專利名稱：活塞式四沖程發(fā)動機的配氣機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活塞式四沖程發(fā)動機的配氣機構(gòu)，屬內(nèi)燃機配件。
背景技術(shù)：
迄今為止，傳統(tǒng)活塞式四沖程發(fā)動機的配氣機構(gòu)，都是以凸輪軸、挺桿、搖臂或時規(guī)鏈/時規(guī)皮帶驅(qū)動頂置凸輪軸推動桿式喇叭狀氣門的純機械結(jié)構(gòu)完成的，其缺點是1、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件繁多，尤其近來采用多氣門技術(shù)(如4閥、5閥)的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜；2、進、排氣開口面積小，而且由于喇叭狀氣門頭部的阻擋，氣流只能通過氣門與氣門座間變化的縫隙(簾區(qū))流動，另外，氣門頭桿在缸頭內(nèi)的進、排氣歧管內(nèi)部空間對氣流也產(chǎn)生阻擋。以上諸多原因，容易導(dǎo)致進、排氣流不順暢，換氣效率低下。近年來，為了適應(yīng)不同工況，滿足日益嚴格的排放法規(guī)的要求，降低能耗，提高效率，現(xiàn)代先進的活塞式四沖程發(fā)動機，通過更為復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)來完成配氣正時和氣門開度的修正，不僅增加了制造難度和成本，而且降低了發(fā)動機的可靠性，當(dāng)配氣機構(gòu)出現(xiàn)故障時，易損壞發(fā)動機，嚴重時會致使發(fā)動機報廢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在克服已有技術(shù)存在的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，排氣順暢，控制精確的電控滑閥氣門式結(jié)構(gòu)的活塞式四沖程發(fā)動機的配氣機構(gòu)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種活塞式四沖程發(fā)動機的配氣機構(gòu)，它具有缸頭，特點是，在缸頭內(nèi)的進、排氣歧管上設(shè)有楔形氣門座腔，在形氣門座腔內(nèi)設(shè)有楔形閥板，楔形閥板上連接電磁致動器件。
本發(fā)明以由電子控制的電磁致動器件驅(qū)動楔形閥板取代現(xiàn)有的發(fā)動機配氣機構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有實質(zhì)性的特點和顯著的進步1、結(jié)構(gòu)簡單取消凸輪軸、挺桿搖臂或時規(guī)鏈/時規(guī)皮帶、頂置凸輪軸及挺桿式氣門結(jié)構(gòu)，相應(yīng)使得發(fā)動機和氣缸頭的結(jié)構(gòu)簡化、發(fā)動機沿曲軸軸線方向的長度縮短、沿活塞軸線方向的高度大大降低；2、氣門開口面積擴大只使用2片(進、排各一)氣門閥片，就可使進、排氣開口面積大大提高，氣門全開時在氣流通道上無阻擋，缸頭內(nèi)的進、排氣歧管空間內(nèi)也無氣門頭桿阻擋，提高了進、排氣順暢程度和效率；3、控制精確電子控制易實現(xiàn)精確的配氣正時和氣門開度的無級變化控制；4、當(dāng)配氣機構(gòu)出現(xiàn)故障時，不易損壞發(fā)動機。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細地解釋說明。


圖1-本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
附面說明1電磁致動器件，2曲拐杠桿，3楔形閥板，4缸頭，5楔形氣門座腔，6進、排氣歧管。
具體實施例方式
參見圖1，它是在發(fā)動機缸頭4內(nèi)的進、排氣歧管6上設(shè)置楔形氣門座腔5，在楔形氣門座腔5內(nèi)安裝楔形閥板3，楔形閥板3通過拉桿連接電磁致動器件1。
工作時，由ECU信號控制相應(yīng)電源模塊，以脈沖電流驅(qū)動電磁致動器件1作正、反向運動，推拉楔形閥板3在楔形氣門座腔5內(nèi)作往復(fù)運動，從而開啟、關(guān)閉進、排氣。氣門開度的大小與脈沖電流的調(diào)制脈寬相對應(yīng)，配氣正時由脈沖相位保證。
相對而言，本發(fā)明在排氣開始前瞬間需要最大的動力開啟排氣閥板，排氣門關(guān)閉和進氣門開閉不需要很大的動力。這樣，可以通過ECU控制電磁致動器件1的電流在氣門動作開始前一瞬間有一最大值，使得氣門快速的開始移動，然后保持一個或幾個相對較小的脈寬電流維持氣門的運動狀態(tài)，在氣門動作停止前一瞬間有一反向尖峰電流，使氣門停止移動。
