專利名稱：凸盤配氣機構(gòu)及配套的四沖程內(nèi)燃機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種內(nèi)燃機上的配氣機構(gòu)，以及與之配套的四沖程內(nèi)燃機，特別是一種凸盤配氣機構(gòu)及配套的四沖程內(nèi)燃機。所述凸盤配氣機構(gòu)是相對于現(xiàn)有凸輪配氣機構(gòu)而言的，所述凸盤則是相對凸輪而言的。凸盤包括一個圓盤，在該圓盤底面的一段圓弧上，設(shè)有一凸部，由于凸部是設(shè)于圓盤表面，所以把這種圓盤叫做凸盤；凸輪實際上也是由圓盤和凸部組成，但凸輪的凸部是繞在圓盤的圓周上。凸盤的凸部是沿著圓盤的軸向向外凸出，而凸輪的凸部則是沿著圓盤的徑向向外凸出。
背景技術(shù)：
四沖程內(nèi)燃機都設(shè)有配氣機構(gòu)，現(xiàn)有四沖程內(nèi)燃機大都采用凸輪配氣機構(gòu)。四沖程內(nèi)燃機大都設(shè)有四個汽缸，每個汽缸都設(shè)有一套凸輪配氣機構(gòu)。凸輪配氣機構(gòu)由凸輪軸、 凸輪、氣門彈簧、氣門等部件組成。凸輪軸由曲軸帶動，凸輪設(shè)于凸輪軸上，凸輪的輪幅壓在氣門的頂部，氣門彈簧使氣門始終保持關(guān)的狀態(tài)，凸輪轉(zhuǎn)動時，凸輪的凸部和圓周部將交替頂住氣門的頂端，當(dāng)凸部頂住氣門的頂端時，將壓迫氣門彈簧使氣門打開，當(dāng)圓周部頂住氣門的頂端時，氣門彈簧使氣門回位而關(guān)閉。凸輪配氣機構(gòu)在長時間的發(fā)展中，已經(jīng)達(dá)到非常完美的地步，但事物都有兩面性，再完美也有不足，其不足之處主要是結(jié)構(gòu)復(fù)雜和無法回避的振動及噪音。結(jié)構(gòu)復(fù)雜是由于在每個氣缸都有兩個凸輪，這就必須配備兩套運轉(zhuǎn)系統(tǒng)，而且兩套運轉(zhuǎn)系統(tǒng)還必須配合默契，這就增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性；振動和噪音是由于凸輪是在豎直面上旋轉(zhuǎn)而引發(fā)的不良效應(yīng)，凸輪每旋轉(zhuǎn)一周，凸輪上的凸部就會從最高點飛快地轉(zhuǎn)到最低點，這期間發(fā)生的碰撞和摩擦是顯而易見的，所以凸輪配氣機構(gòu)的振動和噪音也就不可避免。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服凸輪配氣機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜振動大噪音大的缺陷，發(fā)明一種凸盤配氣機構(gòu)及配套的四沖程內(nèi)燃機。本發(fā)明的目的是按如下的方式來實現(xiàn)的所述凸盤配氣機構(gòu)，包括一缸蓋，缸蓋內(nèi)設(shè)有進(jìn)氣腔和排氣腔，進(jìn)氣腔上設(shè)有進(jìn)氣管，排氣腔上設(shè)有排氣管，進(jìn)氣腔和排氣腔的底部分別設(shè)有氣孔，進(jìn)氣腔和排氣腔的頂部分別設(shè)有導(dǎo)向孔，氣孔和導(dǎo)向孔上下相對，兩個氣門分別從兩腔的氣孔穿入，再從導(dǎo)向孔穿出，氣門的底端壓在氣孔上，氣門的頂端露出在缸蓋的頂面，氣門上設(shè)有擋圈和氣門彈簧，氣門彈簧的兩端分別頂在擋圈和氣孔上，氣門彈簧使氣門始終關(guān)住氣孔，其特征在于所述兩個氣門位于同一圓周上，兩氣門間的弧度為α ；缸蓋頂部設(shè)有立軸，立軸上設(shè)有軸管，軸管上設(shè)有凸盤，在凸盤的底面與氣門相對應(yīng)的圓周上設(shè)有凸部，該凸部所占據(jù)的弧度為β ；在凸盤的頂面設(shè)有錐齒，另有一錐狀齒輪與錐齒嚙合，錐狀齒輪與錐齒的齒數(shù)比為1 2。所述兩個氣門位于不同的圓周上，在凸盤的底面與處于另外一個圓上的氣門相對應(yīng)的圓周上，設(shè)有另一個凸部。
