CN101608558B - 侧置气门内燃机用气门油封组合件 - Google Patents

Abstract

侧置气门内燃机用气门油封组合件涉及侧置气门内燃机的气门油封领域。气门油封(5)的内端面密封环(50)和外端面密封环(59)与气门导管(22)的端面支撑面(23)密封接触；油封橡胶(56)的外油封唇口(57)、内油封唇口(58)与气门(4)的气门杆(41)滑动密封接触；气门弹簧上端面(61)压接在油封下端面(53)上；油封柱面(54)位于气门弹簧内圈面(63)内；气门弹簧下端面(62)压接在锁夹外环面(72)上；锁夹内环面(71)卡装在气门锁夹环形面(45)上；挺柱小端面(81)与气门杆端面(44)相接触。气门油封组合件密封好，内燃机运行寿命长。

Description

侧置气门内燃机用气门油封组合件 

技术领域：

本发明侧置气门内燃机用气门油封组合件涉及侧置气门内燃机的气门油封领域。 

背景技术：

内燃机长期运行时，在燃烧室内容易产生积炭，积炭产生的因素之一是由于内燃机润滑油进入燃烧室不完全燃烧或燃烧残留物引起的，因此，控制内燃机润滑油进入燃烧室是减少内燃机长期运行积炭的控制方法之一。增加气门油封是控制内燃机润滑油进入燃烧室的常用手段，从而，需要研制一种新颖的侧置气门内燃机气门油封结构及其安装方式。 

发明内容：

本发明的目的是提供一种侧置气门内燃机用气门油封组合件，通过气门油封与机体的端面支撑面、气门的气门杆进行密封，从而阻止气门弹簧室内的润滑油进入燃烧室燃烧后产生积炭。 

一种侧置气门内燃机用气门油封组合件，它包括气门、气门油封、气门弹簧、气门锁夹、挺柱和气门导管的端面支撑面，气门油封的内端面密封环和外端面密封环与气门导管的端面支撑面弹性密封地相接触；气门油封的油封橡胶内圈的外油封唇口、内油封唇口与气门的气门杆外圆周面弹性密封地上、下滑动接触；气门弹簧的气门弹簧上端面压接在气门油封的油封下端面上，油封柱面位于气门弹簧的气门弹簧内圈面内；气门弹簧下端面压接在气门锁夹的锁夹 外环面上；锁夹内环面卡装在气门的气门锁夹环形面上；挺柱的挺柱小端面与气门的气门杆端面相接触。 

本发明侧置气门内燃机用气门油封组合件所在的内燃机结构说明如下： 

在内燃机的机体的缸体内镶铸有缸套，在机体中安装有曲轴、连杆、活塞组件、凸轮轴、挺柱。 

在内燃机的机体中安装的气门既可是进气门，亦可是排气门，气门上部为气门头部、中部为气门杆，下部有气门锁夹环形面，底端为气门杆端面。气门头部上的气门阀线与机体内的气门座圈上的气门座圈阀线紧密接触。 

气门安装在机体的气门导管中，气门的气门杆在气门导管内壁内做上、下往复运动。 

一种流体润滑油，尤其是传统意义上的机油，分布在机体的机体腔内，机体腔与气门弹簧室通过通道相连通，润滑油的作用是用来降低气门杆和气门导管之间的摩擦，这里的润滑油包括用来润滑内燃机内那些作往复运动和旋转运动的部件，至少包括曲轴箱、气缸套、气缸头部和所述的气门导管。 

内燃机上部的缸头安装在机体的缸头结合面处，内燃机的燃烧室位于缸头和缸体之间，火花塞安装在缸头上，火花塞位于燃烧室附近，燃烧室在气门座圈处进行气体交换，气门座圈与进气管处进行气体交换。 

内燃机的气门与缸体位于缸头结合面的同一侧，缸头结合面的另一侧是缸头，以上内燃机的气门、缸体和缸头的相对位置构成本发明的侧置气门内燃机结构。 

本侧置气门内燃机的工作过程说明如下： 

燃油和空气的混合气体从进气管通过气门座圈被吸入燃烧室，当进排气门 与气门座圈都关闭时，燃烧室中的油气混合气就被火花塞点燃。燃烧室内发生的油气混合气燃烧后，使活塞组件运动，通过连杆驱动曲轴旋转，安装在曲轴上的主动正时齿轮与曲轴一起旋转，曲轴旋转后，主动正时齿轮与从动正时齿轮相啮合，驱动从动正时齿轮旋转；凸轮轴由从动正时齿轮、凸轮构成，凸轮随从动正时齿轮一同旋转。 

