專利名稱：四行程引擎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型系有關(guān)于一種內(nèi)燃機，尤其是一種適用于手提式機器四行程引擎。小型的內(nèi)燃發(fā)協(xié)機是比較有知名度，也比較廣泛地使用于一般動力裝置，例如鏈鉅機、吹風機…等等，由于科技不斷地進步、技術(shù)不斷地改良，使這些動力裝置演變?yōu)橛蓡稳瞬倏兀虼擞斜匾獪p輕這些動力裝置的重量，而且改良成得以在不同的方向操控(例如橫向或直向)。
到目前為止，幾乎所有具有這些功能的引擎都是二行程氣冷引擎，就重量各尺寸的比率來說，該種引擎具有較佳的功率，也沒有太多復雜的結(jié)構(gòu)，而且可以操控在不同方向上；因為該引擎系使用隔板型化油器于燃料中加入潤滑油來使引擎達到潤滑的目的(典型的油汽混合比是40∶1)，故可以達到前述二行程氣冷引擎的特性。
此種型式的二行程引擎運作過程當中，有一些缺點會漸漸顯露出來燃料的消耗率漸漸增高，運作過程中噪音程度也偏高，更嚴重的廢氣物排放程度相當高，因為廢氣中含有大量的未完全燃燒的燃料在其中；在1995年，美國加州政府嚴格的管制機汽車排氣物，限制排氣物中碳化氫和一氧化碳的廢氣排放，然而，到目前為止，幾乎所有的二行程引擎都不符合加州所規(guī)定的標準，而且該排氣物標準預定很快就會適用在其他州或其他國家中。
四行程引擎當然也是眾所周知的引擎，該引擎所排放的廢氣物中含碳化氫和一氧化碳的量比二行程引擎還少，這是顯然可知的，因為四行程引擎使用一個比較正確的方式來交換廢氣物與未燃燒完全的混合物-利用閥門來交換，況且四行程引擎的噪音程度也較小。
相較之下，小型的四行程引擎較容易購置，而且也已經(jīng)被拿來使用了，像是在模型或旋轉(zhuǎn)飛機…等，雖然該引擎小到足以適用在手提式工具上，但其效果仍然不是很令人滿意，因其結(jié)構(gòu)有相對性的復雜度及容積量小；一般四行程引擎包括一油槽及一油泵，其中油槽設(shè)于引擎底部的曲軸箱內(nèi)，該油泵驅(qū)動機油到作動區(qū)中，如頂閥和閥門操作機構(gòu)。但該潤滑系統(tǒng)并不適用于所有的位置。
1993年1月5日所申請的U．S．Pat．No．5，176，116美國專利案中描述到手提式四行程引擎潤滑系統(tǒng)，其中有些引擎部分系由曲軸箱中的機油所潤滑，另一部分系使用動物油涂塞在作動區(qū)周圍；當引擎使用中溫度會不斷地上升，該動物油是否能夠提供令人滿意的潤滑度是很令人懷疑的，因為動物油必需定期的清理及再填充，若長期使用在野地或花園中，機器遲早會產(chǎn)生問題，像是在家中的整理花園工具上，該動物油也不是很適用。
本實用新型的目的是針對目前四行程引擎存在的潤滑機構(gòu)比較復雜，且潤滑效果不理想的問題，提供一種構(gòu)造簡單，潤滑效果好，且燃氣燃燒更加充分的四行程引擎。
本實用新型所述的四行程內(nèi)燃引擎，由燃料、機油及空氣所混合面成的易燃性混合物所燃燒，其中(a)該四行程引擎的主要結(jié)構(gòu)包括一引擎本體、一頭部及一曲軸箱；(b)該頭部包括一密閉區(qū)、一進氣閥及設(shè)于密閉區(qū)內(nèi)的閥門操縱機構(gòu)；(c)前述閥門操縱機構(gòu)包括至少一汽缸及設(shè)于汽缸中反復運作的活塞；(d)前述結(jié)構(gòu)中，當活塞反復運作時，曲軸箱內(nèi)的容積隨之交替地增加及遞減；(e)前述結(jié)構(gòu)中，該曲軸箱側(cè)邊設(shè)有進氣口及排氣口，當曲軸箱內(nèi)容積增加時，排氣閥與進氣口結(jié)合，使流體得以流入曲軸箱中；(f)一導管設(shè)于排氣口和頭部之間，連系曲軸箱與密閉區(qū)；(g)易燃性混合物流經(jīng)進汽門、曲軸箱與閥門密閉區(qū)，環(huán)繞于曲軸箱、密閉區(qū)與閥門操縱機構(gòu)，同時潤滑曲軸箱與閥門操縱機構(gòu)內(nèi)的引擎結(jié)構(gòu)。
所述的四行程引擎結(jié)構(gòu)，其中進氣閥與排氣口相通，當曲軸箱容積增加時，流體得以自曲軸箱流至導管中。
本實用新型所述的四行程引擎，也可以是該引擎由燃料、機油及空氣所混合而成的易燃性混合物所燃燒，其中(a)該四行程引擎結(jié)構(gòu)包括一曲軸箱、汽缸及閥門密閉區(qū)；(b)一活塞、一燃燒室及一閥門密閉區(qū)，其中活塞設(shè)于汽缸中反復運作，使該曲軸箱內(nèi)的容積隨之交替地增加及遞減；(c)曲軸箱內(nèi)設(shè)有進氣口及排氣口，其中進氣口與易燃性混合物的供應(yīng)區(qū)相通；(d)一閥門操作機構(gòu)設(shè)于閥門密閉區(qū)內(nèi)，包括有一進氣閥、一排氣閥及一閥門操縱機構(gòu)，當該進氣閥門開啟時，密閉區(qū)與燃燒室相通，而當該排氣閥門開啟時，燃燒室與大氣相通；(e)一導管，自排氣口連接至密閉區(qū)，使混合物得以由曲軸箱流至閥門密閉區(qū)；(f)在引擎運作過程當中，充足量的混合物會流經(jīng)曲軸箱及閥門密閉區(qū)，使該區(qū)的閥門操縱機構(gòu)受到潤滑。
