[發明專利]具共軛凸輪組的內燃機構造

有效

• 申請號: 201010183524.0
• 申請日: 2010-05-14
• 公開（公告）號: CN102242672A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 蔡得民;陳馨寶;成庭皓
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: F02B75/32
• 分類號: F02B75/32
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

【技術領域】

本發明是有關于一種具共軛凸輪組的內燃機構造，特別是有關于一種使凸輪軸旋轉一周即可完成四個沖程且能調整進氣/排氣沖程比例的具共軛凸輪組的內燃機構造。

【背景技術】

內燃機(engine，又稱為引擎)是用以將燃油和空氣混合成可燃混合氣，然后進入汽缸及利用火星塞點燃混合氣造成燃燒來推動活塞運動，活塞并通過連桿帶動曲軸(crankshaft)，以利用曲軸驅動外部機構。內燃機常應用于汽車、機車等交通工具或發電機等各種工業用途，常見的內燃機可概分為二沖程及四沖程兩種，其中現有四沖程內燃機的每一工作循環周期均歷經下列四個沖程：

(1)、進氣沖程：如圖1A所示，在此沖程中，首先使四沖程內燃機的一進氣閥門101開啟，同時使一排氣閥門102關閉，且所述汽缸100內的一活塞103是由一上止點U逐漸往一下止點L移動，使所述活塞103上方的容積增大，造成所述汽缸100內產生一定的真空度，以便將可燃混合氣導入一汽缸100內。在所述活塞103行進至下止點L后，所述活塞103已通過一連桿104帶動一曲軸箱105內的一曲軸106轉動半周(也就是180度)，此時將造成所述進氣閥門101關閉，而結束進氣沖程。

(2)、壓縮沖程：如圖1B所示，在進氣沖程結束后，所述進氣閥門101、排氣閥門102同時關閉。所述曲軸106繼續旋轉，使所述活塞103由下止點L往上止點U移動，造成所述活塞103上方的容積縮小，因而逐漸壓縮所述汽缸100中的混合氣，使其溫度、壓力升高。當所述曲軸106再轉動半周且轉動滿一周(也就是360度)及所述活塞103到達上止點U時，壓縮沖程結束。

(3)、動力沖程：如圖1C所示，當壓縮沖程即將結束時，由一火星塞107通電產生火花，以點燃混合氣。由于混合氣迅速爆炸燃燒造成空氣膨脹，因此在極短時間內壓力及溫度驟升。高溫、高壓的燃氣將推動所述活塞103迅速向下移動，并通過所述連桿104使所述曲軸106旋轉而帶動外部機構。在動力沖程中，所述活塞103由上止點U移至下止點L，所述曲軸106再轉動半周且總共轉動一周半(也就是540度)。隨著所述活塞103下移，所述活塞103上方的容積增大，燃氣溫度、壓力將逐漸降低。

(4)、排氣沖程：如圖1D所示，混合氣燃燒后產生廢氣，為了進行下一個工作循環周期，廢氣必需及時排出至所述汽缸100外。因此，在動力沖程結束時，所述排氣閥門102將會開啟，順著所述活塞103向上移動，廢氣便通過所述排氣閥門102排出。當所述活塞103到達上止點U時，所述排氣閥門102將會關閉，此時所述曲軸106再轉動半周且總共轉動兩周(也就是720度)，因而完成一個工作循環周期。

綜上所述，所述四沖程內燃機經過進氣、壓縮、動力及排氣四個沖程，完成一個工作循環周期。在這段期間，所述活塞103在其上、下止點U、L間往復移動二回，所述曲軸106也相對的旋轉兩周。然而，上述現有四沖程內燃機的技術問題在于：在排氣階段中，上一循環周期完成后通常殘留一部分廢氣于所述汽缸100內，這些廢氣將會影響下一循環周期在進氣及動力沖程的效率。然而，若所述活塞103在進氣、壓縮、動力及排氣四個沖程中的位移距離皆維持相同，則進氣量及排氣量的比例將無法被調整，因而使得上述殘留廢氣問題無法獲得解決。再者，由于所述曲軸106在進氣及壓縮沖程時必需旋轉一周，但此時所述曲軸106并無法輸出有效動力來驅動外部機構，即所述曲軸106只有在動力及排氣沖程才能輸出有效動力。結果，由于所述曲軸106在旋轉第一周及第二周時具有加速不連續的情況，且會使所述曲軸106的轉速過快，因而容易造成外部機構零件受力突增、大幅增加零件磨耗及降低零件使用壽命的問題，且不適用于高速運轉場合。為了解決此問題，必需并排設置二組或以上的四沖程內燃機組，來以相互彌補其動力輸出的空窗期來增大動力輸出，但此設置方式卻也將增大內燃機的整個體積，而不利于降低內燃機的占用空間。

故，有必要提供一種四沖程內燃機構造，以解決現有技術所存在的問題。

【發明內容】

本發明的主要目的在于提供一種具共軛凸輪組的內燃機構造，其活塞通過連桿、滾子搖臂及二滾子來推動凸輪軸上的共軛凸輪組或被其拉動，共軛凸輪組的二凸輪形狀及排列角度可依需求進行更換，以改變進氣/排氣沖程的比例以及壓縮/動力沖程的比例，進而有利于提升燃燒效率、提高廢氣排凈效率及增加動力輸出馬力。