專利名稱：四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)球閥配氣機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種四沖 程發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)式配氣機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)采用的是一種往復(fù)式彈簧氣門機(jī)構(gòu)， 它主要由氣門、套在氣門桿上彈簧，抵壓氣門的搖臂、驅(qū)動(dòng)搖臂動(dòng)作的 凸輪等構(gòu)成，發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪驅(qū)動(dòng)搖臂抵壓氣門開啟， 當(dāng)凸輪釋放搖臂的抵壓力時(shí)，氣門在彈簧的作用下復(fù)位關(guān)閉，從而以往 復(fù)的動(dòng)作完成發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的進(jìn)、排氣配氣過程。它的缺點(diǎn)之一是凸輪隨
曲軸高速旋轉(zhuǎn)，增大了機(jī)械磨損和噪音；缺點(diǎn)之二凸輪通過搖臂抵壓氣 門要克服來自復(fù)位彈簧的阻力，增大了發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)耗；缺點(diǎn)之三是彈簧 推動(dòng)氣門復(fù)位時(shí)，產(chǎn)生很大的噪音；缺點(diǎn)之四是結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，使安裝 和維修困難。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了克服已有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種四沖程 發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)球閥式配氣機(jī)構(gòu)，它可以低速帶動(dòng)球閥轉(zhuǎn)動(dòng)來完成發(fā)動(dòng)機(jī) 的配氣過程，不僅簡化了結(jié)構(gòu)，更主要的是降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)耗、減小 噪音了和機(jī)械磨損。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下
它具有一個(gè)汽缸蓋，其特殊結(jié)構(gòu)是所述的汽缸蓋作為配氣閥的閥 座，在該閥座上設(shè)有一個(gè)閥蓋，在所述閥座和閥蓋之間徑向裝有一根轉(zhuǎn) 軸，該轉(zhuǎn)軸的一端伸出閥座，并在該端裝有一個(gè)正時(shí)被動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪，該被 動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪通過齒輪或鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸相聯(lián)，并且該被動(dòng)驅(qū) 動(dòng)輪與曲軸的轉(zhuǎn)速比為1: 4;在所述的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有一個(gè)球形進(jìn)氣閥門和 一個(gè)球形排氣閥門，該球形進(jìn)氣閥門和球形排氣閥門軸向間隔排開，并與轉(zhuǎn)軸固為一體，在所述的閥蓋和閥座上、對(duì)應(yīng)于所述球形進(jìn)氣閥門的 中心位置分別設(shè)有上、下垂直相對(duì)的閥蓋進(jìn)氣孔和閥座進(jìn)氣孔，并且在 球形進(jìn)氣閥門上對(duì)應(yīng)于閥蓋進(jìn)氣孔和閥座進(jìn)氣孔之間直徑線上開有一 個(gè)進(jìn)氣貫通孔，在所述的閥蓋和閥座上、對(duì)應(yīng)于球形排氣閥門的中心位 置同樣分別設(shè)有上、下垂直相對(duì)的閥蓋排氣孔和閥座排氣孔，并且在球
形排氣閥門上開有比球形進(jìn)氣閥門上的進(jìn)氣貫通孔正時(shí)超前45°角的 排氣貫通孔；在所述球形進(jìn)氣閥門和排氣閥門與閥座的上端面處分別設(shè) 有一個(gè)縮力密封圈。
本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案如下-
所述閥蓋和閥座上的進(jìn)、排氣孔及球形進(jìn)氣閥門(6)和球形排氣 閾門上的進(jìn)、排氣貫通孔均為大小相同的長方形孔，并且該長方形孔的 長邊與轉(zhuǎn)軸平行。
本實(shí)用新型與已有技術(shù)相比的特點(diǎn)是