所述立軸一直向下延伸到缸蓋的底部，并固接在底部上。所述α和β的度數(shù)均為90度上下的取值范圍。所述與凸盤配氣機構(gòu)配套的四沖程內(nèi)燃機，包括缸體箱，缸體箱內(nèi)并排的設(shè)有多個氣缸，每個氣缸上都設(shè)有一凸盤配氣機構(gòu)，缸體箱上設(shè)有箱蓋，凸盤配氣機構(gòu)上的進(jìn)氣管和排氣管從箱蓋的側(cè)面伸出，凸盤、錐狀齒輪及氣門的頂端位于箱蓋的頂面，凸盤配氣機構(gòu)上設(shè)有火花塞，火花塞露出在箱蓋的外面，箱蓋的兩端設(shè)有軸架，軸架上設(shè)有橫軸，橫軸上設(shè)有錐狀齒輪，錐狀齒輪與錐齒嚙合，橫軸的兩端設(shè)有從動鏈輪，缸體箱的底部設(shè)有曲軸， 曲軸的兩端設(shè)有主動鏈輪，從動鏈輪和主動鏈輪的齒數(shù)相同并通過鏈條相連接。本發(fā)明的積極效果如下由于凸盤上的凸部是平躺在平面上的一段圓弧，所以凸部的起伏是非常平緩的，加上凸盤只在水平面上轉(zhuǎn)動，所以不會出現(xiàn)凸部從上而下飛快地轉(zhuǎn)到最低點的現(xiàn)象，從而減少了凸部在運動中出現(xiàn)的碰撞和摩擦，體現(xiàn)在內(nèi)燃機的具體運轉(zhuǎn)中，那就是明顯的減少了振動，降低了噪音，其直接的效益是提高了內(nèi)燃機的效率，降低了油耗；由于本發(fā)明只有一個凸盤運轉(zhuǎn)系統(tǒng)，所以使內(nèi)燃機的結(jié)構(gòu)得以簡化。


圖1是凸盤配氣機構(gòu)結(jié)構(gòu)2是缸蓋俯視3是凸盤底面仰視立體4是與凸盤配氣機構(gòu)配套的四沖程內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)圖
1虹蓋2進(jìn)氣腔3排氣腔4進(jìn)氣管5排氣管6氣孔7導(dǎo)向孔8氣門9擋圈10氣門彈簧11立軸12軸管13凸盤14凸部15錐齒16錐狀齒輪17缸體箱18箱蓋19火花塞20軸架21橫軸22從動鏈輪23曲軸24主動鏈輪25鏈條
具體實施例方式
如圖1所示，所述凸盤配氣機構(gòu)，包括一缸蓋1，缸蓋1內(nèi)設(shè)有進(jìn)氣腔2和排氣腔3， 進(jìn)氣腔2上設(shè)有進(jìn)氣管4，排氣腔3上設(shè)有排氣管5，進(jìn)氣腔2和排氣腔3的底部分別設(shè)有氣孔6，進(jìn)氣腔2和排氣腔3的頂部分別設(shè)有導(dǎo)向孔7，氣孔6和導(dǎo)向孔7上下相對，兩個氣門8分別從兩腔的氣孔6穿入，再從導(dǎo)向孔7穿出，氣門8的底端壓在氣孔6上，氣門8的頂端露出在缸蓋1的頂面，氣門8上設(shè)有擋圈9和氣門彈簧10，氣門彈簧10的兩端分別頂在擋圈9和氣孔6上，氣門彈簧10使氣門8始終關(guān)住氣孔6，其特征在于所述兩個氣門8位于同一圓周上，兩氣門8間的弧度為α (見圖2)；缸蓋1頂部設(shè)有立軸11，立軸11上設(shè)有軸管12，軸管12上設(shè)有凸盤13，在凸盤13的底面與氣門8相對應(yīng)的圓周上設(shè)有凸部14， 該凸部14所占據(jù)的弧度為β (見圖幻；在凸盤13的頂面設(shè)有錐齒15，另有一錐狀齒輪16 與錐齒15嚙合，錐狀齒輪16與錐齒15的齒數(shù)比為1 2。所述兩個氣門8位于不同的圓周上，在凸盤13的底面與處于另外一個圓上的氣門 8相對應(yīng)的圓周上，設(shè)有另一個凸部。所述立軸11 一直向下延伸到缸蓋1的底部，并固接在底部上。所述α和β的度數(shù)均為90度上下的取值范圍，具體是多少度，要通過對凸部和氣門位置的具體設(shè)計來確定。按照本發(fā)明的設(shè)計思路，α和β的度數(shù)均為90度，即兩氣門之間的角距離以及凸部兩端的角距離都是90度。