专利名称：一种内燃机的配气机构及其气缸盖和其实现方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的配气机构，特别涉及一种可以减小进、排气阻力和进行扫气的配气机构及该机构的实现方法。
背景技术：
通常，配气机构由气缸盖和气缸盖外气门的驱动装置两大部分组成。气缸盖中有进气道、排气道、气门和保证气门往复移动的辅助部件和部分驱动装置，如摇臂或凸轮轴；气缸盖外气门的驱动装置一般为凸轮轴、挺杆或仅有带动凸轮轴的链条、皮带或齿轮等，随着技术的不断发展，出现了电磁气门驱动(简称EVA)来驱动气门的启闭，它不需要配气凸轮及相应组件，也就没有气缸盖外气门的驱动装置，大大简化了配气机构；总之，配气机构的种类较多。
气门有两个作用一、对内燃机压缩行程的压缩过程和作功行程的作功过程起密封作用；二、对进排气气流起分配作用，即气缸内所需气体(即指空气、可燃混合气或可燃气体)从进气道吸入，产生的废气通过排气道排出。
自内燃机有史以来，为了减小进、排气阻力，内燃机只单纯的采用增多气门的方式(即采用多气门配气机构)来减小进排气阻力。
多气门配气机构的采用，在一定程度上减小了进、排气阻力，但同时也带来一些不易解决的问题，如配气机构构造复杂、故障率增高、制造成本增加、对制造技术和制造精度的要求提高等……多气门配气机构的采用，虽然在一定成度上减小了进、排气阻力，但就其减小了进、排气阻力的效果，还不够理想。四气门配气机构的进、排气流通面积比两气门配气机构的进、排气流通面积只增加了30％左右；五气门配气机构的进、排气流通面积比四气门配气机构的进、排气流通面积也只增加了少许。
采用多气门配气机构，进、排气流通面积随着气门使用个数的增多呈对数型增加，而其所带来的诸多方面的问题却随着气门使用个数的增多呈指数型增长，而且越来越难以解决；从这两方面考虑，气门使用个数的增多存在着一个极限，也就是说，单纯通过增加气门的使用个数来减小进排气阻力的路子是行不通的，至少是相当困难的，也是不现实和没有意义的。
通过以上的分析可知配气机构中使用较少个数的气门，就其减小进排气阻力的效果，是显著的；从涉及的诸多方面考虑也是可行的。
就目前的配气机构，其根本问题是存在着一个司空见惯，而本发明人认为是很关键的，并且是必须解决的问题目前的内燃机进、排气时，只有相应的气门口开启进行进、排气，另外的气门口被关闭的气门封闭闲置着，不能充分利用，此为造成进、排气流通面积不能大幅度增大的根源，就像人用一个鼻孔呼气，另一个鼻孔吸气的呼吸总感到憋气一样。
内燃机采用扫气技术既可以使气缸内的废气排出干净，又可以冷却气流通道中的部件，为了不浪费燃料和污染环境，通过进气道进入燃料(可燃混合气或可燃气体)的内燃机(如大多数汽油机和可燃气体发动机)，避免扫气，使内燃机的性能不能充分发挥，而且影响着内燃机的使用寿命和点火可靠性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的主要目的是提供一种内燃机的配气机构，它可减小进、排气阻力、进行扫气。
本发明的另一目的是提供一种内燃机的配气机构的气缸盖，它可减小进排气阻力、进行扫气。
本发明的再一目的是提供一种实现上述内燃机的配气机构的方法，它可减小进排气阻力、进行扫气。
本发明的目的是这样实现的一种内燃机的配气机构的气缸盖，所述的气缸盖包括气门、进气道和排气道，其特征在于所述气缸盖具有分层结构，下层包括气门；中层通过气缸盖体分隔有左部的空气通道和右部的回收通道，其中空气通道中带有空气阀，回收通道中设有回收阀；上层包括左部的进气道和右部的排气道，其中进气道中设有进气阀，排气道中设有排气阀，在其中部形成有进气、排气公用的进排气通道。
气缸盖包括一个进排气通道，进排气通道内设置有隔板，气缸盖包括一个气门，进排气通道内设置有从动隔板，气缸盖包括一个进排气通道和一个气门，进排气通道设置有隔板和从动隔板。
所述进排气通道是进、排气的共同通道，气门口是进排气通道气缸端的端口；空气通道与进排气通道相通，空气通道内设置有第一空气阀和第二空气阀，第一空气阀为切断阀，第二空气阀为止回阀；空气通道在扫气和回收第一进排气道和第二进排气道内的燃料时开启使空气通过，其余时间关闭；回收通道与进排气通道相通，回收通道内设置有第一回收阀和第二回收阀，第一回收阀为止回阀，第二回收阀为切断阀，回收通道在气门关闭后至下一个工作循环的排气前开启，其余时间关闭。
在进气结束至下一个工作循环的排气前，空气阀和回收阀分别使空气通道和回收通道开启，使进排气道内的燃料随同空气通道进入的空气通过回收通道进入内燃机的进气系统，再随同进气系统的气体进入气缸进行燃烧。
进气阀和进气阀分别介于进气道与进排气通道和进气道与进排气通道之间，并分别控制着相应进排气通道的进气过程；排气阀和排气阀分别介于排气道与进排气通道和排气道与进排气通道之间，并分别控制着相应进排气通道的排气过程；集进阀设置于进气道与进排气通道和进排气道之间；集排阀设置于排气通道与进排气通道和进排气通道之间；进气阀选用为切断阀。
气缸盖包括一个气门，在进、排气期间，气门始终开启着；气缸盖或者包括多个气门，在进、排气期间，气门始终开启着或气门分时段开启或部分的气门始终开启着，其余部分的气门分时段开启。
一种内燃机的配气机构，包括气缸盖和气门驱动装置，所述的气缸盖包括气门、进气道和排气道，气缸盖的气门位于气缸内部的活塞的上方，气门驱动装置与气缸上的气门相连，其特征在于所述气缸盖具有分层结构，下层包括气门；中层通过气缸盖体分隔有左部的空气通道和右部的回收通道，其中空气通道中带有空气阀，回收通道中设有回收阀；上层包括左部的进气道和右部的排气道，其中进气道中设有进气阀，排气道中设有排气阀，在其中部形成有进气、排气公用的进排气通道。
所述气门驱动装置为电磁气门驱动，即EVA，或为具有配气凸轮的驱动机构。
气门驱动装置为驱动气门以持续式工作的配气凸轮，驱动气门的开启时间所对应的曲轴转角为γ+360°+β；或者气门驱动装置为驱动气门以断续式工作的配气凸轮以驱动气门以持续式工作的配气凸轮的凸起部分为基础切截有小凸起，其与气门的启闭过程相对应；或者气门驱动装置为持续式凸轮和断续式凸轮相结合，以驱动气门以兼容式工作。
一种实现上述内燃机的配气机构的方法，其特征是在气缸盖中设置进、排气阀，对进、排气气流起分配作用，气门只对内燃机压缩行程的压缩过程和作功行程的作功过程起密封作用，在进、排气期间，气门口可全部或尽可能全部开启着，以增大进、排气流通面积，减小进排气阻力。