所述的四行程引擎結(jié)構(gòu)，其中排氣閥設(shè)于該進氣口，允許混合物單一方向流入曲軸箱中。
所述的四行程引擎結(jié)構(gòu)，其中進氣閥設(shè)于該排氣口，控制混合物單一方自曲軸箱流入導管中。
所述的四行程引擎結(jié)構(gòu)，其中導管為一穩(wěn)壓箱。
所述的四行程引擎結(jié)構(gòu)，其中閥門操縱機構(gòu)包括一啟動工具和一支持工具，該啟動工具用以啟動燃料進氣閥及排氣閥，而支持工具用以支持啟動工具，該支持工具及啟動工具設(shè)置于密閉區(qū)內(nèi)與易燃性混合物接觸，當引擎運作中時，易燃性混合物流經(jīng)于兩工具周圍。
所述的四行程引擎結(jié)構(gòu)，其中包括一轉(zhuǎn)動的曲柄軸及齒輪定時帶，該曲柄軸裝設(shè)于曲軸箱內(nèi)，該設(shè)計時帶連接于曲軸上，裝設(shè)有前述的啟動工具。
本實用新型所述的四行程引擎，還可以是該引擎由燃料、機油及空氣所混合而成的易燃性混合物燃燒，包括(a)一曲軸箱、一第一汽缸及一第二汽缸；(b)一第一活塞及一第二活塞，該第一活塞設(shè)于第一汽缸內(nèi)反復來回運動，該第二活塞設(shè)于第二汽缸內(nèi)反復來回運動，兩活塞分別位于第一燃燒室及第二燃燒室內(nèi)，當運作時，兩活塞同時往曲軸箱運動，亦同還離曲軸箱運動，曲軸箱的內(nèi)容積因活塞的反復運作而有大小的改變；(c)第一閥門密閉區(qū)及第二閥門密閉區(qū)鄰近該第一燃燒室及第二燃燒室，該引擎的第一閥門密閉區(qū)及第二閥門密閉區(qū)分別設(shè)有第一閥門操作機構(gòu)及第二閥門操作機構(gòu)；(d)每一個閥門操作機構(gòu)包括一進氣閥及一排氣閥；(e)該曲軸箱中至少設(shè)有一進氣口及一排氣口，可自進氣口中導入混合物；(f)一導管連結(jié)起前述的排氣口、第一閥密閉區(qū)、第二閥密閉區(qū)及進氣閥，當引擎運作過程中，混合物流經(jīng)且潤滑曲軸箱及閥門密閉區(qū)。
所述的四行程引擎結(jié)構(gòu)，其中進氣口設(shè)有止回閥，允許流體單一方向流入曲軸箱。
所述的四行程引擎結(jié)構(gòu)，其中導管為一穩(wěn)壓箱。
所述的四行程引擎結(jié)構(gòu)，其中排氣口設(shè)有第二止回閥，允許流體單一方向流入曲軸箱中。
所述的四行程引擎結(jié)構(gòu)，其中曲軸箱內(nèi)包括一轉(zhuǎn)動的曲軸，該曲軸與活塞的相互配合操作運轉(zhuǎn)，構(gòu)成引擎的各種動力行程循環(huán)。
所述的四行程引擎結(jié)構(gòu)，其中該汽缸設(shè)于相對位置，而該活塞彼此相對反復運動。
所述的引擎結(jié)構(gòu)，其中曲軸箱與閥門密閉區(qū)設(shè)有足夠的空間使混合物得以流入，且潤滑了該區(qū)的引擎零件。
所述的四行程引擎結(jié)構(gòu)，其導管系一U型結(jié)構(gòu)，一端與曲軸箱連結(jié)，其另一端與閥門密閉區(qū)和引擎分離的中心部位連結(jié)。
本實用新型所述的四行程引擎，也可以是該引擎由燃料、機油及空氣所混合而成的易燃性混合物燃燒，包括
(a)一曲軸箱、一汽缸及一密閉區(qū)；(b)該汽缸內(nèi)設(shè)有一燃燒室及一曲軸箱，由于活塞來回反復運動，活塞來回反復運動，使該曲軸箱的內(nèi)容積也隨之改變；(c)曲軸箱內(nèi)設(shè)有一進氣口及一排口，混合物自該進氣口輸入；(d)一閥門操作機構(gòu)設(shè)于密閉區(qū)內(nèi)，包括一進氣閥及一排氣閥，當進氣閥門開啟時，該密閉區(qū)和與燃燒室相通，而當排氣閥開啟時，該密閉區(qū)與大氣相通；(e)一導管，連接排氣口至密閉區(qū)，使混合物自曲軸箱導入密閉區(qū)；(f)當引擎運轉(zhuǎn)時，混合物有充份的量流動于曲軸箱與密閉區(qū)之間，同時潤滑該區(qū)的引擎構(gòu)造；(g)該汽缸設(shè)有汽缸壁，該汽缸壁上設(shè)有進氣口，當活塞反復運動時，進氣口隨之交替開啟及閉合。
所述的四行程引擎結(jié)構(gòu)，其中導管構(gòu)成一U型結(jié)構(gòu)，該導管一端連結(jié)至曲軸箱上，其另一端連結(jié)到閥門密閉區(qū)和引擎分離之中心部位。
所述的四行程引擎結(jié)構(gòu)，其中進氣口上設(shè)有一止回閥。
所述的四行程引擎結(jié)構(gòu)，其中引擎結(jié)構(gòu)為一汽泠引擎構(gòu)造。
所述的四行程引擎結(jié)構(gòu)，其中混合汽自鄰近進氣閥的化油器所供應(yīng)。
所述的四行程引擎結(jié)構(gòu)，其中化油器系一全方位型的化油汽。
