专利名称：活塞发动机通用点火触发平台系统的制作方法
技术领域：
活塞式内燃发动机汽缸的点火，按照曲轴旋转的圆周相位角来说，需要有一定的提前角，即，油气混合气需要在活塞到达上止点之前的某一时刻被点燃，使混合气有时间充分燃烧，从而使发动机发出最佳效力。提前角是可以计量的，并且是必须加以管理的。提前角本身只是是ー个位置概念，但在实际使用中，它的表达载体一般是ー个具有一定自身延展长度的导磁体，被安装或焊接在与曲轴同步转动的零件或装置上，通常称之为“触发平台”，用以与触发器构成感应曲轴旋转相位的传感系统(然后给点火器发出点火信号)，见附
图1。于是，对于点火提前角的管理通常就有两方面内容，一，触发平台前沿(迎触发器的那条边)在曲轴旋转圆周上的具体相位角度，即通常所说的“点火提前角”是多少；由于这个角度描述触发平台与其转动载体之间的外部相对位置，所以本人也简称之为触发平台的“外角”。ニ，触发平台自身的长度是多少，这通常也用角度来表示，一般叫做“触发角(或叫“触发区间”，它对于现代流行的自动或半自动进角控制装置是有意义的平台前沿只触发进角 控制器的控时起始时刻而并不直接触发汽缸点火，进角控制器通过计算来动态地控制实际点火时间，从而实现点火提前角的动态调空)。由于这个角度描述触发平台自身的内部參量，本人就简称之为“内角”。本发明专利要说的“通用点火触发平台系統”，是ー种管理内、外角的装置，但同时它还能管理迄今为止人们尚未顾及到的另外三方面内容。
背景技术：
在具体エ艺上，触发平台一般就是ー小块具有特定长度的磁铁或导磁金属，通常被焊接在一个与曲轴同步转动的零部件上，比如外磁式发电机的转子外売，见附图1，螺旋桨桨箍，见附图2，或者直接就在曲轴上，等等，即一次性永固安装。这样做，在试图进ー步优化点火内、外角时就带来了问题。一，如果需要调整改变触发平台的内、外角，就得把已经焊好的金属片拆卸下来(实际上几乎是不可能的)，找好新的角度位置后再重新焊上去。自动进角装置只是在已有的前沿触发下工作，而无法改变现有的前沿位置。而对于像发动机反转这样的顺理成章的要求来说，即便是内、外角角度数都不变，提前角也因为与正转时相对于上止点是对称关系——还是需要调变触发平台安装位置——区区反转就变成可望而不可即的事情。就更不用说，即便是用强力手段把触发平台拆卸下来，调变了内、外角，但是，如何准确地确定角度调变量，则又成了问题，因为缺乏任何直接的现场依据，见附图3。显然，一，触发平台如果能够用像螺丝刀这样的简易工具就可以手动随意装卸、调整，而不依赖于像焊接等的一次性永固安装手段和像切割等的破坏性拆卸手段，来无障碍、无损伤地调整和改变内、外角，并且，如果需要的话还能够按照原样原址重复按扎安装，就好了。ニ，如果触发平台的载体零件上有角度刻度，让使用者可以直接观察和读取各个角度值与变化量，就好了。而能够轻松满足包括正、反转变换时的内、外角调变，和设置在触发平台现场的角度读数体系，就是本发明所要解决的新的三大方面问题中的两个。而在ー个更高的层面上，设计和制造出这样的调角变角装置，则已经成为ー种明确的需求。本人设计开发了ー个小型发动机系列，设计理念是，将发动机本机(见附图4)结构设计得十分还原、通用，以至于，它不为任何特定外部通用装置(发电系统、电启动系统、減速系统、联轴器、化油器，等，当然还包括本专利的“通用点火触发平台系统”和相应的触发器)牺牲任何结构，从而使这台本机便干与相应的外设实现多种搭配，就像拼积木那样，进ー步构成不同的机型配置，比如，直驱版(曲轴直接驱动)，见附图5，減速版，见附图6，串联版，见附图7，等等。