分别在进、排气道的内端设置进、排气阀，对进、排气气流起分配作用，使废气从排气道排出，汽缸从进气道吸入气体，气门只对内燃机压缩行程的压缩过程和作功行程的作功过程起密封作用，这样在进、排气期间，气门口可全部或尽可能的全部开启着(为了扫气的需要，部分气门口只在扫气前的瞬间使气流不能通过)，以增大进、排气流通面积，达到减小进排气阻力的目的。
配气机构的结构是气缸盖是分层结构下层是气门(下层为一个气门称为单气门，具有单气门的配气机构称为单气门配气机构；下层为一个以上的气门称为非单气门，具有非单气门的配气机构称为非单配气机构)，对内燃机压缩行程的压缩过程和作功行程的作功过程起密封作用；中层是进排气通道，或进排气通道和隔板和/或从动隔板，或进排气通道和隔板和/或从动隔板及空气通道，或进排气通道、隔板和/或从动隔板、空气通道和回收通道；进排气通道是进、排气的共同通道，气门口是进排气通道气缸端的端口，气缸盖中使用一个进排气通道和/或一个气门(指一个气缸所对应的气缸盖)时，为了扫气的需要，进排气通道内设置有隔板和/或从动隔板，用以将进排气通道分隔成进气通道和排气通道，或扫气时不使一个进排气通道进入的空气直接从另一个进排气通道排出；空气通道和回收通道设置在进排气通道外，可以与进排气通道相通提供扫气用气(指扫气用的空气，下同)和回收气门关闭后，进排气通道内存留的燃料，空气通道和回收通道内分别设置有空气阀和回收阀(空气阀和回收阀为切断阀或切截阀和止回阀)控制其与进排气通道的通断；上层是进、排气阀和进、排气道，进、排气阀对进、排气气流起分配作用，使废气从排气道排出；气缸内燃烧用的气体(指空气、燃料，有时也指废气，下同)从进气道进入；在进、排气期间，即从排气开始到下一个工作循环的进气结束，气缸盖的下层为单气门时，气门始终开启着；气缸盖的下层为非单气门时，气门有三种工作方式气门始终开启着的工作方式称为持续式；气门分时段开启的工作方式称为断续式；部分的气门始终开启着，其余部分的气门分时段开启的工作方式称为兼容式；驱动气门以持续式工作的配气凸轮，驱动气门的开启时间所对应的曲轴转角为γ(排气提前角，下同)+360°+β(进气迟后角，下同)，以驱动气门以持续式工作的配气凸轮的凸起部分(即凸尖，下同)为基础切截有小凸起(即小凸尖，下同)，与气门的启闭过程相对应，用以驱动气门以断续式工作(驱动气门以断续式工作的配气凸轮简称为断续式凸轮，下同)；持续式凸轮和断续式凸轮相结合，以驱动气门以兼容式工作。
本发明的配气机构与目前的配气机构相比，具有如下特点A、构造简单。
B、进、排气时，单气门配气机构所形成的进、排气流通面积可以大于任何非单气门配气机构所形成的进、排气流通面积。
C、由于单气门配气机构只有一个气门口，因此进、排气方式相对简单。
D、气门功能减少。目前配气机构中的气门至少具有两个功能a、对内燃机的压缩行程的压缩过程和作功行程的作功过程起密封作用；b、对进、排气气流起分配作用，使废气从排气道排出；气缸内所需用的气体从进气道进入。
在本发明配气机构中，这两个功能由气门和进、排气阀分别担任。气门对内燃机的压缩行程的压缩过程和作功行程的作功过程起密封作用；进、排气阀对进、排气气流起分配作用，使废气从排气道排出；气缸内所需气体从进气道进入。
E、气门之间的分工淡化。由于气门功能减少，使气门之间的分工淡化。除扫气期间有进气门、排气门之分外，其余时段气门之间没有进气门、排气门之分，使气门的工作环境接近一致、互换性提高、最高工作温度降低。
F、进、排气方式和气门工作方式多样化。本发明配气机构可以以四种方式进行进、排气，即a、使全部的气门开启进行进气和排气；b、使部分的气门开启进行排气，全部的气门开启进行进气；c、使全部的气门开启进行排气，部分的气门开启进行进气；d、使部分的气门开启进行排气和进气(此种进、排气方式即为目前现有内燃机的进、排气方式)；气门具有三种工作方式，即持续式、断续式和兼容式；与目前内燃机配气机构单一的进、排气方式和气门工作方式相比较，可谓多样化。
G、气门开启时间延长。以持续式工作的气门开启时间所对应的曲轴转角为γ+360°+β；以断续式工作的气门开启时间所对应的曲轴转角介于γ+360°+β与γ+180°+β之间。
H、进、排气流通面积增大。目前的四气门配气机构的进、排气流通面积比两气门配气机构的进、排气流通面积增加了30％左右，而本发明配气机构采用单气门时，进、排气流通面积可以比目前任意气门数的配气机构的进、排气流通面积增加100％(进气和排气时流通面积增加量的平均值，下同)以上，也可以说，配气机构采用单气门时，进、排气流通面积可以大到目前的配气机构采用任意多个气门所产生的进、排气流通面积也无法与其相比似的地步；配气机构采用非单气门时，进、排气流通面积比目前相同气门配气机构的进、排气流通面积增加了100％或接近100％，即气门以持续式工作时，进、排气流通面积比目前相同气门配气机构的进、排气流通面积增加100％；为了扫气的需要，气门以兼容式工作时，进、排气的流通面积比目前相同气门配气机构进、排气流通面积增加了接近(不足)100％，而目前四气门配气机构的进、排气流通面积比两气门配气机构的进、排气流通面积也只增加了30％左右，依此计算，当本项目配气机构也采用相同的四气门时，其进、排气流通面积是目前两气门配气机构进、排气流通面积的260％左右。
由于进、排气流通面积的增大，使内燃机的燃料燃烧的更加充分，一方面提高了内燃机的燃烧效率，增大了内燃机功率，节省了能源；另一方面使内燃机的排出的废气中污染物减少，避免或减少了对环境的污染。
I、配气相位由气门和进、排气阀分别表现出来。无论气门以什么方式工作，气门都可以表现出γ和β，但气门以持续式工作时，气门不存在δ(排气迟后角，下同)、α(进气提前角，下同)和α+δ(重叠角，下同)，为了扫气的需要，气门以兼容式工作时，不存在δ和α+δ。气门在“气缸内形成负气压时开启”，此“气缸内形成负气压时”实际即为α。
进、排气阀选用止回阀时，可表现出所有的配气相位，即α、β、γ、δ和α+δ。
J、当进、排气阀选用止回阀，进、排气阀可根据内燃机转速的变化自动调节配气相位。由于止回阀是自动阀，在压力差作用下，可自动调节开启或关闭时刻。当进、排气阀选用止回阀时，随着内燃机转速的变化，在废气压力或负气压吸力作用下，进、排气阀自动调节δ、α和α+δ，以适应内燃机工作的需要。
L、β和γ减小。由于进、排气流通面积增大，即进、排气阻力减小，使β和γ减小。
由于β减小，a、使气缸的工作容积增大，充气量增加；b、使压缩行程增大，压缩比提高。
γ减小，使彭胀气体作功的利用率提高。
β和γ减小，都使内燃机功率增大，性能提高。
M、本发明配气机构具有扫气功能。本发明配气机构中，由于空气通道和隔板或隔板和从动隔板的介入，使所有的内燃机都可以进行扫气，而具有以下优点a、使气缸内的废气排出干净，提高了点火可靠性；b、可以冷却气门和气门口，延长了内燃机的使用寿命；c、可以不浪费燃料和尽少的污染环境的情况下而使内燃机性能得以充分发挥。
