專利名稱：四行程六動作引擎的汽缸蓋構造的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種四行程引擎。
背景技術：
引擎是近年以來所有動力的重要來源，而它的主要作用原理是把礦物中的石 油，轉換成動力的一種機械構造，當今社會作為人類的交通工具，如汽、機車的 使用上更為普遍，但因近來石油的價格不斷的翻揚，直到令人難以忍受的階段， 所以對于引擎能源效率的提升，實是世人所共同關注的工作。
現今所見的引擎大概可分為二行程與四行程引擎，二行程引擎因污然問題嚴 重，漸被四行程引擎所取代，對于四行程引擎其構造大約可分為汽缸本體(包 含曲軸、汽缸、連杠、活塞、油底殼……)、汽缸蓋(包含吸氣門、排氣門、 吸汽閥，排氣閥、吸排氣凸輪軸……)、冷卻系統(包含水泵浦、水箱、風扇……)、 燃燒系統(包含油箱、油泵浦、點火設備……)。
引擎作用的原理都可分成吸氣、壓縮、燃燒、排氣四個活塞動作行程，四行 程引擎即是把以上的四個活塞行程，由活塞上下各兩來回才完成，也就是曲軸旋 轉兩圈。而二行程引擎即是以上四個汽缸行程，活塞只上下來回 -次即可完成， 也就是曲軸只要旋轉一圈即可完成了。
大部分引擎的汽缸頂部，也就是傳統上稱為汽缸蓋，有兩洞與有兩個氣門， 其中一個稱為空氣進氣門，它允許空氣或油料蒸汽和空氣的混合體進入汽缸。另 一個稱為排氣門，它允許燃燒過的氣體排出汽缸。這兩個氣門只有部分時間打開， 其余時間山〔進氣〕和〔排氣〕兩個氣門闊關閉著，氣門閥是恰能適合此二孔的 金屬塞，"1氣門閥移進氣門底座時，它封緊氣門。當閥被推移開氣門時，即把氣 門打開了。
而控制閥門的即是凸輪軸，凸輪軸的轉動一般都是由曲軸以吋規皮帶同步運 動的，曲軸旋轉一圏時，凸輪軸只旋轉半圈。
為了讓讀者更了解傳統引擎四個完整的循環，請參閱圖1到圖4，圖1是吸
氣行程的工作圖，當活塞下由連杠18被曲軸20帶動而往下移動時，汽缸蓋26A 中的吸氣閥13被吸、排氣陶搖臂31往下推開，而吸、排氣閥搖臂31，則是被吸、 排氣閥凸輪軸15往上頂起，因吸氣閥13被汽闊座22所固定著，而把氣缸17形 成真空，大氣壓力使空氣(柴油引擎)或是燃料混合氣(汽油引擎)從吸氣口 11， 進入真空的氣缸17，當活塞到達最低點(下死點)時，吸汽閥13成為關閉狀態， 此時汽缸上部尾端是封死密閉的。
圖2是壓縮行程的工作圖，當活塞16經過下死點后，開始往上移動，空氣(柴 油引擎)或燃料混合氣體(汽油引擎)被壓縮到原來的八分之一體積(汽油引擎) 或更少(柴油引擎)。
圖3是燃燒行程的工作圖，在活塞接近最高點(上死點)時，汽缸便由火花 塞32產生火花(汽油引擎)，或是噴入燃料(柴油引擎)，引火點燃壓縮空氣中 燃料混合氣，此時活塞16即被燃燒后的氣體30從上死點開始往下移動，此混合 氣體的燃燒溫度可達600(TF，如此高的溫度帶來的高壓可達600PSI，這意味著壓 力推下活塞可以有400磅重的力，高壓推下活塞16的力量，借著連杠18帶動曲 軸20，曲軸被迫轉動而產生了動力。
圖4是排氣行程的工作圖，在燃燒行程活塞接近下死點時，凸輪軸15與搖臂 31的作用便把排氣閥14打開(往下推離)，此時活塞16再度往上移動，燃燒后 的氣體30經過排氣口 12排出當活塞16接近上死點時，排汽閥14關閉，等到活 塞通過上死點時，吸汽閥13打開，活塞繼續下降，則另一個進氣行程發生，并且 全部動作吸氣、壓縮、燃燒，和排氣一再重復，當引擎運轉時這四個動作不斷 的在引擎氣缸里進行。
