專利名稱：一種新型的四行程引擎構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種四行程引擎構(gòu)造。
現(xiàn)有的動(dòng)力引擎，大致有


圖1A所示之二行程引擎20及
圖1B所示之四行程引擎30兩種。其中二行程引擎20，是于進(jìn)氣口21附近設(shè)置化油器22，而化油器出氣端連接第1進(jìn)氣氣門23，該第1進(jìn)氣氣門23之末端接設(shè)于曲軸室24，該曲軸室24介以第2進(jìn)氣氣門25接設(shè)汽缸室28，曲軸室24與汽缸室28間設(shè)有由曲軸所連動(dòng)之活塞27，此外，前述汽缸室28設(shè)有排氣氣門26。
如前述構(gòu)成二行程引擎20是于進(jìn)氣同時(shí)實(shí)行排氣，因此效率較佳，而成為其一優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)為油氣無(wú)法有效利用，于排氣時(shí)會(huì)混合有油氣之不完全燃燒，以至于形成浪費(fèi)油料而造成嚴(yán)重的空氣污染，故已漸被后述四行程引擎30所取代。
而現(xiàn)行的四行程引擎，如
圖1B所示，除具有與前述二行程引擎20略同的進(jìn)氣口31、化油器32、曲軸室34、活塞37、汽缸室38與排氣口39外，于汽缸室38附近更具有一進(jìn)氣閥33與一排氣閥36及一連接曲軸室34與進(jìn)氣口31附近之管路的廢氣回收管30A，實(shí)行進(jìn)氣-壓縮-爆炸-排氣之四個(gè)行程。于進(jìn)氣階段關(guān)閉排氣閥36，而于進(jìn)行完壓縮及爆炸行程后，方打開(kāi)排氣閥36進(jìn)行排氣，此時(shí)進(jìn)氣閥為關(guān)閉的，因此進(jìn)入之油氣可被有效利用，不會(huì)混著廢氣被排出，對(duì)環(huán)保及提高油氣利用效率甚為有利。但因四行程引擎在做完進(jìn)、壓、爆、排四個(gè)行程時(shí)，曲軸必須旋轉(zhuǎn)二圈，不同于二行程引擎之一圈，因此二行程引擎是每圈均會(huì)有動(dòng)力行程產(chǎn)生，而四行程引擎是每二圈才產(chǎn)生一次動(dòng)力行程，所以在機(jī)械效率上四行程引擎比二行程引擎差。且其廢氣回收管30A之輸出端接設(shè)于化油器32前側(cè)，當(dāng)活塞37朝曲軸室34內(nèi)部下降時(shí)雖有壓縮作用，但其壓縮能被廢氣回收管30A與化油器32等之作用所消耗，而被減低許多，若能將活塞37下壓之壓縮能更有效地利用，相信能提高引擎動(dòng)力效能，但目前并無(wú)較簡(jiǎn)單的改良方法，除非是大幅度變更引擎構(gòu)造設(shè)計(jì)，但將大為提高成本。
此外，前述之二行程引擎20與四行程引擎30，其活塞是固定形態(tài)，因此于其各行程中，活塞與汽缸室及曲軸室的壁面摩擦甚大，如此將縮短該引擎系統(tǒng)之使用壽命。
有鑒于現(xiàn)行的二行程引擎及四行程引擎具有前述諸多缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能增高其動(dòng)力效率并降低改造成本的新型四行程引擎構(gòu)造。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案一種四行程引擎構(gòu)造，包括有接設(shè)于化油器輸出口之進(jìn)氣導(dǎo)管；接設(shè)于進(jìn)氣導(dǎo)管末端附近之曲軸室；設(shè)于曲軸室內(nèi)的推動(dòng)活塞用的曲軸連桿機(jī)構(gòu)；接設(shè)于曲軸室之汽缸室；設(shè)于汽缸室一側(cè)之進(jìn)氣閥；設(shè)于汽缸室另一側(cè)之排氣閥；接設(shè)于排氣閥之排氣導(dǎo)管；其特征在于于前述進(jìn)氣導(dǎo)管與曲軸室間設(shè)有曲軸室進(jìn)排氣導(dǎo)管；于進(jìn)氣導(dǎo)管與曲軸室進(jìn)排氣導(dǎo)管間設(shè)有第一逆止氣閥；接設(shè)于第一逆止氣閥而導(dǎo)向進(jìn)氣閥的儲(chǔ)氣管；于儲(chǔ)氣管適當(dāng)位置設(shè)有第二逆止氣閥。
