专利名称：非单气门和单气门配气机构及其配气方法
技术领域：
本发明涉及配气机构及其配气方法，特别涉及一种非单气门和单气门配气机构及其配气方法。
四气门配气机构的进、排气流通面积比两气门配气机构的进、排气流通面积只增加了30％左右；五气门配气机构的进、排气流通面积比四气门配气机构的进、排气流通面积的增加量还不到30％；由于受配气机构本身结构，特别是燃烧室结构等诸多因素的限制，六气门配气机构至今还没出现，即使出现，从理论上讲，其进、排气流通面积比五气门配气机构的进、排气流通面积，也不能增加很多。
通过以上的分析可知配气机构中使用较少个数的气门，就其减小进、排气阻力的效果，是显著的；从涉及的诸多方面考虑，也是可行的。随着使用气门个数的增多，进、排气流通面积的增加量越来越小，而其所带来的诸多方面的问题却越来越多、而且越来越难以解决。通过增加气门的使用个数来减小进、排气阻力的方式似乎忆已到了极限，至少是受到了很大的限制；就目前的配气机构而言，还存在着两个似乎平常，而本发明人认为很是关键，并且是必须解决的问题A、目前的内燃机进、排气时，只有相应的进、排气道进行进、排气，另外的进、排气道被关闭的气门封闭闲置着，不能充分利用，此为造成进、排气流通面积不能大幅度增大的根源。
B、为了不浪费燃料和污染环境，通过进气道流入燃料(可燃混合气或可燃气体)的内燃机，如大多数汽油机和可燃气体发动机，避免扫气，使内燃机的性能不能充分发挥。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种大大减小进、排气阻力，具有完善扫气功能的非单气门(一个以上的气门，下同)和单气门(一个气门，下同)配气机构及其配气方法。
本发明的目的是这样实现的非单气门配气机构的气缸盖是一种分层结构下层是非单个气门，对内燃机压缩行程的压缩过程和作功行程的作功过程起密封作用；中层是气门口和进排气通道，或气门口、进排气通道和空气道，或气门口、进排气通道、空气道和回收道，气门口和进排气通道是进、排气的气流通道，进排气通道在气门口之上，当一个气缸使用一个进排气通道时，进排气通道内设置有隔板，用以将进排气通道分隔成进气通道和排气通道；空气道设置在进排气通道外，其内设置有空气阀，用以控制空气道与进排气通道的通断；回收道设置在进排气通道外，其内设置有回收阀，用以控制回收道与进排气通道的通断，回收道与空气道相配合，回收气门关闭后，进排气通道内存留的可燃混合气或可燃气体；上层是进、排气阀和进、排气道，进、排气阀对进、排气气流起分配作用，使废气从排气道排出；气缸内所需用的气体(指气缸内燃烧用的空气、可燃混合气或可燃气体，下同)从进气道流入。
在进、排气期间，即从排气开始到下一个工作循环的进气结束，气门有三种工作方式持续式、断续式和兼容式。
气门始终开启的工作方式称为持续式。
气门分时段开启的工作方式称为断续式。
部分气门始终开启，另部分气门分时段开启的工作方式称为兼容式。
驱动气门以持续式工作的配气凸轮(简称为持续式凸轮，下同)，驱动气门的开启时间所对应的曲轴转角为γ(排气提前角，下同)+360°+β(进气迟后角，下同)，以此凸轮为基础，在其凸起部分(凸尖，下同)切截有小凸起(小凸尖，下同)，与气门的开启和关闭过程相对应，用以驱动气门以断续式工作；持续式凸轮和驱动气门以断续式工作的配气凸轮(简称为断续式凸轮，下同)相结合，以驱动气门以兼容式工作。
单气门配气机构的气缸盖是一种分层结构下层是单个气门，对内燃机压缩行程的压缩过程和作功行程的作功过程起密封作用；中层是气门口和进排气通道，或气门口、进排气通道和空气道，或气门口、进排气通道、空气道和回收道，气门口和进排气通道是进、排气的气流通道，进排气通道在气门口之上，当一个气缸使用一个进排气通道时，进排气通道内设置有隔板，用以将进排气通道分隔成进气通道和排气通道；空气道设置在进排气通道外，其内设置有空气阀，用以控制空气道与进排气通道的通断；回收道设置在进排气通道外，其内设置有回收阀，用以控制回收道与进排气通道的通断，回收道与空气道相配合，回收气门关闭后，进排气通道内存留的可燃混合气或可燃气体；上层是进、排气阀和进、排气道，进、排气阀对进、排气气流起分配作用，使废气从排气道排出；气缸内所需用的气体从进气道流入。
在进、排气期间，气门以持续式工作，即从排气开始到下一个工作循环的进气结束，气门始终开启着。
驱动气门的配气凸轮，驱动气门的开启时间所对应的曲轴转角为γ+360°+β。
当配气凸轮的正时齿轮与曲轴的正时齿轮的齿数比为2∶1，驱动气门以持续式工作的配气凸轮，有一个凸起部分，其凸起部分所对应的凸轮转角为180°+ε(为了述叙方便，本发明人定义ε为配气凸轮的正时齿轮与曲轴的正时齿轮的齿数比为2∶1时，γ+β所对应的配气凸轮转角，下同)。以此配气凸轮为基础，在其凸起部分切截有小凸起，与气门的开启和关闭过程相对应，用以驱动气门以断续式工作；驱动气门以持续式工作的配气凸轮和驱动气门以断续式工作的配气凸轮相结合，以驱动气门以兼容式工作。
当配气凸轮的正时齿轮与曲轴的正时齿轮的齿数比为4∶1，驱动气门以持续式工作的配气凸轮，有两个凸起部分，每个凸起部分所对应的凸轮转角为90°+ζ(为了述叙方便，本发明人定义ζ为配气凸轮的正时齿轮与曲轴的正时齿轮的齿数比为4∶1时，γ+β所对应的配气凸轮转角)。以此配气凸轮为基础，在其凸起部分切截有小凸起，与气门的开启和关闭过程相对应，用以驱动气门以断续式工作；驱动气门以持续式工作的配气凸轮和驱动气门以断续式工作的配气凸轮相结合，以驱动气门以兼容式工作。
以此类推，当配气凸轮的正时齿轮与曲轴的正时齿轮的齿数比为n∶1，作为断续式凸轮基础的持续式凸轮，有n/2个凸起部分，每个凸起部分所对应的凸轮转角为(γ+360°+β)/n(n为2的正整数倍)。
非单气门配气机构的配气方法为配气凸轮驱动气门开启时，使全部的进气阀关闭、全部或部分的气门和排气阀开启，废气从全部或部分的气门口经进排气通道通过排气道排出；排气结束，使全部的排气阀关闭、气门和进气阀开启，气体从进气道通过进排气通道通过全部的气门口流入气缸，进行进气；进气结束，配气凸轮使全部的气门关闭，或配气凸轮驱动气门开启时，使全部的进气阀关闭、全部或部分的气门和排气阀开启，废气从全部或部分的气门口经进排气通道通过排气道排出；在废气排出接近结束时，使废气从部分的气门口经进排气通道或排气通道通过排气道排出；在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，使空气从进气道或空气道经进排气通道或进气通道通过另部分的气门口流入气缸，随同废气排出，进行扫气；扫气结束，使全部的排气阀关闭、气门和进气阀开启，气体从进气道经进排气通道通过全部的气门口流入气缸，进行进气；进气结束，配气凸轮使全部的气门关闭。