这样做的结果是，明明仅有一台本机，却可以构成ー个“发动机系列”，充分体现机型开发的深度。就小型发动机而言，这种设计理念迄今为止在世界上尚无人实现。因为，这种设计理念给相关零、部件设计带来巨大困难，它要求所有外部零配件都要在不同版本(乃至下面要讲到的不同“机型”)之间通用，而不是针对每个版本都单独设计开发出一套零件来。本发明的“通用点火触发平台系統”，就是这种设计理念的产物之一。而解决在不同版本、不同机型之间点火触发平台的通用性问题，则是本专利在解決“正、反转”和“调角刻度”之外，所要解决的第三方面新问题。具体说，在本人的小发动机系列当中，由于结构设计的“还原性”要求，触发器在直驱版和減速版上的安装位置就相差90度，仅此就要求触发平台变换安装位置；而在串联版
中，前机是正转后机是反转，并且，前机带减速器而后机不带——需要触发平台在相对于上止点対称的前提下又要差开90度……而本人开发的发动机，基于汽缸换气量的不同，仅所谓“本机”就有210cc、220cc、275cc、306cc等4个机型。也就是说，在4个机型、各3个版本、各2个转向的24种情况下，所需的内外角角度各不相同……但是，本人仅用这ー套装置就把所有问题ー并解决了，并且是简单、轻便、实用。
发明内容
触发平台金属块的大小是死的，这限制了内角的调变；这个金属块又焊死(直接或间接地)在了曲轴上，这限制了外角的调变；而触发平台的载体在不同的机型、版本和转向之间又互不通用，又限制了跨机型、跨版本、跨转向变换……三个层面的问题都源于ー个“死”字。但这同时也就提示了解决的办法。本人设计了ー个通用旋转载体，并在上面增设了角度刻度，定义好了对准上止点的“0”度，构成ー个通用的“载体盘”，见附图8 ;又设计了一个可以在载体盘上随意装卸并可以准确定位的“触发块”，见附图9，又可以根据机型实际情况，随意制作出具有不同内角宽度的触发块，从而实现内角的分段调变。一共两个零件，就构成了一个灵活、轻便、准确的通用点火触发平台系统，见附图10。实际使用情况请看附图
11。它可以无障碍地，对内、外角进行无级连续手动调变，可以无障碍地在不同机型、不同版本和不同转向之间变换使用，从而使发动机相关结构与性能得到了最大限度的优化。总结起来，这个“通用点火触发平台系統”，把内、外角的调变统一起来，把在不同机型、不同版本、不同转向之间的变角操作统一起来，把变角操作与精确读数统一起来，把调变操作的准确可靠与灵活轻便统一起来，从而在多层面多角度构成了它的新颖性，以至于，像点火角的“内、外角(在自动进角装置之前)的连续无级调变”、“在不同机型、版本、转向之间通用”，以及“调变过程刻度化”等等的命题，都是从来没有被探讨过的。而它的新颖性还在于，尽管这种种新命题涉及多层次多角度内容，关系错综复杂，却仅仅复杂在我的一次设计上，而在零件制作上却十分简单——都是铸件(不需要复杂的机械加工)；而整机的安装、装配以及用户的使用，由于我作为生产方将给出相对于不同机型、版本、转向应该把触发块安装在载体盘的什么角度位置上的导引表格，外加仅仅一把螺丝刀，就可以轻松搞定，也将成为一个新的体验。
而对于那些对发动机感兴趣、肯动脑筋、有动手能力，甚至是有些发动机知识的用户，比方说摩托车爱好者、动カ伞飞行爱好者和轻型飞机爱好者等，更是可以不需要參照我的表格就可以自己搞定的。我在开发自己的发动机过程中，浏览搜集了大量关于爱好者自制或改装发动机方面的资料，其中有一大部分是关于探索如何优化触发平台位置和大小的，见附图3，12、13，他们的奋发图强精神让我感动，但是他们手头能够操作的东西却是如此的粗糙和简陋，这又让我感到心酸不已。这提示我这里有工作可做，并且针对性非常強、实用性非常明确。