[發明專利]一種筒式進排氣裝置及內燃機缸蓋

在審

• 申請號: 201710661831.7
• 申請日: 2017-08-04
• 公開（公告）號: CN107246293A
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 夏周旋;崔易聲;夏春光;夏博文
• 申請（專利權）人: 夏周旋
• 主分類號: F01L1/00
• 分類號: F01L1/00;F02F1/42
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙)11446
• 代理人: 劉國偉,冷文燕

技術領域

本發明屬于機械設備技術領域，尤其涉及一種筒式進排氣裝置及內燃機缸蓋。

背景技術

內燃機包括缸蓋和缸體，缸蓋、缸體和活塞形成密閉的氣缸，活塞可在缸體內往復運動，活塞帶動曲軸旋轉，為外部設備提供動力。內燃機的工作過程包括進氣、壓縮、做功和排氣四個行程。

進氣行程時，活塞在上止點，進氣門開啟，排氣門關閉，氣體經進氣門進入氣缸。壓縮行程時氣缸內氣體受到壓縮，壓力增高，溫度上升。做功行程時，在壓縮上止點前噴油或點火使混合氣燃燒產生高溫、高壓推動活塞下行并做功。排氣行程時活塞推擠氣缸內廢氣經排氣門排出。

實際上，進氣門在上止點前即開啟，以保證活塞下行時進氣門有較大的開度。這樣可在進氣過程開始時減小流動阻力減少吸氣所消耗的功同時也可充入較多的新鮮充量。當活塞在進氣行程中運行到下止點時由于氣流慣性新鮮充量仍可繼續充入氣缸，故使進氣門在下止點后延遲關閉。排氣門也在下止點前提前開啟，即在膨脹做功行程后部分即開始排氣。這是為了利用氣缸內較高的燃氣壓力，使廢氣自動流出氣缸從而使活塞從下止點向上止點運動時氣缸內氣體壓力低些，以減少活塞將廢氣排擠出氣缸所消耗的功，但這樣也減少了做功的行程。

目前，內燃機的配氣系統包括安裝在缸蓋上的進氣門、排氣門、彈簧和凸輪軸等部件。進氣門和排氣門由彈簧支撐，凸輪軸的旋轉控制進氣門和排氣門的開閉。凸輪軸的旋轉由內燃機的曲軸帶動，凸輪軸的旋轉軸為實心，帶動凸輪旋轉時，由于其結構復雜、質量大、摩擦阻力等因素，使得其消耗的能量很大。由于氣門不斷的開閉，對彈簧的性能也有很高的要求。

發明內容

為了解決上述問題，本發明期望提出一種筒式進排氣裝置及內燃機缸蓋，舍棄凸輪軸、彈簧等進排氣元件，利用外筒和內筒的配合，實現內燃機進排氣的控制，減輕進排氣裝置的重量，提高內燃機的效率和性能。

本發明首先提供一種筒式進排氣裝置，包括外筒、內筒和驅動軸；

所述外筒為一端開口的筒狀，所述外筒上設有外筒進氣孔組和外筒排氣孔組；

所述內筒為筒狀，可旋轉的安裝在所述外筒的空腔內，所述內筒上設有內筒進氣孔組和內筒排氣孔組；

所述內筒進氣孔組的掃掠面與所述外筒進氣孔組有重疊，所述內筒排氣孔組的掃掠面與所述外筒排氣孔組有重疊；

所述驅動軸連接所述內筒，驅動所述內筒旋轉。

其次，本發明提供一種內燃機缸蓋，用于內燃機的進排氣，包括蓋體和筒式進排氣裝置；

所述蓋體上設有空腔，還設有與所述蓋體的空腔連通的進氣孔和排氣孔，底部設有與所述蓋體的空腔連通的進缸氣孔和出缸氣孔；

所述筒式進排氣裝置為上述的筒式進排氣裝置，所述外筒可旋轉的安裝在所述蓋體的空腔內；

所述外筒進氣孔組與所述蓋體的進氣孔連通，所述外筒進氣孔組的掃掠面與所述進缸氣孔重合；所述出缸氣孔與所述外筒排氣孔組的掃掠面重合，所述外筒排氣孔組與所述蓋體的排氣孔連通。

本發明中，“掃掠面”是指氣孔旋轉時是掃過的環形面。“有重疊”是指可以完全重疊，也可以部分重疊，如所述內筒進氣孔組的掃掠面與所述外筒進氣孔組有重疊，意思為當內筒進氣孔組旋轉到外筒進氣孔組所在的角度時，內筒進氣孔組與外筒進氣孔組連通，但二者可以僅部分面積重合，使得進氣面積截面可調。所述外筒進氣孔組的掃掠面與所述進缸氣孔重合，是指當外筒進氣孔組位于所述進缸氣孔的角度時，二者可完全連通，當外筒進氣孔旋轉一定預定角度后，進缸氣孔被外筒關閉。

作為本發明優選的方案，所述外筒進氣孔組包括外筒進氣流入孔和外筒進氣流出孔，所述外筒排氣孔組包括外筒排氣流入孔和外筒排氣流出孔，所述內筒進氣孔組包括內筒進氣流入孔和內筒進氣流出孔，所述內筒排氣孔組包括內筒排氣流入孔和內筒排氣流出孔；

所述外筒進氣流入孔與所述蓋體的進氣孔連通，所述內筒進氣流入孔的掃掠面與所述外筒進氣流入孔有重疊，所述內筒進氣流出孔的掃掠面與所述外筒進氣流出孔有重疊，所述外筒進氣流出孔的掃掠面與所述進缸氣孔重合；

所述外筒排氣流入孔的掃掠面與所述出缸氣孔重合，所述內筒排氣流入孔的掃掠面與所述外筒排氣流入孔有重疊，所述內筒排氣流出孔的掃掠面與所述外筒排氣流出孔有重疊，所述外筒排氣流出孔與所述缸蓋的排氣孔連通。

對于多缸的內燃機，所述外筒上設有多組外筒進氣孔組和外筒排氣孔組，所述內筒上設有多組內筒進氣孔組和內筒排氣孔組。每個內燃機的氣缸均配置相應的外筒進氣孔組、外筒排氣孔組、內筒進氣孔組、內筒排氣孔組，使得各個氣缸之間的進排氣可分開工作，不受其他氣缸的影響。