专利名称：内燃机进、排气阀无凸轮启闭装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于往复移动活塞式内燃机领域配气机构中的进、排气阀启闭装置，适用于汽油机、柴油机。
现有的内燃机气缸的汽、排气阀启闭时均由其配气机构正时齿轮系统中的凸轮轴上安装的各对应凸轮调整控制。旋转的凸轮型面与下端装有滚轮上端设有球头可以上下往复移动的梃杆接触运动，而梃杆上端球头又与后端设有凹窝，前端紧压进、排气阀阀杆顶端而中间可在固定安装于气缸头上平面的摇臂座上做上下摇摆运动的摇臂活动连接。整个动动机构各零部件接触面滑动面加工精度和热处理要求很高，尤其是各凸轮型面要求极其严格，往往需要采用精密的加工中心制作。各凸轮在凸轮轴上的位置、梃杆长度、摇臂的摆动距离等均影响进、排气阀启闭时间提前滞后角度和气阀开度大小，要求精确无误。因之制造、安装、调整均很严格，也很困难。大批量生产内燃机时可以制定固定的工艺文件，设计和制造成套的工艺装备，而产量较小时则费时费钱，无此必要，因而往往因陋就简影响产品质量。为了保持各运动部件接触表面能圆滑顺畅的长时间高速度正常运动，所有凸轮轴、凸轮、梃杆、摇臂等零部件均设有中空油道，由润滑油系统连续强迫供油，油压过低或油道堵塞均可造成机破事故，因之整个启闭装置比较复杂。此外，在内燃机作功的同时由于各零部件机械摩耗而必须消耗一定的机械功，也即降低了一部分内燃机有效功率，这也是其现存的缺点这一。
本实用新型的目的是不采用现有通常的凸轮及其有关联的零部件控制内燃机进、排气阀启闭，而采用低压直流电源供给在进、排气阀杆上的电线绕组，当供电时产生向下作用的磁力迫使阀门打开，不供电时依靠原有气阀内外弹簧复原力使阀门关闭复原。此种用电控制的新型结构为内燃机进、排气阀的无凸轮启闭装置。
本实用新型所述的内燃机上的进、排气阀无凸轮启闭装置，它是由阀杆上装有电线绕组的进、排气阀用原凸轮轴上的驱动齿轮驱动旋转的进、排气阀分电盘和其间相互连接的及与电源连接的各导线所组成，其特征在于A、在加长的进、排气阀阀杆上按右手法则缠绕若干匝的电线绕组，其匝数以通入内燃机上所附装的蓄电池常用电压的电流后所产生的向下作用力可充分抵消外弹簧内弹簧的合成弹力而启开气阀，且其开度应等于或稍小于原凸轮启开时的开度为准，其最大开度由气阀导套顶端与弹簧座下端的中间余量限制；
B、连在正时齿轮系统的传动齿轮带动驱动轴，当内燃机曲轴往返两次即四冲程时驱动轴旋转一周，驱动轴上原安装的汽油机点火装置和柴油机的燃油泵凸轮不变，对于四缸机当点火顺序为1-3-4-2时，在原安装进、排气凸轮位置处另安装两个驱动齿轮，分别驱动带有同型同径伞齿轮的驱动轮旋转，两个驱动轮分别面对固定不动的第一、四位气缸分电盘和第三、二位气缸分电盘转动，驱动轮由绝缘体制成的旋转圆形盘平面上设有突出的炭精块导体A，其内部与电源连接，第一、四位气缸分电盘也是绝缘材料制成，其平面上设有与第一位气缸排气阀电线绕组连接的弧形环导体依次分别与第四缸进气阀、第四缸排气阀和第一缸进气阀对应电线绕组相连接，而第三、二位气缸分电盘形状结构与相同，其上依次分别为与第二位气缸排气阀、第二位气缸进气阀、第三位气缸进气阀及第三位气缸排气阀对应电线绕组的连接的弧形环导体，转动时驱动轮的A与各相关的弧形导体接触供电，脱离时停供，所有弧形环导体其弧长及与点火位置的关系按照所装用内燃机的气缸缸数、发火顺序、进排气提前或滞后角度所制定的配气相位设定；C、由于电控气阀启闭迅速可使气阀满开时间延长，实际通流面积加大，将使上述圆弧形导体弧长适当缩短，允许分电盘、合成一体，也可采用短圆弧小直径的三组、四组分电盘；D、各个进、排气阀圆弧形导体分别用导线与对应气缸的进、排气阀的电线绕组(3)连接；E、按照上述权利要求一的B项中的分电盘、可按所有各缸的进气与排气阀分别排列布置在同一分电盘上。本实用新型所述权利要求一所说的旋转的驱动轮与固定的分电盘、间除采用上述直接触或断开的电流供、停方式外允许采用无触点光电及磁电感应器件。
