裝置連接，在設(shè)有所述動(dòng)力輸出軸8的結(jié)構(gòu)中，所述動(dòng)力輸出軸8與其它動(dòng)力使用裝置連接，以充分提高內(nèi)燃機(jī)的效率。
權(quán)利要求1. 一種無(wú)切換閥配氣機(jī)構(gòu)，包括進(jìn)氣道(1)、排氣道(2)、正裝配氣座口(6)、氣缸蓋(66)，其特征在于在所述進(jìn)氣道(1)和排氣道(2)連通的腔體內(nèi)于所述正裝配氣座口(6)的軸線上設(shè)有正裝內(nèi)開(kāi)進(jìn)排共用氣門(mén)(3)，所述正裝內(nèi)開(kāi)進(jìn)排共用氣門(mén)(3)受氣門(mén)控制系統(tǒng)(45)控制將所述正裝配氣座口(6)按正時(shí)關(guān)系開(kāi)通或密封，所述進(jìn)氣道(1)上設(shè)有進(jìn)氣壓縮裝置(11)，所述排氣道(2)上設(shè)有排氣動(dòng)力裝置(22)，所述進(jìn)氣壓縮裝置(11)由所述排氣動(dòng)力裝置(22)驅(qū)動(dòng)，所述進(jìn)氣壓縮裝置(11)設(shè)為渦輪式或活塞式進(jìn)氣壓縮裝置，所述排氣動(dòng)力裝置(22)設(shè)為渦輪式或活塞式排氣動(dòng)力裝置。
2. 如權(quán)利要求1所述無(wú)切換閥配氣機(jī)構(gòu)，其特征在于在多缸內(nèi)燃機(jī)中， 在匯總的進(jìn)氣道(101)上設(shè)有渦輪式或活塞式總進(jìn)氣壓縮裝置(111)，在匯總 的排氣道(201)上設(shè)有渦輪式或活塞式總排氣動(dòng)力裝置(221)。
3. 如權(quán)利要求1所述無(wú)切換閥配氣機(jī)構(gòu)，其特征在于由多個(gè)所述渦輪式 或活塞式排氣動(dòng)力裝置(22)驅(qū)動(dòng)一個(gè)所述渦輪式或活塞式總進(jìn)氣壓縮裝置(111)。
4. 如權(quán)利要求1所述無(wú)切換閥配氣機(jī)構(gòu)，其特征在于由一個(gè)所述渦輪式或活塞式總排氣動(dòng)力裝置(221)驅(qū)動(dòng)多個(gè)所述渦輪式或活塞式進(jìn)氣壓縮裝置(11)。
5. 如權(quán)利要求1所述無(wú)切換閥配氣機(jī)構(gòu)，其特征在于在連接所述總進(jìn)氣壓縮裝置(111)和總排氣動(dòng)力裝置(221)的驅(qū)動(dòng)軸上設(shè)動(dòng)力輸入軸(7)或/ 和動(dòng)力輸出軸(8)，在設(shè)有所述動(dòng)力輸入軸(7)的結(jié)構(gòu)中，所述動(dòng)力輸入軸(7) 與其它動(dòng)力裝置連接，在設(shè)有所述動(dòng)力輸出軸(8)的結(jié)構(gòu)中，所述動(dòng)力輸出軸 (8)與其它動(dòng)力使用裝置連接。
專利摘要一種無(wú)切換閥配氣機(jī)構(gòu)，包括進(jìn)氣道(1)、排氣道(2)、正裝配氣座口(6)、氣缸蓋(66)，在所述進(jìn)氣道(1)和排氣道(2)連通的腔體內(nèi)于所述正裝配氣座口(6)的軸線上設(shè)有正裝內(nèi)開(kāi)進(jìn)排共用氣門(mén)(3)，所述正裝內(nèi)開(kāi)進(jìn)排共用氣門(mén)(3)受氣門(mén)控制系統(tǒng)(45)控制將所述正裝配氣座口(6)按正時(shí)關(guān)系開(kāi)通或密封，所述進(jìn)氣道(1)上設(shè)有進(jìn)氣壓縮裝置(11)，所述排氣道(2)上設(shè)有排氣動(dòng)力裝置(22)，所述進(jìn)氣壓縮裝置(11)由所述排氣動(dòng)力裝置(22)驅(qū)動(dòng)，所述進(jìn)氣壓縮裝置(11)設(shè)為渦輪式或活塞式進(jìn)氣壓縮裝置，所述排氣動(dòng)力裝置(22)設(shè)為渦輪式或活塞式排氣動(dòng)力裝置。本實(shí)用新型的配氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性、配氣效率及精準(zhǔn)度高。
文檔編號(hào)F01L1/34GK201269118SQ20082013968
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者靳宇男 申請(qǐng)人:靳宇男