CN101975097B - 内燃机气门旋转机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内燃机气门旋转机构，包括本体(1)、罩盖(2)、碟形弹簧(3)、中间球夹(6)、多个钢球(5)和复位弹簧(4)，所述的本体(1)与碟形弹簧(3)接触的台阶面(10)向本体底部加工有一个环形槽(11)，在环形槽(11)中安装有平面轴承(7)，而碟形弹簧(3)的上边沿压着平面轴承(7)。发明的有益效果是：1.平面轴承(7)代替本体台阶面支撑碟形弹簧以起到减少摩擦的作用，同时也就大大提高了使用寿命。2.平面轴承安装于环形槽内可以以环形槽内圆定位，这样可以提高平面轴承转动精度，防止径向移动。3.平面轴承安装于本体环形槽内使旋转机构结构紧凑且可减轻旋转机构重量。

Description

内燃机气门旋转机构

技术领域

本发明涉及到内燃机配气系统的部件，具体涉及一种内燃机气门旋转机构。

背景技术

内燃机气门旋转机构是内燃机配气系统的一个部件，其作用是支撑气门，传递气门开闭所需的力及运动，使气门在工作中自动均匀旋转以提高其可靠性。

现有的相关技术工作原理是(见图1)：当气门旋转机构在力F、F1、F2的作用下，碟形弹簧产生轴向变形，强迫钢球沿本体斜底槽做相对运动，本体在钢球的反作用力下绕轴线转动而带动气门旋转，同时钢球运动时也带动中间球夹和碟形弹簧朝与本体转动的反方向转动，这样碟形弹簧和本体之间就会产生相对转动。由于气门弹簧力直接作用于碟形弹簧，所以本体与碟形弹簧之间的摩擦力会相对较大，这样就造成本体和碟形弹簧磨损严重，从而限制旋转机构使用寿命。

目前大多数内燃机气门旋转机构并未能针对此问题进行改进，依旧沿用原来的碟形弹簧直接与本体相接触的办法，例如公告号为CN2238912Y的中国实用新型专利，公开了一种内燃机气门强制旋转机构，该实用新型由底座、片簧、螺旋弹簧、外罩构成，气门升降时使螺旋弹簧(或叫碟形弹簧)的外形间歇地倾侧变形，经片簧带动底座间歇旋转，使气门锁夹带动气门杆间歇旋转，气门相对于气门座圈、气门导管间歇转动。该专利的改进之处在于其具有防止积碳、气门与气门座圈工作中自动研磨、密封性好的特点，但并未能在减少本体和碟形弹簧的磨擦上有所改进。

再例如申请号为200620034049.X的中国实用新型专利，公开了一种内燃机方罩式气门旋转机构，该机构由本体、罩盖、碟形弹簧、中间球夹、钢球、复位弹簧构成，其中本体是圆形的，罩盖是有4个圆弧角的方形，罩盖的4条直边中央分别有向内折的突起，这些突起固定本体不从罩盖中脱落。中间球夹同罩盖形状相似，其边长比罩盖边长小。该实用新型的改进方向是尽量克服原有罩盖的结构复杂、采用切削方法制造、生产效率低的问题，也没有找到有效减少本体和碟形弹簧的磨擦的办法。

公告号为CN1423068A的中国发明专利公开了一种旋转机构平面轴承与轴心的最适化硬度搭配结构，包括有一平面轴承(Plan Bearing)及一轴心，该平面轴承及轴心系应用不同材料的机械特性的搭配，即该平面轴承(Plan Bearing)系以金属合金或陶瓷两者之一所制成，而该轴心系以金属合金或陶瓷两者另一所制成，其主要系应用不同材料的机械特性的搭配，可以有效消除微尘粒子侵入滑动面所造成表面刮伤，及应用平面轴承(Plan Bearing)与轴心不同硬度搭配具有二次抛光作用，使滑动面硬度较小的表面粗糙度会与时间成反比，让运转寿命增加，并降低因粗糙度所产生的高频噪音。该专利的通过对材料的改进，提出了一种搭配结构，但是并未能提出具体在气门旋转机构上如何进行改进才能有针对性的减少本体和碟形弹簧的磨擦的途径。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种内燃机气门旋转机构，该气门旋转机构由于在本体和碟形弹簧之间加装一个平面轴承，避免本体与碟形弹簧之间直接接触，减少了两者之间的磨擦，解决了现有技术中存在的技术问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种内燃机气门旋转机构，包括本体、罩盖、碟形弹簧、中间球夹、多个钢球和复位弹簧，本体上面开有斜底槽，多个钢球安装在本体的斜底槽内，多个钢球分别被与其数量相等的复位弹簧顶在斜底槽上；罩盖的形状与本体的形状相适配，并且能将本体拖起，罩盖的边缘设置有固定结构，这些固定结构固定本体不从罩盖中脱落；碟形弹簧的下边沿紧贴着罩盖的内台阶面，碟形弹簧的中间靠上部位顶着中间球夹的下边沿；中间球夹则顶着钢球，所述的本体在原本与碟形弹簧接触的下台阶面上，向本体底部加工有一个环形槽，该环形槽的底部高于上台阶面，在环形槽中安装有平面轴承，而碟形弹簧的上边沿压着平面轴承。

更进一步的技术方案是：

平面轴承是普通的平面推力滚针轴承，将轴承下圈安装于本体的环形槽的底面，碟形弹簧压在轴承上圈表面。

所述的平面轴承包括轴承下圈、轴承上圈，推力滚针和保持架，其中轴承下圈、轴承上圈均为环形平板状，轴承下圈安装于本体的环形槽的底面，碟形弹簧压在轴承上圈表面；推力滚针和保持架和常规设计一样，而轴承上圈的厚度超过轴承下圈的厚度。

