專利名稱：無氣門四沖程內燃機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種活塞式內燃機，特別是一種無氣門的四沖程內燃機。
活塞式四沖程內燃機氣缸配氣通常用兩個氣門來完成進、排氣過程。一個氣門控制新鮮空氣或油氣混合氣進入氣缸，完成進氣過程，而另一個氣門控制氣缸內燃燒過的高溫廢氣向氣缸外排出，完成排氣過程。進、排氣門一般設置在氣缸蓋頂端或附近，而氣缸蓋底平面、活塞頂面及氣缸壁所形成的空間構成氣缸內部的燃燒室。氣門在此空間內，即要承受燃料燃燒時產(chǎn)生的高溫，成為燃燒室中的一個熾熱點，又要承受氣體受熱膨脹做功所產(chǎn)生的高壓，還要保證良好的氣密封性能，這對氣門的材料和結構形式要求很高。由于氣門的工作條件惡劣，散熱效果差，而氣密封要求高，從而成為燃燒室內使用壽命最短的零件，使得壓縮比受到限制，這也限制了內燃機的升功率和熱利用效率的提高。
CN1074974A公開了一種“單氣門內燃機”是以一個氣門來實現(xiàn)氣缸的進、排氣過程。從排氣開始到進氣結束的整個過程中，氣門一直打開，這期間，通過設置在氣道中的換向閥門使氣道按照要求分別與排氣管或進氣管接通，高溫廢氣和低冷新氣交替流過氣門，使氣門有較好的散熱、冷卻條件。簡化了結構，降低了對氣門氣密封性能，耐高溫性能和熱傳導性能的要求，有利提高內燃機的熱利用率和升功率。但是單氣門的存在，對于燃燒室結構和形狀的設計仍有較大限制，特別是柴油機或電噴式汽油機，其噴咀的布置不方便；其次換向閥導通所獲得的較大氣流通路面積受到氣門結構的制約，使氣缸內進氣量受到限制，也造成氣缸內油、氣混合或混合氣分布不夠均勻，影響燃燒效率；第三，單氣門的存在并未改變其在燃燒室內最薄弱環(huán)節(jié)的狀況，氣門的惡劣工況未從根本上得到改善。
人們在內燃機配氣方式上，也曾嘗試采用各種滑閥配氣機構，在這種機構中，均勻旋轉的滑閥可以打開比氣門大得多的換氣截面，人們曾希望通過選擇滑閥與氣口形狀并利用在氣門式配氣機構上獲得的經(jīng)驗，摸索出一條適應高速內燃機換氣過程的新路。但這項工作由于氣門配氣機構的不斷完善和發(fā)展而受到冷落。
本實用新型的目的是改進現(xiàn)有內燃機的配氣機構，從而提供一種無氣門的四沖程內燃機。它配氣結構簡單、換氣充分、均勻，經(jīng)久耐用。
本實用新型的目的是采用以下方式實現(xiàn)的無氣門四沖程內燃機，包括氣缸、活塞曲軸連桿機構以及與之配套的燃料供給系統(tǒng)，在靠近氣缸蓋的氣缸側壁上開有與進、排氣管相通的氣孔，氣缸與一中空的滑套滑動配合，滑套內孔與活塞滑動配合，滑套是一直線往復運動機構的推塊。
氣孔為一個，在氣孔的出口端裝有相應于曲軸相位角以分別接通進、排氣管的換向閥。
氣孔為兩個，氣孔的兩出口端分別接通進氣管和排氣管。
直線往復運動機構由主動齒輪、從動齒輪、傳動軸、凸輪、滑套及彈簧組成，主動齒輪固接在內燃機主軸上，與從動齒輪嚙合，從動齒輪和凸輪固接在傳動軸上，在機殼內壁臺和滑套的臺階之間設置彈簧。
在與滑套內孔對應的氣缸蓋上設置噴油嘴。
本實用新型的優(yōu)點在于1、氣缸內氣流通路面積明顯加大，進氣渦流形狀可向有利于均勻混合的形狀改變，氣孔的換氣截面形狀和位置可以根據(jù)最佳燃燒條件進行優(yōu)化設計而不受氣門換氣截面小的限制。
2、氣缸內燃燒室的形狀和結構以及噴油嘴布置和設計更加方便，有利于油、氣充分混合或混合氣在燃燒室內均勻分布，有利于小缸經(jīng)采用直噴式燃燒方式。也有利于氣缸蓋上冷卻水循環(huán)，不造成局部水溫升高。燃燒效率提高。
3、滑套內孔成為燃燒室的一部分，在燃燒做功過程中其受力方式均勻，強度高，氣密封性能好，為升功率和熱利用率的提高提供了廣闊的前景。
4、本實用新型進、排氣時機由滑套和閥門兩者控制，可以更好地控制進、排氣的開、閉時機，有利于在高轉速運行時提高容積效率。
5、滑套運動機構結構簡單，與氣門控制方式相比，零件數(shù)大為減少，使用壽命延長，故障率降低，且維修方便。


圖1是本實用新型的結構示意圖。
圖2是本實用新型另一個實施例的結構示意圖。
圖3是
圖1中換向閥7的右側示意圖。
圖4是
圖1中凸輪13與滑套4接觸的A向視圖。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述。