单气门配气机构的配气方法为配气凸轮驱动气门开启时，使全部的进气阀关闭、全部或部分的排气阀开启，废气从气门口经全部或部分的进排气通道通过排气道排出；排气结束，使全部的排气阀关闭、进气阀开启，气体从进气道经全部的进排气通道通过气门口流入气缸，进行进气；进气结束，配气凸轮使气门关闭，或配气凸轮驱动气门开启时，使全部的进气阀关闭、全部或部分的排气阀开启，废气从气门口经全部或部分的进排气通道通过排气道排出；在废气排出接近结束时，使废气从气门口经部分的进排气通道或排气通道通过排气道排出；在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，使空气从进气道或空气道经进排气通道或进气通道通过另部分的气门口流入气缸，随同废气排出，进行扫气；扫气结束，使全部的排气阀关闭、进气阀开启，气体从进气道经进排气通道通过气门口流入气缸，进行进气；进气结束，配气凸轮使气门关闭。
在扫气前，使废气从部分气门口经进排气通道和排气道或经排气通道和排气道排出，非单气门配气机构是这样实现的使部分气门或排气阀关闭，废气从气门口经进排气通道和排气道排出；或当气缸盖中使用一个进排气通道时，隔板将进排气通道分隔成进气通道和排气通道，使废气从气门口经排气通道和排气道排出。
在扫气前，使废气从部分气门口经进排气通道和排气道或经排气通道和排气道排出，单气门配气机构是这样实现的使部分排气阀关闭，废气从气门口经进排气通道和排气道排出；或当气缸盖中使用一个进排气通道时，隔板将进排气通道分隔成进气通道和排气通道，使废气从气门口经排气通道和排气道排出。
本发明的单气门配气机构和非单气门配气机构相比，具有以下基本优点A、结构简单。
B、进、排气时，单气门配气机构所形成的进排气流通面积可以大于任何非单气门配气机构所形成的进排气流通面积。
C、由于单气门配气机构只有一个气门口，固进、排气方式相对简单。
本发明配气机构与目前的配气机构相比，具有如下特点和/或优点A、气门功能减少。目前配气机构中的气门至少具有两个功能a、对内燃机的压缩行程的压缩过程和作功行程的作功过程起密封作用；b、对进、排气气流起分配作用，使废气从排气道排出；气缸内所需用的气体从进气道流入。
在本发明配气机构中，这两个功能由气门和进、排气阀分别担任，气门对内燃机的压缩行程的压缩过程和作功行程的作功过程起密封作用；进、排气阀对进、排气气流起分配作用，使废气从排气道排出；气缸内所需用的气体从进气道流入。
B、气门之间的分工淡化。由于气门功能减少，使气门之间的分工淡化。除扫气期间外，气门之间没有进气门、排气门之分，使气门的工作环境接近一致、互换性提高、最高工作温度降低。
C、气门的工作方式多样化。本发明配气机构的气门具有三种工作方式，与目前内燃机配气机构中气门的单一工作方式相比，可谓多样化。
D、气门开启时间延长。气门以持续式工作时，气门开启时间所对应的曲轴转角为γ+360°+β；为了扫气的需要，气门以兼容式工作时，部分气门开启时间所对应的曲轴转角为γ+360°+β，另部分气门开启时间所对应的曲轴转角介于γ+360°+β与γ+180°+β之间。0E、进、排气流通面积增大。目前的四气门配气机构的进、排气流通面积比两气门配气机构的进、排气流通面积增加了大约30％，而本发明配气机构以单气门进、排气时，进、排气流通面积可以比目前任意气门数的配气机构的进、排气流通面积增加100％(进气和排气时流通面积增加量的平均值，下同)以上；本发明两气门配气机构的气门以持续式工作时，进、排气流通面积比目前两气门配气机构的进、排气流通面积增加100％；为了扫气的需要，本发明两气门配气机构的气门以兼容式工作时，进、排气的流通面积比目前两气门配气机构进、排气流通面积增加了接近(不足)100％，也就是说，本发明配气机构的气门以持续式工作时，进、排气流通面积比目前相同气门配气机构的进、排气流通面积增加100％；以单气门进、排气时，进、排气流通面积则可以比目前任意气门数的配气机构的进、排气流通面积增加100％以上；为了扫气的需要，气门以兼容式工作时，进、排气的流通面积比目前相同气门配气机构的进、排气流通面积增加了接近100％。如果本发明配气机构采用多气门或单气门，其所形成的进、排气流通面积和大大减小进、排气阻的效果，通过以上的对比，可以推知。
F、配气相位由气门和进、排气阀分别表现出来。无论气门以什么方式工作，气门都可以表现出γ和β，但气门以持续式工作时，气门不存在δ(排气迟后角，下同)、α((进气提前角，下同)和α+δ(重叠角，下同)，为了扫气的需要，气门以兼容式工作时，不存在δ和α+δ。“气门在气缸内形成负气压时开启”，此“气缸内形成负气压时”实际即为α。
进、排气阀选用止回阀时，可表现出所有的配气相位α、β、γ、δ和α+δ。
G、当进、排气阀选用止回阀，内燃机转速发生变化时，进、排气阀自动调节配气相位。由于止回阀是自动阀，在压力差作用下，自动调节开启或关闭时刻。当进、排气阀选用止回阀时，随着内燃机转速的变化，在废气压力或负气压吸力作用下，进、排气阀自动调节δ、α和α+δ，以适应内燃机工作的需要。
H、β和γ减小。由于进、排气流通面积增大，进、排气阻力减小，使β和γ减小。
由于β减小，a、气缸的工作容积增大，充气量增加；b、压缩行程增大，压缩比提高。
γ减小，彭胀气体作功的利用率提高。
β和γ减小，都使内燃机功率增大，性能提高。
I、本发明配气机构具有完善的扫气功能。本发明配气机构中，由于空气道和隔板的介入，使所有的内燃机都可以进行扫气，内燃机性能得以充分发挥。
J、配气机构的噪声降低。由于本发明配气机构以单气门或气门以持续式工作时，或为了扫气的需要，气门以兼容式工作时，气门开启和关闭过程完全重合(气门以持续式工作时)或基本重合(气门以兼容式工作时)，使本发明配气机构产生的撞击次数绝对减少或相对减少，虽然比目前的配气机构增加了进、排气阀，由于进、排气阀的动作受力较小，噪声不大，固本发明配气机构噪声降低。
由于气门以断续式工作的开启和关闭时刻，只能根据具体的实际需要而设定，本发明无法做出明确判断和概述；又因具体实施时，气门以断续式工作的应用较少，固对气门以断续式工作的有关参数，无法作出分析。
在实际运行时，由于废气温度的影响，使气缸盖处在高温环境中，这样一方面使流入气缸的气体温度升高，导致内燃机充气量减小、对于汽油机或可燃气体发动机可能引起暴燃等问题；另一方面对进、排气阀，特别是排气阀的耐温性能提出了一定要求，为了解决上述问题，可采取以下措施A、在进排气通道的内壁和进、排气阀的基体上，做隔热层。利用隔热层的低导热系数，阻止热量向缸盖体的传导。
B、在进排气通道的内壁和进、排气阀的基体内，做中空层并且利用中空层自身的结构，限制气体流动。利用气体的低导热系数，阻止废气热量向气缸盖的传递。
本发明非单气门配气机构具有四种进、排气方式A、通过全部的气门口进、排气，大大减小了进、排气阻力。
B、通过部分的气门口排气和全部的气门口进气，大大减小了进气阻力。
C、通过全部的气门口排气和部分的气门口进气，大大减小了排气阻力。
D、通过部分的气门口进、排气，和目前的内燃机进、排气方式基本一样。
本发明的非单气门配气机构和单气门配气机构，其基本结构相同，都是下层是气门；中层是气门口、进排气通道或气门口、进排气通道和空气道或气门口、进排气通道、空气道和回收道。气缸盖中使用一个进排气通道时，进排气通道中还设置有隔板；上层是进气阀和排气阀、进气道和排气道。
