專利名稱：自冷式柱氣閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于發(fā)動機上的旋轉(zhuǎn)式氣閥，即自冷式柱氣閥。
四沖程發(fā)動機的菌形氣門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，部件較多，不僅成本較高，而且功損較大，而考斯特有限公司的球形旋轉(zhuǎn)氣門以及日本摩托車公司和臺灣光陽機車等研制的柱形氣閥盡管徹底更新了傳統(tǒng)的氣門機構(gòu)，降低了整機的體積、成本、油耗等但還存在著零部件數(shù)目較多，加工復雜，成本較高的缺點，如機械密封件數(shù)目均在五、六個甚至八個之多。
本發(fā)明的目的是提出一種結(jié)構(gòu)簡單、零件數(shù)目很少，兼有部分自冷功能、并采用寬軸承一端支承方式的柱形旋轉(zhuǎn)氣閥。
本發(fā)明的要點在于采用了一根設在缸蓋上、由兩個直徑相異的園柱面組成的園柱體作為進排氣閥柱體。該氣閥體中開有兩個獨立的、套迭設置的軸向空腔分別用作進、排氣道。在直徑較大的柱面中部的兩個分別與進、排氣道相通的孔洞作為進、排氣孔。氣閥柱中進氣道套在排氣道壁外會起到隔熱，自冷作用。氣閥柱的小直徑柱面上安裝較寬的滑動軸承或雙排滾針軸承。氣閥柱裝設在氣缸蓋上與曲軸平行的園柱形空腔的直徑最大的柱形腔中，園柱形空腔余下兩個較短、直徑較小的腔用來形成連結(jié)進氣道與進氣管的環(huán)形氣道和設置氣閥柱端密封管件。在直徑最大的柱形腔壁上還開有通向氣缸頂部的進排氣共用孔。隨氣閥柱轉(zhuǎn)動，空腔壁面上的這個進排氣共用孔依次與閥柱面上的進或排氣孔相通或被柱面遮蓋，以此實現(xiàn)氣門的啟閉。氣閥柱上兩個直徑相異的柱面之間的過渡階梯環(huán)面用作軸向密封的磨擦面并與固定在缸蓋柱形腔內(nèi)的軸承外圈一起兼有軸向定位作用。
本發(fā)明有如下優(yōu)點(1)結(jié)構(gòu)簡單、零件數(shù)目極少，因而故障率應極低；(2)易于制造，成本較低；(3)極易保養(yǎng)、拆、裝及維修；(4)可采用精細陶瓷材料(如Si3O4，SiC，ZrO2，AL2O3等)；(5)減少功率損失10％以上；(6)減少油耗10％以上。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施作進一步描述。


圖1是裝自冷式柱氣閥的氣缸蓋及氣缸上半部在氣閥柱軸線和氣缸中心線所在平面上的剖視圖。
圖2是圖1中的氣缸蓋在垂直于氣缸中心線并通過氣閥柱軸線的剖視圖。
圖3是在垂直于氣閥柱軸線方向并通過氣缸中心線的剖視圖。
由圖1和圖2可看到，缸蓋2的園柱形空腔32由三段直徑相異的同軸園柱形腔組成。其中直徑最大且最長的主腔內(nèi)安裝氣柱體1、軸承5、28和密封環(huán)9及碟形彈簧或壓簧8，與燃燒室3相通的進、排氣共用孔4及放置密封環(huán)16及彈簧17的環(huán)形槽亦處在此段腔壁上。直徑居中且位于中間位置的短柱腔以及相鄰的直徑最小的柱腔中設置著氣閥柱1端部密封管件10和其上的碟形彈簧或壓簧20，其中位置居中的短柱形腔腔壁和10在此段腔中的外壁構(gòu)成了環(huán)形進氣道26。氣閥柱體的表面亦由直徑不同的兩個同軸園柱面構(gòu)成，其中直徑最大的柱面上開有與其內(nèi)進、排氣道11，13相對應的進、排氣孔15、14；直徑較小的柱面用來安裝軸承5、28(對于滑動軸承只有外圈5，采用滾針軸承時5為外圈，28為有保持架的滾針)，此時5起定位、密封作用，緊壓入32的5的一端面與柱1在此處的密封磨擦環(huán)面27形成軸向機械密封，其上壓力由8、20以及氣道13中的排氣反作用力提供。臨近27處，5的外壁上設有密封環(huán)槽24。此外5上還開有與進油道30相通的機油孔。在氣閥柱體1上，靠近27的小直徑柱面上還開有與散熱孔7相通的機油回油孔29。在1的大端面上，外層氣道11的周圍設有沿軸向凸起于端面且外徑小于環(huán)9外徑，內(nèi)徑與9內(nèi)徑相同的磨擦環(huán)面。這一端面上，處在軸線上的氣道13外壁的端面33與緊壓其上的10的同尺寸的對應端面19形成機械密封磨擦副，并將進、排氣道徹底隔開，使進氣流由缸蓋2上垂直于1軸線方向的進氣道12經(jīng)26轉(zhuǎn)向1的軸線方向的氣道11，再經(jīng)15，4進入1下部的氣缸18中。為降低對1的沖擊力，4的面積一般不大于14或15，1與32表面之間保持較小的間隙，如對于單缸排量500毫升的發(fā)動機，上述間隙通常約0.03毫米左右。圖3中，31是火花塞23的安裝孔，其中心線近似垂直于1的中心線并與氣缸18中心線呈一定夾角。1小端面上固定著氣閥柱驅(qū)動鏈輪6，21、22分別是10上起導向的錐形凸環(huán)面和密封環(huán)槽。25是氣冷缸體上的散熱片。35為正時鏈條盒。