本實(shí)用新型以一控制機(jī)構(gòu)實(shí)行以下四個(gè)行程，即(1)進(jìn)氣行程進(jìn)氣閥打開(kāi)將貯氣室內(nèi)之油氣導(dǎo)入汽缸室內(nèi)，同時(shí)活塞朝曲軸室退入而壓縮曲軸室內(nèi)之油氣使其沖過(guò)第二逆止氣閥而經(jīng)由儲(chǔ)氣管進(jìn)入汽缸室，此時(shí)第一逆止氣閥是關(guān)閉的；(2)壓縮行程進(jìn)氣閥門關(guān)閉，活塞壓縮汽缸室內(nèi)之油氣，同時(shí)第一逆止氣閥打開(kāi)，將來(lái)自化油器之油氣第一次導(dǎo)入曲軸室中；(3)爆炸行程第一逆止氣閥關(guān)閉，而汽缸室內(nèi)油氣點(diǎn)火爆炸，推動(dòng)活塞產(chǎn)生動(dòng)力并使活塞退入曲軸室內(nèi)壓縮前一行程進(jìn)入曲軸室內(nèi)之油氣，使其沖過(guò)第二逆止氣閥而儲(chǔ)存于儲(chǔ)氣管中；(4)排氣行程進(jìn)氣閥關(guān)閉，排氣閥打開(kāi)排出廢氣，同時(shí)第一逆止氣閥打開(kāi)又將來(lái)自化油器之油氣第二次導(dǎo)入曲軸室內(nèi)。
本新型藉由上述改良構(gòu)造及控制行程，使其進(jìn)氣量約為傳統(tǒng)四行程引擎之兩倍，因?yàn)榛钊巳肭S室兩次，形成二次壓縮曲軸室內(nèi)油氣，故約為兩倍，且進(jìn)氣時(shí)在進(jìn)氣閥前的氣體是處于高壓狀態(tài)而非傳統(tǒng)進(jìn)氣是以常壓方式進(jìn)氣，因此，本新型之進(jìn)氣功率耗損相對(duì)為低，所以可以得到較高的機(jī)械效率，又因?yàn)楦邏哼M(jìn)氣的結(jié)果，可將油氣混和比調(diào)至最低，采用最低的油氣混和比燃燒，因此可節(jié)省油料。故油氣的利用率大且產(chǎn)生動(dòng)力亦較大，廢氣的殘留油氣及有害氣體量較少；于排氣行程中同時(shí)進(jìn)氣至曲軸室，如現(xiàn)行之二行程引擎，故可增加曲軸室的散熱效果，所以機(jī)械效率較高，故為一綜合有前述二行程引擎及四行程引擎的所有優(yōu)點(diǎn)，但卻無(wú)該二者之缺點(diǎn)；且其壓縮比及動(dòng)力大小較現(xiàn)行四行程引擎為高，可認(rèn)為將四行程引擎之功能提高至極致，同時(shí)其改造工藝并不復(fù)雜，不會(huì)增加成本太多，故為一符合經(jīng)濟(jì)效益之四行程引擎改良構(gòu)造。
又，本實(shí)用新型中活塞可設(shè)置成自動(dòng)擴(kuò)張式活塞，可隨壓力大小而擴(kuò)張其活塞片。
藉由前述自動(dòng)擴(kuò)張式活塞，于小壓力行程時(shí)其面積較小，可減少活塞體與汽缸室壁面之摩擦，可延長(zhǎng)活塞及汽缸的使用壽命，而于壓縮、爆炸等大壓力行程，其活塞片自動(dòng)擴(kuò)張成與通常相同的面積，而可維持其功率，效果甚佳。
以下配合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施例。
圖1A為現(xiàn)有之二行程引擎的斷面圖。
圖1B為現(xiàn)有之四行程引擎的斷面圖。
