[發(fā)明專利]新型發(fā)動機配氣機構

在審

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• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106703927A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設計）人: 牛清鋒
• 申請（專利權）人: 牛清鋒
• 主分類號: F01L7/02
• 分類號: F01L7/02;F01L7/16;F01L7/18;F01P3/14;F02F1/10
• 代理公司: 鄭州市華翔專利代理事務所(普通合伙)41122
• 代理人: 王明朗

技術領域

本發(fā)明屬于內燃機配氣系統(tǒng)技術領域，具體涉及一種結構簡化且具有氣門冷卻功能的新型發(fā)動機配氣機構。

背景技術

現代的汽車發(fā)動機配氣機構由氣門組和氣門傳動組兩部分組成。氣門組包括氣門、氣門座、氣門導管、氣門彈簧、彈簧座及鎖片等；氣門傳動組包括正時齒輪、正時鏈條（皮帶）、凸輪軸、挺桿、推桿、調整螺釘、搖臂、搖臂軸等。其作用是根據發(fā)動機點火順序和各缸工作循環(huán)的要求，定時開啟和關閉進、排氣門，使新鮮氣體及時進入氣缸，廢氣及時排出氣缸。

存在的問題：1、進、排氣效率受進、排氣門的構造影響，有效時間內不能達到最大進、排氣量。進、排氣門均為菌型結構，進、排氣時，氣流均需繞過氣門頂部，影響瞬時進、排氣量；2、氣門組零部件多，摩擦阻力大；3、氣門的密閉需在張力彈簧的作用下才能密閉，運行阻力大，消耗發(fā)動機功率；4、囿于燃燒室位置所限，迄今為止，現有的發(fā)動機均無法在氣門座周邊布置冷卻液通道，冷卻液不能流經此處，燃燒室及進、排氣門得不到有效冷卻。尤其是排氣門位置，常時間工作的溫度最高，氣門燒蝕比進氣門嚴重。高溫還容易產生爆震，影響發(fā)動機壓縮比的進一步提高；5、氣門開啟、關閉所需傳動部件多，其響應速度影響發(fā)動機轉速進一步提高；6、較多的氣門組零部件增加了發(fā)動機的體積、重量；7、正時齒輪錯位時，容易導致氣門、活塞損壞。

發(fā)明內容：

本發(fā)明采用了一體化構造，將凸輪軸與氣門合二為一，形成軸式旋轉氣門。根據發(fā)動機發(fā)火順序和各缸工作循環(huán)的要求，定時開啟和關閉進、排氣道，使新鮮氣體及時進入氣缸，廢氣及時排出氣缸。

采用的技術方案：一種新型發(fā)動機配氣機構，包括氣缸體、活塞、曲軸和連桿，以及火花塞，位于燃燒室頂部的進氣門和排氣門分別采用進氣氣門軸和排氣氣門軸結構；進氣氣門軸和排氣氣門軸上至少設置一個外徑大于氣門軸外徑的凸出的旋轉氣門；所述旋轉氣門的一側設置有讓位缺口作為氣流通道，讓位缺口占用旋轉氣門圓周的四分之一；位于燃燒室頂部的進氣口和排氣口分別與相應的旋轉氣門外表面輪廓匹配并密封接觸；通過驅動機構分別控制進氣口旋轉氣門和排氣口旋轉氣門的順序，實現進氣口旋轉氣門和排氣口旋轉氣門按周期通氣或密閉；同時，在所述氣門軸的軸心位置設置有軸向冷卻通道，軸向冷卻通道位于氣門軸兩端部設置有徑向通道，并在徑向通道外側密封安裝有與冷卻液道相通的氣門軸座，與冷卻液道相通的氣門軸座設置有內腔及液體接口，內腔與相應徑向通道對接；通過水泵驅動使冷卻液經過所述軸向通道和冷卻液道相通的氣門軸座構成氣門軸冷卻系統(tǒng)。

在進氣口或排氣口的兩側與旋轉氣門接觸區(qū)域分別設置有氣門密封片，同時在所述旋轉氣門軸的圓周面兩端分別設置有密封環(huán)，從而密封環(huán)與其兩側氣門密封片圍成密封隔離層。

在所述氣缸體的內壁中部設置有氣缸體冷卻腔，通過水泵構成缸體冷卻系統(tǒng)。

所述氣門軸冷卻系統(tǒng)和缸體冷卻系統(tǒng)是通過水泵驅動冷卻液進入冷卻系統(tǒng)后構成冷卻環(huán)路。

位于所述徑向通道外側的冷卻液道相通的氣門軸座與氣門軸表面之間設置有圓周密封環(huán)。氣門軸安裝在與氣缸蓋一體的氣門軸軸承底座上，氣門軸軸承上蓋通過螺栓將氣門軸固定，氣門軸在里面旋轉。

本發(fā)明通過在一根中空軸上的N個空心圓柱型弧面上開口作為進、排氣口，旋轉氣門兩邊裝有金屬密封環(huán)，氣門座左右兩邊裝有與圓柱形氣門貼合的金屬密封片，根據發(fā)動機發(fā)火順序和各缸工作循環(huán)的要求，定時開啟和關閉進、排氣道，使新鮮氣體及時進入氣缸，廢氣及時排出氣缸。具有如下有益效果：

1、避免了現有氣門菌型構造的進、排氣阻力，提高進排、氣效率；

2、大大減少了配氣機構的零部件，減少摩擦力；

3、運行阻力小，減少發(fā)動機功率消耗；

4、中空的進、排氣軸及與軸一體的中空旋轉氣門，可以讓流經的冷卻液迅速帶走熱量，燃燒室頂部得到有效冷卻，提高壓縮比和抗爆震能力；

5、進、排氣機構無多余的傳動部件，可進一步提高發(fā)動機轉速；

6、減少了發(fā)動機的體積、重量，發(fā)動機重心也可相應降低，增加了車輛的穩(wěn)定性。

7、在正時齒輪錯位時，不會損壞活塞等其他零部件。

8、可提高燃油經濟性。

附圖說明：

圖1是氣門軸式發(fā)動機的剖面結構示意圖；

圖2是圖1的四沖程狀態(tài)示意圖；

圖3是圖1中進氣門軸的局部剖面結構示意圖；

圖4是圖3轉動90度后的狀態(tài)示意圖；

圖5是圖4中A-A剖面結構示意圖；