與現(xiàn)有四行程引擎相比，本實用新型所述的四行程引擎的優(yōu)點是，其動作區(qū)由油汽混合物潤滑，避免掉了分散的分離系統(tǒng)，且該混合物無需加設(shè)分離增壓器就可具有超強驅(qū)動力，該引擎的廢氣中沒有未完全燃燒的燃料。該引擎構(gòu)造簡單、體積小。


圖1a到
圖1d為本實用新型四行程引擎結(jié)構(gòu)的四個操作過程的剖面簡圖；圖2a到圖2d為本實用新型的另一種四行程引擎結(jié)構(gòu)的四個操作過程的剖面簡圖；圖3a到圖3b為本實用新型的又一種四行程引擎結(jié)構(gòu)的兩個操作過程的剖面簡圖；圖4a到圖4b為本實用新型的再一種四行程引擎結(jié)構(gòu)的兩個操作過程的剖面簡圖；圖5a為本實用新型的四行程引擎結(jié)構(gòu)的構(gòu)造圖；圖5b為本實用新型的四行程引擎結(jié)構(gòu)的基部剖面圖；圖中，110引擎 111本體112曲軸箱 113頭部114汽缸 115內(nèi)室116活塞 117曲軸118連桿 119進氣閥120排氣閥 122閥蓋123導管 124火星塞125端點 126燃燒室127槽 128進汽口129化油器 130止回閥210引擎 212曲軸箱216活塞 217曲軸222閥蓋 230進氣閥231排氣閥 204擴大室241止回閥 310引擎311汽缸 312曲軸箱315內(nèi)室 316a活塞316b活塞317曲軸318a連桿318b連桿319a排氣閥 319b排氣閥328進氣口 329汽化器330止回閥 332a導管332b導管333a排氣口333b排氣410引擎411a汽缸411b汽缸416a活塞 416b活塞432a導管 432b導管440集流腔室 441止回閥510引擎 511本體512曲軸箱 513頭部514汽缸 515內(nèi)室517曲軸 518連桿519進氣閥 522閥蓋524火星塞 526燃燒室527油槽 528進氣口529化油器 531排氣口532導管 536密閉區(qū)540散熱鰭片 541曲柄臂542平衡錘 543填縫料544墻 547閥桿549氣門彈簧 558齒輪定時帶551搖臂 552搖柄553凸輪 554凸輪軸559軸承 561螺帽562葉輪 563鰭片564驅(qū)勸鏈輪 566護板568支持 569濾清器571導管 572導管573閥門 574消音器576燃料油
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明如
圖1a至
圖1d四行程頂閥內(nèi)燃引擎110所示，
圖1a顯示壓縮行程
圖1b顯示擴張或動力行程，
圖1c顯示排氣行程，
圖1d顯示進氣行程。
該引擎的主要結(jié)構(gòu)有引擎本體111、頭部113，該引擎本體111由汽缸114、曲軸117、連桿118、活塞116及曲軸箱112所組成，其中活塞116設(shè)置于汽缸114中反復來回運作，該曲軸117可以旋轉(zhuǎn)，該連桿118連結(jié)活塞116和曲軸117；頭部113包括有進氣閥119、排氣閥120、閥蓋122、導管123、火星塞124、端點125、燃燒室126，其中閥蓋122內(nèi)包括有進氣閥119及排氣閥120，該導管123設(shè)于排氣閥120的側(cè)邊，自汽缸114輸送廢氣到消音器上(圖中未顯示出來)；該火星塞124的一端點125延伸到燃燒室126中；該燃燒室126設(shè)置于活塞116側(cè)緣、汽缸114側(cè)壁與頭部113之間。
進氣口128設(shè)置于曲軸箱112側(cè)壁，當引擎運作時，由化油器129上的參考指數(shù)可以得知該燃料進氣口128何時從化油器129接收易燃性混合物，該化油器129最好是全方位型化油器，例如膜片型化油器；一單向閥或是止回閥130對應(yīng)進氣口128連結(jié)，只允許混合物自化油器129單向地流至曲軸箱112的內(nèi)室115；化油器129進氣的一方連接一供應(yīng)槽127，該供應(yīng)槽127內(nèi)裝有油汽混合物，像是汽油和機油以40∶1混合物的比率，其中機油是一般小型二行程引擎所使用的機油；前述自化油器129流向曲軸箱112內(nèi)室115的易燃性物質(zhì)系為輕油混合物，該輕油混合物在化油器129中混入空氣。
曲軸箱112內(nèi)且設(shè)有一排氣閥131及一導管232，該導管132一端連接至前述曲軸箱112排氣口131上，另一端連接至頭部113外殼136和閥蓋122上，因此，藉由導管132自曲軸箱112內(nèi)室115輸送混合物至閥蓋122密閉區(qū)136中。引擎結(jié)構(gòu)中且包括了閥門機構(gòu)和操作機構(gòu)，但
圖1a至