圖2為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例之四行程引擎構(gòu)造的斷面圖。
圖3為圖2四行程引擎構(gòu)造之進(jìn)氣行程示意圖。
圖4為圖2四行程引擎構(gòu)造之壓縮行程示意圖。
圖5為圖2四行程引擎構(gòu)造之爆炸行程示意圖。
圖6為圖2四行程引擎構(gòu)造之排氣行程示意圖。
圖7為自動(dòng)擴(kuò)張式活塞的斷面圖。
圖8為V字形排列之復(fù)合式引擎的斷面圖。
圖9為對(duì)沖式復(fù)合引擎的斷面圖。
圖10為本實(shí)用新型之另一實(shí)施例圖。部分圖號(hào)說(shuō)明1是進(jìn)氣導(dǎo)管，2是曲軸室進(jìn)排氣導(dǎo)管，3、3A、3B是儲(chǔ)氣管，4是第一逆止氣閥，5是第二逆止氣閥，6、6A、6B是活塞，61、62是活塞片，63是基體，64是軸部，7是曲軸室，8、8A、8B是進(jìn)氣閥，9、9A、9B是排氣閥，10、10A、10B是汽缸室。
圖2所示為本實(shí)用新型四行程引擎改良構(gòu)造的斷面圖，在以下方面具有與現(xiàn)行四行程引擎大致相同的結(jié)構(gòu)接設(shè)于化油器輸出口之進(jìn)氣導(dǎo)管1、接設(shè)于進(jìn)氣導(dǎo)管1末端附近之曲軸室7、設(shè)于曲軸室7內(nèi)之推動(dòng)活塞6用之曲軸連桿機(jī)構(gòu)(未標(biāo)號(hào))、接設(shè)于曲軸室7之汽缸室10、設(shè)于汽缸室10一側(cè)之進(jìn)氣閥8、設(shè)于汽缸室10另一側(cè)之排氣閥9、接設(shè)于排氣閥9之排氣導(dǎo)管(未標(biāo)示符號(hào))；這些構(gòu)造之構(gòu)成與作用則與現(xiàn)行之四行程引擎大致相同，已說(shuō)明于前，在此不再贅述。
而本實(shí)施例之改良構(gòu)造是于前述構(gòu)成之四行程引擎中增設(shè)于進(jìn)氣導(dǎo)管1與曲軸室7之間設(shè)一曲軸室進(jìn)排氣導(dǎo)管2、于進(jìn)氣導(dǎo)管1與曲軸室進(jìn)排氣導(dǎo)管2之間設(shè)第一逆止氣閥4、接設(shè)于第一逆止氣閥4而導(dǎo)向進(jìn)氣閥8的儲(chǔ)氣管3、設(shè)于儲(chǔ)氣管3之適當(dāng)位置之第二逆止氣閥5。至于其所實(shí)行之四行程則分段敘述如下。
(1)進(jìn)氣行程如圖3所示，進(jìn)氣閥8打開(kāi)將儲(chǔ)氣管3內(nèi)經(jīng)壓縮(此壓縮作用是于此進(jìn)氣行程及爆炸行程產(chǎn)生，于后述)之油氣導(dǎo)入汽缸室10內(nèi)，同時(shí)活塞6朝曲軸室7退入而壓縮曲軸室7內(nèi)之油氣，使其沖過(guò)第二逆止氣閥5而經(jīng)儲(chǔ)氣管3進(jìn)入汽缸室10。
(2)壓縮行程如圖4所示，進(jìn)氣閥8關(guān)閉，活塞6壓縮汽缸室10內(nèi)之油氣，同時(shí)第一逆止氣閥4打開(kāi)，將來(lái)自化油器之油氣導(dǎo)入曲軸室7中。
(3)爆炸行程如圖5所示，第一逆止氣閥4關(guān)閉，汽缸室10內(nèi)油氣點(diǎn)火爆炸，推動(dòng)活塞6產(chǎn)生動(dòng)力并使活塞6退入曲軸室7內(nèi)，壓縮前一行程進(jìn)入曲軸室7內(nèi)之油氣使其沖過(guò)第二逆止氣閥5而儲(chǔ)存于儲(chǔ)氣室3中。
(4)排氣行程如圖6所示，進(jìn)氣閥8關(guān)閉，排氣閥9打開(kāi)排出廢氣，同時(shí)第一逆止氣閥4打開(kāi)將來(lái)自化油器的油氣又導(dǎo)入曲軸室7內(nèi)。