N、配气机构的噪声降低。由于本发明配气机构气门启闭过程减少和/或启闭过程时间相对集中，产生的撞击次数绝对或相对减少，使噪声频率降低，幅射噪声能量减少；本发明配气机构虽然比目前的配气机构增加了进、排气阀，由于进、排气阀的受力较小，噪声也较小，固本发明配气机构噪声降低。
O、从气门的启闭而言，由于持续式工作的气门在进、排气期间可以连续开启着，使四行程内燃机的“四行程”成为“准三行程”。
以下结合附图和实施例，对本发明进行详细说明
图1是本发明配气机构的工作原理示意图。
图1-1是本发明配气机构的构造示意图。
图1a是具有两个进排气通道和两个气门的气缸盖的构造示意图。
图1b是具有两个进排气通道和一个气门的气缸盖的构造示意图。
图1c是具有一个进排气通道和两个气门的气缸盖的构造示意图。
图1d是具有一个进排气通道和一个气门的气缸盖的构造示意图。
图1e是进排气通道(8)内没有设置排气阀的气缸盖的构造示意图。
图1f是气门和从动隔板的位置关系示意图。
图1g是隔板槽的侧视图。
图1h是隔板槽的主视图。
图1i是隔板槽的底视图。
图1j是具有隔板槽的气缸盖基体主体示意图。
图1k是非扫气状态的隔板和从动隔板示意图。
图1l是扫气状态的隔板和从动隔板示意图。
图1m是气门杆、隔板和从动隔板的横切面示意图。
图2a是持续式配气凸轮的结构示意图。
图2b是一种断续式配气凸轮的结构示意图。
图2c是另一种断续式配气凸轮的结构示意图。
图2d是降低上止点附近所对应凸起部分高度的持续式配气凸轮。
图2e是图2d所示配气凸轮虚线方框的放大示意图。
图3a是具有竖往复式隔板的气缸盖构造示意图。
图3b是具有横往复式隔板的气缸盖构造示意图。
图3c是图3bX虚线处部分气缸盖切面示意图。
图3d是具有竖旋转式隔板的气缸盖构造示意图。
图3e是具有横旋转式隔板的气缸盖构造示意图。
图4a是具有隔板的气缸盖在排气状态的示意图。
图4b是具有隔板的气缸盖在扫气状态的示意图。
图4c是具有隔板的气缸盖在进气状态的示意图。
图4d是具有隔板和从动隔板的气缸盖在排气状态的示意图。
图4e是具有隔板和从动隔板的气缸盖在扫气状态的示意图。
图4f是具有隔板和从动隔板的气缸盖在进气状态的示意图。
图5a是第一种扫气实现方式的气缸盖在排气状态的示意图。
图5b是第一种扫气实现方式的气缸盖在扫气状态的示意图。
图5c是第一种扫气实现方式的气缸盖在进气状态的示意图。
图5d是第二种扫气实现方式的气缸盖在排气状态的示意图。
图5e是第二种扫气实现方式的气缸盖在扫气状态的示意图。
图5f是第二种扫气实现方式的气缸盖在进气状态的示意图。
图5g是第三种扫气实现方式的气缸盖在排气状态的示意图。
图5h是第三种扫气实现方式的气缸盖在扫气状态的示意图。
图5i是第三种扫气实现方式的气缸盖在进气状态的示意图。
图5j是具有隔板和从动隔板的气缸盖在排气状态的示意图。
图5k是具有隔板和从动隔板的气缸盖在扫气状态的示意图。
图5l是具有隔板和从动隔板的气缸盖在进气状态的示意图。
图6a是通过进气道提供扫气用气的气缸盖在排气状态的示意图。
图6b是通过进气道提供扫气用气的气缸盖在扫气状态的示意图。
图6c是通过进气道提供扫气用气的气缸盖在进气状态的示意图。
图6d是通过空气通道提供扫气用气的气缸盖在排气状态的示意图。
图6e是通过空气通道提供扫气用气的气缸盖在扫气状态的示意图。
图6f是通过空气通道提供扫气用气的气缸盖在进气状态的示意图。
图7a是具有两个进排气通道的气缸盖在回收过程的示意图。
图7b是具有两上进排气通道的气缸盖在回收结束的示意图。
图7c是进排气通道不设置排气阀的气缸盖在回收过程的示意图。
图7d是进排气通道不设置排气阀的气缸盖在回收结束的示意图。
图7e是具有一个进排气通道的气缸盖在回收过程的示意图。
图7f是具有一个进排气通道的气缸盖在回收结束的示意图。
图8a是具有两个进排气通道和两个气门的气缸盖在排气状态的示意图。
图8b是具有两个进排气通道和两个气门的气缸盖在扫气前状态的示意图。
图8c是具有两个进排气通道和两个气门的气缸盖在扫气状态的示意图。
图8d是具有两个进排气通道和两个气门的气缸盖在进气状态的示意图。
图8e是具有两个进排气通道和两个气门的气缸盖在回收状态的示意图。
图8f是具有两个进排气通道和两个气门的气缸盖在回收结束状态的示意图。
图9a是具有两个进排气通道和一个气门的气缸盖在排气状态的示意图。
图9b是具有两个进排气通道和一个气门的气缸盖在扫气前状态的示意图。
图9c是具有两个进排气通道和一个气门的气缸盖在扫气状态的示意图。
图9d是具有两个进排气通道和一个气门的气缸盖在进气状态的示意图。
图9e是具有两个进排气通道和一个气门的气缸盖在回收状态的示意图。
图9f是具有两个进排气通道和一个气门的气缸盖在回收结束状态的示意图。
图10a是具有一个进排气通道和两个气门的气盖在排气状态的示意图。
图10b是具有一个进排气通道和两个气门的气盖在扫气前状态的示意图。
图10c是具有一个进排气通道和两个气门的气盖在扫气状态的示意图。
图10d是具有一个进排气通道和两个气门的气盖在进气状态的示意图。
图10e是具有一个进排气通道和两个气门的气盖在回收状态的示意图。
图10f是具有一个进排气通道和两个气门的气盖在回收结束状态的示意图。
图11a是具有一个进排气通道和一个气门的气缸盖在排气状态的示意图。
图11b是具有一个进排气通道和一个气门的气缸盖在扫气前状态的示意图。
图11c是具有一个进排气通道和一个气门的气缸盖在扫气状态的示意图。
图11d是具有一个进排气通道和一个气门的气缸盖在进气状态的示意图。
图11e是具有一个进排气通道和一个气门的气缸盖在回收状态的示意图。
图11f是具有一个进排气通道和一个气门的气缸盖在回收结束状态的示意图。
图12a是进排气通道(8)内不设置排气阀的气缸盖在排气状态的示意图。
图12b是进排气通道(8)内不设置排气阀的气缸盖在扫气状态的示意图。
图12c是进排气通道(8)内不设置排气阀的气缸盖在进气状态的示意图。
图12d是进排气通道(8)内不设置排气阀的气缸盖在回收状态的示意图。
图12e是进排气通道(8)内不设置排气阀的气缸盖在回收结束状态的示意图。
具体实施例方式
图中，1.空气通道，2.空气阀(切断阀)，3.空气阀(止回阀)，4.进气道，5.集进阀，6.气门口，7.进气阀，8.进排通道，9.气门或进气门，10.排气阀，11.进气阀，12.气门或排气门，13.进排气通道，14.排气阀，15.集排阀，16.气门口，17.排气道，18.回收阀(止回阀)，19.回收阀(切断阀)，20.回收通道，21.从动隔板，22.进气通道，23.排气通道，24.隔板或隔板和从动隔板，25.隔板槽，26.凸起部分，27.凸起部分，28.气门杆，30.活塞，31.气缸。
