一种低能耗的内燃机旋转气门制造技术

本发明专利技术公开了一种低能耗的内燃机旋转气门，包括第一门体、第二门体、驱动机构和控制机构，所述第一门体位于第二门体的顶端，第一门体和第二门体均为空腔结构，且两个空腔连通，所述第一门体和第二门体的两侧均设有螺纹孔，第一门体的顶端设有螺栓，所述螺栓通过第一门体延伸至第二门体内，且螺栓与螺纹孔相配合，所述第一门体的顶端还分别连接有进气管和排气管，所述进气管和排气管均与第一门体和第二门体内的空腔连通，所述第一门体的一侧还分别设有旋转进气阀门开口和旋转排气阀门开口，所述旋转进气阀门开口和旋转排气阀门开口内均设有O型密封圈。本发明专利技术设计布局合理，有效降低了气门开启和闭合动作所消耗的能量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及内燃机气门
，尤其涉及一种低能耗的内燃机旋转气门。
技术介绍
气门的作用是专门负责向发动机内输入空气并排出燃烧后的废气。从发动机结构上，分为进气门和排气门。进气门的作用是将空气吸入发动机内，与燃料混合燃烧；排气门的作用是将燃烧后的废气排出并散热。传统内燃机的进气和排气是靠伞形气门完成的，驱动伞形气门需要的机械能占总机械损失的30％。气门的闭合是通过弹簧力实现的，为了防止伞形气门漏气，必须用较大的弹簧力使伞形气门与气口紧密接触，气门的开启是通过凸轮克服弹簧力使伞形气门与气口分开。尤其是在五气门四缸汽油发动机中，20个气门开启和闭合气要消耗的机械能是相当可观的，约占机械输出能量的百分之十。尤其在低转速时，润滑处在临界状态，摩擦损失所占比例会明显增加，而且作用于气门上的负荷主要由弹簧力引起，综合到发动机输出轴上的阻力矩此时最明显，占总能量的14％左右。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决传统内燃机进排气动作消耗机械能多的问题，而提出的一种低能耗的内燃机旋转气门。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种低能耗的内燃机旋转气门，包括第一门体、第二门体、驱动机构和控制机构，所述第一门体位于第二门体的顶端，第一门体和第二门体均为空腔结构，且两个空腔连通，所述第一门体和第二门体的两侧均设有螺纹孔，第一门体的顶端设有螺栓，所述螺栓通过第一门体延伸至第二门体内，且螺栓与螺纹孔相配合，所述第一门体的顶端还分别连接有进气管和排气管，所述进气管和排气管均与第一门体和第二门体内的空腔连通，所述第一门体的一侧还分别设有旋转进气阀门开口和旋转排气阀门开口，所述旋转进气阀门开口和旋转排气阀门开口内均设有O型密封圈，所述驱动机构的输出轴与第二门体连接，所述驱动机构与控制机构的输出端连接。优选的，所述第一门体靠近旋转进气阀门开口和旋转排气阀门开口的一侧内壁上设有两个卡槽，所述卡槽为圆形结构，且O型密封圈设置于卡槽内。优选的，所述控制机构为PLC可编程逻辑控制器。优选的，所述驱动机构包括矢量控制型驱动电机，且驱动电机为步进电机或伺服电机。本专利技术的有益效果是：通过矢量控制型电动机带动气门旋转，实现气通量可调和气门开闭动作，方便根据转速的不同进行自由调节，提高工作效率；利用O型密封圈和该旋转气门的自身结构完成密封效果，有利于抵抗爆燃瞬时巨大的压力，不需要克服额外的弹簧压力，有效降低了气门开启和闭合动作所消耗的能量。本专利技术设计布局合理，实现气通量可调和气门开闭动作，同时有效降低了气门开启和闭合动作所消耗的能量。附图说明图1为本专利技术提出的一种低能耗的内燃机旋转气门的结构示意图。图中：1第一门体、2旋转进气阀门开口、3第二门体、4进气管、5排气管、6O型密封圈、7旋转排气阀门开口、8螺纹孔、9螺栓。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。参照图1，一种低能耗的内燃机旋转气门，包括第一门体1、第二门体3、驱动机构和控制机构，第一门体1位于第二门体3的顶端，第一门体1和第二门体3均为空腔结构，且两个空腔连通，第一门体1和第二门体3的两侧均设有螺纹孔8，第一门体1的顶端设有螺栓9，螺栓9通过第一门体1延伸至第二门体3内，且螺栓9与螺纹孔8相配合，第一门体1的顶端还分别连接有进气管4和排气管5，进气管4和排气管5均与第一门体1和第二门体3内的空腔连通，第一门体1的一侧还分别设有旋转进气阀门开口2和旋转排气阀门开口7，旋转进气阀门开口2和旋转排气阀门开口7内均设有O型密封圈6，驱动机构的输出轴与第二门体3连接，驱动机构与控制机构的输出端连接。