一、 本實(shí)用新型用旋轉(zhuǎn)式球閥代替了往復(fù)式彈簧氣閥，去掉了往復(fù) 式氣門的噪音，特別是去掉了彈簧復(fù)位產(chǎn)生的噪音。又由于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸 帶動(dòng)球閥轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力要比已有技術(shù)中克服彈簧的阻力小得多，所以，大
大降低了發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的阻力，減少了內(nèi)耗，同時(shí)還使發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行更加 平穩(wěn)，可增大發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率和節(jié)省燃油。
二、 本實(shí)用新型球閥旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速比曲軸慢4倍，可大大降低機(jī)械磨 損，有效地延長了發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的使用壽命，同時(shí)，還降低了轉(zhuǎn)動(dòng)噪 音，所以，它具有噪音小的優(yōu)點(diǎn)。
三、 本實(shí)用新型的配氣氣道率直，可使進(jìn)氣充分、排氣徹底，同時(shí) 又采用彈性密封環(huán)和潤滑油相結(jié)合的密封形式，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的密封性 能，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的性能大幅度提高。
四、 本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡單、布局合理，特別是安裝和維修時(shí)不用 調(diào)整配氣時(shí)刻，大大方便了安裝和維修。
五、 本實(shí)用新型也適用于發(fā)動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的配氣，使發(fā)動(dòng)機(jī)具有反轉(zhuǎn)驅(qū) 動(dòng)功能，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的功能。


4圖l、本實(shí)用新型的整體剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2、圖1的俯視圖。
圖3、本機(jī)構(gòu)在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣沖程的狀態(tài)示意圖。 圖4、本機(jī)構(gòu)在發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮沖程的狀態(tài)示意圖。 圖5、本機(jī)構(gòu)在發(fā)動(dòng)機(jī)作功沖程的狀態(tài)示意圖。 圖6、本機(jī)構(gòu)在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣沖程的狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施方式

參見圖1、 2，它具有一個(gè)汽缸蓋，該汽缸蓋作為本配氣閥的閥座1， 在該閥座1上設(shè)有一個(gè)閥蓋2，閥蓋2通過螺栓固定在閥座1上，在閥 座1和閥蓋2之間通過軸承3徑向裝有一根轉(zhuǎn)軸4，該轉(zhuǎn)軸的一端伸出 閥座，并在該端裝有一個(gè)正時(shí)被動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪5，該被動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪可以是齒輪 或鏈輪，它通過齒輪或鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸相聯(lián)，并且該被動(dòng) 驅(qū)動(dòng)輪與曲軸的傳動(dòng)速比為l: 4;在轉(zhuǎn)軸4上裝有一個(gè)球形進(jìn)氣閥門6 和一個(gè)球形排氣閥門7，該球形進(jìn)氣閥門6和球形排氣閥門7軸向間隔 排開，并與轉(zhuǎn)軸4固聯(lián)為一體，可隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，在閥蓋2和閥座1 上、對(duì)應(yīng)于所述球形進(jìn)氣閥門的中心位置分別設(shè)有上、下垂直相對(duì)的閥 蓋進(jìn)氣孔2-1和閥座進(jìn)氣孔1-1，并且在球形進(jìn)氣閥門上對(duì)應(yīng)于閥蓋進(jìn) 氣孔2-1和閥座進(jìn)氣孔1-1之間直徑線上開有一個(gè)進(jìn)氣貫通孔6-1,同樣， 在閥蓋2和閥座1上、對(duì)應(yīng)于球形排氣閥門7的中心位置分別設(shè)有上、 下垂直相對(duì)的閥蓋排氣孔2-2和閥座排氣孔1-2，并且在球形排氣閥門7 上開有比進(jìn)氣貫通孔6-1正時(shí)超前45°角的排氣貫通孔7-l。