专利名称：进气控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种往复式内燃机的进气控制系统，特别适用于高增压的三腔发动机，属于气动力进气系统。
在已有的技术中，往复式内燃机的配气系统均由凸轮通过挺杆机构的推动，按程序打开或关闭各进、排气阀，现有的凸轮挺杆控制系统都属于机构连体式的配气控制系统，即控制器与进、排气阀都不能分置，因此使发动机配气传动机构复杂，导致发动机整机体积庞大。尤其是结构特别紧凑的三腔发动机，根本无法与这种传统的机构连体式配气系统相配套。
本实用新型的目的在于克服控制器与进气阀连体机构的缺陷，提供一种进气控制器与进气阀分开放置的气动式进气控制系统，它能使高增压三腔发动机整体结构简化，并能高效运转。
本实用新型的核心结构原理在于将增压器输出的高压新鲜空气通过进气控制器按程序直接吹开所对应工作腔的限压进气阀，进行扫气和充气；而进气控制器就是与正时驱动轮同步旋转的旋枪轮，将来自轴向的高增压空气按程序分配给各进气歧管，并能直接吹开与该进气歧管连通的限压进气阀。
实现本实用新型的方案如下进气控制系统，包括进气控制器转子、进气控制器定子、进气歧管和限压进气阀，其特征是a、进气控制器转子是由正时驱动轮(9)、连接传动套(8)、旋枪管(5)和旋枪轮(6)连续刚接构成，其中，连接传动套(8)的一端插入正时驱动轮(9)与支承管轴承(13)间的环形夹缝，与正时驱动轮(9)刚接，而连接传动套(8)的另一端套在旋枪管(5)的入口端外壁形成刚接，旋枪管(5)的入口管段与旋枪轮(6)同轴，而其出口则在圆柱形旋枪轮(6)的圆周面侧壁上开口，旋枪管(5)呈扭曲的弯管与旋枪轮(6)刚接成一体，旋枪轮(6)轴向两端分别插入定子毂壳体(7)对应的轴承(15)内，b、进气控制器定子是由进气支承管(10)和定子毂壳体(7)联合构成，进气支承管(10)的一端与增压器出口(11)连通，而其另一端与旋枪管(5)入口插入连通，进气支承管(10)的中部套有支承管轴承(13)和密封环(14)，该密封环(14)位于支承管轴承(13)与旋枪管(5)入口端之间，定子毂壳体(7)是中央呈圆柱形腔体、周边呈若干波浪形腔体的闭合壳体，其中央圆柱形腔内装有圆柱形旋枪轮(6)，在壳体(7)的两内顶面环形边缘部位各制有凸边环(16)，分别与旋枪轮(6)对应的顶面边缘构成滑动副，壳体(7)的各波浪形歧腔分别与对应的进气歧管相连通，c、限压进气阀(17)是一种无传动端低弹力进气阀，它是在阀体(17)和阀盖(18)构成的封闭弹簧腔内，内置低弹力长冲程弹簧(21)，该弹簧(21)套在气门滑杆(12)上，其一端即定端与弹簧腔内顶面顶置，另一端即动端与套在气门滑杆(12)上的弹簧座(19)顶置，弹簧座(19)的内圆周面具有锥度，紧套在锁片(20)外锥面上，而锁片(20)内圆周面制有一圈凸环，紧嵌在气门滑杆(12)的凹环上，气门滑杆(12)穿过弹簧腔两端的内导管(24)和外导管(25)构成滑动副，其中外导管(25)与气门滑杆(12)接触的内圆周面制有若干纹线，阀体(17)上还设有滴油管(26)与弹簧腔相通。
实现本实用新型还可以将进气控制器中的连接传动套(8)和支承管轴承(13)取消，将正时驱动轮(9)直接套在旋枪管(5)入口端外壁上，使正时驱动轮(9)、旋枪管(5)和旋枪轮(6)刚接在一起构成控制器转子。
当本实用新型与单缸三腔发动机配套时，进气控制器歧腔数可以是两个；当本实用新型与三缸三腔发动机配套时，进气控制器歧腔数可以是六个；当本实用新型与四缸三腔发动机配套时，进气控制器歧腔数可以是八个，旋枪轮可以是双轮结构，即旋枪管(5)的出口可以设两个。
本实用新型具有以下优点1、采用气动力直接吹开进气阀，去掉了连体传动机构很多零件，使发动机整体结构简化，故障率低。