非单气门配气机构和单气门配气机构区别在于，A、气缸盖中气门的使用数量不同。单气门配气机构的气缸盖中使用了单气门，而非单气门配气机构的气缸盖中使用了一个以上(两个或两个以上)的气门。B、为了提高扫气效率，还可在单气门配气机构的气缸盖中设置从隔板。
本发明配气机构的气缸盖中，气门、进排气通道、空气道和回收道的使用数量，四者互不影响，没有限制。为了便于说明，一个以上(两个或两个以上)的气门以两个气门举例说明，一个以上(两个或两个以上)的进排气通道以两个进排气通道举例说明，一个以上(两个或两个以上)的空气道以一个空气道举例说明，一个以上(两个或两个以上)的回收道以一个回收道举例说明，以此类推。
可以机械或电子控制方式实现本发明非单气门配气机构和单气门配气机构的进、排气阀、空气阀、回收阀的开启或关闭，或隔板对进、排气通道的分隔。
以机械方式实现进、排气阀、空气阀、回收阀的开启或关闭，或隔板对进、排气通道的分隔时，可使曲轴的转动通过曲柄滑块机构变换为连杆的往复移动，或使曲轴的转动通过凸轮机构变换为从动杆的往复移动，驱动往复式的进、排气阀、空气阀、回收阀的开启或关闭，往复式的隔板对进、排气通道的分隔。也使曲轴的转动通过凸轮机构变换为从动杆的摆动，驱动可以摆动方式驱动的摆动式的进、排气阀、空气阀、回收阀的开启或关闭。还可使曲轴的转动通过传动装置驱动可以旋转方式驱动的进、排气阀、空气阀、回收阀的开启或关闭，或隔板对进、排气通道的分隔。
以电子控制方式实现进、排气阀、空气阀、回收阀的开启或关闭，或隔板对进、排气通道的分隔时，首先根据需要，用传感器对曲轴的转速、转角、气缸内的气压等进行检测，对传感器的电信号进行处理后输送给驱动器，使驱动器按一定的控制程序控制执行装置实现进、排气阀、空气阀、回收阀的开启或关闭，或隔板对进、排气通道的分隔。或将传感器的电信号经模/数转换器(A/D)转换为数字信号，送入单片机(CPU)，按其予编程序进行处理后，将其结果送给驱动器，最后通过执行装置实现进、排气阀、空气阀、回收阀的开启或关闭，或隔板对进、排气通道的分隔。
图1a-1h是非单气门气缸盖的结构示意图。
图2a-2g是单气门气缸盖的结构示意图。
图3是回收道的结构示意图。
图4a-4c是配气凸轮的结构示意图。
图5a-5j是进、排气阀各选用种类的工作方式示意图。
图6a-6i是隔板各选用种类的工作方式示意图。
图7a-7d是从动隔板的结构和工作方式示意图。
图8a-8c是两气门单进排气通道的气缸盖第一种工作方式示意图。
图9a-9e是两气门单进排气通道的气缸盖第二种工作方式示意图。
图10a-10e是两气门单进排气通道的气缸盖第三种工作方式示意图。
图11a-11c是两气门两进排气通道的气缸盖第一种工作方式示意图。
图12a-12e是两气门两进排气通道的气缸盖第二种工作方式示意图。
图13a-13e是两气门两进排气通道的气缸盖第三种工作方式示意图。
图14a-14e是两气门两进排气通道的气缸盖第四种工作方式示意图。
图15a-15e是两气门两进排气通道的气缸盖第五种工作方式示意图。
图16a-16c是单气门单进排气通道的气缸盖第一种工作方式示意图。
图17a-17e是单气门单进排气通道的气缸盖第二种工作方式示意图。
图18a-18e是单气门单进排气通道的气缸盖第三种工作方式示意图。
图19a-19c是单气门两进排气通道的气缸盖第一种工作方式示意图。
图20a-20e是单气门两进排气通道的气缸盖第二种工作方式示意图。
图21a-21e是单气门两进排气通道的气缸盖第三种工作方式示意图。
图22a-22c是可燃混合气或可燃气体的回收过程示意图。
在图中，1.进气道 2.气门口 3.进气阀 4.进排气通道 5.气门 6.排气阀 7.进气阀 8.气门 9.进排气通道 10.排气阀 11.气门口 12.排气道 13.空气道 14.空气阀 15.隔板 16.回收道 17.回收阀 18.小凸起 19.小凸起 20.分配阀 21.进气通道 22.排气通道 23.从动隔板 24.隔板槽参看图1a-1h。图1a-1e所示的气缸盖中使用了两个进排气通道，图1f-1h所示的气缸盖中使用了一个进排气通道。
图1a所示的气缸盖中，下层是气门5和气门8；中层是气门口2和气门口11、进排气通道4和进排气通道9；上层是进气阀3和进气阀7、排气阀6和排气阀10、进气道1和排气道12。进、排气阀全部选用为止回阀，不具有扫气功能。
为了扫气的需要，图1b-1e所示的气缸盖是以图1a所示的气缸盖为基础，对其作了进一步的改进，使其具有了扫气功能。
图1b所示的气缸盖中，为了不使进气阀7在扫气时开启，进气阀7选用为切断阀，与另一个进排气通道4中的气门5配合，参与完成扫气。如图1b所示的气缸盖中，可以使一个进排气通道的进气阀选用为切断阀，与另一个进排气通道的气门配合，参与完成扫气。
图1c所示的气缸盖中，为了可以中断排气阀6的排气过程和不使另一个进排气通道9的进气阀7在扫气时开启，排气阀6和另一个进排气通道9的进气阀7选用为切断阀，相互配合，参与完成扫气。如图1c所示的气缸盖中，可以使一个进排气通道的排气阀选用为切断阀，与另一个进排气通道选用为切断阀的进气阀配合，参与完成扫气。
图1d所示的气缸盖中设置有空气道13，空气道13中设置有空气阀14，用以控制空气道13与进排气通道4的通断。扫气时开启，其余时间关闭。空气阀14、选用为切断阀的进气阀7和空气道13所连通的进排气通道4中的气门5，三者配合，参与完成扫气。如图1d所示的气缸盖中，空气阀和空气道所连通的进排气通道中的气门及另一个进排气通道选用为切断阀的进气阀，三者配合，参与完成扫气。图1d所示的气缸盖中，进气阀3选用为切断阀，集中控制进排气通道4和进排气通道9的进气过程。
为了使大多数的汽油机和可燃气体发动机可以进行扫气，在图1e所示的气缸盖中设置有空气道13和空气阀14，空气阀14设置在空气道13中，扫气时开启，其余时间关闭。空气阀14、选用为切断阀的进气阀3和空气道13所连通的进排气通道4中选用为切断阀的排气阀6，三者配合，参与完成扫气。与图1d所示的气缸盖一样，在图1e所示的气缸盖中，进气阀3选用为切断阀，集中控制进排气通道4和进排气通道9的进气过程。
下面结合附图1e对空气道作进一步说明。在图1e所示的空气道13中，设置有空气阀14，用以控制空气道13与进排气通道4的通断。为了防止空气阀14在进气时开启，空气阀14选用为切断阀。为了适应内燃机工况的变化，选用为切断阀的空气阀14，需要有较为复杂的执行装置，准确的控制空气阀14的开启和关闭过程。为了解决这个问题，在具体实施时，可在空气道内设置两个空气阀。进排气通道端的空气阀选用为止回阀，使其后的空气阀选用为切断阀(在进气时关闭、扫气时开启、其余时间开启或关闭任意)。选用为止回阀的空气阀和选用为切断阀的空气阀相结合，使空气道只在扫气时开通，而且自动适应内燃机工况的变化。