下面以下例形式对本发明进行说明A、以一个气缸所对应的气缸盖内的机件动作为例对本发明进行说明；B、气缸盖内使用一个以上的气门时，以两个气门为例进行说明；气缸盖内使用一个以上的进排气通道时，以两个进排气通道为例进行说明；当气缸盖中使用两个以上的气门时，以一个气门代表部分气门，另一个气门代表其余部分的气门对本发明进行说明；当气缸盖中使用两个以上的进排气通道时，以一个进排气通道代表部分进排气通道，另一个进排气通道代表其余部分的进排气通道对本发明进行说明；C、气缸盖的构造和配气机构的工作过程以总汇(全部的意思)的形式出现，具体实施时应根据实际需要而取舍和/或选用类型；为叙述方便，本发明将直接向气缸内喷注燃料的内燃机称为柴油机，通过进气道吸入燃料的内燃机称为汽油机；除有特别说明，对本发明的说明，均以汽油机为例。
图1a和图1b所示的气缸盖中使用了两个进排气通道。
下层是气门(9)和气门(12)或气门(9)，其中图1a所示的气缸盖中使用了气门(9)和气门(12)，图1b所示的气缸盖中只使用了气门(9)，对内燃机压缩行程的压缩过程和作功行程的作功过程起密封作用；中层是进排气通道(8)、进排气通道(13)、空气通道(1)、回收通道(20)和从动隔板(21)，一般气缸盖中使用一个气门时，才可能使用从动隔板(21)。
进排气通道(8和13)是进、排气的共同通道，气门口(6)和(16)是进排气通道(8和13)气缸端的端口；空气通道(1)可以与进排气通道(8)相通，空气通道(1)内设置有空气阀(2和3)〔空气阀(2)为切断阀，空气阀(3)为止回阀〕，用以控制空气通道(1)的通断，空气通道(1)在扫气和回收〔即回收进排气道(8和13)和下述进排气道(8)内的燃料，下同〕时开启使空气通过，其余时间关闭；回收通道(20)可以与进排气通道(13)相通，回收通道(20)内设置有回收阀(18和19)〔回收阀(18)为止回阀，回收阀(19)为切断阀〕，用以控制回收通道(20)的通断。
在进气结束至下一个工作循环的排气前，空气阀(2和3)和回收阀(18和19)分别使空气通道(1)和回收通道(20)开启，使进排气道(8和13)内的燃料随同空气通道(1)进入的空气通过回收通道(20)进入内燃机的进气系统，再随同进气系统的气体进入气缸进行燃烧，避免了燃料的浪费和对环境的污染；扫气时，为了不使进排气通道(8)进入的空气直接从进排气通道(13)排出，图1b所示的气缸盖中设置有从动隔板(21)，从动隔板(21)随气门(9)的启闭而上下，以滑动的方式与隔板槽(25)(图1g所示)相贴合，避免了进排气通道(8)进入的空气直接从进排气通道(13)排出，确保了扫气效果。
空气通道(1)和回收通道(20)内可分别设置一个气阀，即空气阀(2)和回收阀(19)来控制通道(1)和回收通道(20)通断，但需要有较为复杂的执行装置，准确的控制气阀的启闭时刻。为了适应内燃机工况的变化，空气通道(1)和回收通道(20)内可分别设置空气阀(2或3)和回收阀(18或19)，使其对空气通道(1)和回收通道(20)通断的控制简单化。
具体实施时，使进排气通道端的气阀，即内侧的气阀选用为止回阀，如空气阀(3)和回收阀(18)，其后的气阀，即外侧的气阀选用为切断阀，如空气阀(2)和回收阀(19)。空气通道(1)内设置的切断阀(2)在进气时关闭、扫气和回收〔即回收进排气通道(8和/或13)内的燃料，下同〕时开启，其余时间任意，具体的扫气和回收时刻〔空气通道(1)的通断时刻〕由止回阀(3)在气体压力(或压力差)作用下自动控制；回收通道(20)内设置的切断阀(19)在排气时关闭，回收时开启，其余时间任意，具体的回收时刻〔回收通道(20)的通断时刻〕由止回阀(18)在气体压力(或压力差)作用下自动控制，这样一来，减少了对空气通道(1)回收通道(20)通断的控制操作过程，而且自动适应内燃机工况的变化。
为了叙述方便，以下以在空气通道(1)和回收通道(20)内仅设置有空气阀(2)和回收阀(19)为例，对本发明进行说明。
上层是集进阀(5)和集排阀(15)、进气阀(7)和进气阀(11)、排气阀(10)和排气阀(14)、进气道(4)和排气道(17)。
进气阀(7)和进气阀(11)分别介于进气道(4)与进排气通道(8)和进气道(4)与进排气通道(13)之间，并分别控制着相应进排气通道的进气过程；排气阀(10)和排气阀(14)分别介于排气道(17)与进排气通道(8)和排气道(17)与进排气通道(13)之间，并分别控制着相应进排气通道的排气过程；集进阀(5)是进气阀的一种，设置于进气道(4)与进排气通道(8)和进排气道(13)之间，可以集中的控制进排气通道(8)和进排气通道(13)的进气过程；集排阀(15)是排气阀的一种，设置于排气道道(17)与进排气通道(8)和进排气通道(13)之间，可以集中的控制进排气通道(8)和进排气通道(13)的排气过程；在进气前，进气阀(11)必须为关闭状态，故其应选用为切断阀。
图1c和图1d所示的气缸盖〔图1d所示的气缸盖中只使用了一个气门(9)〕与图1a和图1b所示的气缸盖构造相仿，由于只使用了一个进排气通道(8)，所以不具有图1a和图1b所示的气缸盖中设置的集进阀(5)、集排阀(15)、进气阀(11)和排气阀(10)；空气通道(1)与进排气通道(8)的左侧相通，回收通道(20)与进排气通道(8)的右侧相通；为了扫气的需要，图1c所示气缸盖的进排气通道(8)中设置有隔板(24)，图1d所示气缸盖的进排气通道(8)中设置有隔板(24)和从动隔板(21)。
图1f-1m所示有关气门、从动隔板和隔板槽的示意图，是对图1b-1d所示气缸盖中气门、隔板和从动隔板的说明。其中，图1f-1j所示是对图1b所示气缸盖中从动隔板的说明，图1k-1m所示是对图1d所示气缸盖中隔板和从动隔板的说明。
图1f所示是图1b所示气缸盖中气门(9)和从动隔板(21)的主视图(切去1/2)，X虚线处的气缸盖的部分切面如图1g所示从动隔板(21)在隔板槽(25)中随气门(9)的启闭而上下往复的运动，图1h所示为气门(9)、隔板槽(25)和从动隔板(21)的气缸盖部分切面主视图；Y虚线处的气缸盖的部分横切面如图1i所示中空部分用于气门(9)的往复运动，两侧的凸起部分为隔板槽(25)，图1j所示是图1b所示气缸盖中X虚线方框内气缸盖的剖视图，中空部分如一个锥体，用于气门(9)的往复运行，两侧的两个凸起部分为隔板槽(25)；图1k所示是图1d所示气缸盖中气门(9)的气门杆(28)、隔板(24)和从动隔板(21)在非扫气状态的主视图，其工作状态如下述图4d所示，图1l所示是图1d所示气缸盖中气门(9)的气门杆(28)、隔板(24)和从动隔板(21)在扫气状态的主视图，其工作状态如下述图4e所示，图1m所示是气门杆(28)、隔板(24)和从动隔板(21)X虚线处的横切面(为便于观察，左侧切去部分中、外层)，中层为从动隔板(21)，介于内层的气门杆(28)和外层的隔板(24)之间。