圖1d中尚未顯示出來；該機構(gòu)包括了傳統(tǒng)用的凸輪和推桿裝置來驅(qū)動操控閥門的搖臂，該凸輪和推桿設(shè)于內(nèi)室115和導管132上，該搖臂設(shè)于密閉區(qū)136，另外，可以在曲軸117和密閉區(qū)136內(nèi)的凸輪機構(gòu)之間裝置一時規(guī)皮帶。
請參看
圖1a引擎壓縮行程所示，進氣閥119、排氣閥120兩閥門呈關(guān)閉狀態(tài)，活塞116向頭部113推動，壓縮燃燒室126內(nèi)的混合物，當活塞116向上推動時，由曲軸箱112與活塞116下側(cè)所圍成的內(nèi)室115內(nèi)容積會隨之增加，因此易燃性混合物經(jīng)由進氣口128自化油器129中抽出，止回閥130同時呈并啟狀，使混合物順著閥門方向流通。當引擎運轉(zhuǎn)將到壓縮行程將近終了時，火星塞124會點火，而燃燒室126中的易燃性混合物，然后驅(qū)動活塞116向下推動，如
圖1b所示，使進氣閥119、排氣閥120兩閥門呈關(guān)閉狀；因為當該活塞116朝下運動時，曲軸箱112內(nèi)室115的體積會減少，因此增加內(nèi)室115中混合物的壓力，也使止回閥130關(guān)閉，同時，內(nèi)室115中的易燃性混合物、導管132和密閉區(qū)136也受壓。
如
圖1b所示，擴張行程的最后，活塞116在排氣行程中又再次向上推動，如
圖1c所示，此時排氣閥受閥門操縱機構(gòu)開啟；在前述擴張行程中，由于活塞116向上推動，使氣體從燃燒室126中經(jīng)排氣閥120和導管123自汽缸中排出。
排氣行程最后，活塞116在燃料進氣行程中再次向下推動如
圖1d所示，排氣閥120關(guān)閉、進氣閥119由閥門操縱機構(gòu)開啟；在活塞116向下推動過程時，吸引混合物進入燃燒室126中，同時驅(qū)動混合物自曲軸箱112內(nèi)室115經(jīng)導管132及開啟狀的進氣閥119到燃料室126中；在活塞116的進氣行程最后，進氣閥119關(guān)閉，然而活塞116在下一個壓縮行程中再次向上推動，如此，完成一個完整的引擎操作循環(huán)。
我們明顯可能看到，前述易燃性混合物自化油器129流經(jīng)曲軸箱112，再流到閥蓋122，該混合物在曲軸箱112內(nèi)室115和閥蓋122內(nèi)形成油霧，流經(jīng)所有需要潤滑的區(qū)域；閥門、閥門操縱機構(gòu)及曲軸箱的外殼含有一種含油霧材料，油霧落在該作動區(qū)的表面且粘附在其上，保持該區(qū)域的潤滑，繼續(xù)提供動作區(qū)的潤滑。
可替換式四行程引擎210結(jié)構(gòu)如圖2a到圖2b的剖面圖所示，其中圖2中的圖號對應(yīng)于
圖1的圖號，后兩數(shù)字不變，僅改變第一個數(shù)字為2開頭。
請參看圖2a到圖2b，引擎210包括一導管232、曲軸箱212、閥蓋222、擴大室240、排氣閥231及止回閥241，該導管232形成一儲存槽或穩(wěn)壓箱，連結(jié)曲軸箱212與閥蓋222之間，該止回閥241(或稱單向閥)延伸橫跨于曲軸箱212內(nèi)排氣閥231上，如圖所示，止回閥241只允許混合物單一方向自曲軸箱212內(nèi)室115流到擴大室240中。
本引擎210的操作方式與前述引擎操作類似，當擴張行程時，擴大室240內(nèi)混合物受到比導管132中混合物更大的壓力，比對圖2a到圖2b，當活塞216在壓縮行程中往上推動時，混合物會從化油器被吸引進入曲軸箱內(nèi)室115，且止回閥241呈關(guān)閉狀；當引擎操控在擴張行程時，如圖2b所示，活塞216向下推動，進氣閥230隨之關(guān)閉，迫使混合物受壓流入擴大室240而受壓；如圖2c所示，在擴張行程中，混合物受進氣閥119及排氣閥241封閉于集流腔室中，而在接下來的進氣行程中，如圖2d所示，當活塞再次向下推動，其余的混合物會被抽入擴大室240中，同時閥門219呈開啟狀；進氣行程的結(jié)果，使擴大室240內(nèi)壓力增加，這與曲軸箱內(nèi)室240容積、擴大室240容積及活塞216位移量有很大的關(guān)系，其所增加的壓力比大氣壓力高一些，約高出8-15％，所增加的壓力或超強馬力當然也會增進引擎的容積效率，使引擎在固定的容積下比其他引擎產(chǎn)生更大的馬力。
除此之外，因壓力的增加同時制造出濃稠或濃縮的混合物，混合物流經(jīng)的引擎結(jié)構(gòu)受到更高的潤滑度。
圖3a及圖3b所示系為具有雙汽缸的引擎310結(jié)構(gòu)剖面圖，其引擎結(jié)構(gòu)卻與
圖1a至
圖1d所示的引擎結(jié)構(gòu)類似，該汽缸內(nèi)各有其活塞，此兩活塞同步運作，同時往曲軸箱連動，也同時推向汽缸頭部；圖示實施例顯示系一具有雙汽缸的引擎，但也可以裝置多汽缸引擎，圖示引擎中兩活塞相對裝置，然而也可以裝置成其他方式，例如平行型態(tài)或V型型態(tài)…等；該引擎310包括有一曲軸箱312、內(nèi)室315、一進氣口328、兩排氣口331a、333b及止回閥330，其中曲軸箱312內(nèi)設(shè)有一進氣口328及兩排氣口331a、331b止回閥330設(shè)于進氣口328兩側(cè)，該進汽門328設(shè)于曲軸箱312內(nèi)室315及化油器329之間設(shè)有，該排氣口331a、331b分別設(shè)于兩導管332a、332b的一端。
