[发明专利]内燃机二重气门机构

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机构造技术，尤其是涉及内燃机配气机构。

背景技术

内燃机气门机构是用于满足气缸内气体高压作功，低压换气需要的机械装置，现有内燃机的气门机构都没有区分气缸高压与低压的不同工作环境，其进气门和排气门都布置在面积有限的气缸口上部，致使排气口和进气口只能分占部分面积，气缸换气截面积无法大幅度增加，其排气门和进气门先后接替开闭，使气门换气截面积的时间积分无法显著增加，限制了内燃机功率的进一步提升和泵气功耗的进一步降低。

发明内容

本发明的目的是为克服现有内燃机气门机构的上述不足，提出二种内燃机二重气门机构技术方案：内燃机二重自动气门机构与内燃机二重旋转气门机构；该二种方案都可以最大限度地增加气缸换气截面积及其时间积分，因而可以明显提升内燃机功率，降低泵气功耗和排放，并且还能优化可变气门控制技术。该二种方案的共同之处是它们都只用一个气缸气门组作为第一重气门密封气缸承受气缸气体高温高压，其气缸气门最大升程所对应的活塞顶部大凹坑，与喷油嘴正对的活塞顶部连通大凹坑的小凹坑构成优良的主、副燃烧室；其气缸气门用一次升降替代现有内燃机进气门和排气门的两次升降，可适度降低气缸气门速度的同时大幅增加气缸换气效率。该气缸气门组的致动机构与现有内燃机气门致动机构相似。所述二种内燃机二重气门机构技术方案的第二重气门机构分别是：自动气门机构与旋转气门机构，它们分别与第一重气门机构组成内燃机二重自动气门机构和内燃机二重旋转气门机构，它们适用于缸内直喷内燃机。二重自动气门机构适用于高速内燃机，二重旋转气门机构适用于多功况内燃机。

所述内燃机二重自动气门机构包括有进气管，排气道，总气道，进气门组，进气门控制齿轮组，排气门组，气缸气门组。所述进气管，排气道和总气道在气缸盖中构成气道三通。进气管连通总气道，排气道一端连通总气道，一端连通排气管，总气道连通气缸。进气门组是控制进气管与总气道之间气流通断的唯一阀门，排气门组是控制排气道与总气道之间气流通断的唯一阀门，气缸气门组是控制气缸与总气道之间气流通断的唯一阀门。进气门组布置在进气管中，排气门组布置在排气道中，气缸气门组布置在总气道中。当总气道气压大于排气道气压时，排气门开启，反之则关闭；当进气管气压大于总气道气压时，进气门开启，反之则关闭。进气门组和排气门组都不承受气缸气体工作时的高温高压，可以采用轻质材料气门，用现有技术设计良好的润滑系统和冷却系统，进气门和排气门水平运动只需克服自身惯性力，所耗能量极小。所述进气门控制齿轮组包括进气门升程控制齿轮、中间齿轮、驱动齿轮及其致动机构，进气门升程控制齿轮内齿圈与固定在进气管外侧端上的丝杆相啮合，旋转升降用以控制进气门开度，中间齿轮啮合相邻的两个进气门升程控制齿轮，驱动齿轮驱动中间两个与其啮合的进气门升程控制齿轮可以调节内燃机全部进气门升程控制齿轮，它用以替代节气门调节气缸进气量，比现有可控气门技术更为简单实用。为了降低进气门和排气门冲击力形成的噪音并产生反弹效应，在所述进气门套及排气门套的两端各安有一个缓冲弹垫。所述气缸气门组构造及致动机构与现有内燃机的配气机构相似，不同之处在于它只用一个气门实现气缸的密闭和换气功能，它在气缸排气行程和进气行程都始终处于开启状态，在气缸压缩行程和作功行程始终处于密闭状态。所述气缸气门的直径只受气缸直径和喷油嘴及火花塞位置制约，可以最大限度增加气缸通气截面积，提高气缸充气率，并有利于产生很强进气滚流使燃料充分燃烧，使内燃机功率能有明显提升。