实施时，可根据具体需要对气缸盖内部件进行取舍和确定其选用类型。
如内燃机为柴油机时，可以不设置空气通道(1)和回收通道(20)，内燃机为汽油机，如不对进排气通道(8或8和13)内的燃料进行回收时，可以不设置回收通道(20)；为了便于扫气，图1e所示的气缸盖中进排气通道(8)内没有设置排气阀(10)(同图1a所示的气缸盖对比)，使该进排气通道(8)只具有进气功能。
气缸盖内不设置空气通道(1)和回收通道(20)时，排气阀(14)可选用为止回阀；气缸盖内设置有空气通道(1)和回收通道(20)时，控制进、排气道通断的阀应选用为切断阀；再如扫气前利用进排气通道(8)内设置的排气阀(10)不使废气从其中排出时，排气阀(10)应选用为切断阀。
驱动气门的启闭有两种方式，一种是以配气凸轮驱动气门的启闭；另一种是以电磁的方式驱动气门的启闭〔即采用电磁气门驱动(简称EVA)来驱动气门的启闭，它不需要配气凸轮及相应组件〕。
以下对第一种驱动方式的配气凸轮进行说明。
当配气凸轮的正时齿轮与曲轴的正时齿轮的齿数比为2∶1，驱动气门以持续式工作的配气凸轮，有一个凸起部分，其凸起部分所对应的凸轮转角为180°+ε(为了述叙方便，本发明人定义ε为配气凸轮的正时齿轮与曲轴的正时齿轮的齿数比为2∶1时，γ+β所对应的配气凸轮转角，下同)。以驱气门以持继式工作的凸起部分为基础切截有小凸起，与气门的启闭过程相对应，用以驱动气门以断续式工作；驱动气门以持续式工作的配气凸轮和驱动气门以断续式工作的配气凸轮相结合，以驱动气门以兼容式工作。
当配气凸轮的正时齿轮与曲轴的正时齿轮的齿数比为4∶1，驱动气门以持续式工作的配气凸轮，有两个凸起部分，每个凸起部分所对应的凸轮转角为90°+ζ(为了述叙方便，本发明人定义ζ为配气凸轮的正时齿轮与曲轴的正时齿轮的齿数比为4∶1时，γ+β所对应的配气凸轮转角)。以驱气门以持继式工作的凸起部分为基础切截有小凸起，与气门的启闭过程相对应，用以驱动气门以断续式工作；驱动气门以持续式工作的配气凸轮和驱动气门以断续式工作的配气凸轮相结合，以驱动气门以兼容式工作。
以此类推，当配气凸轮的正时齿轮与曲轴的正时齿轮的齿数比为n∶1(n为2的正整数倍)，作为断续式凸轮基础的持续式凸轮，有n/2个凸起部分，每个凸起部分所对应的凸轮转角为(γ+360°+β)/n。
图2a-2c是配气凸轮的正时齿轮与曲轴的正时齿轮的齿数比为2∶1时的配气凸轮型线示意图，以此为例对本发明的配气凸轮进行说明。
图2a所示为持续式凸轮，有一个凸起部分(26)，其凸起部分所对应的凸轮转角α＝180°+ε，以此凸轮的凸起部分为基础切截有小凸起部分(26)和小凸起部分(27)，与气门的启闭过程相对应，用以驱动气门以断续式工作，其断续式凸轮如图2b所示。图2c所示是另一种断续式凸轮，是持续式凸轮的凸起部分为基础切截有一个小凸起部分部分(26)而成，用以驱动气门以断续式工作。
现以图2a所示的持续式凸轮(逆时针方向旋转，下同)与图2b或图2c所示的断续式凸轮(逆时针方向旋转，下同)分别结合，说明驱动气门以兼容式工作的工作过程。
图2a所示的持续式凸轮与图2b所示的断续式凸轮结合，气门的工作过程为持续式凸轮和断续式凸轮都进入工作段(26)(进入凸起部分的升程增大段称为进入工作段，下同)，全部的气门开启，排气开始。在废气排出接近结束时，断续式凸轮的工作段(26)退出(即凸起部分的升程减小段退出)，进入到凸起部分(26)和凸起部分(27)的交点处，以断续式工作的气门关闭；废气从以持续式工作的气门的气门口排出，在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，断续式凸轮的凸起部分(27)进入到工作段，以断续式工作的气门开启，从其气门口进入空气，进行扫气。到下一个工作循环的进气结束，持续式凸轮和断续式凸轮的工作段(26)退出(凸起部分的升程减小段退出称为工作段退出，下同)退出)，以持续式和断续式工作的气门关闭。
图2a所示的持续式凸轮与图2c所示的断续式凸轮结合，气门的工作过程为持续式凸轮进入工作段(26)，以持续式工作的气门开启，排气开始。废气通过以持续式工作的气门的气门口排出，在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，断续式凸轮的凸起部分(26)进入到工作，以断续式工作的气门开启，从其气门口进入空气，进行扫气。到下一个工作循环的进气结束，持续式凸轮和断续式凸轮的工作段(26)退出，以持续式和断续式工作的气门关闭。
为防止以持续式工作的气门与活塞撞击，对活塞在上止点附近所对应的持续式凸轮凸起部分的高度进行了适当的降低，其型线如图2d所示虚线方框内的实线所示为降低高度后的凸起部分型线(26)，虚线所示为降低高度前的凸起部分型线(27)，即原凸起部分型线(27)；为便于观察和理解，对虚线方框内的内容进行了放大，如图2e所示。
为了扫气的需要，气缸盖中具有一个进排气通道时，进排气通道内设置有隔板，气缸盖中具有一个气门时，进排气通道内设置有从动隔板，气缸盖中具有一个进排气通道和一个气门时，进排气通道内设置有隔板和从动隔板。
隔板按其运行形式有往复式和旋转式两种。往复式隔板按其运行方向的不同分为竖往复式和横往复式两种。以上下方向运行的往复式隔板(24)，称为竖往复式隔板，如图3a所示；以左右或前后方向运行的往复式隔板(24)，称为横往复式隔板，如图3b所示；图3c所示为图3b所示的X虚线处部分气缸盖的切面，其中横往复式隔板(24)可以在进排气通道(8)的一侧左右方向的往复运来对进排气通道(8)进行分隔。
旋转式隔板一般对其旋转方向不限，具体的旋转角度视进排气通道的形状而定。旋转式隔板按其旋转轴方向的不同分为竖旋转式和横旋转式两种。竖旋转式隔板(24)其旋转轴为上下方向，其构造如图3d所示，横旋转式隔板(24)的旋转轴为左右或前后方向，其构造如图3e所示。
根据上述隔板的分类，“隔板和从动隔板”只有竖旋转式一种，其构造如图1d和图1k-1m所示。“隔板和从动隔板”中的隔板只能以其轴为圆心进行旋转，而从动隔板既要同隔板一起以其轴为圆心进行旋转，又要和隔板紧密的配合(以确保对进排气通道隔离的完全)随气门的启闭而上下往复的运动。