按照90度的設(shè)計，氣門的開和關(guān)是按照下面的過程來實現(xiàn)的在凸盤的旋轉(zhuǎn)過程中，凸部的前端從進(jìn)氣門開始起步，轉(zhuǎn)過第一個 90度后，凸部恰好掃完進(jìn)氣門，使進(jìn)氣門打開再關(guān)上，完成進(jìn)氣沖程；轉(zhuǎn)過第二個90度和第三個90度，完成壓縮沖程和爆發(fā)沖程，由于凸部在這兩個沖程中未與進(jìn)氣門和排氣門接觸，所以在這兩個沖程中進(jìn)氣門和排氣門均為關(guān)閉狀態(tài)；到了第四個90度，凸部的前端到達(dá)排氣門處，當(dāng)轉(zhuǎn)過第四個90度后，凸部恰好掃完排氣門，使排氣門打開再關(guān)上，完成排氣沖程。從以上的過程可以看到，排氣門和進(jìn)氣門是在凸部進(jìn)入對應(yīng)的沖程時準(zhǔn)時打開，在凸部離開對應(yīng)的沖程時準(zhǔn)時關(guān)閉。但在實際應(yīng)用中，由于氣體的進(jìn)入或排出，都有一定的慣性，所以要求排氣門和進(jìn)氣門要有一個提前打開的提前量和一個滯后關(guān)閉的滯后量，提前量和滯后量可以通過增加凸部的長度即增加β的度數(shù)和調(diào)整氣門的位置即改變α的度數(shù)來實現(xiàn)，這個提前量和滯后量是多少，需要在實驗中去摸索，這就是α和β要通過對凸部和氣門位置的具體設(shè)計來確定的理由。在這里，我們可以看到本發(fā)明有一個很重要的優(yōu)點， 那就是為凸部的設(shè)計打開了方便快捷之門。由于凸盤上的凸部是平躺在凸盤底面上的一段圓弧，該凸部的長度有多長？該凸部上哪個部位高哪個部位低？，這一切都是一目了然的， 凸部的長度越長，氣門打開的時間就越長，凸部較高的地方，氣門打開的就大，凸部較低的地方，氣門打開的就小，這就使凸部的設(shè)計處于非常直觀的有利地位，這對于通過對凸盤上凸部的設(shè)計來提高內(nèi)燃機的性能具有很重要的意義。相比之下，凸輪的設(shè)計就困難許多， 因為凸輪上的凸部是繞在一個圓周上，設(shè)計的時候，是先把凸部拉直了，只有拉直了才能看到哪個部位高哪個部位低，等設(shè)計好了再繞回去，繞回去后所產(chǎn)生的實際效果能如愿以償嗎？這還得另說，這就是凸輪設(shè)計困難之所在。如圖4所示，所述與凸盤配氣機構(gòu)配套的四沖程內(nèi)燃機，包括缸體箱17，缸體箱17 內(nèi)并排的設(shè)有多個氣缸，每個氣缸上都設(shè)有一凸盤配氣機構(gòu)，缸體箱17上設(shè)有箱蓋18，凸盤配氣機構(gòu)上的進(jìn)氣管4和排氣管5從箱蓋18的側(cè)面伸出，凸盤13、錐狀齒輪16及氣門8 的頂端位于箱蓋18的頂面，凸盤配氣機構(gòu)上設(shè)有火花塞19，火花塞19露出在箱蓋18的外面，箱蓋18的兩端設(shè)有軸架20，軸架20上設(shè)有橫軸21，橫軸21上設(shè)有錐狀齒輪16，錐狀齒輪16與錐齒15嚙合，橫軸21的兩端設(shè)有從動鏈輪22，缸體箱17的底部設(shè)有曲軸23，曲軸 23的兩端設(shè)有主動鏈輪Μ，從動鏈輪22和主動鏈輪M的齒數(shù)相同并通過鏈條25相連接。使用時，曲軸通過鏈輪帶動錐狀齒輪，錐狀齒輪帶動凸盤轉(zhuǎn)動，在凸盤轉(zhuǎn)動過程中，當(dāng)?shù)酌娴耐共拷佑|到氣門時，就迫使氣門下行而打開氣孔，當(dāng)凸部離開氣門時，氣門在氣門彈簧作用下回位而關(guān)閉氣孔。凸盤的轉(zhuǎn)速是曲軸的一半，曲軸每轉(zhuǎn)180度為一個沖程，而凸盤則是每轉(zhuǎn)90度為一個沖程，凸盤上的凸部只占據(jù)一個沖程的度數(shù)，所以氣孔的一開一關(guān)，只在這90度的角位移中完成。 在實際制作時，可能無須用到缸體箱和箱蓋，只須將多個氣缸一體成型構(gòu)成氣缸組合體，將多個缸蓋一體成型構(gòu)成缸蓋組合體，余下的結(jié)構(gòu)與有缸體箱有箱蓋的情況一樣。