2、去掉了凸轮机构，使功率损耗明显降低；同时能使系统噪音降低，并减少其磨损，延长其寿命。
3、由于将传统的单根挺杆导管一分为二，分置在封闭的弹簧腔轴向两端，从而使套在气门滑杆上的低弹力弹簧的有效冲程长度加长，而且能够随进气压力而变，明显提高了充气系数，并扩展了控制范围。
4、进气阀弹簧腔独立封闭结构，能减少润滑油的消耗。
以下结合附图及实施例对本实用新型做进一步叙述。
图1是本实用新型实施例的进气控制系统与双缸三腔发动机连接示意图。
图2是单级控制器结构示意图。
图3是一边腔进气阀结构示意图。
图4是双级控制器结构示意图。
图内零部件名称下缸中腔进气道1、下缸边腔进气道2、上缸中腔进气道3、上缸边腔进气道4、旋枪管5、旋枪轮6、定子毂壳体7、连接传动套8、正时驱动轮9、进气支承管10、增压器输出管11、进气阀滑杆气门12、支承管轴承13、密封圈14、定子毂轴承15、定子毂凸边环16、进气阀体17、阀盖18、弹簧座19、锁片20、复位弹簧21、气门座22、缸体23、气门内导管24、气门外导管25、滴油管26。
附
图1是本实施例进气控制系统与双缸组合三腔发动机配套连接的示意图。从
图1可看出，高增压的空气从增压器输出管11经过进气控制器，按程序分别送至各进气歧管道，各工作腔的进气阀分别与对应的进气歧管道连通。从
图1还可看出，各工作腔的滑杆气门12与进气控制器之间无任何机械传动机构，即各滑杆气门12完全依靠各进气歧管道的高压气体的推动才能打开。
附图2是进气控制器的内部结构示意图，图2显示出进气控制器是由定子和转子两部分组成。进气支承管10和定子毂壳体7均为不动体，二者联合构成控制器定子；而由正时驱动轮9、连接传动套8、旋枪管5和旋枪轮6连续刚接构成控制器转子，支承管轴承13和两个定子毂轴承15共同支承着转子。它的工作原理非常简单，当发动机转动后，增压器输出管11内的高压空气穿过进气支承管10后进入旋枪管5内，旋枪管5的出口在旋枪轮6的圆周面上，并与正时驱动轮9同步顺时针旋转，图2显示出旋枪管5的出口正好转到进气歧腔4的位置，然后该空气一分为二向两边进气歧管4同时冲击各自阀门的滑杆气门12，图3显示出该阀的滑杆气门12被吹开的状态。
这里需要说明的是图2是本实施列之一，其进气控制器是按四个旋转节拍的双缸三腔发动机配套设计的，共有四个进气歧腔，其中歧腔1和歧腔3分别与单管进气歧管1和3连通，而歧腔2和歧腔4则分别与双管进气歧管2和4连通。各相邻歧腔相位差为90度左右。
如果与三缸六节拍三腔发动机配套，可在定子毂上增加歧腔数量，也可增加一级旋枪轮；如果与四缸八节拍三腔发动机配套，须增加一级旋枪轮，即旋枪管的出口可以是两个，而定子毂上的歧腔有八个，如图4所示。
图3是进气阀与边腔相连的结构示意图。这里的滑杆气门12与传统的挺杆气门有本质上的区别，滑杆气门12不受压力，只受拉力。因此，滑杆气门12的滑杆直径可减小或空芯化，从而使气门的惯性力减小，反应速度提高，并且减小了气流阻力，提高了充气系数。复位弹簧21应选择压缩冲程较长而弹力相对较弱的压缩弹簧，有关数据应根据试验确定。图3中阀体17和阀盖18的连接采用螺纹结构是为了提高其连接刚度，同时也便于拆装维修，从而使滑杆气门12与气门内导管24和气门外导管25保持良好的同轴配合。这里的气门外导管25与气门滑杆12接触的内圆周面制有若干纹线，从而使弹簧腔内激荡飞溅的润滑油能通过该纹线渗出，而气门内导管24则应严格密封，防止润滑油进入气缸工作腔内。