以下分别以横旋转式隔板及“隔板和从动隔板”的工作过程为例对隔板及“隔板和从动隔板”的工作过程进行说明。
隔板的工作过程如图4a-4c所示。
图4a所示废气通过进排气通道(8)排出；图4b所示扫气前，为了扫气的需要，隔板(24)沿箭头指示的方向旋转将进排气通道(8)分隔为进气通道(22)和进排通道(23)，使废气通过进排通道(23)排出，而空气则通过进气通道(22)进入气缸，进行扫气；图4c所示扫气结束，隔板(24)沿箭头指示的方向旋转将进气通道(22)和进排通道(23)恢复为进排气通道(8)。
“隔板和从动隔板”的工作过程如图4d-4f所示(图4d-4f所示为气缸盖的横切面)。
图4d所示废气通过进排气通道(8)排出；图4e所示扫气前，为了扫气的需要，“隔板(24)和从动隔板(21)”沿箭头指示的方向旋转将进排气通道(8)分隔为进气通道(22)和进排通道(23)，使废气通过进排通道(23)排出，空气通过进气通道(22)进入气缸，进行扫气；图4f所示扫气结束，“隔板(24)和从动隔板(21)”通过旋转将进气通道(22)和进排通道(23)恢复为进排气通道(8)。
扫气过程有以下类型(以柴油机为例进行说明)A、当气缸盖中具有两个进排气通道时，使扫气用气从一个进排气通道进入气缸，再随同废气通过另一个进排气通道排出，进行扫气，分三种实现方式利用气门将提供扫气用气的进排气通道关闭，使废气通过扫气时排出气体的进排气通道排出，为第一种实现方式，如图5a-5c所示。
如图5a所示扫气前，为了扫气需要，使气门(9)将提供扫气用气的进排气通道(8)关闭，使废气通过扫气时排出气体的进排气通道(13)排出。
如图5b所示在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，使气门(9)将进排气通道(8)开启；进气阀(7)开启，扫气用气通过进排通道(8)进入气缸，再随同废气通过进排气通道(13)排出，进行扫气。
如图5c所示扫气结束，排气阀(14)关闭、进气阀(11)开启，内燃机进入进气状态。
将提供扫气用气的进排气通道内设置的排气阀关闭，使废气通过扫气时排出气体的进排气通道排出，为第二种实现方式，如图5d-5f所示。
如图5d所示将提供扫气用气的进排气通道(8)内设置的排气阀(10)关闭，使废气通过扫气时排出气体的进排气通道(13)排出。
如图5e所示在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，进气阀(7)开启，空气通过进排气通道(8)进入气缸，再随同废气通过扫气时排出气体的进排气通道(13)排出，进行扫气。
如图5f所示扫气结束，排气阀(14)关闭，进气阀(11)开启，内燃机进入进气状态。
不在提供扫气用气的进排气通道内设置排气阀，使废气通过扫气时排出气体的进排气通道排出，为第三种实现方式，如图5g-5i所示。
如图5g所示提供扫气用气的进排气通道(8)内没有设置排气阀，废气从排气开始即通过扫气时排出气体的进排气通道(13)排出。
如图5h所示在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，进气阀(7)开启，空气通过进排气通道(8)进入气缸，再随同废气通过扫气时排出气体的进排气通道(8)排出，进行扫气。
如图5i所示扫气结束，排气阀(14)关闭，进气阀(11)开启，内燃机进入进气状态。
B、当气缸盖中具有一个进排气通道时，扫气前，为了扫气需要，隔板或“隔板和从动隔板”将进排气通道分隔为进气通道和进排通道，使扫气用气从进气通道进入，再随同废气通过进排通道排出，进行扫气。
利用隔板的实现方式如上述图4a-4c所示；图5j-5l所示为利用“隔板和从动隔板”的实现方式。
图5j所示扫气前，为了扫气需要，“隔板(24)和从动隔板(21)”将进排气通道(8)分隔为进气通道(22)和进排通道(23)，使废气通过进排通道(23)排出。
图5k所示在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，进气阀(7)开启，空气通过进气通道(22)进入气缸，再随同废气通过进排通道(23)排出，进行扫气。
图5l所示扫气结束，“隔板(24)和从动隔板(21)”将进气通道(22)和进排通道(23)恢复为进排气通道(8)；排气阀(14)关闭，内燃机进入进气状态。
扫气时，柴油机通过进气道提供扫气用气，汽油机则是通过专门设置的空气通道提供扫气用气。
(以下以具有一个进排气通道和两个气门的气缸盖为例，对扫气用气的来源进行说明)柴油机的扫气过程如图6a-6c所示。
图6a所示扫气前，为了扫气需要，隔板(24)将进排气通道(8)分隔为进气通道(22)和进排通道(23)，使废气通过进排通道(23)排出。
图6b所示在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，进气阀(7)开启，空气通过进气通道(22)进入气缸，再随同废气通过进排通道(23)排出，进行扫气。
图6c所示扫气结束，隔板(24)将进气通道(22)和进排通道(23)恢复为进排气通道(8)；排气阀(14)关闭，内燃机进入进气状态。
汽油机的扫气过程如图6d-6f所示。
图6d所示扫气前，为了扫气需要，隔板(24)将进排气通道(8)分隔为进气通道(22)和进排通道(23)，使废气通过进排通道(23)排出。
图6e所示在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，空气阀(2)开启，空气从空气通道(1)通过进气通道(22)进入气缸，再随同废气通过进排通道(23)排出，进行扫气。
图6f所示扫气结束，空气阀(2)关闭，隔板(24)将进气通道(22)和进排通道(23)恢复为进排气通道(8)；排气阀(14)关闭，内燃机进入进气状态。
当进、排气阀为止回阀，回收进排气通道内的燃料时，空气通道内的气体压力高于回收通道气体压力，在气体压力作用下，排气阀会开启；空气通道内的气体压力低于回收通道气体压力，在气体压力作用下，进气阀则会开启，故进、排气阀应选用为切断阀，以使进排气通道成为一个封密的空间来实施回收。回收过程在进气结束至下一个工作循环的排气前，气门和进、排气道关闭的情况进行。
具有两个进排气通道的气缸盖的回收过程如图7a-7b所示。
图7a所示进气结束，气门(9)、气门(12)和集进阀(5)关闭，空气阀(2)、回收阀(19)和排气阀(10)开启，〔进气阀(11)已于进气时开启、集排阀(15)已于排气结束时关闭〕空气从空气通道(1)进入进排气通道(8)，随同进排气通道(8)和进排气通道(13)内的燃料通过回收通道(20)进入内燃机的进气系统；图7b所示回收结束，空气阀(2)、回收阀(19)和进气阀(11)关闭，排气阀(10)仍然开启，以备下一个工作循环的排气需要。