引擎另包括兩相對汽缸311a和311b、兩活塞316a和316b、兩連桿318a和318b、曲軸317、化油器329，該汽缸311a中設(shè)有活塞316a，該汽缸311b中設(shè)有活塞316b，兩連桿318a、318b分別連接兩活塞316a、316b與曲軸317，此連接裝置使引擎循環(huán)運轉(zhuǎn)中兩活塞316a、316b得以同時相向聚合或是同時反向分離；該兩活塞316a、316b的點火時間完全不同，當活塞316a在排氣行程向外推動時，活塞316b同時處于壓縮行程向外推動，如圖3a所示，而當活塞316a處于進氣行程向內(nèi)推動時，活塞316b則處于動力行程或擴張行程向內(nèi)推動；兩汽缸各別包含進氣閥、排氣閥、閥門操縱機構(gòu)(圖中未顯示出來)及頭部內(nèi)的火星塞，該部分的結(jié)構(gòu)及操作過程如同
圖1a至
圖1b所示。又如圖3a所示，兩活塞316a、316b同時向外推動，將混合物自化油器329吸至曲軸箱312內(nèi)室315中；而當活塞316a、316b同時向內(nèi)推動，混合物自內(nèi)室315被壓入兩導管332a、332b其中之一導管及兩進氣閥319a、319b其中之一進氣閥。
再請參看圖4a及圖4b的引擎410結(jié)構(gòu)剖面圖，可以看出該引擎410裝置與引擎310類似，包括兩汽缸411a和411b、兩活塞416a和416b、止回閥441、一集流腔室440、兩導管432a和432b、曲軸箱內(nèi)室415；其中兩汽缸411a和411b相對設(shè)置，該汽缸411a中設(shè)有活塞416a，汽缸411b中設(shè)有活塞416a，汽缸411b中設(shè)有活塞416b；止回閥441由兩汽缸411a和411b所共用，自曲軸箱內(nèi)室415接收混合物至兩導管432a和432b；此外，引擎310與引擎410的操作方式也非常類似，除了進汽導管內(nèi)增加較大的壓力而使引擎410的功率較高；該集流腔室440所增加的壓力比集流腔室210所增加的壓力大因為當燃燒室的體積充滿混合物時，兩活塞416a和416b所掃過的體積是單汽缸位移的兩倍，也就是雙活塞各別單一活塞的循環(huán)與單汽缸的循環(huán)相同；如圖3a及圖3b所示，缺少集流腔室(穩(wěn)壓箱)的雙汽缸引擎，其進氣行程終了的壓力比大氣壓力高出16～25個百分比；若該引擎加設(shè)一集流腔室，則其壓力會比大氣壓力高出21～45個百分比，如圖4a和圖4b所示。
圖5a及圖5b揭露出本實用新型的另一種引擎510結(jié)構(gòu)，其圖號標示結(jié)應(yīng)于
圖1的圖號，后兩數(shù)字不變，僅改變第一個數(shù)字為5；請參看圖5b，該引擎結(jié)構(gòu)包括一引擎本體511、曲軸箱512、頭部513及形成頭部閥蓋522；在此實施例中，引擎采用空氣冷卻，于引擎本體511及頭部513外圍設(shè)有散熱鰭片540。
汽缸514內(nèi)設(shè)有一活塞516來回反覆運動，該活塞516藉由一連桿518與曲軸517連結(jié)，該曲軸517另設(shè)有一曲柄臂514與連桿518連結(jié)，如圖5b所示，該曲柄臂541上設(shè)有一平衡錘542，曲軸箱512內(nèi)室515設(shè)有曲軸517及曲柄臂541，因此相對的空間很小，這是允許的，因為該曲軸箱512內(nèi)不并預備設(shè)油槽來盛裝潤滑油，排除進氣口528及排氣口513，該引擎本體511和曲軸箱512緊密連結(jié)在一起形成一密閉的腔室。
燃燒室526系由活塞516、汽缸514壁及頭部513內(nèi)壁所圍成的空間，引擎本體511和頭部513之間的縫隙由填縫料543所密封，頭部513內(nèi)側(cè)形成一座墻544橫越汽缸514上緣，(如圖5b所示，即引擎設(shè)置方位不同)，形成該墻544的主要結(jié)構(gòu)包括有一進氣口、一排氣口(圖中未顯示出來)及火星塞524的開口；在傳統(tǒng)四行程引擎中，進氣閥519和排氣閥(圖中未顯示)用來開關(guān)各別閥門的出入口，每一個閥門包括一閥桿547及一氣門彈簧，其中該閥桿547設(shè)于閥導548內(nèi)滑動，該氣門彈簧推動閥門朝向密閉區(qū)移動。