在图1f所示的气缸盖中，下层是气门5和气门8；中层是气门口2和气门口11、进排气通道4；上层是进气阀3、排气阀6、进气道1和排气道12。进、排气阀选用为止回阀，不具有扫气功能。
为了扫气的需要，图1g和图1h所示的气缸盖以图1f所示的气缸盖为基础，分别增添了隔板、隔板和空气道，使其具有了扫气功能。
图1g所示的气缸盖中进排气通道4中设置有隔板15，需要扫气时，隔板15将进排气通道4分隔进气通道和排气通道。使废气通过排气通道排出；空气通过进气通道流入气缸，然后随同废气通过排气通道排出，进行扫气。扫气结束，隔板15从分隔中退出，使进气通道和排气通道恢复为进排气通道4。如图1g所示的气缸盖中，使用了一个进排气通道，为了扫气的需要，进排气通道中设置有隔板，在扫气前到扫气期间，隔板将进排气通道分隔进气通道和排气通道。使废气通过排气通道排出；空气通过进气通道流入气缸，然后随同废气通过排气通道排出，进行扫气。扫气结束，隔板从分隔中退出，使进气通道和排气通道恢复成进排气通道。
图1h所示的气缸盖中设置有空气道13和空气阀14及隔板15，空气阀14设置在空气道13中。扫气时，使隔板将进排气通道分隔成进气通道和排气通道，当气缸内形成负气压时，使空气阀14开启，空气从空气道13通过进气通道流入气缸；进行扫气。扫气结束，空气阀14关闭。扫气时，为了防止进气阀3开启，进气阀3选用为切断阀。如图1h所示的气缸盖中，扫气时，使空气阀开启，空气从空气道通过进气通道流入气缸；进行扫气。扫气结束，空气阀关闭。
参看图2a-2g。图1a-1d所示的气缸盖中使用了两个进排气通道，图2e-2g所示的气缸盖中使用了一个进排气通道。
图2a所示的气缸盖中下层是气门5；中层是气门口2、进排气通道4和进排气通道9；上层是进气阀3和进气阀7、排气阀6和排气阀10、进气道1和排气道12。进、排气阀全部选用为止回阀，不具有扫气功能。
为了扫气的需要，图2c-1d所示的气缸盖是以图2a所示的气缸盖为基础，对其作了进一步的改进，使其具有了扫气功能。
为了便于观察，图2b所示的气缸盖中移去了气门5，显示出气门口2、进气阀3和进气阀7、排气阀6和排气阀10、进排气通道4和进排气通道9。
图2c所示的气缸盖中为了可以中断排气阀6的排气过程和不使进气阀7在扫气时开启，排气阀6和进气阀7选用为切断阀，相互配合，参与完成扫气。如图2c所示的气缸盖中，可以使一个进排气通道的排气阀选用为切断阀，与另一个进排气通道选用为切断阀的进气阀配合，参与完成扫气。
图2d所示的气缸盖中设置有空气道13和空气阀14，空气阀14设置在空气道13中，扫气时，使空气阀14开启，空气通过进排气通道4流入气缸；进行扫气，扫气结束，空气阀14关闭。如图2d所示的气缸盖中，扫气时，使空气阀开启，空气通过进排气通道流入气缸；进行扫气，扫气结束，空气阀关闭。
在图2e所示的气盖中，下层是气门5；中层是气门口2、进排气通道4；上层是进气阀3、排气阀6、进气道1和排气道12。进、排气阀选用为止回阀，不具有扫气功能。
为了扫气的需要，图2f-2g.所示的气缸盖以图2e所示的气缸盖为基础，对其作了进一步的改进，使其具有了扫气功能。
图2f所示的气缸盖中，进排气通道4中设置有隔板15，在扫气前到扫气期间，隔板15将进排气通道分隔进气通道和排气通道。使废气通过排气通道排出；空气通过进气通道流入气缸，然后随同废气通过排气通道排出，进行扫气。扫气结束，隔板15从分隔中退出，使进气通道和排气通道恢复为进排气通道4。如图2f所示的气缸盖中，使用了一个进排气通道，进排气通道中设置有隔板，在扫气前到扫气期间，隔板将进排气通道分隔进气通道和排气通道。使废气通过排气通道排出；空气通过进气通道流入气缸，然后随同废气通过排气通道排出，进行扫气。扫气结束，隔板从分隔中退出，使进气通道和排气通道恢复进排气通道。
图2h所示的气缸盖中设置有空气道13和空气阀14及隔板15，空气阀14设置在空气道13中。扫气时，使空气阀14开启，空气通过由隔板15将进排气通道分隔出的进气通道流入气缸；进行扫气，扫气结束，空气阀14关闭。如图2h所示的气缸盖中，扫气时，使空气阀开启，空气通过进气通道流入气缸，进行扫气，扫气结束，空气阀关闭。
大多数汽油机和可燃气体发动机，即通过进气道流入燃料的内燃机，在进气结束后，进排气通道内存留有一定的可燃混合气或可燃气体，排气时随同废气排出，造成燃料的浪费和环境的污染。为了解决这个问题，本发明的气缸盖中设置有回收道16，如图3所示。在图3所示的气缸盖中设置有回收道16，回收道16中设置有回收阀17以控制回收道16与进排气通道的通断。在进气结束到排气前，使空气阀14和回收阀17开启，进、排气阀不开启，让空气流入进排气通道，空气随同可燃气体或可燃混合气排入内燃机进气系统内，最后进入气缸被燃烧利用。
图4a-4c是配气凸轮的正时齿轮与曲轴的正时齿轮的齿数比为2∶1时的配气凸轮结构示意图，以此对本发明的配气凸轮进行说明。图4a所示为持续式凸轮，有一个凸起部分16，其凸起部分所对应的凸轮转角α＝180°+ε，以此凸轮为基础，在其凸起部分切截有小凸起16和小凸起17，与气门的开启和关闭过程相对应，用以驱动气门以断续式工作，其断续式凸轮如图4b所示。图4c所示是另一种断续式凸轮，是持续式凸轮的凸起部分，切截有一个小凸起16而成，用以驱动气门以断续式工作。
图4a-4c是配气凸轮的正时齿轮与曲轴的正时齿轮的齿数比为2∶1时的配气凸轮结构示意图，以此对本发明的配气凸轮进行说明。图4a所示为持续式凸轮，有一个凸起部分18，其凸起部分所对应的凸轮转角α＝180°+ε，以此凸轮为基础，在其凸起部分切截有小凸起18和小凸起19，与气门的开启和关闭过程相对应，用以驱动气门以断续式工作，其断续式凸轮如图4b所示。图4c所示是另一种断续式凸轮，是持续式凸轮的凸起部分，切截有一个小凸起18而成，用以驱动气门以断续式工作。
现以图4a所示的持续式凸轮(逆时针方向旋转，下同)与图4b或图4c所示的断续式凸轮(逆时针方向旋转，下同)分别结合，说明驱动气门以兼容式工作的工作过程。
图4a所示的持续式凸轮与图4b所示的断续式凸轮结合，气门的工作过程为持续式凸轮和断续式凸轮进入工作段(升程增大段)，全部的气门开启，排气开始。在废气排出接近结束时，断续式凸轮的工作段(升程减小段)退出，进入到凸起部分18和凸起部分19的交接处，以断续式工作的气门的气门关闭；废气从以持断式工作的气门的气门口排出，在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，断续式凸轮的凸起部分19进入到工作段(升程增大段)，以断续式工作的气门的气门开启，从其气门口流入空气，进行扫气。到下一个工作循环的进气结束，持续式凸轮和断续式凸轮的工作段(升程减小段)从工作中退出，以持断式工作的气门和以断断式工作的气门的气门关闭。