当与空气通道(1)相通的进排气通道(8)中没有设置排气阀时，实施回收时，应对空气通道(1)的形状作以处理，使其内的空气从进排气通道(8)排出，再进入进排气通道(13)效果较好，不然进排气通道(8)内的燃料回收不完全。其回收过程如图7c-7d所示。
图7c所示进气结束，气门(9)、气门(12)和集进阀(5)关闭，空气阀(2)、回收阀(19)开启，〔进气时进气阀(11)已开启、排气结束时排气阀(14)已关闭〕空气从空气通道(1)进入，随同进排气通道(13)内的燃料通过回收通道(20)进入内燃机的进气系统；图7d所示回收结束，空气阀(2)、回收阀(19)和进气阀(11)关闭，以备下一个工作循环的排气需要。
具有一个进排气通道的气缸盖的回收过程如图7e-7f所示。
图7e所示进气结束，气门(9)、气门(12)和进气阀(7)关闭，空气阀(2)和回收阀(19)开启，空气从空气通道(1)进入，随同进排气通道(8)内的燃料通过回收通道(20)进入内燃机的进气系统；图7f所示回收结束，空气阀(2)和回收阀(19)关闭。
以下分别以五种类型气缸盖的进、排气过程为例，对本发明大大减小进排气阻力的配气机构进行说明。
图8a-8f所示的气缸盖中具有两个进排气通道(8和13)和两个气门(9和12)，集进阀(5)、进气阀(11)、集排阀(15)、排气阀(10)、空气阀(2)和回收阀(19)都为切断阀。
图8a所示气门(9)、气门(12)和排气阀(14)开启〔排气阀(10)在上一个工作循环的回收结束已为开启状态〕，〔进气阀(7)、进气阀(11)、空气阀(2)和回收阀(19)关闭着〕废气通过进排气通道(8)和进排气通道(13)经排气道(17)排出；图8b所示排气阀(10)关闭，使废气通过进排气通道(13)经排气道(17)排出。
图8c所示在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，空气阀(2)开启，空气从空气通道(1)通过进排气通道(8)进入气缸，再随同废气通过进排气通道(13)经排气道(17)排出，进行扫气。
图8d所示扫气结束，集排阀(15)和空气阀(2)关闭，集进阀(5)和进气阀(11)开启，气体从进气道(4)通过进排气通道(8)和进排气通道(13)进入气缸，内燃机进入进气状态。
图8e所示进气结束，气门(9)、气门(12)和集进阀(5)关闭，排气阀(10)、空气阀(2)和回收阀(19)开启，空气从空气通道(1)进入，随同进排气通道(8)和进排气通道(13)内的燃料通过回收通道(20)进入内燃机的进气系统；图8f所示回收结束，进气阀(11)、空气阀(2)和回收阀(19)关闭。
图9a-9f所示的气缸盖中具有两个进排气通道(8和13)和一个气门(9)，气门(9)上装置有从动隔板(21)，集进阀(5)和进气阀(11)、集排阀(15)、排气阀(10)、空气阀(2)和回收阀(19)都为切断阀。
图9a所示气门(9)和集排阀(15)开启〔排气阀(10)在上一个工作循环的回收结束已为开启状态〕，从动隔板(21)随气门(9)的开启而向下移动，〔集进阀(5)、进气阀(11)、空气阀(2)和回收阀(19)关闭着〕废气通过进排气通道(8)和进排气通道(13)经排气道(17)排出；图9b所示排气阀(10)关闭，使废气通过进排气通道(13)经排气道(17)排出。
图9c所示在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，空气阀(2)开启，空气从空气通道(1)通过进排气通道(8)进入气缸，再随同废气通过进排气通道(13)经排气道(17)排出，进行扫气；图9d所示扫气结束，集排阀(15)和空气阀(2)关闭，集进阀(5)和进气阀(11)开启，气体从进气道(4)通过进排气通道(8)和进排气通道(13)进入气缸，内燃机进入进气状态；图9e所示进气结束，气门(9)和集进阀(5)关闭，从动隔板(21)随气门(9)的关闭而向上移动，排气阀(10)、空气阀(2)和回收阀(19)开启，空气从空气通道(1)进入，随同进排气通道(8)和进排气通道(13)内的燃料通过回收通道(20)进入内燃机的进气系统；图9f所示回收结束，进气阀(11)、空气阀(2)和回收阀(19)关闭。
图10a-10f所示的气缸盖中具有一个进排气通道和两个气门(9和12)，进排气通道内设置有隔板(24)，进气阀(7)和排气阀(14)、空气阀(2)和回收阀(19)都为切断阀。
图10a所示气门(9)、气门(12)和排气阀(14)开启，〔进气阀(7)、空气阀(2)和回收阀(19)关闭着〕废气通过进排气通道(8)经排气道(17)排出；图10b所示扫气前，为了扫气需要，隔板(24)将进排气道(17)分隔为进气通道(22)和排气通道(23)，使废气通过排气通道(23)经排气道(17)排出；图10c所示在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，空气阀(2)开启，空气从空气通道(1)通过进气通道(22)进入气缸，再随同废气通过排气通道(23)经排气道(17)排出，进行扫气。
图10d所示扫气结束，隔板(24)将进气通道(22)和排气通道(23)恢复为进排气道(17)，排气阀(14)和空气阀(2)关闭，进气阀(7)开启，气体从进气道(4)通过进排气通道(8)进入气缸，内燃机进入进气状态。
图10e所示进气结束，气门(9)、气门(12)和进气阀(7)关闭，空气阀(2)和回收阀(19)开启，空气从空气通道(1)进入，随同进排气通道(8)内的燃料通过回收通道(20)进入内燃机的进气系统；图10f所示回收结束，空气阀(2)和回收阀(19)关闭。
图11a-11f所示的气缸盖中具有一个进排气通道(8)和一个气门(9)，进排气通道(8)内设置有“隔板(24)和从动隔板(21)”，进气阀(7)和排气阀(14)、空气阀(2)和回收阀(19)都为切断阀。
图11a所示气门(9)和排气阀(14)开启，从动隔板(21)随气门(9)的开启而向下移动，废气通过进排气通道(8)经排气道(17)排出；图11b所示扫气前，为了扫气需要，“隔板(24)和从动隔板(21)”将进排气道(17)分隔为进气通道(22)和排气通道(23)，使废气通过排气通道(23)经排气道(17)排出；图11c所示在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，空气阀(2)开启，空气从空气通道(1)通过进气通道(22)进入气缸，再随同废气通过排气通道(23)经排气道(17)排出，进行扫气。