不必多说，我的发明的各项新颖性展示了一系列人们不曾探讨过的特点、优点，那么，本人把它用简单的机构赋予实现，就肯定会给这些肯于探索却无从着手的人们一系列前所未有而又大有作为的施展空间！简单地说，以往的触发平台让这些人ー筹莫展，但是本发明确可以让他们把发动机的性能发挥到极至。这种前所未有的实用性体验其本身，就是本发明新颖性的延展。而对于那些很少或完全没有发动机知识的人，我通过这个简单明了的机构和ー个轻松准确的操作过程，就能让他们可以直观、深刻，深入浅出地了解和认识发动机点火提前角的概念，了解和认识触发器/触发平台的功能与作用，了解它们 对于发动机性能的影响与贡献……把原本深奥难行的“专业知识”变成了浅显易懂的科普知识，这可能是本发明在另ー个层面上的实用性吧。因为，我本人就是在小学參加航空模型小组活动时受到启蒙，树立了对科学的兴趣、锻炼了自己的动手能力，而成长起来的。也正因此，我懂得提高和加深用户在产品中的介入度的重要性，因而它已经成为我的设计理念之一。跨转向的通用触发平台系统，精确分析，它有以下特点
1，活塞发动机汽缸点火的触发系统中，用以感应曲轴旋转相位角的触发平台，至少分解成载体盘和触发块等两个独立部分，构成ー个相对于曲轴完整而独立的触发平台系统，不论这两个或几个零件的几何外型与整体结构如何，或者由什么材料、采用什么エ艺来制造。2，这个触发平台系统在其外部关系上，只要与发动机曲轴之间能够实现可无损伤拆卸且原样再次安装，且其旋转相位与发动机曲轴之间具有明确的可換算、可识别的比例关系即可，而不论它们之间采用何种联接方式，直接的或间接的，螺栓或螺丝紧固、键配合、齿轮配合或各种压紧配合等等；也无论是1:1的同步关系还是减速或加速关系。3，在这个触发平台系统的内部关系上，只要载体盘和触发块之间具有明确的相互安装配对的关系即可，并且两者能够原样分离和原位再次安装，而安装装配以后能够相互获得明确的紧固与定位关系即可，不管是其自身具有磁性还是仅仅是导磁体，也无论这两个部分之间安装联接方式如何，螺丝、螺栓紧固还是楔块压紧等的手段，等等。4，在其外部关系的含义定义上，只要载体盘上有一个可以明确识别的、用以与活塞上止点相位构成明确相对关系的记号即可，不论它们之间的相对位置关系具体是多少度，也不论这个记号的几何形态是文字、字母、数字或图形等，其物理形态是凸起还是凹陷，
坐坐寸寸。5，在其内部关系的含义定义上，只要触发块在载体盘上可以找到两个或两个以上的、可以明确辨认和区分的安装位置即可，而不论这两个位置之间相隔多远或者多近。6，在载体盘上，只要有一个明确可以辨认的圆周向刻度体系，且把载体盘上的上止点记号纳入在其中即可，而无论这个刻度体系是否以载体盘上的这个上止点记号为“0”基准；也无论刻度体系中的各刻度记号的几何形态是文字、字母、数字或图形等，其物理形态是凸起还是凹陷，等等，也无论这个刻度体系的计量单位与进位制是自定义的还是科学进位制。7，触发块上必将能找到ー个面与触发器构成触发关系即可，触发面所占据的相位角度，就是触发平台的触发角；而无论这个触发面具有如何的几何特性，如是平面还是柱面或者锥面等；也无论触发角具体有多大。8，可以通过制备不同的触发块来拥有不同的触发角；可以通过在通用点火触发平台系统上更换不同的触发块来实现触发角的分段可调，无论各个触发块触发角之间差别如何大或小，以及触发块如何制作。9，这个触发平台系统适用于各种活塞式发动机即可，而无论发动机是几冲程，有几个汽缸，换气量多少，曲轴转向如何、直径多大，以及发动机是否用于陆上、水上/水中或空中运载器上，等等。
权利要求
