[发明专利]四行程六动作引擎的汽缸盖构造

说明书

技术领域

本发明涉及一种四行程引擎。

背景技术

引擎是近年以来所有动力的重要来源，而它的主要作用原理是把矿物中的石油，转换成动力的一种机械构造，当今社会作为人类的交通工具，如汽、机车的使用上更为普遍，但因近来石油的价格不断的翻扬，直到令人难以忍受的阶段，所以对于引擎能源效率的提升，实是世人所共同关注的工作。

现今所见的引擎大概可分为二行程与四行程引擎，二行程引擎因污然问题严重，渐被四行程引擎所取代，对于四行程引擎其构造大约可分为：汽缸本体(包含：曲轴、汽缸、连杠、活塞、油底壳……)、汽缸盖(包含：吸气门、排气门、吸汽阀，排气阀、吸排气凸轮轴……)、冷却系统(包含：水泵浦、水箱、风扇……)、燃烧系统(包含：油箱、油泵浦、点火设备……)。

引擎作用的原理都可分成吸气、压缩、燃烧、排气四个活塞动作行程，四行程引擎即是把以上的四个活塞行程，由活塞上下各两来回才完成，也就是曲轴旋转两圈。而二行程引擎即是以上四个汽缸行程，活塞只上下来回一次即可完成，也就是曲轴只要旋转一圈即可完成了。

大部分引擎的汽缸顶部，也就是传统上称为汽缸盖，有两洞与有两个气门，其中一个称为空气进气门，它允许空气或油料蒸汽和空气的混合体进入汽缸。另一个称为排气门，它允许燃烧过的气体排出汽缸。这两个气门只有部分时间打开，其余时间由〔进气〕和〔排气〕两个气门阀关闭着，气门阀是恰能适合此二孔的金属塞，当气门阀移进气门底座时，它封紧气门。当阀被推移开气门时，即把气门打开了。

而控制阀门的即是凸轮轴，凸轮轴的转动一般都是由曲轴以时规皮带同步运动的，曲轴旋转一圈时，凸轮轴只旋转半圈。

为了让读者更了解传统引擎四个完整的循环，请参阅图1到图4，图1是吸气行程的工作图，当活塞下由连杠18被曲轴20带动而往下移动时，汽缸盖26A中的吸气阀13被吸、排气阀摇臂31往下推开，而吸、排气阀摇臂31，则是被吸、排气阀凸轮轴15往上顶起，因吸气阀13被汽阀座22所固定着，而把气缸17形成真空，大气压力使空气(柴油引擎)或是燃料混合气(汽油引擎)从吸气口11，进入真空的气缸17，当活塞到达最低点(下死点)时，吸汽阀13成为关闭状态，此时汽缸上部尾端是封死密闭的。

图2是压缩行程的工作图，当活塞16经过下死点后，开始往上移动，空气(柴油引擎)或燃料混合气体(汽油引擎)被压缩到原来的八分之一体积(汽油引擎)或更少(柴油引擎)。

图3是燃烧行程的工作图，在活塞接近最高点(上死点)时，汽缸便由火花塞32产生火花(汽油引擎)，或是喷入燃料(柴油引擎)，引火点燃压缩空气中燃料混合气，此时活塞16即被燃烧后的气体30从上死点开始往下移动，此混合气体的燃烧温度可达6000℉，如此高的温度带来的高压可达600PSI，这意味着压力推下活塞可以有400磅重的力，高压推下活塞16的力量，借着连杠18带动曲轴20，曲轴被迫转动而产生了动力。

图4是排气行程的工作图，在燃烧行程活塞接近下死点时，凸轮轴15与摇臂31的作用便把排气阀14打开(往下推离)，此时活塞16再度往上移动，燃烧后的气体30经过排气口12排出当活塞16接近上死点时，排汽阀14关闭，等到活塞通过上死点时，吸汽阀13打开，活塞继续下降，则另一个进气行程发生，并且全部动作：吸气、压缩、燃烧，和排气一再重复，当引擎运转时这四个动作不断的在引擎气缸里进行。

而吸、排气阀凸轮轴15的旋转一般是由曲轴20上的曲轴皮带轮21以齿形的正时皮带19以一比二的转速带动吸、排气阀凸轮轴皮带轮28旋转(请参阅图3)。

从以上的说明可以了解到引擎的运转原哩，但也发现到它存在着一些缺点：

容积效率未能有效提升，例如：某一汽缸容积为47立方英时(770cc)，若汽缸可以完全的充满，它将会有0.034盎司(0.964g)重的空气，但是当引擎在高速运转，则在进气行程时只有0.027盎司(0.765g)重的空气能够进入汽缸，这表示容积效率约为80％，有时引擎在高速时，可能只降到50％，也就是说，在高速运转时，汽缸只能(半充满)，这是什么引擎不能无限制增加速度与输出马力的原因之一，在高速时引擎呼吸困难，因“窒息”而无法产生更多的输出马力与速度。

废弃氧化氮的污染问题，当燃烧温度增加，也就增加氧化氮(Nox)的行成，为了有清洁的空气，并符合国家规定的标准，就必须降低燃烧的温度，也就是引擎压缩无法提高的主要原因。