图11d所示扫气结束，“隔板(24)和从动隔板(21)”将进气通道(22)和排气通道(23)恢复为进排气道(17)，排气阀(14)和空气阀(2)关闭，进气阀(7)开启，气体从进气道(4)通过进排气通道(8)进入气缸，内燃机进入进气状态。
图11e所示进气结束，气门(9)和进气阀(7)关闭，从动隔板(21)随气门(9)的关闭而向上移动，空气阀(2)和回收阀(19)开启，空气从空气通道(1)进入，随同进排气通道(8)内的燃料通过回收通道(20)进入内燃机的进气系统；图11f所示回收结束，空气阀(2)和回收阀(19)关闭。
图12a-12e所示的气缸盖中具有两个进排气通道(8和13)和两个气门(9和12)，为了便于扫气，进排气通道(8)内没有设置排气阀，控制排气过程的不是集排阀，而是排气阀(14)；集进阀(5)和进气阀(11)、集排阀(15)、空气阀(2)和回收阀(19)都为切断阀。
图12a所示气门(9)、气门(12)和排气阀(14)开启，〔集进阀(5)、进气阀(11)、空气阀(2)和回收阀(19)关闭着〕废气通过进排气通道(13)经排气道(17)排出；图12b所示在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，空气阀(2)开启，空气从空气通道(1)通过进排气通道(8)进入气缸，再随同废气通过进排气通道(13)经排气道(17)排出，进行扫气。
图12c所示扫气结束，排气阀(14)和空气阀(2)关闭，集进阀(5)和进气阀(11)开启，气体从进气道(4)通过进排气通道和进排气通道进入气缸，内燃机进入进气状态。
图12d所示进气结束，气门(9)、气门(12)和集进阀(5)关闭，空气阀(2)和回收阀(19)开启，空气从空气通道(1)进入，随同进排气通道(13)内的燃料通过回收通道(20)进入内燃机的进气系统；图12e所示回收结束，进气阀(11)、空气阀(2)和回收阀(19)关闭。
权利要求
1.一种内燃机的配气机构的气缸盖，所述的气缸盖包括气门、进气道和排气道，其特征在于所述气缸盖具有分层结构，下层包括气门；中层通过气缸盖体分隔有左部的空气通道和右部的回收通道，其中空气通道中带有空气阀，回收通道中设有回收阀；上层包括左部的进气道和右部的排气道，其中进气道中设有进气阀，排气道中设有排气阀，在其中部形成有进气、排气公用的进排气通道。
2.如权利要求1所述的一种内燃机的配气机构的气缸盖，其特征在于气缸盖包括一个进排气通道，进排气通道内设置有隔板，气缸盖包括一个气门，进排气通道内设置有从动隔板，气缸盖包括一个进排气通道和一个气门，进排气通道设置有隔板和从动隔板。
3.如权利要求1所述的一种内燃机的配气机构的气缸盖，其特征在于所述进排气通道是进、排气的共同通道，气门口是进排气通道气缸端的端口；空气通道与进排气通道相通，空气通道内设置有第一空气阀和第二空气阀，第一空气阀为切断阀，第二空气阀为止回阀；空气通道在扫气和回收第一进排气道和第二进排气道内的燃料时开启使空气通过，其余时间关闭；回收通道与进排气通道相通，回收通道内设置有第一回收阀和第二回收阀，第一回收阀为止回阀，第二回收阀为切断阀，回收通道在气门关闭后至下一个工作循环的排气前开启，其余时间关闭。
4.如权利要求1所述的一种内燃机的配气机构的气缸盖，其特征在于在进气结束至下一个工作循环的排气前，空气阀和回收阀分别使空气通道和回收通道开启，使进排气道内的燃料随同空气通道进入的空气通过回收通道进入内燃机的进气系统，再随同进气系统的气体进入气缸进行燃烧。
5.如权利要求1所述的一种内燃机的配气机构的气缸盖，其特征在于进气阀(7)和进气阀(11)分别介于进气道(4)与进排气通道(8)和进气道(4)与进排气通道(13)之间，并分别控制着相应进排气通道的进气过程；排气阀(10)和排气阀(14)分别介于排气道(17)与进排气通道(8)和排气道(17)与进排气通道(13)之间，并分别控制着相应进排气通道的排气过程；集进阀(5)设置于进气道(4)与进排气通道(8)和进排气道(13)之间；集排阀(15)设置于排气通道(17)与进排气通道(8)和进排气通道(13)之间；进气阀(11)选用为切断阀。
6.如权利要求1所述的一种内燃机的配气机构的气缸盖，其特征在于气缸盖包括一个气门，在进、排气期间，气门始终开启着；气缸盖或者包括多个气门，在进、排气期间，气门始终开启着或气门分时段开启或部分的气门始终开启着，其余部分的气门分时段开启。
7.一种内燃机的配气机构，包括气缸盖和气门驱动装置，所述的气缸盖包括气门、进气道和排气道，气缸盖的气门位于气缸内部的活塞的上方，气门驱动装置与气缸上的气门相连，其特征在于所述气缸盖具有分层结构，下层包括气门；中层通过气缸盖体分隔有左部的空气通道和右部的回收通道，其中空气通道中带有空气阀，回收通道中设有回收阀；上层包括左部的进气道和右部的排气道，其中进气道中设有进气阀，排气道中设有排气阀，在其中部形成有进气、排气公用的进排气通道。
8.如权利要求7所述的一种内燃机的配气机构，其特征在于所述气门驱动装置为电磁气门驱动，即EVA，或为具有配气凸轮的驱动机构。
9.如权利要求7所述的一种内燃机的配气机构，其特征在于气门驱动装置为驱动气门以持续式工作的配气凸轮，驱动气门的开启时间所对应的曲轴转角为γ+360°+β；或者气门驱动装置为驱动气门以断续式工作的配气凸轮以驱动气门以持续式工作的配气凸轮的凸起部分为基础切截有小凸起，其与气门的启闭过程相对应；或者气门驱动装置为持续式凸轮和断续式凸轮相结合，以驱动气门以兼容式工作。
10.一种实现上述内燃机的配气机构的方法，其特征是在气缸盖中设置进、排气阀，对进、排气气流起分配作用，气门只对内燃机压缩行程的压缩过程和作功行程的作功过程起密封作用，在进、排气期间，气门口可全部或尽可能全部开启着，以增大进、排气流通面积，减小进排气阻力。
全文摘要
本发明公开了一种内燃机的配气机构及其气缸盖和其实现方法，配气机构的气缸盖包括气门、进气道和排气道，所述气缸盖具有分层结构，下层包括气门；中层通过气缸盖体分隔有左部的空气通道和右部的回收通道，其中空气通道中带有空气阀，回收通道中设有回收阀；上层包括左部的进气道和右部的排气道，其中进气道中设有进气阀，排气道中设有排气阀，在其中部形成有进气、排气公用的进排气通道。其可以减小进、排气阻力，并可进行扫气。
文档编号F01L9/04GK1598278SQ20031012001
公开日2005年3月23日 申请日期2003年11月28日 优先权日2003年11月28日
发明者王洪泽 申请人:王洪泽