凸轮型内燃机的制作方法_2

文档序号:8525245阅读:来源:国知局
来带动,是能够带动的,爆发是在气缸里爆发。压缩时先将气缸里的全部气体压入上缸里(即压在气缸盖下面的那个缸里),利用凸轮的带动将气缸盖压下,气缸盖就将上缸里的气体转压入气缸里爆发,就能保持吸气量,耗油量,压缩比不变的情况下,将曲轴转角10-15°上的爆发时亥IJ,推迟在40°左右上爆发。意思是曲轴转动在上止点附近,没有偏斜度,力矩很小,爆发力不大,要等曲轴转动在40°上,曲轴离开了上止点,有一定的偏斜度,力矩较大,爆发力才大,所以才推迟在40°左右上爆发。
[0011]现用一个气缸来说明做四个冲程的过程,用图5的示意来说明,图中11为凸轮,12曲轴上的齿轮,13凸轮轴上的齿轮,14传动齿轮。传动齿轮的大小,只要能以12和13的齿轮接触,能带动它们转动就行了。12和13的齿轮的直径要相等,齿数也要相等,这样曲轴转动一转,凸轮也要转动一转。就能保持压缩比不变,爆发在曲轴转角40°左右上了。图中的4为气缸盖,10为上缸。
[0012]下面来看它们做四个冲程的经过:
[0013]1、吸气冲程:
[0014]图5-1的活塞向下止点运动,凸轮向上转动,进气门开启,做吸气工作,这时气缸盖是在原来气缸盖的位置上,即在虚线上,活塞到达下止点时,凸轮也转动在320°的位置上,吸气冲程完毕,吸气量以图2的略为相等,吸气冲程完毕。
[0015]2、压缩冲程:
[0016]在压缩冲程的过程中,需要将气缸3里的气体压入上缸10里,即压在新增加的气缸里,如图5-2的示意,在将上缸里的气体转压向下移动,压入气缸里爆发,如图5-3的示意,不需要在上缸里爆发,尽量减少气体在上缸里的压缩比,防止暴震现象。为了防止爆震,就将气缸盖制成向伞一样的凸形,如图5-6中的22所指的示意,但是不能凸得过大,只凸起4毫米左右的凸就行了,就是从气缸盖的边缘到气缸盖的中心处,从O毫米逐渐逐渐的升高到4毫米左右,制成凸形向图5-6的示意,如果需要气缸盖下行18毫米,凸轮的凸度,只需14毫米就够了,14毫米加4毫米,就是18毫米了(14+4 = 18)达到活塞盖向上或向下移动18毫米的需要,就可以从6.6的压缩比降到5.5(10 + 1.8 = 5.5)的压缩比,就可防止爆震。
[0017]现在来看它的压缩过程,图5-1的活塞向上止点运动,压缩燃料混合物。以此同时,凸轮也从曲轴转角320°上向140°方向转动,活塞到达上止点时,即到达原来气缸盖的位置上,即虚线表示的地方,才将全部气体压入上缸里,压在虚线上面,如图5-2的示意,是气体压强,压气缸盖向上移动18毫米左右,全部气体被压在上缸里,上缸里的压缩比为5.5(10 + 1.8 = 5.5)由于上缸的缸径,要比气缸的缸径大,所以压缩比不会是5.5,只在5.0左右,压缩比不高,不会发生爆震,凸轮也转动到140°上,压缩冲程完毕,由于需要推迟爆发在40°上,所以不忙爆发。
[0018]3、爆发冲程
[0019]压缩冲程刚一完毕,全部气体被压在上缸里,压在虚线表示的上面,如图5-2的示意,此时不忙爆发,等到活塞从上止点返回向下移动出一个燃烧室容积时,曲轴也转动到40°上,凸轮也将气缸盖压下18毫米,相当于压下1.8个等份,全部气体又被转压进活塞下行出一个燃烧室容积里爆发,如图5-3的示意,曲轴有个偏斜度,力距也增大2倍,又能保持吸气量,耗油量,压缩比不变爆发在曲轴转角40°左右上,根据图1-2的说明来分析,假设爆发的气体压强设为100斤能量,爆发在曲轴转角10-15°上,由于爆发的作用点离轴心(上止点)很近,力距很小,所做的功为30斤,即0.3倍的有用功。又从图1-3的说明来分析,100斤能量爆发在曲轴转角40°左右上,由于爆发的作用点离轴心(上止点)较远,可以增大力距两倍,就能增大动力两倍,所以能做70斤的功,即0.7倍的有用功,是图1-2的两倍多。一般的机械增大力距,不会提高功率,只能省力,不能省功,但是内燃机以一般的机械不同,它是在什么地方爆发,就在什么地方产生最大动力。因爆发的气体是在爆发的瞬时,猛冲曲轴转动,在由曲轴转变成能量,储存在飞轮和转动的机件上,可以使曲轴转动几转做功,所以增大力距之后,只要吸气量,耗油量,压缩比,转速,时间……等,没有多花,就能提高功率两倍,除去损失,预计可提高功率1.5倍左右。这是爆发冲程的分析,活塞到达下止点时,凸轮也转动在320°上,爆发冲程完毕如图5-4的示意。
