[发明专利]一种筒式进排气装置及内燃机缸盖

说明书

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，尤其涉及一种筒式进排气装置及内燃机缸盖。

背景技术

内燃机包括缸盖和缸体，缸盖、缸体和活塞形成密闭的气缸，活塞可在缸体内往复运动，活塞带动曲轴旋转，为外部设备提供动力。内燃机的工作过程包括进气、压缩、做功和排气四个行程。

进气行程时，活塞在上止点，进气门开启，排气门关闭，气体经进气门进入气缸。压缩行程时气缸内气体受到压缩，压力增高，温度上升。做功行程时，在压缩上止点前喷油或点火使混合气燃烧产生高温、高压推动活塞下行并做功。排气行程时活塞推挤气缸内废气经排气门排出。

实际上，进气门在上止点前即开启，以保证活塞下行时进气门有较大的开度。这样可在进气过程开始时减小流动阻力减少吸气所消耗的功同时也可充入较多的新鲜充量。当活塞在进气行程中运行到下止点时由于气流惯性新鲜充量仍可继续充入气缸，故使进气门在下止点后延迟关闭。排气门也在下止点前提前开启，即在膨胀做功行程后部分即开始排气。这是为了利用气缸内较高的燃气压力，使废气自动流出气缸从而使活塞从下止点向上止点运动时气缸内气体压力低些，以减少活塞将废气排挤出气缸所消耗的功，但这样也减少了做功的行程。

目前，内燃机的配气系统包括安装在缸盖上的进气门、排气门、弹簧和凸轮轴等部件。进气门和排气门由弹簧支撑，凸轮轴的旋转控制进气门和排气门的开闭。凸轮轴的旋转由内燃机的曲轴带动，凸轮轴的旋转轴为实心，带动凸轮旋转时，由于其结构复杂、质量大、摩擦阻力等因素，使得其消耗的能量很大。由于气门不断的开闭，对弹簧的性能也有很高的要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明期望提出一种筒式进排气装置及内燃机缸盖，舍弃凸轮轴、弹簧等进排气元件，利用外筒和内筒的配合，实现内燃机进排气的控制，减轻进排气装置的重量，提高内燃机的效率和性能。

本发明首先提供一种筒式进排气装置，包括外筒、内筒和驱动轴；

所述外筒为一端开口的筒状，所述外筒上设有外筒进气孔组和外筒排气孔组；

所述内筒为筒状，可旋转的安装在所述外筒的空腔内，所述内筒上设有内筒进气孔组和内筒排气孔组；

所述内筒进气孔组的扫掠面与所述外筒进气孔组有重叠，所述内筒排气孔组的扫掠面与所述外筒排气孔组有重叠；

所述驱动轴连接所述内筒，驱动所述内筒旋转。

其次，本发明提供一种内燃机缸盖，用于内燃机的进排气，包括盖体和筒式进排气装置；

所述盖体上设有空腔，还设有与所述盖体的空腔连通的进气孔和排气孔，底部设有与所述盖体的空腔连通的进缸气孔和出缸气孔；

所述筒式进排气装置为上述的筒式进排气装置，所述外筒可旋转的安装在所述盖体的空腔内；

所述外筒进气孔组与所述盖体的进气孔连通，所述外筒进气孔组的扫掠面与所述进缸气孔重合；所述出缸气孔与所述外筒排气孔组的扫掠面重合，所述外筒排气孔组与所述盖体的排气孔连通。

本发明中，“扫掠面”是指气孔旋转时是扫过的环形面。“有重叠”是指可以完全重叠，也可以部分重叠，如所述内筒进气孔组的扫掠面与所述外筒进气孔组有重叠，意思为当内筒进气孔组旋转到外筒进气孔组所在的角度时，内筒进气孔组与外筒进气孔组连通，但二者可以仅部分面积重合，使得进气面积截面可调。所述外筒进气孔组的扫掠面与所述进缸气孔重合，是指当外筒进气孔组位于所述进缸气孔的角度时，二者可完全连通，当外筒进气孔旋转一定预定角度后，进缸气孔被外筒关闭。

作为本发明优选的方案，所述外筒进气孔组包括外筒进气流入孔和外筒进气流出孔，所述外筒排气孔组包括外筒排气流入孔和外筒排气流出孔，所述内筒进气孔组包括内筒进气流入孔和内筒进气流出孔，所述内筒排气孔组包括内筒排气流入孔和内筒排气流出孔；

所述外筒进气流入孔与所述盖体的进气孔连通，所述内筒进气流入孔的扫掠面与所述外筒进气流入孔有重叠，所述内筒进气流出孔的扫掠面与所述外筒进气流出孔有重叠，所述外筒进气流出孔的扫掠面与所述进缸气孔重合；

所述外筒排气流入孔的扫掠面与所述出缸气孔重合，所述内筒排气流入孔的扫掠面与所述外筒排气流入孔有重叠，所述内筒排气流出孔的扫掠面与所述外筒排气流出孔有重叠，所述外筒排气流出孔与所述缸盖的排气孔连通。

对于多缸的内燃机，所述外筒上设有多组外筒进气孔组和外筒排气孔组，所述内筒上设有多组内筒进气孔组和内筒排气孔组。每个内燃机的气缸均配置相应的外筒进气孔组、外筒排气孔组、内筒进气孔组、内筒排气孔组，使得各个气缸之间的进排气可分开工作，不受其他气缸的影响。