實施例對于排氣量72毫升的氣冷發(fā)動機(如JH-70，JC-70C，…摩托車發(fā)動機)，其缸徑為47毫米，改用柱氣閥時，有下列要求，首先32的中心線與曲軸平行并位于上止點位置的話塞頂40毫米之上，32的大孔徑端位于34方向。31中心線與18中心線間夾角為50°±5°，32的三個直徑相異的部分分別有直徑41、32、25毫米，長度分別為52±1.5、11、20±3毫米，4的直徑為18.5毫米，呈園形，14、15均為20×18.5的橢園形，其中短軸沿1的軸向。3為半球形。13直徑為15毫米11的橫截面為寬5.5毫米，長為200度園周角的半環(huán)面。11、13、14和15可由鑄造一次成型。16、17的安裝槽以及槽24、22的橫斷面均呈矩形、寬度為2mm左右；其中15、17的槽的最淺處為4mm；并距邊緣約1.5毫米。9的斷面為4×1.5毫米，9的內(nèi)外徑分別為31、41毫米，對應的1大端面上的密封磨擦環(huán)面內(nèi)、外徑分別為31和36.5毫米。
權(quán)利要求
1.一種自冷式柱氣閥，它包括一根沿軸線開設進、排氣道的園柱體(1)，開有容納(1)的柱形空腔(32)和與(32)相通的進、排氣共用孔(4)的氣缸蓋(2)、在(32)內(nèi)表面上，環(huán)繞(4)的環(huán)槽內(nèi)的徑向密封環(huán)(16)，還包括(1)大端面上緊壓的柱端密封管件(10)，其特征在于裝在缸蓋(2)上柱形空腔(32)內(nèi)的園柱形旋轉(zhuǎn)氣閥(1)中開有同軸且套迭分布的內(nèi)外兩層氣道(11)與(13)，其中(11)處于外層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自冷式柱氣閥，其特征在于，氣閥柱體(1)主要由兩個直徑不同的園柱形表面組成，直徑較大的園柱面位于孔(4)所在的那部分(32)的柱腔內(nèi)，兩園柱面之間的階梯形環(huán)面(27)、(13)的外壁端面(33)和與(33)同一端的，在(11)外徑與此處柱外表面直徑之間的且向軸向外端凸出的環(huán)形面均為機械密封環(huán)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣閥柱體，其特征在于，進、排氣孔(15)、(14)位于較大于直徑的柱面上，靠近驅(qū)動鏈輪(6)的較小直徑的柱面上安裝著寬或雙排滾針軸承(5)、(28)，(5)在靠近(27 )的端面與(27)形成機械密封摩擦副。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自冷式柱氣閥，其特征在于，容納(1)于其內(nèi)的柱形腔(32)主要由三段直徑相異的，同軸柱腔組成，其中(1)、(5)以及(9)、(8)裝在直徑最大的柱腔內(nèi)，位置居中且直徑居中的柱腔和直徑最小且離(6)最遠的柱腔中安裝著氣閥(1)柱端密封管件(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自冷式柱氣閥，其特征在于，在缸蓋(2)內(nèi)，由直徑居中的那部分(32)的壁面和(10)的外表面圍成對稱于(32)中心線的，并與(11)、(2)內(nèi)的進氣道(12)均相通的環(huán)形氣道(26)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自冷式柱氣閥，其特征在于，緊靠(1)的較大直徑的柱端面上壓有截面為矩形的密封環(huán)(9)及壓簧(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自冷式柱氣閥，其特征在于，氣閥柱體(1)的大直徑端即軸向進、排氣道(11)、(13)一側(cè)裝有緊壓在(13)外壁端面(33)上氣閥柱端密封管件(10)，(10)與(33)相接觸的部分為與(33)同尺寸的端面(19)，(10)與(1)之間的壓力由(10)中部凸出的錐形面(21)與此處的由直徑相異的兩相鄰柱腔的階梯環(huán)面之間的壓簧(20)提供。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自冷式柱氣閥，其特征在于，(10)與(5)的外表面上開有安裝密封環(huán)或O形橡膠圈的環(huán)形槽，其橫截面呈矩形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于四沖程發(fā)動機的柱形旋轉(zhuǎn)氣閥,其基本結(jié)構(gòu)由一個沿柱軸方向開設相互套疊的進、排氣道15、13,以及空腔7的圓柱體,和僅設一個進、排氣共用孔4將柱形空腔32與燃燒室3連通的結(jié)構(gòu)組成。進氣道11和7起了隔熱。冷卻作用,該系統(tǒng)極大地簡化、縮小了氣門機構(gòu)及缸蓋,并可采用一體化的缸體—缸蓋。本發(fā)明可取代傳統(tǒng)的菌形氣門機構(gòu)。
文檔編號F01L7/00GK1189575SQ9710035
公開日1998年8月5日 申請日期1997年1月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月29日
發(fā)明者董偉 申請人:董玲