图4a所示的持续式凸轮与图4c所示的断续式凸轮结合，气门的工作过程为持续式凸轮进入工作段(升程增大段)，以持断式工作的气门的气门开启，排气开始。废气通过以持断式工作的气门的气门口排出，在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，断续式凸轮的凸起部分18进入到工作段(升程增大段)，以断续式工作的气门的气门开启，从其气门口流入空气，进行扫气。到下一个工作循环的进气结束，持续式凸轮和断续式凸轮的工作段(升程减小段)从工作中退出，以持断式工作的气门和以断断式工作的气门的气门关闭。
图5a-5j是进、排气阀的选用种类和工作方式示意图，以单气门配气机构的气缸盖中的进、排气阀举例说明。
本发明中的进、排气阀可选用止回阀(本发明多选用止回阀)、也可选用切断阀或分配阀。
由于止回阀是自动阀，进、排气阀选用止回阀时，进、排气阀可在压力差作用下开启或关闭，即在废气压力作用下排气阀开启、进气阀关闭；在负气压(气缸内，下同)吸力作用下，进气阀开启、排气阀关闭(附图中选用为止回阀的进、排气阀，是在没对其施加机械力和/或电磁力的状态下工作的)。如图5a-5b所示。图5a-5b所示为进、排气阀的选用的为止回阀的工作方式示意图。如图5a所示，在废气压力作用下，进气阀3关闭，排气阀6开启。图5b所示为，在气缸内负气压吸力作用下，进气阀3开启，排气阀6关闭。
根据需要，也可对止回阀施加机械力和/或电磁力，改变其开启或关闭时刻，使其在一定时间内，具有切断阀的功能。
进、排气阀也可选用为切断阀，在外力的作用下开启或关闭，不使进、排阀在压力差作用下开启或闭合时，选用为切断阀。如图5c-5d所示。图5c-5d所示为进、排气阀的选用的为切断阀的工作方式示意图。如图5c所示，在外力作用下，使进气阀3关闭，排气阀6开启。图5d所示为，在外力作用下，进气阀3开启，排气阀6关闭。
为了简化结构和操作，进、排气阀还可选用为分配阀，分配阀具有进、排气阀两者的功能，使进、排气阀成为一体，没有进气阀和排气阀之分，固称为进排气阀。进排气阀按结构形式可分为摆动式、往复式和旋转式。如图5g-5j所示。
图5e-5f所示为进、排气阀选用为分配阀(以旋转式分配阀举例说明)的工作方式示意图。如图5e所示，在外力作用下，分配阀20将进气道1关闭、排气道12开启。图5f所示为，在外力作用下，分配阀20将进气道1开启、排气道12关闭。
图5g-5h所示为摆动式分配阀的工作方式示意图。图5g所示，在外力作用下，摆动式分配阀20将进气道1关闭，排气道12开启。图5h所示为，在外力作用下，摆动式分配阀20将进气道1开启，排气道12关闭。
图5i-5j所示为往复式分配阀的工作方式示意图。图5i所示，在外力作用下，往复式分配阀20使进气道1关闭，排气道12开启。图5j所示为，在外力作用下，往复式分配阀20使进气道1开启，排气道12关闭。
选用分配阀时，不利于进、排气期间外的进排气通道内的气体(可燃混合气或可燃气体)的回收，因此，汽油机和可燃气体发动机的配气机构中选用分配阀时，请予以考虑。
图6a-61是隔板的选用种类和工作方式示意图。按运动形式隔板有往复式和旋转式。旋转式有平置式旋转隔板(为了述叙方便，本发明人定义为隔板的旋转轴与气缸的横截面平行的隔板设为平置式隔板)和垂直式旋转隔板(为了述叙方便，本发明人定义为隔板的旋转轴延长线与气缸的横截面相交的隔板称为垂直式隔板)。
图6a-6c所示为往复式隔板的工作方式示意图。图6a所示为在排出接近结束前，隔板1 5不对进排气通道4进行分隔。在排出接近结束时，隔板15进入进排气通道4将进排气通道4分隔进气通道21和排气通道22，如图6b所示。图6c所示为进气时，隔板1 5从进排气通道4中退出，不对进排气通道4进行分隔。
图6d-6f所示为垂直式旋转隔板的工作过程俯视图。图6d所示为在排出接近结束前，隔板15开始旋转，准备对进排气通道进行分隔。图6e所示为在排出接近结束时，隔板15，将进排气通道4进行分隔成进气通道21和排气通道22。图6f所示为扫气结束，隔板1 5从分隔中退出，进气通道和排气通道合恢复为进排气通道。
图6g-6i所示为平置式旋转隔板15的工作方式示意图。图6g所示为在排出接近结束前，隔板1 5开始旋转，准备对进排气通道进行分隔。图6h所示为在排出接近结束时，隔板15，将进排气通道4进行分隔成进气通道21和排气通道22。图6i所示为扫气结束，隔板15从分隔中退出，进气通道和排气通道合恢复为进排气通道。
为了提高扫气效果，不使进排气通道或进气通道流入的空气，直接从另一个(或另部分的)进排气通道或排气通道排出，在单气门配气机构的气缸盖的进排气通道或隔板下部还设置有从动隔板。从动隔板随气门开启、关闭过程而上下，以滑动的方式与进排气通道或平置式旋转隔板密切配合，或以滑动兼转动的方式与垂直式旋转隔板密切配合，使进排气通道或进气通道流入的空气，不直接从另一个(或另部分的)进排气通道或排气通道排出，确保了扫气效果。
从动隔板可以作为气门的一部分，或安装在气门上，以气门杆为轴，或将轴设在气门杆外，与垂直旋转的隔板配合。
下面以图7a-7e对从动隔板进行说明。图7a所示的从动隔板23作为气门5的一部分，可以与隔板或进排气通道配合，使进排气通道或进气通道流入的空气，不从另一个(或另一组)进排气通道或排气通道直接排出，确保了扫气效果。
图7b所示的气缸盖处于扫气状态，隔板将进气道4分隔为进气通道21和排气通道22，由于从动隔板与隔板的配合，使进气通道21和排气通道22得以延长，空气只能从进气通道21流入气缸后，才能随同废气通过排气通道22排出。在图7d所示的气缸盖中移去了气门，可以方便的观察到从动隔板23存在于从动隔板槽24中，气缸盖的基体作为隔板槽24。从动隔板23与垂直旋转隔板配合时，垂直旋转隔板的基体也可用为从动隔板23的隔板槽24。
下面以气缸盖的工作过程，结合通过全部的气门口(非单配气门配气机构)或单个的气门口(单配气门配气机构)的进、排气的方式，对本发明配气机构的进、排气过程进行说明。
图8a-8c是两气门单进排气通道的气缸盖第一种工作方式示意图，图8a-8c所示的气缸盖中，进、排气阀全部选用为止回阀，所以不具有扫气功能。
图8a所示为气门5和气门8开启，在废气压力作用下，进气阀3关闭，排气阀6开启，废气从气门口2、气门口11和进排气通道4经排气道12排出。
为了便于观察，对图8b进行了适度放大。图8b所示为排气结束，在气缸内负气压吸力作用下，排气阀6关闭，进气阀3开启，气体从进气道1经进排气通道4、气门口2和气门口11流入气缸，进行进气。
图8c所示为进气结束，气门5和气门8关闭。
图9a-9e是两气门单进排气通道的气缸盖第二种工作方式示意图，图9a-9e所示的气缸盖中，进排气通道4中使用了隔板15，需要扫气时，隔板15将进排气通道分隔成进气通道21和排气通道22，废气通过排气通道22排出，以此使气缸内形成负气压，用于扫气，使其具有了扫气功能。
图9a所示为气门5和气门8开启，在废气压力作用下，进气阀3关闭，排气阀6开启，废气从气门口2、气门口11和进排气通道4经排气道12排出。
图9b所示为扫气前，隔板15将进排气通道4分隔成进气通道21和排气通道21。废气从气门口11和排气通道22经排气道12排出。