權(quán)利要求
1.一種凸盤配氣機構(gòu)，包括一缸蓋，缸蓋內(nèi)設(shè)有進(jìn)氣腔和排氣腔，進(jìn)氣腔上設(shè)有進(jìn)氣管，排氣腔上設(shè)有排氣管，進(jìn)氣腔和排氣腔的底部分別設(shè)有氣孔，進(jìn)氣腔和排氣腔的頂部分別設(shè)有導(dǎo)向孔，氣孔和導(dǎo)向孔上下相對，兩個氣門分別從兩腔的氣孔穿入，再從導(dǎo)向孔穿出，氣門的底端壓在氣孔上，氣門的頂端露出在缸蓋的頂面，氣門上設(shè)有擋圈和氣門彈簧， 氣門彈簧的兩端分別頂在擋圈和氣孔上，氣門彈簧使氣門始終關(guān)住氣孔，其特征在于所述兩個氣門位于同一圓周上，兩氣門間的弧度為α ；缸蓋頂部設(shè)有立軸，立軸上設(shè)有軸管，軸管上設(shè)有凸盤，在凸盤的底面與氣門相對應(yīng)的圓周上設(shè)有凸部，該凸部所占據(jù)的弧度為β ； 在凸盤的頂面設(shè)有錐齒，另有一錐狀齒輪與錐齒嚙合，錐狀齒輪與錐齒的齒數(shù)比為1 2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凸盤配氣機構(gòu)，其特征在于所述兩個氣門位于不同的圓周上，在凸盤的底面與處于另外一個圓上的氣門相對應(yīng)的圓周上，設(shè)有另一個凸部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凸盤配氣機構(gòu)，其特征在于所述立軸一直向下延伸到缸蓋的底部，并固接在底部上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凸盤配氣機構(gòu)，其特征在于所述α和β的度數(shù)均為90度上下的取值范圍。
5.一種與權(quán)利要求1所述凸盤配氣機構(gòu)配套的四沖程內(nèi)燃機，包括缸體箱，缸體箱內(nèi)并排的設(shè)有多個氣缸，其特征在于每個氣缸上都設(shè)有一凸盤配氣機構(gòu)，缸體箱上設(shè)有箱蓋，凸盤配氣機構(gòu)上的進(jìn)氣管和排氣管從箱蓋的側(cè)面伸出，凸盤、錐狀齒輪及氣門的頂端位于箱蓋的頂面，凸盤配氣機構(gòu)上設(shè)有火花塞，火花塞露出在箱蓋的外面，箱蓋的兩端設(shè)有軸架，軸架上設(shè)有橫軸，橫軸上設(shè)有錐狀齒輪，錐狀齒輪與錐齒嚙合，橫軸的兩端設(shè)有從動鏈輪，缸體箱的底部設(shè)有曲軸，曲軸的兩端設(shè)有主動鏈輪，從動鏈輪和主動鏈輪的齒數(shù)相同并通過鏈條相連接。
全文摘要
本發(fā)明是一種凸盤配氣機構(gòu)及配套的四沖程內(nèi)燃機。配氣機構(gòu)包括一缸蓋，缸蓋上設(shè)有兩個位于同一圓周上的氣門，兩氣門間的弧度為α；缸蓋頂部設(shè)有凸盤，在凸盤的底面與氣門相對應(yīng)的圓周上設(shè)有凸部，該凸部所占據(jù)的弧度為β；在凸盤的頂面設(shè)有錐齒，一錐狀齒輪與錐齒嚙合，錐狀齒輪與錐齒的齒數(shù)比為1∶2；所述四沖程內(nèi)燃機，包括缸體箱，缸體箱內(nèi)并排的設(shè)有多個氣缸，每個氣缸上都設(shè)有一凸盤配氣機構(gòu)，箱蓋的兩端設(shè)有軸架，軸架上設(shè)有橫軸，橫軸上設(shè)有錐狀齒輪和從動鏈輪，缸體箱的底部設(shè)有曲軸，曲軸上設(shè)有主動鏈輪，從動鏈輪和主動鏈輪的齒數(shù)相同并通過鏈條相連接。本內(nèi)燃機效率高，油耗低，振動小，噪音小。
文檔編號F01L1/04GK102383885SQ20111019227
公開日2012年3月21日 申請日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者王美霞 申請人:王美霞