挺柱的挺柱大端面在凸轮上滑动，挺柱的挺柱小端面与气门的气门杆端面相接触，挺柱安装在机体的挺柱导管中，凸轮轴旋转后，通过凸轮驱动挺柱在机体的挺柱导管中做上下往复运动，挺柱驱动气门在机体的气门导管中做往复运动。当混合气在燃烧室燃烧时，气门作关闭运动，当气门打开后，留在燃烧室中的排放物由气门座圈进入排气管后排出。 

如何尽可能地减少气门弹簧室内的润滑油通过气门杆和气门导管之间的间隙进入燃烧室，故应尽可能完善地设计本发明侧置气门内燃机用气门油封组合件。 

本发明侧置气门内燃机用气门油封组合件的结构包括安装在机体上的气门、气门油封、气门弹簧、气门锁夹、挺柱和气门导管的端面支撑面。 

气门由气门杆、气门头部、气门杆端面和气门锁夹环形面组成略似圆柱形的整体件。 

气门油封主要由气门油封骨架和气门油封橡胶构成，气门油封骨架由钢件冲制而成，气门油封骨架由三部分组成整体件，其外环端为气门油封骨架外端、中间为油封柱面、内环端为气门油封骨架内端，在气门油封骨架外端的油封上端面上，硫化有两道端面弹性橡胶密封环，内环为内端面密封环、外环为外端面密封环，内端面密封环和外端面密封环构成气门油封的第一密封体。在气门 油封骨架内端上硫化嵌装有油封橡胶，在油封橡胶上有两道油封唇口，即有弹性密封韧口的外油封唇口和有弹性密封韧口的内油封唇口，上述外油封唇口和内油封唇口构成气门油封的第二密封体。 

在内燃机的工作过程中，在机体腔中的润滑油形成润滑油油雾，润滑油油雾通过通道进入气门弹簧室，使气门弹簧室内充满润滑油油雾。当内燃机在工作过程中，挺杆在凸轮轴转动下，带动挺杆下端的挺杆大端面作往复运动，则挺杆上端的挺杆小端面使气门在气门导管内沿着气门轴线做往复运动。气门的气门杆穿过气门油封的第二密封体，即外油封唇口、内油封唇口，做往复运动。 

气门的气门头部处的气门阀线与气门座圈上的气门座圈阀线紧密接触，气门安装在机体的气门导管中。 

气门油封的油封上端面与气门导管的端面支撑面相对应，通过气门油封的内端面密封环和外端面密封环弹性密封地与上述端面支撑面相接触；气门弹簧的气门弹簧上端面压接在油封下端面上，油封柱面位于气门弹簧的气门弹簧内圈面内，气门弹簧的气门弹簧下端面压接在气门锁夹的锁夹外环面上，气门锁夹的锁夹内环面卡装在气门的气门锁夹环形面上，在气门弹簧的弹力作用下，气门油封压接在机体的端面支撑面上，使气门油封的内端面密封环和外端面密封环相对于端面支承面始终保持压接接触地密封，而与气门杆的上、下运动无关；气门锁夹随着气门一起往复运动。 

气门油封、气门弹簧和气门锁夹均位于气门弹簧室内。 

所述的气门油封的油封上端面上硫化的外端面密封环和内端面密封环弹性地压接在机体的端面支撑面上后，就能阻止气门弹簧室内的润滑油油雾通过所述的油封上端面和端面支撑面之间进入气门导管和气门杆之间的间隙，即上述气门油封的第一密封体(外端面密封环和内端面密封环)起到端面密封的作用。 

所述的气门油封的第二密封体，即外油封唇口和内油封唇口与气门杆的外圆柱面作弹性紧密接触。其中外油封唇口的内端呈圆锥体，外油封唇口的上圆锥面的母线与气门杆的外圆柱面的母线之间的夹角Y的角度值为10°至60°，外油封唇口的下圆锥面的母线与气门杆的外圆柱面的母线之间的夹角X的角度值为30°～90°，X角需比Y角的角度略大，其目的是阻止润滑油油雾通过外油封唇口过度地进入到气门导管和气门杆之间间隙，内油封唇口起着外油封唇口相同的作用，它们构成气门油封的第二密封体，对气门杆起往复密封作用。 

综上所述，通过气门油封的所述端面密封作用和往复密封作用，都是为了阻止气门弹簧室内的润滑油油雾通过油封上端面和端面支撑面之间配合面，以及外油封唇口、内油封唇口和气门杆的外圆配合面进入到气门导管和气门杆之间的间隙，最终，阻止了润滑油油雾进入到内燃机的进气管和燃烧室内。 

本发明侧置气门内燃机用气门油封组合件的优点是密封好，可阻止控制内燃机的气门弹簧室内的润滑油油雾进入燃烧室燃烧后而产生积炭，积炭减少后，则可提高内燃机的耐久排放性能。 