图9c所示为在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，进气阀3开启。气体从进气道1经进气通道21和气门口2流入气缸后，随同废气从气门口11和排气通道22经排气道12排出，进行扫气。
图9d所示为扫气结束，隔板15从分隔中退出，进气通道21和排气通道22恢复为进排气通道4。在气缸内负气压吸力作用下，排气阀6关闭。气体从进气道1经进排气通道4、气门口2和气门口11流入气缸，进行进气。
图9e所示为进气结束，气门5和气门8关闭。
图10a-10e是两气门单进排气通道的气缸盖第三种工作方式示意图，图中所示的气缸盖是在图9a-9e所示的气缸盖的基础上增设了空气道13而成，使大多数的汽油机和可燃气体发动机可以进行扫气。
图10a所示为气门5和气门8开启，在废气压力作用下，进气阀3关闭，排气阀6开启，废气从气门口2、气门口11和进排气通道4经排气道12排出。
图10b所示为扫气前，隔板15将进排气通道4分隔成进气通道21和排气通道22。废气从气门口11和排气通道22经排气道12排出。
图10c所示为在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，空气阀14开启。空气从空气道13经进气通道21和气门口2流入气缸后，随同废气从气门口11和排气通道22经排气道12排出，进行扫气。
图10d所示为扫气结束，隔板15从分隔中退出，进气通道21和排气通道22恢复为进排气通道4。在气缸内负气压吸力作用下，排气阀6关闭，使空气阀14关闭、进气阀3开启，气体从进气道1经进排气通道4、气门口2和气门口11流入气缸，进行进气。
图10e所示为进气结束，气门5和气门8关闭。
图11a-11c是两气门两进排气通道的气缸盖第一种工作方式示意图，图11a-11c所示的气缸盖中，进、排气阀全部选用为止回阀，不具有扫气功能。
图11a所示为气门5和气门8开启，在废气压力作用下，进气阀3和进气阀7关闭，排气阀6和排气阀10开启，废气从气门口2、气门口11、进排气通道4和进排气通道9经排气道12排出。
图11b所示为排气结束，在气缸内负气压吸力作用下，排气阀6和排气阀10关闭、进气阀3和进气阀7开启，气体从进气道1经进排气通道4、进排气通道9、气门口2和气门口11流入气缸，进行进气。
图11c所示为进气结束，气门5和气门8关闭。
图12a-12e是两气门两进排气通道的气缸盖第二种工作方式示意图，图12a-12e所示的气缸盖中，排气阀6和进气阀7选用为切断阀，相互配合，参与完成扫气。
图12a所示为气门5和气门8开启，使排气阀6开启，在废气压力作用下，进气阀3和进气阀7关闭、排气阀10开启，废气从气门口2、气门口11、进排气通道4和进排气通道9经排气道12排出。
图12b所示为在废气排出接近结束时，使排气阀6关闭，废气从气门口11、进排气通道9经排气道12排出。
图12c所示为在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，在负气压吸力作用下，进气阀3开启。气体从进气道1经进排气通道4和气门口2流入气缸后，随同废气从气门口11、进排气通道9经排气道12排出，进行扫气。
图12d所示为扫气结束，使进气阀7开启，在气缸内负气压吸力作用下，排气阀10关闭，气体从进气道1经进排气通道4、进排气通道9、气门口2和气门口11流入气缸，进行进气。
图12e所示为进气结束，气门5和气门8关闭。图13a-13e是两气门两进排气通道的气缸盖第三种工作方式示意图，图13a-13e所示的气缸盖中，进气阀7选用为切断阀，与气门5配合，参与完成扫气。
图13a所示为气门5和气门8开启，使进气阀7关闭，在废气压力作用下，进气阀3关闭、排气阀6和排气阀10开启，废气从气门口2、气门口11、进排气通道4和进排气通道9经排气道12排出。
图13b所示为扫气前，气门5关闭，废气从气门口11和进排气通道9经排气道12排出。
图13c所示为在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，气门5开启，在负气压吸力作用下，排气阀6关闭，进气阀3开启。空气从进气道1经进排气通道4和气门口2流入气缸后，随同废气从气门口11和进排气通道9经排气道12排出，进行扫气。
图13d所示为扫气结束，使进气阀7开启，在气缸内负气压吸力作用下，排气阀10关闭，气体从进气道1经进排气通道4、进排气通道9、气门口2和气门口11流入气缸，进行进气。
图13e所示为进气结束，气门5和气门8关闭。
图14a-14e是两气门两进排气通道的气缸盖第四种工作方式示意图，图14a-14e所示的气缸盖是在图12a-12e所示的气缸盖的基础上增设了空气道13，而且由进气阀3集中控制进排气通道4及进排气通道9的进气过程。图14a-14e所示的气缸盖与图12a-12e所示的气缸盖的进、排气过程基本相同，只是图14a-14e所示的气缸盖扫气时，空气从空气道13经进排气通道4和气门口2流入气缸，而不是同图12a-12e所示的气缸盖扫气那样，空气从进气道1经进排气通道4和气门口2流入气缸。
图14a所示为气门5和气门8开启，使排气阀6开启、进气阀3和空气阀14关闭，在废气压力作用下，排气阀10开启，废气从气门口2、气门口11、进排气通道4和进排气通道9经排气道12排出。
图14b所示为在废气排出接近结束时，使排气阀6关闭，废气从气门口11和进排气通道9经排气道12排出。
图14c所示为在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，使空气阀14开启，空气从空气道13经进排气通道4和气门口2流入气缸后，随同废气从气门口11和进排气通道9经排气道12排出，进行扫气。
图14d所示为扫气结束，使空气阀14关闭、进气阀3开启，在气缸内负气压吸力作用下，排气阀10关闭，气体从进气道1经进排气通道4、进排气通道9、气门口2和气门口11流入气缸，进行进气。
图14e所示为进气结束，气门5和气门8关闭。
图15a-15e是两气门两进排气通道的气缸盖第五种工作方式示意图，和图14a-14e所示的气缸盖的进、排气方式基本相同，只是在扫气时，通过气门5的关闭和开启过程，参与完成扫气。
图15a所示为气门5和气门8开启，使进气阀3和空气阀14关闭，在废气压力作用下排气阀6和排气阀10开启，废气从气门口2、气门口11、进排气通道4和进排气通道9经排气道12排出。
图5b所示为在废气排出接近结束时，气门5关闭，废气从气门口11和进排气通道9经排气道12排出。
图15c所示为在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，使气门5和空气阀14开启。在负气压吸力作用下，排气阀6关闭。空气从空气道13经进排气通道4和气门口2流入气缸后，随同废气从气门口2和进排气通道9经排气道12排出，进行扫气。