而吸、排氣閥凸輪軸15的旋轉一般是由曲軸20上的曲軸皮帶輪21以齒形的 正時皮帶19以一比二的轉速帶動吸、排氣閥凸輪軸皮帶輪28旋轉(請參閱圖3)。
從以上的說明可以了解到引擎的運轉原哩，但也發現到它存在著一些缺點
容積效率未能有效提升，例如某一汽缸容積為47立方英吋(770cc)，若 汽缸可以完全的充滿，它將會有0.034盎司(0.964g)重的空氣，但是當引擎在高 速運轉，則在進氣行程時只有0.027盎司(0.765g)重的空氣能夠進入汽缸，這表 示容積效率約為80%，有時引擎在高速時，可能只降到50%，也就是說，在高速 運轉時，汽缸只能(半充滿)，這是什么引擎不能無限制增加速度與輸出馬力的 原因之一，在高速時引擎呼吸困難，因"窒息"而無法產生更多的輸出馬力與速 度。
廢棄氧化氮的污染問題，當燃燒溫度增加，也就增加氧化氮(Nox)的行成， 為了有清潔的空氣，并符合國家規定的標準，就必須降低燃燒的溫度，也就是引 擎壓縮無法提高的主要原因。
為了解決容積效率的問題，許多引擎使用一個特別的空氣泵(即所謂的渦輪 增壓器)，輸送"增壓〃 的空氣或是空氣燃料混合氣到引擎，來增加引擎的輸出 馬力，對火花塞引擎而言，在進氣時讓更多的空氣燃料混合氣進入氣缸，表示在 燃燒行程時有較高的壓力和高功率的輸出，對柴油引擎而言，氣缸內有較多的空 氣進入氣缸，而產生較大的輸出功率。
有兩種讓引擎增壓的裝置， 一種的空氣泵是由曲軸利用皮帶來帶動，另一種 是由排氣口所排出的廢氣來帶動，而將加壓的空氣經吸氣口進入汽缸，然而增壓 器僅能在一段時間內提供增壓，那就是當引擎輸出最大功率時。例如在高速公路 上飛馳，或是在爬坡的時候，而在一般公路上行駛時，渦輪增壓器對引擎的增壓 器所能提高的引擎功率少在百分之十，在市區內行駛就很少用到它了。
近年以來為了解決氧化氮的污染問題，許多的引擎都把ik縮比降低，以降低 燃燒溫度，最近也有許多的引擎從吸氣口吸入一定比例的廢氣(排氣口所排出的 燃燒過廢氣)，對于污染問題確實改善不少，但對于引擎效率的提升是沒有任何 助益。

發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種四行程六動作引擎的汽 缸蓋構造，以有效的提升引擎的效率，且不增加空氣污染的發生。 為實現上述目的，本發明采用的技術方案是
一種四行程六動作引擎的汽缸蓋構造，其特征在于包括 一加存氣閥，其 是設置在所述的四行程引擎的頂部的汽缸蓋上，所述的加存1閥可憑借開閉的動 作以調節一氣體進出所述的四行程六動作引擎的汽缸； 一加存氣凸輪軸，其是與 所述的加存氣閥相鄰靠，以控制所述的加存氣閥的開關；以及一加存氣槽，其是
與所述的加存氣闊所控制的閥口相連接，所述的加存氣槽可提供儲存所述的氣體。
與現有技術相比較，本發明具有的有益效果是因加氣的作用，所以可避免 引擎半充滿狀況的發生，當爆發力越大時，存到加存氣槽的1體也越多，且加存
氣槽的體積，可隨氣缸的大小而增減，則加氣的作用也跟隨的變大，容積效率則 能有效的提升了。并因加入的是燃燒過的氣體，所以可把壓縮比適度的增高，也 不會造成氧化氮(NOX)污染問題的發生，因壓縮比的增高，在不增加燃料的情 形下，則燃燒功率也增加了許多，所以這種新型四行程六動作的引擎實于是省油 的理想構造，并能無懼于高油價時代的來臨。


圖1傳統四行程動作引擎的吸氣行程動作圖。
圖2傳統四行程動作引擎的壓縮行程動作圖。