附图说明：

图1：为气门4、气门油封5、气门弹簧6、气门锁夹7、和挺柱8和端面支撑面23构成的气门油封组合件在内燃机1的机体2中安装连接结构示意图。 

图2：为气门油封5在气门杆41外圆柱面上的安装结构剖面示意图。 

图3：为气门油封组合件在侧置气门内燃机1内安装结构剖面示意图。 

图4：为图1中气门杆41、气门油封5和气门弹簧6在内燃机1的机体2中局部放大剖面示意图。 

具体实施方式：

参见图1，本发明侧置气门内燃机用气门油封组合件包括有气门4、气门油封5、气门弹簧6、气门锁夹7、挺柱8和气门导管22的端面支撑面23。 

参见图3，本发明的侧置气门内燃机1结构如下： 

在内燃机1的机体2的缸体25内镶铸有缸套24，在机体2中安装有曲轴17、连杆16、活塞组件15、凸轮轴9和挺柱8。 

本发明的侧置气门内燃机1的机体2中安装的气门可为进气门，亦可为排气门，气门4上部为气门头部42，中部为气门杆41，下部有气门锁夹环形面45，底端为气门杆端面44，以上各部分构成气门4整体件，气门头部42上的气门阀线46与机体2内的气门座圈3上的气门座圈阀线31紧密接触。 

气门4安装在机体2的气门导管22中，气门4的气门杆41在气门导管22内壁内沿着气门轴线43作上、下往复运动。 

润滑油分布在机体2的机体腔26内，机体腔26通过通道28与气门弹簧室27相连通，润滑油润滑后使气门杆41和气门导管22之间的摩擦减小。 

内燃机1上部的缸头13安装在机体2的缸头结合面12处，内燃机1的燃烧室11位于缸头13和缸体25之间，火花塞14安装在缸头13上，位于燃烧室11附近，燃烧室11在气门座圈3处进行气体交换，气门座圈3与进气管10处进行气体交换。 

内燃机1的气门4与缸体25位于缸头结合面12的同一侧，缸头结合面12的另一侧是缸头13，上述内燃机1的气门4、缸体25和缸头13之间的相对位置就构成本发明的侧置气门内燃机结构。 

 如图3所示，活塞组件15与连杆16相连接，连杆16与曲轴17相连接， 曲轴17与主动正时齿轮18一同旋转，主动正时齿轮18与从动正时齿轮20相啮合，凸轮轴9由从动正时齿轮20、凸轮19构成，凸轮19随从动正时齿轮20一起旋转，使挺柱8下部的挺柱大端面82在凸轮19上滑动。 

参见图1，挺柱8上端的挺柱小端面81与气门4的气门杆端面44相接触，挺柱8安装在机体2的挺柱导管21中，凸轮轴9旋转后，则凸轮19驱动挺柱8在机体2的挺柱导管21中做往复运动，挺柱8又驱动气门4在机体2的气门导管22中做往复运动。 

混合气在图1中的燃烧室11中燃烧时，气门4关闭，当气门4打开后，燃烧室11中的排放物经气门座圈3进入排气管10后排出。 

如图1所示，本发明侧置气门内燃机用气门油封组合件包括安装在机体2上的气门4、气门油封5、气门弹簧6、气门锁夹7、挺柱8和气门导管22的端面支撑面23(如图4所示)。 

气门4由气门杆41、上端的气门头部42、下端的气门杆端面44和气门杆41下部的气门锁夹环形面45组成整体件。 

气门油封5主要由气门油封骨架和气门油封橡胶56构成。 

由钢件冲制而成的气门油封骨架由气门油封骨架外端51、中间折弯相连的油封柱面54和内环端的气门油封骨架内端55组成整体件。 

在气门油封骨架外端51的油封上端面52上，硫化有两道端面弹性橡胶密封环，即内环的内端面密封环50和外环的外端面密封环59，构成端面的第一密封体。 

在气门油封骨架内端55上硫化嵌装有油封橡胶56，在油封橡胶56内圈有两道具有弹性密封韧口的外油封唇口57和内油封唇口58，这两道内、外油封唇 口对气门杆41起到往复密封作用，构成第二密封体。 

参见图1，润滑油在机体腔26中形成润滑油油雾通过通道28进入气门弹簧室27，使气门弹簧室27内充满润滑油油雾。 

在凸轮轴9转动下的挺杆8下端的挺杆大端面82作往复运动，使挺杆8上端的挺杆小端面81带动气门4的气门杆端面44作往复运动，则气门4安装在机体2的气门导管22内，沿气门轴线43做往复运动，即气门4的气门杆41穿过气门油封5的外油封唇口57和内油封唇口58做往复运动。 