1.活塞活塞发动机汽缸点火提前角触发系统中，用以感应曲轴旋转相位角的触发平台，至少分解成载体盘和触发块等两个独立部分，构成一个相对于曲轴完全独立的触发平台系统，不论这两个或几个零件的几何外型与整体结构如何，不论采用什么材料、什么工艺来制造。
2.权利要求I中所说之点火触发平台系统，在其外部关系上，只要与活塞发动机曲轴实现无损伤拆卸且能原样再次安装，且其旋转相位与活塞发动机曲轴之间具有明确的可换算、可识别的比例关系即可，而不论它们之间采用何种联接方式，直接的或间接的，同轴或不同轴，螺栓或螺丝紧固、键配合、齿轮配合或各种压紧配合等等；也无论是I :1的同步关系还是减速或加速关系。
3.权利要求I中所说之点火触发平台系统，在其内部关系上，只要载体盘和触发块之间具有明确的相互安装配对关系即可，并且两者能够原样分离和原位再次安装，而安装后能够相互获得明确的紧固与定位关系即可，不管其自身是否具有磁性或仅仅是导磁体，也无论两者之间安装联接方式如何，螺丝、螺栓紧固还是楔块压紧等的手段，等等。
4.权利要求2中所说之点火触发平台系统，在其外部关系的含义定义上，只要载体盘上有一个可以明确识别的、用以与活塞上止点相位构成明确相对关系的记号即可，不论它们之间的相对位置关系具体这样，如多少度或多少毫米等，也不论这个记号的几何形态是文字、字母、数字或图形等，其物理形态是凸起还是凹陷，等等。
5.权利要求3中所说之点火触发平台系统，在其内部关系的含义定义上，只要触发块在载体盘上可以找到两个或两个以上可以明确辨认和区分的安装位置即可，而不论这两个位置之间相隔多远或者多近。
6.权利要求5中所说之点火触发平台系统中，触发块上只要能找到一个面与触发器构成触发关系即可，触发面所占据的相位角度，就是触发平台的触发角；而无论这个触发面具有如何的几何特性，如是平面还是柱面或者锥面等；也无论触发角具体有多大。
7.权利要求6中所说之触发块，可以通过制备不同的触发块来拥有不同的触发角；可以通过在通用点火触发平台系统上更换不同的触发块来实现触发角的分段可调，无论各个触发块触发角之间差别如何大或小，以及触发块如何制作。
8.权利要求5中所说之点火触发平台系统，在载体盘上，只要有一个可以明确辨认的圆周向刻度体系，且把载体盘上的上止点记号纳入在其中即可，而无论这个刻度体系是否以载体盘上的这个上止点记号为“O”基准；也无论刻度体系中的各刻度记号的几何形态是文字、字母、数字或图形等，其物理形态是凸起还是凹陷，等等，也无论这个刻度体系的计量单位与进位制是自定义的还是科学进位制。
9.通用点火触发平台系统适用于所有种类的活塞式发动机，而无论活塞发动机是几冲程，有几个汽缸，换气量多少，曲轴转向如何、直径多大，以及活塞发动机是否用于陆、还、空运载器上，等等。
全文摘要
活塞式发动机汽缸点火提前角，通常是由触发器系统中触发平台的具体安装位置或相位来决定的。因此，触发平台自身的大小和其所在精确位置的调变与优化，就成为提升发动机性能的重要潜力点。而在一机多型、一型多版的发动机系列开发当中，如何使得触发平台能够通用，也成为提高发动机开发深度，提高用户使用效率的重要因素。前者体现出对触发平台内部结构的通用性要求，后者体现的是其外部结构的通用性要求。而本发明的“活塞发动机通用点火触发平台系统”，则是把这两者又加以一揽子解决，从而使发动机结构设计与客户使用都超越了原有触发平台结构特点的羁绊，而去直接追求和实现发动机效率的极至挖潜。
文档编号F02P7/00GK102953896SQ20121047153
公开日2013年3月6日 申请日期2012年11月20日 优先权日2012年11月20日
发明者薛广振 申请人:薛广振