本专利技术的有益效果是：通过矢量控制型电动机带动气门旋转，实现气通量可调和气门开闭动作，方便根据转速的不同进行自由调节，提高工作效率；利用O型密封圈6和该旋转气门的自身结构完成密封效果，有利于抵抗爆燃瞬时巨大的压力，不需要克服额外的弹簧压力，有效降低了气门开启和闭合动作所消耗的能量。第一门体1靠近旋转进气阀门开口2和旋转排气阀门开口7的一侧内壁上设有两个卡槽，卡槽为圆形结构，且O型密封圈6设置于卡槽内，控制机构为PLC可编程逻辑控制器，驱动机构包括矢量控制型驱动电机，且驱动电机为步进电机或伺服电机。本专利技术的有益效果是：通过矢量控制型电动机带动气门旋转，实现气通量可调和气门开闭动作，方便根据转速的不同进行自由调节，提高工作效率；利用O型密封圈6和该旋转气门的自身结构完成密封效果，有利于抵抗爆燃瞬时巨大的压力，不需要克服额外的弹簧压力，有效降低了气门开启和闭合动作所消耗的能量。工作原理：旋转气门的阀芯转动是由小型步进电机或伺服电机驱动，由于这种电机是矢量控制型电动机，控制电动机的脉冲由PLC输出端子Q0.0发出，脉冲频率目前可达20KHz，如果选择电动机细分控制脉冲数为10000/r，角度精度目前可以达到360°/10000p＝0.036°/1p，即每个脉冲可以使电动机转过0.036°。如果开口为90°，0.036°则为此开口的0.036°/90°＝0.0004倍。实际操作中，开口精度要求不必要如此高，可选择电动机细分控制脉冲数为400/r，在脉冲频率为20KHz条件下转速＝20000/400＝50r/s＝3000r/min。由于旋转气门阀芯每转动180°开启一次，所以3000r/min的旋转气门支持6000r/min的内燃机。旋转气门何时开启或关闭，是与主轴当时的角位置、角速度以及扭矩有关。角位置信息的获取是靠与主轴同轴的旋转编码器得到的，它在一周旋转里，向外发射36000个脉冲，即每个脉冲代表0.1°。角速度是通过计算得到的，即通过计算单位时间里获得的脉冲数，例如计算机在0.1秒内读到了100个脉冲，相当1秒内读到了1000个脉冲即角速度ω＝100°/s。根据同样的方法也可以得到角加速度，再根据角加速度可以得到输出扭距和功率。另外通过直线电机对旋转气门的阀芯开启量进行调节，使内燃机根据数学模型进行调节，达到理想运行状态。在上述硬件建立完成后，根据燃料燃烧理论以及实际运行经验，在PLC程序中可以很方便地编写控制程序。例如，主轴转到什么角度时，使某个驱动旋转气门的电动机启动或停止。在实际调试发动机时，可以在程序中很方便地通过改写脉冲个数设定值，使其达到最佳控制状态，对内燃机方便的完成精准控制，达到充分燃烧、降低燃油消耗、环保的目的。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低能耗的内燃机旋转气门，包括第一门体(1)、第二门体(3)、驱动机构和控制机构，其特征在于，所述第一门体(1)位于第二门体(3)的顶端，第一门体(1)和第二门体(3)均为空腔结构，且两个空腔连通，所述第一门体(1)和第二门体(3)的两侧均设有螺纹孔(8)，第一门体(1)的顶端设有螺栓(9)，所述螺栓(9)通过第一门体(1)延伸至第二门体(3)内，且螺栓(9)与螺纹孔(8)相配合，所述第一门体(1)的顶端还分别连接有进气管(4)和排气管(5)，所述进气管(4)和排气管(5)均与第一门体(1)和第二门体(3)内的空腔连通，所述第一门体(1)的一侧还分别设有旋转进气阀门开口(2)和旋转排气阀门开口(7)，所述旋转进气阀门开口(2)和旋转排气阀门开口(7)内均设有0型密封圈(6)，所述驱动机构的输出轴与第二门体(3)连接，所述驱动机构与控制机构的输出端连接。

【技术特征摘要】
1.一种低能耗的内燃机旋转气门，包括第一门体(1)、第二门体(3)、驱动机构和控制机构，其特征在于，所述第一门体(1)位于第二门体(3)的顶端，第一门体(1)和第二门体(3)均为空腔结构，且两个空腔连通，所述第一门体(1)和第二门体(3)的两侧均设有螺纹孔(8)，第一门体(1)的顶端设有螺栓(9)，所述螺栓(9)通过第一门体(1)延伸至第二门体(3)内，且螺栓(9)与螺纹孔(8)相配合，所述第一门体(1)的顶端还分别连接有进气管(4)和排气管(5)，所述进气管(4)和排气管(5)均与第一门体(1)和第二门体(3)内的空腔连通，所述第一门体(1)的一侧还分别设有旋转进气阀门开口(2)和旋转排气阀门开口...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜东，杜慧起，
申请(专利权)人：天津梦佳智创科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12