本實(shí)用新 型用旋轉(zhuǎn)開閉的球形閥門代替了往復(fù)幵閉的彈簧閥門，同時(shí)，又通過兩 個(gè)貫通孔6-l、 7-1之間的45°夾角和驅(qū)動(dòng)輪5與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸之間1: 4 的傳動(dòng)速比來保證四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣時(shí)刻，從而代替了凸輪結(jié)構(gòu)，使 它在結(jié)構(gòu)和性能上均優(yōu)越于已有技術(shù)。再者，從圖中可以看出，球形進(jìn) 氣閥門6和球形排氣閥門7在旋轉(zhuǎn)關(guān)閉時(shí)，其關(guān)閉球面與閥座1的下端 面平齊，使本實(shí)用新型的改進(jìn)沒有改變?cè)變?nèi)的體積，因此，不會(huì)引 起發(fā)動(dòng)機(jī)輸出能力的降低。為了使安裝球形閥6、 7不影響汽缸10的密 封，在球形進(jìn)氣閥門6與閥座1的上端接觸面處設(shè)有一個(gè)縮力密封環(huán)8，同樣，在球形排氣閥門7與閥座2相同的接觸面處也設(shè)有相同的縮力密 封環(huán)9。如果球形闊門6、 7磨損變小，縮力密封環(huán)可跟隨縮小，仍能起 到很好的密封作用。為了使球形閥門6、 7旋轉(zhuǎn)潤滑，在閥蓋2還設(shè)有 潤滑油孔道ll，、潤滑油從該孔道處滴入進(jìn)行球閥的轉(zhuǎn)動(dòng)潤滑，同時(shí)，潤 滑油還可以進(jìn)入到縮力密封環(huán)處，進(jìn)行縫隙的填充密封，使密封性能大 大提高。
為了使配氣時(shí)刻更加準(zhǔn)確，閥蓋2和閥座1上的進(jìn)、排氣孔2-l、 1-1、 2-2、 l-2及球形進(jìn)氣閥門和球形排氣閥門上的進(jìn)、排氣貫通孔6-l、 7-1均為相同大小的長方形孔，并且該長方形孔的長邊與轉(zhuǎn)軸4平行。
本實(shí)用新型的工作過程如下
1、 進(jìn)氣沖程曲軸通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)推動(dòng)活塞12由上止點(diǎn)向下止 點(diǎn)運(yùn)行，使汽缸10產(chǎn)生吸力，與此同時(shí)，曲軸又通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)轉(zhuǎn) 軸3正時(shí)旋轉(zhuǎn)，球形進(jìn)氣閥門6和球形排氣閥門7也隨曲軸以1: 4的 速比轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)活塞達(dá)到下止點(diǎn)、曲軸轉(zhuǎn)過180°時(shí)，按照上述速比，轉(zhuǎn) 軸3帶動(dòng)球形進(jìn)氣閥門6和球形排氣閥門7順時(shí)針轉(zhuǎn)過45° ，則球形進(jìn) 氣閥門6的進(jìn)氣貫通孔6-1與閥座的進(jìn)氣孔1-1和閥蓋的進(jìn)氣孔2-1貫 通打開，而球形排氣閥處于超前它45°的關(guān)閉位置，如圖3所示，則汽 缸10中吸滿空氣，進(jìn)氣沖程結(jié)束。
2、 壓縮沖程曲軸繼續(xù)推動(dòng)活塞12由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)行而壓縮 汽缸內(nèi)的空氣，當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，曲軸旋轉(zhuǎn)了 360。，球形閥門6、 7也隨之順時(shí)針轉(zhuǎn)過90。，這時(shí)，球形進(jìn)氣閥門6和球形排氣閥門7均 處于關(guān)閉狀態(tài)，如圖4所示，壓縮沖程結(jié)束。
3、 做功沖程當(dāng)壓縮沖程結(jié)束時(shí)，火花塞點(diǎn)燃汽缸內(nèi)的混合氣， 則氣體膨脹產(chǎn)生推動(dòng)力，推動(dòng)活塞12下行而做功，當(dāng)活塞下行到下止 點(diǎn)時(shí)，曲軸轉(zhuǎn)過540。，球形閥門6、 7順時(shí)針轉(zhuǎn)過135。而處于關(guān)閉狀 態(tài)，圖5中所示，則做功沖程結(jié)束。
4、 排氣沖程做功沖程結(jié)束后，曲軸又推動(dòng)活塞12從下止點(diǎn)向上 止點(diǎn)運(yùn)行，同時(shí)，曲軸以4: 1的比速帶動(dòng)球形進(jìn)氣閥門6和球形排氣 閥門7轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)活塞運(yùn)行到上止點(diǎn)、曲軸轉(zhuǎn)過720。時(shí)，球形閥門6、 7隨之轉(zhuǎn)到180。，則球形排氣閥門7打開，而球形進(jìn)氣閥門6仍處于關(guān) 閉，如圖6所示，則汽缸中氣體在活塞的推動(dòng)下排出，排氣沖程結(jié)束。
曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，配氣機(jī)構(gòu)開始下一次的工作循環(huán)，如此循環(huán)，曲軸 轉(zhuǎn)四圈做兩次功，而球形閥門6、 7則轉(zhuǎn)一圈對(duì)應(yīng)兩次配氣。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸反轉(zhuǎn)時(shí)，可以通過一個(gè)反向轉(zhuǎn)換閥門將進(jìn)氣管與排氣 管進(jìn)行互換，則原球形進(jìn)氣閥門6作為排氣閥，而原球形排氣閥門7作 為進(jìn)氣閥，配氣過程是一樣的，則可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)反向驅(qū)動(dòng)的功能，適用 于輪船的倒退等。
權(quán)利要求1、一種四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)球閥式配氣機(jī)構(gòu)，它具有一個(gè)汽缸蓋，其特征是所述的汽缸蓋作為配氣閥的閥座(1)，在該閥座上設(shè)有一個(gè)閥蓋(2)，在所述閥座和閥蓋之間徑向裝有一根轉(zhuǎn)軸(4)，該轉(zhuǎn)軸的一端伸出閥座，并在該端裝有一個(gè)正時(shí)被動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪(5)，該被動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪通過齒輪或鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸相聯(lián)，并且該被動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪與曲軸的轉(zhuǎn)速比為1∶4；在所述的轉(zhuǎn)軸(4)上設(shè)有一個(gè)球形進(jìn)氣閥門(6)和一個(gè)球形排氣閥門(7)，該球形進(jìn)氣閥門(6)和球形排氣閥門(7)軸向間隔排開，并與轉(zhuǎn)軸(4)固為一體，在所述的閥蓋(2)和閥座(1)上、對(duì)應(yīng)于所述球形進(jìn)氣閥門(6)的中心位置分別設(shè)有上、下垂直相對(duì)的閥蓋進(jìn)氣孔(2-1)和閥座進(jìn)氣孔(1-1)，并且在球形進(jìn)氣閥門(6)上對(duì)應(yīng)于閥蓋進(jìn)氣孔(2-1)和閥座進(jìn)氣孔(1-1)之間直徑線上開有一個(gè)進(jìn)氣貫通孔(6-1)，在所述的閥蓋(2)和閥座(1)上、對(duì)應(yīng)于球形排氣閥門(7)的中心位置同樣分別設(shè)有上、下垂直相對(duì)的閥蓋排氣孔(2-2)和閥座排氣孔(1-2)，并且在球形排氣閥門(7)上開有比球形進(jìn)氣閥門(6)上的進(jìn)氣貫通孔(6-1)正時(shí)超前45°角的排氣貫通孔(7-1)；在所述球形進(jìn)氣閥門(6)和排氣閥門(7)與閥座的上端面處分別設(shè)有一個(gè)縮力密封圈(8、9)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)球閥式配氣機(jī)構(gòu)，其 特征是所述閥蓋(2)和閥座(1)上的進(jìn)、排氣孔(2-1、 1-1、 2-2、 l畫2)及球形進(jìn)氣閥門(6)和球形排氣閥門(7)上的進(jìn)、排氣貫通孔(6國1、 7-1)均為大小相同的長方形孔，并且該長方形孔的長邊與轉(zhuǎn)軸(4)平 行。
專利摘要本實(shí)用新型是一種四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)式配氣機(jī)構(gòu)。它將汽缸蓋作為配氣閥的閥座，在該閥座上設(shè)有一個(gè)閥蓋，在所述閥座和閥蓋之間徑向裝有一根轉(zhuǎn)軸，在該轉(zhuǎn)軸上裝有一個(gè)球形進(jìn)氣閥門和一個(gè)球形排氣閥門，該轉(zhuǎn)軸的一端通過齒輪或鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸相聯(lián)，為了保證兩個(gè)球閥開閉的配氣時(shí)刻，球形排氣閥門的排氣貫通孔正時(shí)超前球形進(jìn)氣閥門貫通孔45°角，且轉(zhuǎn)軸與曲軸的轉(zhuǎn)速比為1∶4。本實(shí)用新型以低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的球閥代替了往復(fù)式彈簧氣閥，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的阻力和噪音，減少了內(nèi)耗，節(jié)省了燃油，同時(shí)還使發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行更加平穩(wěn)。它的結(jié)構(gòu)簡單、安裝維修方便，還具有發(fā)動(dòng)機(jī)反向驅(qū)動(dòng)的功能。
文檔編號(hào)F01L7/00GK201228571SQ20082012586
公開日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日
發(fā)明者張志凌 申請(qǐng)人:張志凌