該引擎內(nèi)設(shè)有一閥門操縱機構(gòu)，該閥門操縱機構(gòu)包括一搖臂551、一搖柄552、一凸輪553及一凸輪軸554；該搖臂551的中點設(shè)有一搖柄552，其一端與閥門外端相吻合，其另一端與凸輪553相吻合，該凸輪553接固于凸輪軸554上；整個閥門操縱機構(gòu)和閥門都包括在頭部閥蓋所形成的密閉區(qū)536內(nèi)，其中的閥門裝置系為已知技術(shù)。
請參看圖5a，閥門操縱機構(gòu)且包括一齒輪定時帶558，，該齒輪定時帶558設(shè)于曲軸517上，由一驅(qū)動鏈輪(圖中未顯示)所驅(qū)動，該曲軸517至少由一引擎本體511上的軸承559(如圖所示)及曲軸箱512所支撐，其曲軸517的兩端延伸于引擎本體511之外，其一端點(圖中未顯示)為與一驅(qū)動工具結(jié)合特制成一特定形狀，而另一端點由螺帽561鎖固于葉輪562上，該葉輪562形成一飛輪或風扇，葉輪562上的鰭片563引起冷空氣在周圍循環(huán)；前述驅(qū)動鏈輪564形成葉輪562的一部分，也是由曲軸517所驅(qū)動；齒輪定時帶558也與驅(qū)動鏈輪564相吻合，該驅(qū)動鏈輪564固接于凸輪軸554；在一個循環(huán)當中，驅(qū)動鏈輪564比凸輪軸554旋轉(zhuǎn)一圈時相對應(yīng)的曲柄軸517旋轉(zhuǎn)兩圈。頭部513的軸承(圖中未顯示)支持著凸輪軸554旋轉(zhuǎn)，凸輪軸554和曲軸517兩軸承設(shè)于密閉區(qū)536和曲軸箱512內(nèi)室515，以達到潤滑的目的，以下將有更詳細的說明。
如前所述的引擎結(jié)構(gòu)，引擎本體511設(shè)有進氣口528及排氣口531，當活塞516位于上死點位置時，設(shè)于汽缸側(cè)壁的進氣口528呈開啟狀，如圖5b所示，而當活塞推動至另一端死點位置時(圖中未顯示)，活塞516護板566會漸漸蓋上進氣口528，在每一次操作循環(huán)中，護板566會兩次蓋合于進汽門528。
化油器529藉由一導管567連結(jié)于進氣口528，且由緊系于閥門操縱機構(gòu)上的支持568所支撐，化油器529的空氣入口處設(shè)有一濾清器569，而燃料經(jīng)連結(jié)于燃料供應(yīng)槽527的導管571輸入；該化油器529的隔板、燃料供應(yīng)槽527和濾清器569皆使用傳統(tǒng)的技術(shù)，燃料自曲軸箱512內(nèi)室515經(jīng)導管572輸入化油器529。
在本實用新型的具體實施例中當中，排氣口531與導管532之間設(shè)有一管533及一止回閥541，該止回閥541采彈簧振動式，只允許氣體單一方向流至導管532中。
導管532的材質(zhì)具有可塑性或擾性，一端連接于閥門541出口，另一端設(shè)于閥蓋522上的閥門573，導管532一般呈U型結(jié)構(gòu)，與引擎本體511獨立出來，如圖5b所示，該閥門573直接與密閉區(qū)536相通，也自進氣閥519與頭部513閥門相通。
頭部513的排氣閥(圖中未顯示)與相對應(yīng)的引擎110、引擎210、引擎310及引擎410閥門類似，其中排汽導管123一端閉合于密閉區(qū)136，因此廢氣不會流入密閉區(qū)536，而會經(jīng)排氣導管到消音器574中，閥導548、氣門彈簧549和排氣閥都與密閉區(qū)536相通以達到潤滑的目的。
當操作引擎510時，操作者倒出燃料油576到油槽527中，(該燃料油576的成份使用一般二行程引擎所使用的混合成份，例如40∶1的油汽混合比)，該混合物經(jīng)由導管517被吸到油化器529中，與空氣混合成為一易燃性混合物，汽油蒸發(fā)后與機油混合，成為一個非常好的燃料混合物。
當活塞516向TDC推動時，由于曲軸箱512內(nèi)室515的容積增加使得壓力下降，護板566向活塞516移動，同時進氣閥528也開啟，混合物從油化器529被吸入內(nèi)室515中時，內(nèi)室515中壓力減少，造成排氣閥關(guān)閉，該過程同時都會在壓縮行程與排氣行程中發(fā)生。
當活塞516自TDC推動到BDC位置時，活塞516護板566關(guān)閉進氣閥528，同時由于活塞516的推動，造成曲軸箱512內(nèi)室515的容積縮小，結(jié)果使內(nèi)室515中的混合物壓縮、打開閥門、讓混合物流入導管532當中；在擴張行程中，導管532中混合物被壓縮，該壓力保持不變，當氣門彈簧549關(guān)閉時，活塞再次向上推移；進氣行程時，該壓縮混合物被吸到汽缸514當中，而其余的混合物被壓入活塞516當中；因此，對于一個固定體積的引擎來說，曲軸箱512的壓縮變好像一個增壓器一樣，增加馬達的輸出功率，同時因增加了混合油濃度，使該引擎作動區(qū)的零件受到更好的潤滑度。