图4是本实施例之二，它是一种为四缸三腔发动机配套的双轮控制器结构示意图。该方案由于具有八个旋转节拍，高压空气在旋枪管5的滞留时间明显比四个旋转节拍的要短，因此，对进气支承管10与旋枪管5之间的密封要求的程度与图2相比要弱的多，这就完全可以将支承管轴承13和连接传动套8去掉，而将正时驱动轮9直接套在旋枪管5的入口端的外壁上，从而使旋枪轮6与正时驱动轮9同步旋转，这种方案实际上更加简化。图4的两个旋枪管出口互相反向，能减小轴承15的不均匀压力。该控制器的工作原理也容易理解，当发动机转动后，高压空气经进气支承管10进入旋枪管5内，从图4显示的旋枪轮6的瞬时相位来看，前级旋枪管出口此时恰好对准前级歧腔4，与该歧腔连通的两个边腔阀开至最大，而此时的末级旋枪管出口处于关闭状态，即到达对应的末级歧腔4还差45度；当旋枪轮6紧接着按顺时针方向旋转45度时，末级旋枪管出口恰好对准末级歧腔4，与该歧腔连通的两个边腔阀开至最大。依此类推，前级和末级两个旋枪管喷口轮流喷射。由于各歧腔截面均制成波浪形，具有延长相位的功能，因此，各相邻旋转节拍的相位角实际上是连续相交的。
权利要求1.进气控制系统，包括进气控制器转子、进气控制器定子、进气歧管和限压进气阀，其特征是a、进气控制器转子是由正时驱动轮(9)、连接传动套(8)、旋枪管(5)和旋枪轮(6)连续刚接构成，其中，连接传动套(8)的一端插入正时驱动轮(9)与支承管轴承(13)间的环形夹缝，与正时驱动轮(9)刚接，而连接传动套(8)的另一端套在旋枪管(5)的入口端外壁形成刚接，旋枪管(5)的入口管段与旋枪轮(6)同轴，而其出口则在圆柱形旋枪轮(6)的圆周面侧壁上开口，旋枪管(5)呈扭曲的弯管与旋枪轮(6)刚接成一体，旋枪轮(6)轴向两端分别插入定子毂壳体(7)对应的轴承(15)内，b、进气控制器定子是由进气支承管(10)和定子毂壳体(7)联合构成，进气支承管(10)的一端与增压器出口(11)连通，而其另一端与旋枪管(5)入口插入连通，进气支承管(10)的中部套有支承管轴承(13)和密封环(14)，该密封环(14)位于支承管轴承(13)与旋枪管(5)入口端之间，定子毂壳体(7)是中央呈圆柱形腔体、周边呈若干波浪形腔体的闭合壳体，其中央圆柱形腔内装有圆柱形旋枪轮(6)，在壳体(7)的两内顶面环形边缘部位各制有凸边环(16)，分别与旋枪轮(6)对应的顶面边缘构成滑动副，壳体(7)的各波浪形歧腔分别与对应的进气歧管相连通，c、限压进气阀(17)是一种无传动端低弹力进气阀，它是在阀体(17)和阀盖(18)构成的封闭弹簧腔内，内置低弹力长冲程弹簧(21)，该弹簧(21)套在气门滑杆(12)上，其一端即定端与弹簧腔内顶面顶置，另一端即动端与套在气门滑杆(12)上的弹簧座(19)顶置，弹簧座(19)的内圆周面具有锥度，紧套在锁片(20)外锥面上，而锁片(20)内圆周面制有一圈凸环，紧嵌在气门滑杆(12)的凹环上，气门滑杆(12)穿过弹簧腔两端的内导管(24)和外导管(25)构成滑动副，其中外导管(25)与气门滑杆(12)接触的内圆周面制有若干纹线，阀体(17)上还设有滴油管(26)与弹簧腔相通。
2.根据权利要求1所述的进气控制系统，其特征是进气控制器转子可由正时驱动轮(9)、旋枪管(5)和旋枪轮(6)连续刚接构成，即连接传动套(8)和支承管轴承(13)均可取消。
3.根据权利要求1或2所述的进气控制系统，其特征是进气控制器旋枪轮(6)可以是双轮结构，即旋枪管(5)的出口可以设两个。
专利摘要本实用新型涉及一种进气控制系统,其特征是:特别适用于高增压的三腔发动机。该系统主要由进气控制器、进气歧管和限压进气阀组成,它是将增压器输出的高压新鲜空气通过进气控制器按程序直接吹开各工作腔对应的限压进气阀,进行扫气和充气。具有充气系数高、工作可靠、功率消耗低、噪音低、震动小、寿命长等优点,是一种理想的内燃机进气控制系统。
文档编号F02D9/00GK2275643SQ96217660
公开日1998年3月4日 申请日期1996年7月27日 优先权日1996年7月27日
发明者马强 申请人:马强