圖3傳統四行程動作引擎的燃燒(爆炸)行程動作圖。
圖4傳統四行程動作引擎的排氣行程動作圖。
圖5本發明四行程六動作引擎的吸氣動作圖。
圖6本發明四行程六動作引擎的加氣動作圖。
圖7本發明四行程六動作引擎的壓縮動作圖。
圖8本發明四行程六動作引擎的燃燒(爆炸)動作圖。
圖9本發明四行程六動作引擎的存氣動作圖。
圖IO本發明四行程六動作引擎的排氣動作圖。
附圖標記說明ll-吸氣口； 12-排氣口； 13-吸氣閥；14-排氣閥；15-吸、排 氣閥凸輪軸；16-活塞；17-汽缸；18-連杠；19-齒形皮帶；20-曲軸；21-曲軸皮帶 輪；22-閥門座；23-加存氣凸輪軸；24-加存氣閥；25-加存氣槽；26A、 26B-汽缸 蓋；27-加存氣闊凸輪軸皮帶輪；28-吸、排氣閥凸輪軸皮帶輪；29-氣閥關閉彈簧；
30-燃燒后氣體；31-吸、排氣閥搖臂；32-火花塞(或是噴油嘴)。
具體實施例方式
如圖5、圖6所示，在一實施例中，本發明提供一種四行程六動作引擎的汽
缸蓋構造，其引擎頂部的汽缸蓋，除了吸氣、排氣等閥門與氣口，以及吸氣，排
氣凸輪軸的構造外，另外增加一加存氣閥24，其是設置在所述的四行程引擎的頂 部的汽缸蓋26B匕所述的加存氣閥24可由開閉的動作以調節一氣體進出所述 的四行程六動作引擎的汽缸17; —加存氣凸輪軸23，其是與所述的加存氣閥24 相鄰靠，以控制所述的加存氣閥24的開關；以及一加存氣槽25，其是與所述的
加存氣閥24所控制的閥口相連接，所述的加存氣槽25可提供儲存所述的氣體。
為了讓讀者更加的了解本設計，請配合圖示圖5到圖IO說明如下
圖5為吸氣行程的工作圖，當活塞16由連杠18被曲軸20帶動而往下移動時， 吸汽閥13被吸、排汽閥搖臂31往下推開，因吸汽閥13被汽閥座22所固定著， 加存汽闊24也被固定關閉著，而把汽缸17形成真空，大氣壓力使空氣或燃料混 合氣從吸氣口 11進入真空的汽缸17中。本實施例中的汽缸是可為汽油引擎的汽 缸或者是柴油引擎的汽缸。
圖6為加氣行程的工作圖，當活塞到達最低點時(下死點)吸氣閥13被關閉， 而加存氣閥凸輪軸23將加存氣閥24打開，令加存氣槽25內所存的氣體30灌入 汽缸17內，因加存氣槽25內氣體為累積前次燃燒后的高溫高壓的氣體，所以能 避免汽缸半充滿的情況發生，又從背景技術得知加入適當的燃燒后氣體，可降低 氧化氮的污染，并且可適度的增加引擎壓縮比。在本實施例中，所述的加存氣槽 25雖設置在引擎外側，但實際上也可以設置在汽缸蓋26B內部，因此所述的加存 氣槽25的位置并不以本發明的實施例所示的位置為限。
圖7為壓縮行程的工作圖，當活塞16經過下死點后，開始往上移動時，則加 存氣凸輪軸23將加存氣閥24關閉，汽缸17即成封密狀態，活塞16繼續往上移 動，即將汽缸17內的氣體壓縮到原來的八分之一體積或更少。
圖8為燃燒(爆炸)行程的工作圖，在活塞16接近最高點(上死點)時，汽 缸17便由火花塞32產生火花(汽油引擎)，或是噴油嘴噴入燃料(柴油引擎)， 引火點燃壓縮空氣的燃料混合氣，此時活塞16即從上死點開始往下移動，此混合 氣體產生燃燒，并產生極高的壓力將活塞16往下推移，借著連杠18帶動曲軸20， 曲軸被迫轉動而產生了動力。
圖9為存氣行程的工作圖，在燃燒行程中活塞16接近下死點時，加存氣凸輪 軸23將加存氣閥門24往下頂開，則汽缸17內燃燒后的氣體壓力30灌入加存氣 槽25。