如前述的汽油和空氣的混合物，流經(jīng)曲軸箱513內(nèi)515導軌532及閥蓋內(nèi)密閉區(qū)536，該混合物在內(nèi)室515和密閉區(qū)536形成油霧狀，流經(jīng)、環(huán)繞且潤滑所有需要潤滑的零件；即使每一個操作循環(huán)有四個行程或混合物只在其中的一個行程(進氣行程)流出密閉區(qū)536，油霧仍然存留在內(nèi)室515和密閉區(qū)536中；由于內(nèi)室515和密閉區(qū)536中包括了一定量的油霧，因此，無需另設(shè)油泵來潤滑該零件，也無須另用潤滑油涂在該零件周圍。
本實用新型系一更具進步性的引擎510，包括一較大的導管532內(nèi)容積，其功能近似集流腔室或穩(wěn)壓箱，因?qū)Ч?32形成一U型彎曲，所以其容積較大；閥門528和活塞516的相對位置設(shè)置使閥門在開啟或關(guān)閉時都非常方便，也因此免除了裝設(shè)分離止回閥，同時該裝置使化油器有一更便利的位置；這對機型較小的手提式機器是非常重要的，例如手提式動力鏈鋸；任何流經(jīng)活塞的吹漏氣體最后還是會流回到燃燒室中。
如圖2a到圖2b及圖5a到圖5b所示，在一個設(shè)有儲存集流腔室或穩(wěn)壓箱的單汽缸中，剛開始進入壓縮行程時，穩(wěn)壓箱和曲軸箱的體積與汽缸內(nèi)的空氣壓力之間有一不可忽略的關(guān)系，對于單汽缸引擎而言，假設(shè)氣體的改變保持在等溫狀態(tài)下，則 其中，Po大氣壓力；Pa壓縮行程前汽缸下死點中心內(nèi)的壓力；Pt穩(wěn)壓箱下死點中心內(nèi)的最大壓力；Pc曲軸下死點中心內(nèi)的理論最大壓力；V總引擎位移；Vc曲軸箱間隙體；Vt穩(wěn)壓箱體積；Vcc汽缸間隙體積。對于設(shè)有一穩(wěn)壓箱的雙汽缸引擎(如圖4a及圖4b所示)，一樣假設(shè)氣體的轉(zhuǎn)變保持在等溫狀態(tài)之下，則
其中壓力Pa在經(jīng)過一些引擎循環(huán)之后，仍保持不變。
從前述實施例中明顯可見本實用新型的四行程引擎系一更具進步性的引擎，該引擎的作動區(qū)由油汽混合物所潤滑，避免掉分散的分離系統(tǒng)，且該混合物無需加設(shè)分離增壓器就可具有超強驅(qū)動力；由于該引擎為一四行程引擎，其廢氣物中沒有未燃燒完全的燃料。
惟以上所述僅為本實用新型的一可行實施例，舉凡利用本實用新型說明書或權(quán)利要求書所做的等效結(jié)構(gòu)變化，理應(yīng)包括于本實用新型的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1．一種四行程引擎，該引擎由燃料、機油及空氣所混合而成的易燃性混合物所燃燒，其特征在于(a)該四行程引擎的主要結(jié)構(gòu)包括一引擎本體、一頭部及一曲軸箱；(b)該頭部包括一密閉區(qū)、一進氣閥及設(shè)于密閉區(qū)內(nèi)的閥門操縱機構(gòu)；(c)前述閥門操縱機構(gòu)包括至少一汽缸及設(shè)于汽缸中反復運作的活塞；(d)前述結(jié)構(gòu)中，該曲軸箱側(cè)邊設(shè)有進氣口及排氣口，當曲軸箱內(nèi)容積增加時，排氣閥與進氣口結(jié)合，使流體得以流入曲軸箱中；(e)一導管設(shè)于排氣中和頭部之間，連系曲軸與密閉區(qū)；
2．如權(quán)利要求1所述的四行程引擎，其特征在于其中進氣閥與排氣口相通，當曲軸箱容積增加時，流體得以自曲軸箱流至導管中。
3．一種四行程引擎，其特征在于該引擎由燃料、機油及空氣所混合而成的易燃性混合物所燃燒，其中(a)該四行程引擎結(jié)構(gòu)包括一曲軸箱、汽缸及閥門密閉區(qū)；(b)一活塞、一燃燒室及一閥門密閉區(qū)，其中活塞設(shè)于汽缸中反復運作，使該曲軸箱內(nèi)的容積隨之交替地增加及遞減；(c)曲軸箱內(nèi)設(shè)有進氣口及排氣口，其中進氣口與易燃性混合物的供應(yīng)區(qū)相通；(d)一閥門操作機構(gòu)設(shè)于閥門密閉區(qū)內(nèi)，包括有一進氣閥、一排氣閥及一閥門操縱機構(gòu)，當該進氣閥門開啟時，密閉區(qū)與燃燒室相通，而當該排氣閥門開啟時，燃燒室與大氣相通；(e)一導管，自排氣口連接至密閉區(qū)，使混合物得以由曲軸箱流至閥門密閉區(qū)；
4．如權(quán)利要求3所述的四行程引擎，其特征在于其中排氣閥設(shè)于該進氣口，允許混合物單一方向流入曲軸箱中。
5．如權(quán)利要求4所述的四行程引擎，其特征在于其中進氣閥設(shè)于該排氣口，控制混合物單一方自曲軸箱流入導管中。
6．如權(quán)利要求5所述的四行程引擎，其特征在于其中導管為一穩(wěn)壓箱。
7．如權(quán)利要求3所述的四行程引擎，其特征在于其中閥門操縱機構(gòu)包括一啟動工具和一支持工具，該啟動工具用以啟動燃料進氣閥及排氣閥，而支持工具用以支持啟動工具，該支持工具及啟動工具設(shè)置于密閉區(qū)內(nèi)與易燃性混合物接觸，當引擎運作中時，易燃性混合物流經(jīng)于兩工具周圍。