图15d所示为扫气结束，使进气阀3开启，空气阀14关闭。在气缸内负气压吸力作用下，排气阀关闭10，气体从进气道1经进排气通道4、进排气通道9、气门口2和气门口11流入气缸，进行进气。
图15e所示为进气结束，气门5和气门8关闭。
图16a-16c是单气门单进排气通道的气缸盖第一种工作方式示意图，图16a-16c所示的气缸盖中，进、排气阀选用为止回阀，不具有扫气功能。
图16a所示为气门5开启，在废气压力作用下，进气阀3关闭，排气阀6开启，废气从气门口2和进排气通道4经排气道12排出。
图16b所示为排气结束，在气缸内负气压吸力作用下，排气阀6关闭，进气阀3开启。气体从进气道1经进排气通道4和气门口2流入气缸，进行进气。
图16c所示为进气结束，气门5关闭。
图17a-17e是单气门单进排气通道的气缸盖第二种工作方式示意图，图17a-17e气缸盖中，为了扫气的需要，在进排气通道4内设置有隔板15。
图17a所示为气门5开启，在废气压力作用下，进气阀3关闭，排气阀6开启，废气从气门口2和进排气通道4经排气道12排出。
图17b所示为在废气排出接近结束时，隔板15将进排气通道4分隔成进气通道21和排气通道22。废气从气门口2和排气通道22经排气道12排出。
图17c所示为在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压，在负气压吸力作用下，进气阀3开启。空气从进气道1经进气通道21和气门口2流入气缸后，随同废气从气门口2和排气通道22经排气道12排出，进行扫气。
图17d所示为扫气结束，隔板15退出分隔，进气通道21和排气通道22恢复为进排气通道4。在气缸内负气压吸力作用下，排气阀6关闭。气体从进气道1经进排气通道4和气门口2流入气缸，进行进气。
图17e所示为进气结束，气门5关闭。
图18a-18e是单气门单进排气通道的气缸盖第三种工作方式示意图，图18a-18e所示的气缸盖是在图17a-17e所示的气缸盖的基础上增设了空气道而成，在扫气时，为了不使进气阀3开启，进气阀3选用为切断阀。扫气时，空气从空气道13经进排气通道4和气门口2流入气缸。
图18a所示为气门5开启，在废气压力作用下，排气阀6开启，废气从气门口2和进排气通道4经排气道12排出。
图18b所示为在废气排出接近结束时，隔板15将进排气通道4分隔成进气通道21和排气通道22。废气从气门口2和排气通道22经排气道12排出。
图18c所示为在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，使空气阀14开启。空气从空气道13经进气通道21和气门口2流入气缸后，随同废气从气门口2和排气通道22经排气道12排出，进行扫气。
图18d所示为扫气结束，隔板15退出分隔，进气通道21和排气通道22恢复为进排气通道4。使空气阀14关闭、进气阀3开启，气体从进气道1经进排气通道4和气门口2流入气缸，进行进气。
图18e所示为进气结束，气门5关闭。
图19a-19c是单气门两进排气通道的气缸盖第一种工作方式示意图，图19a-19c所示的气缸盖中，进、排气阀全部选用为止回阀，不具有扫气功能。
图19a所示为气门5开启，在废气压力作用下，进气阀3和进气阀7关闭，排气阀6和排气阀10开启，废气从气门口2、进排气通道4、进排气通道9经排气道12排出。
图19b所示为排气结束，在气缸内负气压吸力作用下，排气阀6和排气阀10关闭，进气阀3和进气阀7开启，气体从进气道1经进排气通道4、进排气通道9和气门口2流入气缸，进行进气。
图19c所示为进气结束，气门5关闭。
图20a-20e是单气门两进排气通道的气缸盖第二种工作方式示意图，图20a-20e所示的气缸盖中，排气阀6和进气阀7选用为切断阀，互相配合，参与完成扫气。
图20a所示为气门5开启，使进气阀7关闭、排气阀6开启，在废气压力作用下，进气阀3关闭，排气阀10开启，废气从气门口2、进排气通道4和进排气通道9经排气道12排出。
图20b所示为在废气排出接近结束时，使排气阀6关闭，废气从气门口2和进排气通道9经排气道12排出。
图20c所示为在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，在负气压吸力作用下，进气阀3开启，空气从进气道1经进排气通道4和气门口2流入气缸，又随同废气从气门口2和进排气通道9经排气道12排出，进行扫气。
图20d所示为扫气结束，使进气阀7开启，在气缸内负气压吸力作用下，排气阀10关闭，气体从进气道1经进排气通道4、进排气通道9和气门口2流入气缸，进行进气。
图20e所示为进气结束，气门5关闭。
图21a-21e是单气门两进排气通道的气缸盖第三种工作方式示意图，图21a-21e所示的气缸盖是以图20a-20e所示的气缸盖为基础，增设了空气道13，而且由进气阀3集中控制进排气通道4及进排气通道9的进气过程。扫气时，空气从空气道13经进排气通道4和气门口2流入气缸。
图21a所示为气门5开启，使进气阀7关闭、排气阀6开启，在废气压力作用下，进气阀3关闭，排气阀10开启，废气从气门口2、进排气通道4和进排气通道9经排气道12排出。
图21b所示为在废气排出接近结束时，使排气阀6关闭，废气从气门口2和进排气通道9经排气道12排出。
图21c所示为在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，使空气阀14开启，空气从空气道13经进排气通道4和气门口2流入气缸，又随同废气从气门口2和进排气通道9经排气道12排出，进行扫气。
图21d所示为扫气结束，使进气阀3开启、空气阀14关闭，在气缸内负气压吸力作用下，排气阀10关闭，气体从进气道1经进排气通道4、进排气通道9和气门口2流入气缸，进行进气。
图21e所示为进气结束，气门5关闭。
图22a-22c是可燃混合气或可燃气体的回收过程示意图(以两气门单进排气通道的气缸盖举例说明)，图22a-22c所示的气缸盖中增设了回收道16，与空气道13配合，回收气门关闭后存留在进排气通道内的可燃混合气或可燃气体。
图22a所示为进气结束，气门5、气门8、进气阀3和排气阀6关闭着。
图22b所示为空气阀14和回收阀17开启，空气从空气道13流入进排气通道4，然后随同可燃混合气或可燃气体经回收道17排出，被内燃机的进气系统回收。
图22c所示为在排气前，空气阀14和回收阀17关闭。
以上通过附图的方式，对本发明单气门配气机构的进、排气方式和非单气门配气机构以全部的气门口进、排气方式，进行了说明，参看附图8至图21。
非单气门配气机构进、排气时，以部分的气门口进行排气，可通过以下四种方式实现A、使部分的气门和排气阀(与开启的气门相对应的排气阀)开启，废气从部分的气门口和进排气通道经排气道排出。
B、使全部的气门和部分的排气阀开启，废气从部分的气门口和进排气通道经排气道排出。
C、使全部的气门和部分的排气阀开启，废气从部分的气门口和进排气通道经排气道排出。
D、使隔板将进排气通道分隔成进气通道和排气通道，废气从部分的气门口和排气通道经排气道排出。