圖1、圖3、圖4是本實用新型用于單缸柴油機的實施例。在靠近氣缸蓋2的氣缸1側壁上開有氣孔3，氣孔3經(jīng)換向閥7與進氣管8和排氣管9接通，氣缸1內壁與中空的滑套4滑動配合，滑套4內孔中有活塞5，滑套4與活塞5滑動配合，在滑套4和活塞5的外圓表面均裝有密封環(huán)，在活塞5的下止點附近有一直線往復運動機構6，由主動齒輪10、從動齒輪11、傳動軸12、凸輪13、彈簧14以及滑套4組成，滑套4是直線往復運動機構6的推塊，主動齒輪10安裝在內燃機主軸20上，主動齒輪10與從動齒輪11嚙合，并調整傳動比，使從動齒輪11以及與之固接的傳動軸12、凸輪13，在內燃機主軸20每轉兩圈時，只轉動一圈完成一次換氣過程。彈簧14設置在機殼15內壁臺和滑套4上的臺階之間將滑套4壓向凸輪13，在滑套4和凸輪13之間距離較大時可加設調整桿19，以調整滑套4直線往復運動的初始位置。凸輪13的形狀則決定了滑套4的行程，而換向閥7控制進、排氣方向和時間。
在與滑套4內孔對應的氣缸蓋2上設置噴油嘴18。該噴油嘴18的噴口與氣孔3的進氣方向垂直。
柴油機工作時，在進氣沖程中，滑套4遠離氣缸蓋2，露出氣孔3，氣孔3向氣缸1內開啟，換向閥7轉向，開啟進氣管8的通道?；钊?向下止點移動，進氣管8中的氣流經(jīng)氣孔3流向氣缸1與滑套4內孔之間的空間中。在壓縮沖程中，滑套4上行至氣缸蓋2底平面擋住氣孔3，阻止氣缸1和滑套4內孔中的空氣流出，活塞5從下止點附近向上止點運動，對氣缸1內的氣體進行壓縮，在做功沖程中，活塞5到達上止點附近，這時，氣缸蓋2底平面、活塞5的上平面和滑套4內孔壁構成燃燒室，噴油嘴18噴油、燃燒、做功，將活塞5推向下止點。在排氣沖程中，滑套4遠離氣缸蓋2，露出氣孔3，換向閥7轉向，開啟排氣管9的通道，活塞5由下止點向上止點運動，將高溫廢氣經(jīng)氣孔3、換向閥7、排氣管9推出機外，當活塞5到達上止點后，滑套4仍然不動，換向閥7進行換向，活塞5下行，隨即開始下一個進氣沖程。
參見圖2，本實用新型的氣孔可為兩個(組)，分別接通進氣管8和排氣管9，這種情況下，在進氣管8和排氣管9上可分別設置單向閥，使進氣管8內的氣流只能向氣缸1內流動，排氣管9內的氣流只能向機體外流動，保證進氣時，排氣管9中的廢氣不會吸入氣缸1中，排氣時氣缸1內的廢氣不會從進氣管8進入空氣濾清器。
推動滑套4運動的直線往復運動機構6仍采用凸輪形式，但可采用其他形式，如采用液壓缸推動滑套4運動。
本實用新型可廣泛應用于各種柴油機、汽油機以及高轉速內燃機。
權利要求1.無氣門四沖程內燃機，包括氣缸、活塞曲軸連桿機構以及與之配套的燃料供給系統(tǒng)，其特征在于在靠近氣缸蓋(2)的氣缸(1)側壁上開有與進、排氣管相通的氣孔(3)，氣缸(1)與一中空的滑套(4)滑動配合，滑套(4)內孔與活塞(5)滑動配合，滑套(4)是一直線往復運動機構(6)的推塊。
2.根據(jù)權利要求1所述的內燃機，其特征在于氣孔(3)為一個，在氣孔(3)的出口端裝有相應于曲軸相位角以分別接通進、排氣管的換向閥(7)。
3.根據(jù)權利要求1所述的內燃機，其特征在于氣孔(3)為兩個，氣孔(3)的兩出口端分別接通進氣管(8)和排氣管(9)。
4.根據(jù)權利要求1、2、3所述的內燃機，其特征在于直線往復運動機構(6)由主動齒輪(10)、從動齒輪(11)、傳動軸(12)、凸輪(13)、滑套(4)及彈簧(14)組成，主動齒輪(10)固接在內燃機主軸(20)上，與從動齒輪(11)嚙合，從動齒輪(11)和凸輪(13)固接在傳動軸(12)上，在機殼(15)內壁臺和滑套(4)的臺階之間設置有彈簧(14)。
5.根據(jù)權利要求1、2、3所述的內燃機，其特征在于在與滑套(4)內孔對應的氣缸蓋(2)上設置噴油嘴(18)。
專利摘要無氣門四沖程內燃機,在氣缸1的側壁上開有氣孔3,氣缸1與活塞5之間裝有滑套4,滑套4在凸輪13或曲柄連桿的帶動下沿氣缸1軸向作開、合氣孔3的直線運動,從而取代氣門,氣孔3可經(jīng)換向閥7接通進、排氣管。本實用新型結構簡單、換氣效果好,燃燒效率提高,使用壽命延長,有利于在高轉速運行時提高容積效率,為內燃機升功率和熱利用率的提高提供了廣闊前景,可廣泛應用于各類柴油機、汽油機及高轉速內燃機。
文檔編號F02B75/00GK2406069SQ99238380
公開日2000年11月15日 申請日期1999年8月25日 優(yōu)先權日1999年8月25日
發(fā)明者吉忠祥 申請人:吉忠祥