专利名称：可调风扇旋转阀门内燃机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于活塞式内燃机的技术领域，即提供一种带有特殊配气系统的活塞式内燃机。
四冲程活塞式内燃机是当今工业和交通运输业所普遍应用的动力机械。这种内燃机自它问世以来，至今在整体布局上尚无重大的改变。已公知的四冲程活塞式内燃机的配气系统不能满足在特殊状态下汽缸对空气的需要，因而不可能在一个恒定的动力输出下工作。正如美国学者泰勒在其所著的《内燃机》一书中所指出的传统的往复阀门是制约动力输出的主要因素，它达不到理论的气门运动的水平。
本实用新型的目的是提出一种高效率的四冲程活塞式内燃机的设计方案，其着重点在于改正传统的往复阀门，从而使内燃机的配气系统的结构更为合理。
本实用新型所提供的高效率的四冲程活塞式内燃机是一种可调风扇旋转阀门内燃机，它由汽缸、活塞、火花塞(或喷油嘴)和配气系统等部件所组成，其特征在于配气系统由两个旋转式阀门和与阀门同轴转动的可调压缩比的风扇组成，其中(1)汽缸的进气口和排气口各形成一条圆形接触面同旋转阀成滑动密封的滑道，其两侧带有键槽；(2)两个旋转式阀门各有一个张角90°的开口，并有同汽缸进气，排气口键槽相配合的凸轮滑动密封面；(3)风扇处于旋转式阀门外侧，其与阀门连通的开口位于扇叶前方中心位置。
本实用新型所提供的可调风扇旋转阀门内燃机的结构如
图1所示。其工作原理即四个冲程示意图分别示于图2－5中，为了便于说明内燃机的工作原理，在图2－5中将进气阀和排气阀全都展开在同一个平面(纸面)上，而实际上该两个旋转阀系同轴安置在汽缸上方之一侧的。图6为可调风扇的轴向剖视图；图7为可调风扇装配示意图；图8、图9分别为进气阀的径向投影图和轴向投影图；
图10为进气阀的径向(A－A)剖视图；
图11和
图12分别为排气阀的径向和轴向投影图；
图13为排气阀的径向(A－A)剖视图。在上述各图中，(1)操纵环；(2)轴承；(3)拉伸轴；(4)键槽；(5)连杆；(6)风扇曲柄；(7)风扇座；(8)风扇；(9)风扇连接进气阀开口；(10)风扇叶片；(11)进气阀密封环；(12)进气阀作功穴；(13)进气阀张角90°开口；(14)风扇连通排气阀开口；(15)排气阀二次燃烧排气喷咀；(17)排气阀作功穴；(18)档板；(19)排气阀张角90°开口；(20)外壳作功穴排气口；(21)润滑油管；(22)排气管；(23)汽缸进气口；(24)汽缸排气口；(25)动力输出轴；(26)火花塞(或柴油喷咀)；(27)旋转阀门轴；(28)外壳；(29)活塞曲轴箱；(30)飞轮罩；(31)旋板支架。
下面简略地叙述本实用新型的可调风扇旋转阀门内燃机的工作原理。如图2所示，当活塞越过上止点时，进气阀张角90°的开口(13)正对汽缸进气口(23)，而此时排气阀90°张角开口(19)刚好已越过汽缸排气口(24)位置，汽缸已完成排气冲程，进入进气冲程，在这一冲程中，进入缸体内的新鲜工质很快充满了缸体内的空间。这一冲程结束后(见图3)，随着活塞越过其下止点并依靠其惯性而向上运动时，此时进气阀开口业已转过汽缸进气口的位置，阀门都已关闭，内燃机进入压缩冲程(见图4)。当活塞上行接近其上止点时压缩冲程结束，火花塞(26)点火或喷油咀喷油，汽缸内的工质燃烧，内燃机进入膨胀、做功冲程，此时两上阀门仍然是关闭的。待活塞再次越过其下止点时(见图5)，排气阀张角90°的开口经过旋转270°后，此时开始同汽缸排气口对接，随着活塞由下止点向上运动，废气将从汽缸排气口径由排气阀开口排出，内燃机进入排气冲程。当活塞到达其上止点时，排气阀已转过360°，其张角90°的开口已经转过汽缸排气口对接位置，此时排气口通道关闭；而一旦活塞越过其上止点时，进气阀张角90°开口又开始同汽缸进气口对接，将新鲜工质输入汽缸中，内燃机又重新进入进气冲程(图2)。当内燃机完成上述一个循环之后，进气阀和排气阀相应旋转一周，由于进气阀和排气阀的开口张角为90°，因而在一个循环中即360°范围内进气阀和排气阀仅各有1／4周期时间使其开口同汽缸进气和排气口通道相对接，在设计中进气阀和排气阀系同轴的，且进气阀张角90°开口比排气阀张角90°开口偏后一个限角(90°)，即排气口先开、先关；进气口后开、后关，实现了理想的直流非对称换气。