[0020]4、排气冲程
[0021]图5-4的活塞向上运动,凸轮也从320°上向140°转动,排气门打开,全部废气从排气门排除,活塞达到上止点时,凸轮也转动到140°上,排气冲程完毕。接着又转做吸气冲程。
[0022]控制压缩比的凸轮11,即图4的凸轮,它转动在前的凸度,照常应用,转动在后面的那边的凸度,要慢慢的缩小其凸度,如图4-1虚线表示的凸度,可以缓长凸压作用,有利益增大爆发时的压强。
[0023]图5-5是用来表示气缸盖4,上缸10,气缸3,活塞2,进气门6,排气门7,气环和油环19等所在的位置,一表示分开的示意,它将气缸盖4,上缸10,气缸3,活塞2等分开,又利用二的示意来组合,将气缸盖4和上缸10等,组合起来,也表示气缸盖和上缸受到凸轮的凸压作用,将它压下,并将全部气体压进气缸3里爆发,三表示为气体压强,压气缸盖和上缸向上移动的示意,并将全部气体压进上缸里,用它们来分析,看能否做四个冲程工作,能否有实用性。
[0024]图5-6表示将进气门和排气门……等,安装在气缸盖内,也表示气缸的高度和大小不变,只是在气缸的外面安装气环和油环,增长曲柄一个燃烧室行程的长度,安装上缸等来适应改进的需要,弹簧20安装在气缸盖上,弹簧的弹力,要超过进气门和排气门的弹簧的弹力两倍左右才能稳定做进气和排气工作。如果弹力过大,会影响压缩比增大,发生爆震现象,不能稳定做进气和排气工作时,可用偏心凸轮来克服,这就要另外安装控制进气和排气的装值,安装向图5-4的示意那样,不管怎样安装,只要将23所指的部位,固定起来就行了,因在压缩时气体会压活塞盖向上移动18毫米左右,活塞盖会将控制进气和排气的推杆17推向下移动18毫米,如图5-4的示意,控制进气和排气的凸轮18,会阻挡它向下移动,为此就将凸轮改变成偏心凸轮18,也就是将现在的圆形凸轮去掉部分铁块,即去掉图4-1虚线表示的铁块,变成偏心凸轮,如图4-2的示意,要去掉20毫米,超过18毫米,推杆向下移动时,偏心凸轮去掉铁块的地方是空缺的,就不会阻挡推杆向下移动18毫米了。如果去掉的铁块不足20毫米,可以扩大凸轮和小齿轮的面积,就可以去掉20毫米了,只要保持凸轮上的凸度不变,也就是说,保持原来那么大的凸度,就不会影响控制进气和排气了。
[0025]在图4-1的凸轮上,即在气缸盖上的凸轮11上,也可安装小圆轮,如图中所指的21,可以增大滑动作用,如果凸轮的滑动作用较好,也可以不安装小圆轮。
[0026]图6是用来表示曲轴和凸轮之间所在的角度上,图中11凸轮、12曲轴上的齿轮,13凸轮轴上的齿轮,14传动齿轮,它们都是连接的,只要一个转动,其他的全都转动了,要转快全都转快,要转慢全都转慢,保持一定的角度转动,在图6-1的示意里,有两个曲轴在0°上,即上止点,有两个在180°上,即下止点,这时凸轮就分别有两个在140°上,有两个在320°上它们以曲轴转动的距离为40°左右。也就是说,曲轴要先转40°左右的角度,相当于先行1.5个等份。现在又用曲柄来补充表示图6-1的曲轴和凸轮之间所在的位置,这样比较清楚些。如图6-2的示意,即有两个曲轴在上止点(0° )上,有两个在下止点(180° )上时,凸轮就分别有两个在140°上,有两个在320°上,离上止点和下止点40°左右,相当于距离1.5个等份,用线条表示。图6-3表示有两个凸轮又在上止点(0° ),有两个在下止点(180° )上时,曲轴就分别有两个在40°上,即向下行到1.5个等份上,如线条表示的地方,正是爆发所指的地方,有两个在220°上,即向上行到8.5等份上,离下止点也为1.5个等份,曲轴以凸轮之间的距离也还是40°左右,相当于距离1.5个等份,曲轴与活塞还是要比凸轮先行1.5个等份的行程。
[0027]图7的改进,是活塞不动,气缸动的新梦想;是内燃机的原理变形应用;是气缸内的气体压强将气缸盖顶起18毫米,又由凸轮将气缸盖转压下1
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