圖IO為排氣行程的工作圖，當活塞經過下死點后，加存氣凸輪軸23離開加 存氣閥門24后，閥門彈簧29將加存壓閥門24往上頂住，將原來從汽缸中燃燒后 氣體30灌入的氣體壓力保存在加存氣槽25中，接著吸、排氣閥搖臂31，將排氣 閥門14往下頂開，活塞16繼續往上行走，便把汽缸燃燒過的廢氣經排氣口 12 推排出引擎汽缸，當活塞接近上死點時，排氣閥14關閉，等到活塞通過上死點時，吸氣閥13打開，活塞16并再度下降，則另一個吸氣行程發生，并且全部的六個
動作吸氣、加氣、壓縮、燃燒、存氣，排氣一再重復，當引擎運轉時這六個循 環不斷的在引擎汽缸中進行。而曲軸20上的皮帶輪21 (或煉輪)以齒形皮帶19
(或煉條)帶動二倍大的吸、排氣閥凸輪軸皮帶輪28 (或煉輪)，并帶動與21 相同大小的加存氣閥凸輪軸皮帶輪27，也就是曲軸旋轉兩圈(一個循環)，而吸、 排氣凸輪軸15只旋轉一圈，加存氣闊凸輪軸23卻是與曲軸20相同的旋轉兩圈。
從以上的說明可以了解到，引擎吸入的空氣和傳統的引擎相同，但因加氣的 作用，所以可避免引擎半充滿狀況的發生，當爆發力越大時，存到加存氣槽的氣 體也越多，且加存氣槽的體積，可隨氣缸的大小而增減，則加氣的作用也跟隨的 變大，容積效率則能有效的提升了。并因加入的是燃燒過的氣體，所以可把壓縮 比適度的增高，也不會造成氧化氮(NOX)污染問題的發生，因壓縮比的增高， 在不增加燃料的情形下，則燃燒功率也增加了許多，所以這種新型四行程六動作 的引擎實于是省油的理想構造，并能無懼于高油價時代的來臨。
以上說明對本發明而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員 理解，在不脫離權利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化 或等效，但都將落入本發明的權利要求可限定的范圍之內。
權利要求
1.一種四行程六動作引擎的汽缸蓋構造，其特征在于包括一加存氣閥，其是設置在所述的四行程引擎的頂部的汽缸蓋上，所述的加存氣閥可憑借開閉的動作以調節一氣體進出所述的四行程六動作引擎的汽缸；一加存氣凸輪軸，其是與所述的加存氣閥相鄰靠，以控制所述的加存氣閥的開關；以及一加存氣槽，其是與所述的加存氣閥所控制的閥口相連接，所述的加存氣槽可提供儲存所述的氣體。
2. 根據權利要求l所述的四行程六動作引擎的汽缸蓋構造，其特征在于引 擎曲軸旋轉一圈時，作用在所述的加存氣閥的加存氣凸輪軸也是旋轉一圈。
3. 根據權利要求l所述的四行程六動作引擎的汽缸蓋構造，其特征在于所 述的氣體是所述的四行程六動作引擎的汽缸內經由燃燒所產生的高溫高壓的氣 體。
4. 根據權利要求1所述的四行程六動作引擎的汽缸蓋構造，其特征在于所 述的四行程六動作引擎是可選擇為汽油引擎以及柴油引擎其中之一。
全文摘要
本發明是一種四行程六動作引擎的汽缸蓋構造，它除了吸氣、壓縮、燃燒(爆炸)，排氣等四個動作外，再加上加氣動作以及存氣動作。它主要的構造是在于引擎的頂部的汽缸蓋，除了吸氣、排氣等閥門與氣口，以及吸、排氣凸輪軸的構造外，另外加上加存氣的閥門與加存氣凸輪軸，以及存氣槽等的構造，其動作程序為吸氣、加氣、壓縮、燃燒(爆炸)、存氣、排氣等共六個動作，而引擎曲軸旋轉2圈時，吸氣、排氣凸輪軸只轉1圈，而加、存氣凸輪軸，是和曲軸相同旋轉2圈。
文檔編號F02F1/24GK101368524SQ20071013876
公開日2009年2月18日 申請日期2007年8月16日 優先權日2007年8月16日
發明者張煥錦 申請人:張煥錦