本实用新型所提供的四冲程活塞式内燃机由于在进气阀的排气阀外侧同一旋转轴上各加安了一个可调压缩比的风扇，进一步强化了进气、排气效果。风扇与阀门连通的开口在中心位置，同进气阀连通的风扇与同排气阀连能的风扇的扇叶安装角度相反，即一个向进气阀内送气，一个由排气阀向外排气。在进气阀和排气阀旋转阀芯外沿非开口位置设置了若干个作功穴(12)、(17)，内燃机膨胀作功时，在驱动活塞的同时，通过上述作功穴同时也驱动进气阀和排气阀旋转。上述作功穴同进气阀、排气阀开口互不连通，进入作功穴的废气只能由外壳作功穴排气口(20)排出。风扇的调节机构则由操纵环(1)、轴承(2)、拉伸轴(3)、连杆(5)和风扇曲柄(6)组成。当风扇旋转时，只要推动不随主轴旋转的操纵环(1)，则通过轴承(2)必然带动可在键槽(4)中滑动并旋转的拉伸轴(3)，并经由连杆(15)作用到风扇曲柄(6)上，从而使风扇叶片(10)作倾斜动作，以改变其压缩比，调节阀门的进气和排气速率。
本实用新型所提供的可调风扇旋转阀门内燃机同现有的四冲程活塞式内燃机相比，其最大优点是提高了内燃机排气换气过程的效率，从而强化了燃烧过程，并以旋转阀门代替了传统的往复式阀门，可使内燃机大为减小噪声和污染，从而可望提供一种高效能、无噪声、无污染的四冲程活塞式内燃机。
本实用新型的最佳实施例如下如
图1和图6－13所示，
图1所给出的是单活塞四冲程内燃机。从
图1中可见本实用新型所提供的内燃机，其汽缸、活塞、飞轮曲轴箱和输出轴同现有四冲程活塞式内燃机基本相同，所不同的在于在汽缸一侧安置有由可调压缩比风扇和与它同轴的旋转式进气、排气阀门组成的配气系统。配气系统的总装图可见图7，图7中进气阀和排气阀居中，其外侧各有一个可调风扇。可调风扇由风扇曲柄(6)、风扇座(7)和扇叶(8)组成，曲柄上挂有连杆(5)，通过连杆与由操纵环(1)、轴承(2)、可拉伸轴(3)、键槽(4)所组成的风扇调节机构相连接。风扇前方面转轴周围有圆环形进气口(9)同进气阀进气口(13)螺旋形通道相通。进气阀张角90°开口呈喇叭状，其根部呈螺旋形，进气阀外沿开有若干个作功穴(12)(见
图10)，进气阀和汽缸之间为滑动密封。从另一侧看，风扇连接排气阀，排气阀风扇和进气阀风扇呈对称安置。排气阀张角90°的开口(19)也呈喇叭形，其根部逐渐缩小并通过中心开口同排气风扇相通。与进气阀不同之处在于排气阀开口(19)处另安有档板(18)，它起改变从排气阀一次燃烧排气喷咀(16)排出的燃气方向的作用，使燃气反回到叶片(10)上然后从排气管(22)中排出(见
图13)。排气阀的周沿也开有若干个作功穴(17)，其作用与进气阀作功穴相同。
权利要求1.一种可调风扇旋转阀门的四冲程活塞式内燃机，它由汽缸、活塞、火花塞和配气系统等部件所组成，其特征在于配气系统由两个旋转阀门和与阀门同轴转动的可调压缩比风扇(8)所组成，其中a)汽缸的进气口(23)和排气口(24)各形成一条圆形接触面同旋转阀门开口(13)、(19)成滑动密封配合的滑道，其两侧带有键槽；b)两个旋转阀门各有一个张角90°的开口(13)、(19)，并有同汽缸进气、排气口(23)、(24)键槽相配合的凸轮滑动密封面；c)风扇处于旋转阀门外侧，其与阀门连通的开口位于扇叶(10)前方中心位置。
2.按权利要求1所述的内燃机，其特征在于所说的进气阀和排气阀旋转阀芯外沿非开口位置设置了若干个作功穴(12)、(17)。
3.按权利要求1所述的内燃机，其特征在于所说的风扇另安有由操纵环(1)、轴承(2)、可拉伸轴(3)、键槽(4)、连杆(5)和风扇曲柄(6)组成的调节机构。
专利摘要一种可调风扇旋转阀门的四冲程活塞式内燃机，其特征在于内燃机配气系统内由两个旋转阀门与阀门同轴转动的可调压缩比风扇所组成。所说的进气阀和排气阀旋转阀芯外沿非开口位置设置了若干个作功穴，风扇另按有调节机构，由于以旋转阀门代替了往复式阀门，还可使内燃机工作时，大大减小其噪声和污染。
文档编号F01L7/02GK2059682SQ89209339
公开日1990年7月25日 申请日期1989年7月14日 优先权日1989年7月14日
发明者刘烈计 申请人:刘烈计