經(jīng)檢索有關(guān)技術(shù)資料，排氣開始前瞬間，亦即膨脹作功終了時，汽缸內(nèi)壓力上限為0.6Mpa(柴油機0.2～0.5Mpa，汽油機0.3～0.6Mpa)，以一個采用本專利的配氣機構(gòu)，直徑為80mm汽缸為例，設(shè)定其排氣門開口面積占汽缸截面積的30％(遠大于目前的比例)，其排氣門閥板所受壓力為πR2*30％*0.6Mpa＝3.14*42*0.3*6Kg/cm2≈90Kg，取摩擦系數(shù)為0.1，實際開閥拉力為90*0.1≈9Kg，全開行程＜40mm，對于目前已有的電磁致動器件而言，無論是力或響應(yīng)速度上均能實現(xiàn)(目前的直線電動機極速為35m/s，并且啟動力矩好；電磁鐵響應(yīng)已做到1ms左右)。
電磁致動器件1可以是直線電動機或電磁鐵等。楔形閥板3應(yīng)采用高硬度、有一定韌性、耐高溫、低膨脹率的材料制造，如金屬陶瓷等。為了配合燃燒室的形狀，閥板的下端面可有所變化，如凹面形狀等；為了減小閥板的運動慣量，增加結(jié)構(gòu)強度，在閥板的背面還可以設(shè)置加強筋。采用楔形斷面的氣門座腔和閥板配合無氣門間隙的概念，它能夠自動補償由于溫度引起的零件形狀變化，保持良好的氣密性。
由于燃料的不完全燃燒易形成碳的析出，熾熱的碳煙遇到溫度相對低的氣門表面會產(chǎn)生附著，形成氣門積碳。對于本發(fā)明而言，少量的積碳能夠填平氣門配合，對增加氣密性有好處，多余的積碳會隨著氣門運動所產(chǎn)生的刮削作用脫落，并隨排氣流走。
在所述楔形閥板3與電磁致動器件1之間還可設(shè)有曲拐杠桿2，曲拐杠桿2的兩端分別與楔形閥板3與電磁致動器件1連接。設(shè)置曲拐杠桿2能方便電磁致動器件1的布置位置，使得整個配氣機構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊。
采用本發(fā)明，將使現(xiàn)代先進發(fā)動機多種精確燃燒控制技術(shù)的應(yīng)用變得易于實現(xiàn)1、由于不再有喇叭狀氣門頭部和氣門頭桿的阻擋，使氣流通道變得平滑，有利于進氣旋流的形成控制，有利于分層、稀薄燃燒控制，降低燃料消耗；2、電子控制的滑閥結(jié)構(gòu)容易實現(xiàn)精確的氣門開度的無級變化控制，從而精確控制進、排氣量，因而可取消節(jié)氣門裝置，實現(xiàn)電子油門；3、在發(fā)動機非滿負荷工作狀態(tài)下，電子控制的滑閥氣門可輕松實現(xiàn)滅缸運行(部分汽缸作功)，并可通過不作功的汽缸完成EGR廢氣再循環(huán)。
在本發(fā)明中，氣門的機械部分僅作為一個動作平臺，只需控制電腦調(diào)整程序即可操縱、改變其運行，極大地方便了對發(fā)動機的精確控制，簡化了發(fā)動機的制造過程，提高了工廠的生產(chǎn)效率。
采用本發(fā)明，對于降低能耗、減少排放，提高發(fā)動機的效率具有積極的作用，符合未來發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展方向。
權(quán)利要求
1.一種活塞式四沖程發(fā)動機的配氣機構(gòu)，它具有缸頭(4)，其特征是，在缸頭(4)內(nèi)的進、排氣歧管(6)上設(shè)有楔形氣門座腔(5)，在楔形氣門座腔(5)內(nèi)設(shè)有楔形閥板(3)，楔形閥板(3)上連接電磁致動器件(1)。
2.按照權(quán)利要求1所述的活塞式四沖程發(fā)動機的配氣機構(gòu)，其特征是，在所述楔形閥板(3)與電磁致動器件(1)之間設(shè)有曲拐杠桿(2)，曲拐杠桿(2)的兩端分別與楔形閥板(3)與電磁致動器件(1)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種活塞式四沖程發(fā)動機的配氣機構(gòu)，它具有缸頭，特點是，在缸頭內(nèi)的進、排氣歧管上設(shè)有楔形氣門座腔，在楔形氣門座腔內(nèi)設(shè)有楔形閥板，楔形閥板上連接電磁致動器件，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其結(jié)構(gòu)簡單，氣門開口面積擴大，提高了進、排氣順暢程度和效率，而且電子控制易實現(xiàn)精確的配氣正時和氣門開度的無級變化控制，對于降低能耗、減少排放，提高發(fā)動機的效率具有積極的作用，符合未來發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展方向。
文檔編號F01L9/04GK1730918SQ20051004445
公開日2006年2月8日 申請日期2005年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月23日
發(fā)明者紀鴻毅 申請人:紀鴻毅