本实用新型与现有技术对比，由于取消了凸轮及其相连接的结构，减少了气缸所必须的凸轮、滚轮、梃杆、摇臂、摇臂座及其安装、固定、滑动、连接等全套零部件和给油润滑系统等，改用较简单的电线绕组。加之原用凸轮启闭装置每个气缸进、排启阀必须各装用一组凸轮及其传动系统，而采用电磁启闭则可将同缸进、排气阀，甚至于两个或多个气缸的进、排气阀的供电分配集中在同一个分电盘上，这样更大大地减少了机械加工量，降低了制造成本。内燃机本身也减少了部分辅助和零部件的磨耗，避免了一些破损事故。由于采用电磁作用启闭阀门，启开与关闭均在极其短暂的瞬间完成，几乎没有过度时间。不似原来采用凸轮结构时其型面上必须有由圆周面向凸起部分和凸起部分再回复到圆周面的二个平滑过渡区。形成了气阀由初开至全行程满开、再由满开回复到关闭均需要有一个圆滑过渡阶段，故虽然进气、排气的过程较长但实际全开的时间段较短。采用电磁启闭时则启开后即为全行程满开，基本无须过渡时间。进气量、排气量均增大，缩短了进气与排气时间，提高进气与排气效率。进而完全可能改变配气相位，提高内燃机转速增大内燃机有效功率。
附图
图1进、排气阀组装剖视图图2进、排气阀驱动机构示意图图3进、排气阀驱动轮(17)图4分电盘(14)内平面上的第一、四位气缸进、排气阀绕组连接导体分布图图5分电盘(16)内平面上的第三、二位气缸进、排气阀绕组连接导体分布图表1、四缸四冲程汽油机逆时针旋转时各缸进、排气配气相位示意图图内零部件名称1、进、排气阀 2、绝缘导套 3、电线绕组 4、外弹簧 5、气阀导套6、气缸头 7、内弹簧 8、弹簧座 9、卡爪 10、传动齿轮11、轴承 12、原有点火装置 13、驱动轴 14、第一、四位气缸分电盘15、驱动齿轮 16、第三、二位气缸分电盘 17、驱动轮18、第一位气缸排气阀电线绕组连接导体19、第四位气缸进气阀电线绕组连接导体20、第四位气缸排气阀电线绕组连接导体21、第一位气缸进气阀电线绕组连接导体22、第二位气缸排气阀电线绕组连接导体23、第二位气缸进气阀电线绕组连接导体24、第三位气缸进气阀电线绕组连接导体25、第三位气缸排气阀电线绕组连接导体实施例例如一台四冲程四缸汽油机，从功率输出端看为逆时针旋向，气缸喷油点火顺序为1-3-4-2，按照附表1及附图4，附图5即第一、三、四、二位气缸依次分别在附表附图中的0°、180°、360°、540°时喷油点火。如此，在保持接受输入电流的半圆弧形导电环不相互干扰起见，第一、四位气缸和第三、二位气缸的进、排气阀可分别安排在分电盘(14)和(16)上如图4、图5所示。自(18)至(25)所有半圆弧形导电环按图内零部件名称均与对应气缸的进、排气阀的电线绕组(3)连接。
连接在正时齿轮系统上的原凸轮轴即驱动轴(13)其喷油点火装置(12)(汽油机)或油泵凸轮(柴油机)均保留不变动，而进、排气凸轮取消后改装两个驱动齿轮(15)，与驱动轮(17)上的同型同径伞齿轮相啮合，驱动轮(17)绝缘体圆盘上的突出的炭精块A连接内燃机的低压、直流总电源-蓄电池。当A与半圆弧形导电体贴靠接触时，电流即输入到对应的进、排气阀的电线绕组(3)上，如