如此，利用前述改良構(gòu)造及四個(gè)行程，可在四個(gè)行程中同時(shí)實(shí)行壓縮及儲(chǔ)存壓縮氣體等作用，在行程之時(shí)序上并不比現(xiàn)行四行程引擎多耗時(shí)間，且能于同樣時(shí)間內(nèi)執(zhí)行多個(gè)動(dòng)作，其效率較現(xiàn)行四行程引擎為大，且其排氣行程亦同時(shí)進(jìn)氣，一點(diǎn)都不浪費(fèi)時(shí)間和額外耗損功率，因此又較現(xiàn)行四行程引擎為佳。同時(shí)其于四行程中有兩次進(jìn)氣，其壓縮比顯然高出許多，燃料利用率高，且輸出動(dòng)力較大，不僅提高了性能，而且有利環(huán)保。
又，前述四行程引擎改良構(gòu)造中之活塞，可設(shè)成如圖7所示之活塞6，該種活塞6為自動(dòng)擴(kuò)張式活塞，具有可感應(yīng)壓力而自動(dòng)擴(kuò)張的活塞片61及6 2，該活塞片61及62設(shè)于一基體63上，并設(shè)于接設(shè)曲軸之軸部64。其于前述四行程中之壓縮及爆炸等壓力較大之行程中會(huì)自動(dòng)擴(kuò)張其面積，不會(huì)減少動(dòng)力，但于進(jìn)氣及排氣等小壓力之行程中則會(huì)保持一定公差之密合，以避免與汽缸室10之壁面強(qiáng)力摩擦，因此于四行程中可大幅度減少摩擦量，可延長(zhǎng)引擎之使用壽命。
又，本新型亦可應(yīng)用于各種復(fù)合式引擎中，例如應(yīng)用于圖8所示之V字形排列之復(fù)合式引擎與圖9所示之對(duì)沖式復(fù)合引擎，以下略說(shuō)明該兩種引擎之構(gòu)造。
圖8所示為本新型另一實(shí)施例，是用于V字形排列復(fù)合式引擎，是于一曲軸室7上方兩側(cè)略傾斜地設(shè)置兩汽缸室10A與10B，并以一曲軸連桿機(jī)構(gòu)于曲軸室7與兩汽缸室10A、10B間連接兩活塞6A及6B，汽缸室10A、10B分別設(shè)有進(jìn)氣閥8A、8B與排氣閥9A、9B，曲軸室進(jìn)排氣導(dǎo)管2設(shè)有一共用之進(jìn)氣導(dǎo)管1與第一逆止閥4，并于第一逆止閥4與兩進(jìn)氣閥8A、8B間分別設(shè)置儲(chǔ)氣管3A、3B。至于其四行程之各行程作用與前述大致相同故省略其說(shuō)明。
圖9所示為本新型又一實(shí)施例，即對(duì)沖式復(fù)合引擎，是于一曲軸室7左右兩側(cè)設(shè)置兩汽缸室10A與10B，并以一曲軸連桿機(jī)構(gòu)于曲軸室7與兩汽缸室10A、10B間連接兩活塞6A及6B，汽缸室10A與10B分別設(shè)有進(jìn)氣閥8A、8B與排氣閥9A、9B，曲軸室進(jìn)排氣導(dǎo)管2設(shè)有一共用之進(jìn)氣導(dǎo)管1與第一逆止閥4，并于第一逆止閥4與兩進(jìn)氣閥8A、8B間分別設(shè)置儲(chǔ)氣管3A、3B。至于其各行程作用與前述大致相同故省略其說(shuō)明，而本實(shí)施例的輸出是每圈均有動(dòng)力行程產(chǎn)生，故本實(shí)施例較一般單引擎之效率會(huì)更高。
圖10為本實(shí)用新型的另一實(shí)施例，主要特點(diǎn)是將第一逆止閥4和第二逆止閥5的位置移至曲軸室的下方和上方。
本新型之四行程引擎改良構(gòu)造，于四行程引擎之進(jìn)氣-壓縮-爆炸-排氣之四行程中對(duì)油氣作多次壓縮，其壓縮比較現(xiàn)行四行程引擎為大，因此油氣利用率高，有害廢氣較少，符合現(xiàn)代環(huán)保之須求，同時(shí)因具有較高壓縮比，其所產(chǎn)生之動(dòng)力較現(xiàn)行者高出許多，可說(shuō)將四行程引擎之性能發(fā)揮至極致，同時(shí)其采用自動(dòng)擴(kuò)張式活塞，可減少摩擦量，故可延長(zhǎng)引擎使用壽命，而其運(yùn)用于復(fù)合式引擎中時(shí)則更可產(chǎn)生大動(dòng)力，可提高引擎性能甚多。