气门4的气门头部42有气门阀线46，气门阀线46与气门座圈3上的气门座圈阀线31紧密接触。 

参见图1和图4，气门油封5的油封上端面52与气门导管22的端面支撑面23相对应，通过气门油封5的油封上端面52上的内端面密封环50和外端面密封环59弹性密封地与上述端面支撑面23相接触；气门弹簧6的气门弹簧上端面61压接在油封下端面53上，油封柱面54位于气门弹簧6的气门弹簧内圈面63内，气门弹簧6的气门弹簧下端面62压接在气门锁夹7的锁夹外环面72上，气门锁夹7的锁夹内环面71卡装在气门4的气门锁夹环形面45上，在气门弹簧6的弹力作用下，气门油封5的内端面密封环50和外端面密封环59与机体2的端面支撑面23压接接触地相密封。 

所述的气门油封5、气门弹簧6、气门锁夹7和端面支撑面23均位于机体2的气门弹簧室27内。 

参见图2，所述的气门油封5的油封橡胶56内圈的外油封唇口57和内油封唇口58与气门4的气门杆41的外圆柱面作弹性紧密接触。 

如图2所示，外油封唇口57的内端呈圆锥体，外油封唇口57上圆锥面的母线 与气门杆41的外圆柱面母线之间的夹角Y＝10°～60°，外油封唇口57下圆锥面的母线与气门杆41外圆柱面母线之间的夹角X＝30°～90°，X夹角大于Y夹角，以便阻止润滑油油雾通过外油封唇口57过渡地进入到气门导管22和气门杆41之间的间隙，所述的内油封唇口58和外油封唇口57对气门杆41起往复密封作用。 

Claims (8)

1. 一种侧置气门内燃机用气门油封组合件，它包括气门(4)、气门油封(5)、气门弹簧(6)、气门锁夹(7)、挺柱(8)和气门导管(22)的端面支撑面(23)，其特征在于气门油封(5)的内端面密封环(50)和外端面密封环(59)与气门导管(22)的端面支撑面(23)弹性密封地相接触；气门油封(5)的油封橡胶(56)内圈的外油封唇口(57)、内油封唇口(58)与气门(4)的气门杆(41)外圆周面弹性密封地上、下滑动接触；气门弹簧(6)的气门弹簧上端面(61)压接在气门油封(5)的油封下端面(53)上，油封柱面(54)位于气门弹簧(6)的气门弹簧内圈面(63)内；气门弹簧下端面(62)压接在气门锁夹(7)的锁夹外环面(72)上；锁夹内环面(71)卡装在气门(4)的气门锁夹环形面(45)上；挺柱(8)的挺柱小端面(81)与气门(4)的气门杆端面(44)相接触。

2. 根据权利要求1所述的一种侧置气门内燃机用气门油封组合件，其特征在于气门(4)由气门杆(41)、上端的气门头部(42)、下端的气门杆端面(44)和气门杆(41)下部的气门锁夹环形面(45)组成整体件。

3. 根据权利要求1所述的一种侧置气门内燃机用气门油封组合件，其特征在于气门油封(5)的气门油封骨架内端(55)上硫化嵌装有油封橡胶(56)；由钢件冲制而成的气门油封骨架由气门油封骨架外端(51)、中间折弯相连的油封柱面(54)和内环端的气门油封骨架内端(55)组成整体件。

4. 根据权利要求1所述的一种侧置气门内燃机用气门油封组合件，其特征在于气门油封骨架外端(51)的油封上端面(52)上，硫化有内环的内端面密封环(50)和外环的外端面密封环(59)，构成端面第一密封体。

5. 根据权利要求1所述的一种侧置气门内燃机用气门油封组合件，其特征在于油封橡胶(56)内圈有外油封唇口(57)和内油封唇口(58)，构成第二密封体，外油封唇口(57)上圆锥面的母线与气门杆(41)外圆柱面母线之间的夹角Y＝10°～60°，外油封唇口(57)下圆锥面的母线与气门杆(41)外圆柱面母线之间的夹角X＝30°～90°。

6. 根据权利要求1所述的一种侧置气门内燃机用气门油封组合件，其特征在于气门油封(5)、气门弹簧(6)、气门锁夹(7)和端面支撑面(23)均位于机体(2)的气门弹簧室(27)内。

7. 根据权利要求1所述的一种侧置气门内燃机用气门油封组合件，其特征在于气门(4)的沿气门轴线(43)做往复运动的气门杆(41)位于气门导管(22)内壁内。

8. 根据权利要求1所述的一种侧置气门内燃机用气门油封组合件，其特征在于气门(4)在其上部有气门头部(42)，气门头部(42)上的气门阀线(46)与机体(2)内的气门座圈(3)上的气门座圈阀线(31)紧密接触。

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