图1所示。使产生的向下作用力超过内外弹簧(7)、(4)的弹力，打开阀门到弹簧座(8)与气阀导套(5)贴靠并拢为止。当突出物A越过半圆弧形导电体后电流停止供给，气阀由于内外弹簧(7)、(4)的复原力而自行关闭。驱动轴(13)随活塞每往复两次即四个冲程旋转一周，分电盘(14)与(16)也使四个气缸在其喷油点火后进、排气阀各启开与关闭一次即完成一次循环。如此自始至终往复循环不已直至停机为止。
权利要求1.一种用于内燃机上的进、排气阀无凸轮启闭装置，它是由阀杆上装有电线绕组的进、排气阀用原凸轮轴上的驱动齿轮驱动旋转的进、排气阀分电盘和其间相互连接的及与电源连接的各导线所组成，其特征在于A、在加长的进、排气阀阀杆(1)上按右手法则缠绕若干匝的电线绕组(3)，其匝数以通入内燃机上所附装的蓄电池常用电压的电流后所产生的向下作用力可充分抵消外弹簧(4)内弹簧(7)的合成弹力而启开气阀，且其开度应等于或稍小于原凸轮启开时的开度为准，其最大开度由气阀导套(5)顶端与弹簧座(8)下端的中间余量限制；B、连在正时齿轮系统的传动齿轮(10)带动驱动轴(13)，当内燃机曲轴往返两次即四冲程时驱动轴旋转一周，驱动轴(13)上原安装的汽油机点火装置(12)和柴油机的燃油泵凸轮不变，对于四缸机当点火顺序为1-3-4-2时，在原安装进、排气凸轮位置处另安装两个驱动齿轮(15)，分别驱动带有同型同径伞齿轮的驱动轮(17)旋转，两个驱动轮(17)分别面对固定不动的第一、四位气缸分电盘(14)和第三、二位气缸分电盘(16)转动，驱动轮(17)由绝缘体制成的旋转圆形盘平面上设有突出的炭精块导体A，其内部与电源连接，第一、四位气缸分电盘(14)也是绝缘材料制成，其平面上设有与第一位气缸排气阀电线绕组(3)连接的弧形环导体(18)，而(19)、(20)、(21)依次分别与第四缸进气阀、第四缸排气阀和第一缸进气阀对应电线绕组(3)相连接，而第三、二位气缸分电盘(16)形状结构与(14)相同，其上第(22)、(23)、(24)、(25)依次分别为与第二位气缸排气阀、第二位气缸进气阀、第三位气缸进气阀及第三位气缸排气阀对应电线绕组(3)的连接的弧形环导体，转动时驱动轮(17)的A与各相关的弧形导体接触供电，脱离时停供，所有弧形环导体其弧长及与点火位置的关系按照所装用内燃机的气缸缸数、发火顺序、进排气提前或滞后角度所制定的配气相位设定；C、由于电控气阀(1)启闭迅速可使气阀满开时间延长，实际通流面积加大，将使上述圆弧形导体弧长适当缩短，允许分电盘(14)、(16)合成一体，也可采用短圆弧小直径的三组、四组分电盘；D、各个进、排气阀圆弧形导体分别用导线与对应气缸的进、排气阀的电线绕组(3)连接；E、按照上述权利要求一的B项中的分电盘(14)、(16)可按所有各缸的进气与排气阀分别排列布置在同一分电盘上。
2.按照上述权利要求一所说的旋转的驱动轮(17)与固定的分电盘(14)、(16)间除采用上述直接触或断开的电流供、停方式外允许采用无触点光电及磁电感应器件。
专利摘要本实用新型提供一种内燃机进、排气阀无凸轮启闭装置。它由转动的装有突出导体A的驱动轮、固定并有按配气相位设定的弧形导体的分电盘及阀杆上缠有电线绕组的气阀组成。能使结构简化零件减少、成本降低功率提高。
文档编号F01L1/02GK2351558SQ9920268
公开日1999年12月1日 申请日期1999年1月21日 优先权日1999年1月21日
发明者郭来顺, 郭杰 申请人:郭来顺, 郭杰