權(quán)利要求1．一種新型的四行程引擎構(gòu)造，包括有接設(shè)于化油器輸出口之進(jìn)氣導(dǎo)管(1)；接設(shè)于進(jìn)氣導(dǎo)管(1)末端附近之曲軸室(7)；設(shè)于曲軸室(7)內(nèi)之推動(dòng)活塞(6)用的曲軸連桿機(jī)構(gòu)；接設(shè)于曲軸室(7)之汽缸室(10)；設(shè)于汽缸室(10)一側(cè)之進(jìn)氣閥(8)；設(shè)于汽缸室(10)另一側(cè)之排氣閥(9)；接設(shè)于排氣閥(9)之排氣導(dǎo)管；其特征在于具有設(shè)于進(jìn)氣導(dǎo)管(1)與曲軸室(7)之間設(shè)有曲軸室進(jìn)排氣導(dǎo)管(2)；于進(jìn)氣導(dǎo)管(1)與曲軸室進(jìn)排氣導(dǎo)管(2)間設(shè)有第一逆止氣閥(4)；接設(shè)于第一逆止氣閥(4)而導(dǎo)向進(jìn)氣閥(8)的儲(chǔ)氣管(3)；于儲(chǔ)氣管適當(dāng)位置之設(shè)有第二逆止氣閥(5)。
2．如權(quán)利要求1所述之四行程引擎構(gòu)造，其特征在于其中，于曲軸室(7)上方兩側(cè)成V字形排列兩汽缸室(10A、10B)，其中各汽缸室分別設(shè)有進(jìn)氣閥(8A、8B)及排氣閥(9A、9B)，而對(duì)于曲軸室(7)共用進(jìn)氣導(dǎo)管(1)及曲軸室進(jìn)排氣導(dǎo)管(2)及第一逆止氣閥(4)，并于第一逆止閥(4)與兩進(jìn)氣閥(8A、8B)間分別設(shè)有儲(chǔ)氣管(3A、3B)，且于曲軸室(7)與兩汽缸室(10A、10B)之間以曲軸連桿機(jī)構(gòu)分別設(shè)置兩活塞(6A、6B)。
3．如權(quán)利要求1所述之四行程引擎構(gòu)造，其特征在于其中，于曲軸室(7)左右兩側(cè)成平行排列兩汽缸室(10A、10B)。
4．如權(quán)利要求1所述之四行程引擎構(gòu)造，其特征在于其中活塞(6)是自動(dòng)擴(kuò)張式活塞。
5．如權(quán)利要求2所示之四行程引擎構(gòu)造，其特征在于其中活塞(6A、6B)是自動(dòng)擴(kuò)張式活塞。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種新型的四行程引擎構(gòu)造,增設(shè)曲軸室,進(jìn)排氣導(dǎo)管和兩個(gè)逆止氣閥,使其同時(shí)具有二行程引擎之于進(jìn)氣之時(shí)亦實(shí)行排氣之高效率的優(yōu)點(diǎn)及原始四行程引擎之油氣的充分利用及減少不良廢氣的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)壓縮比及油氣使用效率較現(xiàn)有的四行程引擎為高,且改良構(gòu)造所增設(shè)成本較低且手續(xù)較簡(jiǎn)單,且可減少活塞與汽缸內(nèi)壁之摩擦,可提高汽車動(dòng)力并延長(zhǎng)活塞及系統(tǒng)使用壽命,為以小幅之改良增強(qiáng)四行程引擎功能甚多之四行程引擎之改良構(gòu)造。
文檔編號(hào)F02B29/00GK2433397SQ0020557
公開(kāi)日2001年6月6日 申請(qǐng)日期2000年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月28日
發(fā)明者林登國(guó) 申請(qǐng)人:林登國(guó)