以上通过附图和实施例的方式，对本发明进行了描述。但本发明并不仅限于上述实施例，本领域的技术人员应认识到，可通过多种方式来实现。在不脱离本发明的精神实质和范围的情况下，对本发明进行的变更、改变均落入本发明的范围之内，本发明的范围是由权利要求书所限定的范围确定的。
权利要求
1.一种非单气门配气机构，它包括气缸盖、凸轮轴、挺柱、挺杆、摇臂、气门等，其特征在于，气缸盖是一种分层结构下层是非单个气门，对内燃机压缩行程的压缩过程和作功行程的作功过程起密封作用；中层是气门口和进排气通道，或气门口、进排气通道和空气道，或气门口、进排气通道、空气道和回收道，气门口和进排气通道是进、排气的气流通道，进排气通道在气门口之上，当一个气缸使用一个进排气通道时，进排气通道内设置有隔板，用以将进排气通道分隔成进气通道和排气通道；空气道设置在进排气通道外，其内设置有空气阀，用以控制空气道与进排气通道的通断；回收道设置在进排气通道外，其内设置有回收阀，用以控制回收道与进排气通道的通断，回收道与空气道相配合，回收气门关闭后，进排气通道内留存的可燃混合气或可燃气体；上层是进、排气阀和进、排气道，进、排气阀对进、排气气流起分配作用，使废气从排气道排出；气缸内所需用的气体从进气道吸入，在进、排气期间，即从排气开始到下一个工作循环的进气结束，气门有三种工作方式持续式、断续式和兼容式，气门始终开启的工作方式称为持续式；气门分时段开启的工作方式称为断续式；部分气门始终开启，另部分气门分时段开启的工作方式称为兼容式，驱动气门以持续式工作的配气凸轮，驱动气门的开启时间所对应的曲轴转角为γ+360°+β，以此凸轮为基础，在其凸起部分切截有小凸起，与气门的开启和关闭过程相对应，用以驱动气门以断续式工作；驱动气门以持续式工作的配气凸轮和驱动气门以断续式工作的配气凸轮相结合，以驱动气门以兼容式工作。
2.一种单气门配气机构，它包括气缸盖、凸轮轴、挺柱、挺杆、摇臂、气门等，其特征在于，气缸盖是一种分层结构下层是单个气门，对内燃机压缩行程的压缩过程和作功行程的作功过程起密封作用；中层是气门口和进排气通道，或气门口、进排气通道和空气道，或气门口、进排气通道、空气道和回收道，气门口和进排气通道是进、排气的气流通道，进排气通道在气门口之上，当一个气缸使用一个进排气通道时，进排气通道内设置有隔板，用以将进排气通道分隔成进气通道和排气通道；空气道设置在进排气通道外，其内设置有空气阀，用以控制空气道与进排气通道的通断；回收道设置在进排气通道外，其内设置有回收阀，用以控制回收道与进排气通道的通断，回收道与空气道相配合，回收气门关闭后，进排气通道内留存的可燃混合气或可燃气体；上层是进、排气阀和进、排气道，进、排气阀对进、排气气流起分配作用，使废气从排气道排出；气缸内所需用的气体从进气道吸入，在进、排气期间，气门以持续式工作，即从排气开始到下一个工作循环的进气结束，气门始终开启着，驱动气门的配气凸轮，驱动气门的开启时间所对应的曲轴转角为γ+360°+β。
3.根据权利要求2所述的单气门配气机构，其特征在于，为了提高扫气效果，在单气门配气机构气缸盖的进排气通道或隔板下部设置有从动隔板。
4.根据权利要求1所述的非单气门配气机构或权利要求2所述的单气门配气机构，其特征在于，进、排气阀可选用止回阀、切断阀和分配阀。
5.根据权利要求1所述的非单气门配气机构或权利要求2所述的单气门配气机构，其特征在于，为降低气缸盖的温度，可采取以下措施A、在进、排气阀进排气通道的内壁和进、排气阀的基体上，做隔热层。B、在进、排气阀进排气通道的内壁和进、排气阀的基体内，做中空层利用气体低导热系数，阻止废气热量向气缸盖的传递。
6.根据权利要求1所述的非单气门配气机构或权利要求2所述的单气门配气机构，其特征在于，进、排气阀选用止回阀时，可对其施加机械力和/或电磁力，以改变其开启或关闭时刻。
7.根据权利要求1所述的非单气门配气机构或权利要求2所述的单气门配气机构，其特征在于，回收利用排气前进排气通道中的可燃气体或可燃混合气，可使进、排气阀不开启时，让空气道中的空气流入进排气通道，空气随同可燃气体或可燃混合气通过回收道排入内燃机进气系统内，供气缸燃烧利用。
8.根据权利要求1所述的非单气门配气机构或权利要求2所述的单气门配气机构，其特征在于，可以以机械或电子控制方式实现非单气门配气机构或单气门配气机构的进、排气阀、空气阀、回收阀的开启或关闭，或隔板对进、排气通道的分隔。
9.一种非单气门配气机构的配气方法，其特征在于，配气凸轮驱动气门开启时，使全部的进气阀关闭、全部或部分的气门和排气阀开启，废气从全部或部分的气门口经进排气通道通过排气道排出；排气结束，使全部的排气阀关闭、气门和进气阀开启，气体从进气道通过进排气通道通过全部的气门口流入气缸，进行进气；进气结束，配气凸轮使全部的气门关闭，或配气凸轮驱动气门开启时，使全部的进气阀关闭、全部或部分的气门和排气阀开启，废气从全部或部分的气门口经进排气通道通过排气道排出；在废气排出接近结束时，使废气从部分的气门口经进排气通道或排气通道通过排气道排出；在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，使空气从进气道或空气道经进排气通道或进气通道通过另部分的气门口流入气缸，随同废气排出，进行扫气；扫气结束，使全部的排气阀关闭、气门和进气阀开启，气体从进气道经进排气通道通过全部的气门口流入气缸，进行进气；进气结束，配气凸轮使全部的气门关闭。
10.一种单气门配气机构的配气方法，其特征在于，配气凸轮驱动气门开启，废气从气门口经进排气通道通过排气道排出；排气结束，气体从进气道经进排气通道通过气门口流入气缸，进行进气；进气结束，配气凸轮使气门关闭，或配气凸轮驱动气门开启，废气从气门口经进排气通道通过排气道排出；在废气排出接近结束时，使废气从气门口经部分的进排气通道或排气通道通过排气道排出；在废气排出惯性作用下，气缸内形成负气压时，使空气从进气道或空气道经另部分的进排气通道或进气通道通过气门口流入气缸，随同废气排出，进行扫气；扫气结束，使气体从进气道经进排气通道通过气门口流入气缸，进行进气；进气结束，配气凸轮使气门关闭。
全文摘要
本发明涉及一种非单气门和单气门配气机构及其配气方法。1.通过改变气缸盖的结构和气门的工作方式，大大增大了进、排气流通面积。本发明单气门配气机构进、排气时，进、排气流通面积可以比目前任何或任意的配气机构的进、排气流通面积增加100％以上，非单气门配气机构的气门以持续式工作时，进、排气流通面积比目前相同气门的配气机构的进、排气流通面积增加100％，为了扫气的需要，非单气门配气机构的气门以兼容式工作时，进、排气流通面积比目前相同气门的配气机构的进、排气流通面积增加接近100％；2.通过在气缸盖中设置空气道，使任何内燃机都可以进行扫气。
文档编号F02F1/42GK1438407SQ02154650
公开日2003年8月27日 申请日期2002年11月29日 优先权日2002年11月29日
发明者王洪泽 申请人:王洪泽, 王风平