8．如權(quán)利要求7所述的四行程引擎，其特征在于其中包括一轉(zhuǎn)動的曲柄軸及齒輪定時帶，該曲柄軸裝設(shè)于曲軸箱內(nèi)，該計時帶連接于曲軸上，裝設(shè)有前述的啟動工具。
9．一四行程引擎，該引擎由燃料、機油及空氣所混合而成的易燃性混合物燃燒，其特征在于包括(a)一曲軸箱、一第一汽缸及一第二汽缸；(b)一第一活塞及一第二活塞，該第一活塞設(shè)于第一汽缸內(nèi)反復來回運動，該第二活塞設(shè)于第二汽缸內(nèi)反復來回運動，兩活塞分別位于第一燃燒室及第二燃燒室內(nèi)，當運作時，兩活塞同時往曲軸箱運動，亦同時遠離曲軸箱運動，曲軸箱的內(nèi)容積因活塞的反復運作而有大小的改變；(c)第一閥門密閉區(qū)及第二閥門密閉區(qū)鄰近該第一燃燒室及第二燃燒室，該引擎的第一閥門密閉區(qū)及第二閥門密閉區(qū)分別設(shè)有第一閥門操作機構(gòu)及第二閥門操作機構(gòu)；(d)每一個閥門操作機構(gòu)包括一進氣閥及一排氣閥；(e)該曲軸箱中至少設(shè)有一進氣口及一排氣口，可自進氣口中導入混合物；(f)一導管連結(jié)起前述的排氣口、第一閥密閉區(qū)、第二閥密閉區(qū)及進氣閥，當引擎運作過程中，混合物流經(jīng)潤滑曲軸箱及閥門密閉區(qū)。
10．如權(quán)利要求9所述的四行程引擎，其特征在于其中進氣口設(shè)有止回閥，允許流體單一方向流入曲軸箱。
11．如權(quán)利要求9所述的四行程引擎，其特征在于其中導管為一穩(wěn)壓箱。
12．如權(quán)利要求11所述的四行程引擎，其特征在于其中排氣口設(shè)有第二止回閥，允許流體單一方向流入曲軸箱中。
13．如權(quán)利要求9所述的四行程引擎，其特征在于其中曲軸箱內(nèi)包括一轉(zhuǎn)動的曲軸，該曲軸與活塞的相互配合操作運轉(zhuǎn)，構(gòu)成引擎的各種動力行程循環(huán)。
14．如權(quán)利要求13所述的四行程引擎，其特征在于其中該汽缸設(shè)于相對位置，而該活塞彼此相對反覆運動。
15．如權(quán)利要求9所述的四行程引擎，其特征在于其中曲軸箱與閥門密閉區(qū)設(shè)有足夠的空間使混合物得以流入，且潤滑了該區(qū)的引擎零件。
16．如權(quán)利要求9所述的四行程引擎，其特征在于其中導管系一U型結(jié)構(gòu)，一端與曲軸箱連結(jié)，其另一端與閥門密閉區(qū)和引擎分離的中心部位連結(jié)。
17．一四行程引擎，該引擎由燃料、機油及空氣所混合而成的易燃性混合物燃燒，其特征在于包括(a)一曲軸箱、一汽缸及一密閉區(qū)；(b)該汽缸內(nèi)設(shè)有一燃燒室及一曲軸箱，由于活塞來回反復運動，使該曲軸箱的內(nèi)容積也隨之改變；(c)曲軸箱內(nèi)設(shè)有一進氣口及一排口，混合物自該進氣口輸入；(d)一閥門操作機構(gòu)設(shè)于密閉區(qū)內(nèi)，包括一進氣閥及一排氣閥，當進氣閥門開啟時，該密閉區(qū)和與燃燒室相通，而當排氣閥開啟時，該密閉區(qū)與大氣相通；(e)一導管，連接排氣口至密閉區(qū)，使混合物自曲軸箱導入密閉區(qū)；(f)該汽缸設(shè)有汽缸壁，該汽缸壁上設(shè)有進氣口，當活塞反復運動時，進氣口隨之交替開啟及閉合。
18．如權(quán)利要求17所述的四行程引擎，其特征在于其中導管構(gòu)成一U型結(jié)構(gòu)，該導管一端連結(jié)到曲軸箱上，其另一端連結(jié)到閥門密閉區(qū)和引擎分離的中心部位。
19．如權(quán)利要求18所述的四行程引擎，其特征在于其中進氣口上設(shè)有一止回閥。
20．如權(quán)利要求17所述的四行程引擎，其特征在于其中引擎結(jié)構(gòu)為一汽冷引擎構(gòu)造。
21．如權(quán)利要求21所述的四行程引擎，其特征在于其中化油器系其特征在于一全方位型的化油汽。
專利摘要一種四行程內(nèi)燃引擎,主要包括一個引擎本體及一頭部,引擎本體包含至少一汽缸、一曲軸、一連桿及一曲軸箱,汽缸中設(shè)有活塞,連桿及曲軸設(shè)于曲軸箱中與活塞相連結(jié);頭部包含閥蓋、一進氣閥、一排氣閥、一閥門操縱機構(gòu)及一閥蓋,閥蓋緊密包圍進、排氣閥及閥門操縱機構(gòu),使頭部內(nèi)包圍成一密閉區(qū);曲軸箱另包括燃料進、排氣口及一導管,其中排氣口與閥蓋密閉區(qū)間設(shè)有一導管。本實用新型優(yōu)點是混合物自進氣口經(jīng)曲軸箱流到排氣口,使曲軸箱內(nèi)的引擎部分受到潤滑。
文檔編號F01M3/00GK2416232SQ0023399
公開日2001年1月24日 申請日期2000年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月10日
發(fā)明者鐘榮昌 申請人:正峰工業(yè)股份有限公司