[發明專利]一種閥體組件、活塞軸組件及旋轉式內燃機

在審

• 申請號: 201810553680.8
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108468589A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 陳東生;史紀元
• 申請（專利權）人: 陳東生
• 主分類號: F02B53/04
• 分類號: F02B53/04;F02B55/16;F02B55/02;F02B55/08;F02B53/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 余劍琴

本發明涉及內燃機領域，具體而言，涉及一種閥體組件、活塞軸組件及旋轉式內燃機。一種閥體組件，包括閥門頂蓋、閥體、閥門芯、閥套、空心螺栓、軸承以及換氣軸。閥體的一端與空心螺栓的一端連接，閥體位于活塞的內部，空心螺栓伸出活塞，閥門芯設置于閥體的內部，閥門頂蓋設置于閥門芯遠離空心螺栓的一端。閥套設置于閥門芯的外部，且位于閥體的內部。換氣軸設置于空心螺栓的內部，且換氣軸靠近閥體的一端與閥套靠近空心螺栓的一端連接。采用本發明提供的閥體組件的旋轉式內燃機具有體積小、重量輕、穩定性好、制造成本低以及油耗低等優點。

技術領域

本發明涉及內燃機領域，具體而言，涉及一種閥體組件、活塞軸組件及旋轉式內燃機。

背景技術

往復活塞式內燃機(燃油、燃氣點燃式發動機)是將燃料燃燒所產生的熱能轉變為機械能的發動機，現在普遍應用的點燃式發動機，仍然遵循著奧拓循環，即進氣、壓氣、做功及排氣四個沖程，壓縮的混合氣體的燃燒方式由火花塞電極放電，點燃混合氣燃燒，四個沖程的氣缸內容積變化，是由曲柄連桿帶動活塞運動來實現的，點燃式發動機四沖程工作原理是，進氣沖程開始時，進氣門打開，排氣門關閉，活塞從上止點向下止點移動，氣缸內活塞上方形成一定真空度，于是，可燃混合氣經進氣歧管、進氣門被吸入氣缸，當活塞到達下止點，進氣門關閉；壓縮沖程，在進氣沖程終了時，活塞自下止點向上止點移動，此時進、排氣門均關閉，氣缸容積的不斷縮小，其溫度和壓力不斷升高，至活塞到達上止點時為止，此時，可燃混合氣被壓縮到活塞上方的很小的空間，即燃燒室中，壓縮終了時，壓縮終了時可燃混合氣的燃燒速度和壓力取決于壓縮比，壓縮比越大，燃燒速度越快，經濟性越好，但是壓縮比過大時，不僅不能進一步改善燃燒，反而會出現爆燃和表面點火等不正常燃燒現象；做功沖程，當壓縮沖程終了時，火花塞電極放電點燃可燃混合氣，此時進排氣門均是關閉狀態，可燃混合氣燃燒產生高溫高壓氣體推動活塞由上止點向下止點移動，通過連桿使曲軸旋轉做功，至活塞到達下止點時做功結束；排氣沖程，當做功沖程終了時，排氣門開啟，曲軸通過連桿推動活塞從下止點向上止點移動，廢氣在自身殘余壓力和活塞的推力作用下從氣缸內排出，這樣就完成了一個工作循環。

根據四個工作過程可以得出往復式活塞內燃機有以下缺點，換氣損失，排氣門延遲關閉和進氣門提前開啟有一個重疊期，殘余氣體與進入氣缸新鮮空氣相遇無法精確控制，會有新鮮空氣隨殘余氣體排出，會有較高溫度的殘余氣體滯留在燃燒室內，進氣溫度升高，影響進氣效率；機械運動慣量轉換損失，活塞是由直線運動通過曲柄連桿轉變為圓周運動，四個沖程有四個止點，由于活塞和連桿自身的質量運動慣性損失較大；熱摩擦損失，活塞做功開始時活塞處于上止點，活塞、連桿、曲柄在同一條直線上，有一段滯留期，此刻高溫高壓氣體不能快速釋放，極高的壓力施加在活塞、曲柄連桿上，使各承載軸承潤滑油膜變薄，增加接觸摩擦，做功氣體具有彈性性質，當不能快速釋放時，其中一部分的能量以熱能的形式傳遞給機體，并增加熱輻射；輔助機構帶來的動力損失，進氣和排氣需要凸輪軸及氣門組機構來實現，進排氣門由凸輪軸帶動，凸輪軸正時鏈條由曲軸帶動，凸輪需要克服氣門彈簧驅動氣門開啟和關閉，整個配氣系統不參與做功，卻要消耗本功率的5～8％，機構也變得復雜；機械效率低，四個沖程中只有一個沖程做功，未做功沖程要消耗一部分功率；輸出扭矩不均勻，且為間歇性，當動力輸出與負荷不相匹配時，輸出扭矩有頓挫現象，需要較大飛輪儲存的能量越過間歇點；穩定性差，由于曲軸連桿機構，在運動時向各個方向受力變化較為復雜，整機運行的穩定性較差，需要增加平衡軸來提高發動機的穩定性；燃油燃燒利用率低，在做功沖程中，做功終了前需要提前30°～80°開啟排氣門，造成高壓燃燒氣體不能有效利用而排出缸外，另外，其進氣容積與做功容積相等，做功時混合氣燃燒后所產生的高溫高壓氣體的體積，是進氣容積的6倍以上，等容積外的部分燃燒氣體仍然具有較高壓力，仍有較高的動力獲取使用價值，尤其是排氣門開啟后初始階段；燃燒室工作溫度受限，影響燃燒效率，傳統發動機燃燒室的工作溫度不能在高溫的狀態下運行，當燃燒室溫度超過額定的溫度，則會出現爆燃現象，爆燃往往出現在活塞尚未到達上止點前產生，混合氣燃燒的速度以音速傳播，極端的高溫高壓氣體施加在活塞連桿上，對發動機造成破壞性損害。

發明內容