轴承上圈的厚度为轴承下圈的厚度的1-3倍。

轴承上圈的厚度为轴承下圈的厚度的2.5倍。

所述的罩盖的形状为圆形或方形。

所述的固定结构为在罩盖边缘加工的向内折的突起。

所述的环形槽的横截面为矩形。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于我们将本体与碟形弹簧接触的台阶面向本体底部加工出一个环形槽，将平面轴承安装于环形槽内，这样会产生以下效果：1.代替本体台阶面支撑碟形弹簧以起到减少摩擦的作用，同时也就大大提高了使用寿命。2.平面轴承安装于环形槽内可以以环形槽内圆定位，这样可以提高平面轴承转动精度，防止径向移动。3.平面轴承安装于本体环形槽内使旋转机构结构紧凑且可减轻旋转机构重量。同时，此旋转机构上的平面轴承由推力滚针、保持架、轴承上圈和轴承下圈组成。和传统平面轴承相比此平面轴承具有以下优点：1.轴承上下圈为环形平板，结构简单，易于加工。2.轴承上圈的厚度超过轴承下圈的厚度，这样就提高了平面轴承的使用寿命。下面是原有技术(原气门旋转机构)和本发明(平面轴承减摩气门旋转机构)做了对比试验数据。两种产品经过1000小时台架试验对比如下表所示：

附图说明

图1为原旋转机构整体结构示意图；

图2为图1的本体部分放大示意图；

图3为图1本体部分的仰视图；

图4为本发明整体结构示意图；

图5为图4本体部分的仰视图

图6为本发明的本体部分的结构示意图；

图7为本发明实施例2的平面轴承放大示意图。

在本发明中：

本体——1、罩盖——2、碟形弹簧——3、复位弹簧——4、钢球——5中间球夹——6、平面轴承——7、下台阶面——10上台阶面——12内台阶面——21

轴承下圈——71、轴承上圈——72、保持架——73、推力滚针——74

具体实施方式

下面结合附图还具体说明本发明：

实施例1

一种内燃机气门旋转机构，包括本体1、圆形罩盖2、碟形弹簧3、中间球夹6、多个钢球5和复位弹簧4，本体1上面开有斜底槽，多个钢球5安装在本体1的斜底槽内，多个钢球5分别被与其数量相等的复位弹簧4顶在斜底槽上；多个钢球5在本体1的斜底槽中往复运动，罩盖2的形状与本体1的形状相适配，并且能将本体1拖起，罩盖2的边缘设置有向内折的突起，起到固定本体1不从罩盖2中脱落的作用；碟形弹簧3的下边沿紧贴着罩盖2的内台阶面21，碟形弹簧3的中间靠上部位顶着中间球夹6的下边沿；中间球夹6则顶着钢球5。请对比图2和图6，本发明就是在原来的本体1与碟形弹簧3接触的下台阶面10上，向本体底部加工有一个环形槽11，该环形槽11的底部低于上台阶面12，在环形槽11中安装有平面轴承7，而碟形弹簧3的上边沿压着平面轴承7。由于在原来的下台阶面10上加工环形槽11，使得原来的下台阶面10实际上已经不存在了，给安装平面轴承7也留出了空间。所环形槽11的横截面为矩形，在环形槽11中安装有平面轴承7，在本实施例中，平面轴承7是普通的平面推力滚针轴承，我们将轴承下圈71安装于本体的环形槽的底面，碟形弹簧3则压在轴承上圈72的表面。当然如果根据需要，罩盖2也可以为方形。

实施例2

本实施例与实施例1不同的地方在于，本实施例所使用的平面轴承7为特殊平面轴承，包括轴承下圈71、轴承上圈72，保持架73和推力滚针74，轴承下圈71、轴承上圈72均为环形平板状，其中轴承下圈71安装于本体的环形槽的底面，碟形弹簧3压在轴承上圈72表面；保持架73和推力滚针74和常规设计一样，至于轴承上圈和轴承下圈的具体厚度是根据需要而定的，而轴承上圈72的厚度为轴承下圈71的2.5倍。也可以根据需要在轴承下圈71厚度的1-3倍之间进行选择。以往的常规设计是轴承上圈和轴承下圈厚度是一样的。在本实施例中，由于轴承上圈72的厚度明显比轴承下圈71厚，而轴承上圈72直接与碟形弹簧3相接触，从而提高平面轴承使用寿命。

Claims (6)

1.一种内燃机气门旋转机构，包括本体(1)、罩盖(2)、碟形弹簧(3)、中间球夹(6)、多个钢球(5)和复位弹簧(4)，本体(1)上面开有斜底槽，多个钢球(5)分别被与其数量相等的复位弹簧(4)顶在斜底槽上；罩盖(2)的形状与本体(1)的形状相适配，并且能将本体(1)托起，罩盖(2)的边缘设置有固定结构，这些固定结构固定本体(1)不从罩盖(2)中脱落；碟形弹簧(3)的下边沿紧贴着罩盖(2)的内台阶面(21)，碟形弹簧(3)的中间靠上部位顶着中间球夹(6)的下边沿；中间球夹(6)则顶着钢球(5)，其特征在于：所述的本体(1)与碟形弹簧(3)接触的下台阶面(10)加工有一个环形槽(11)，该环形槽(11)的底部高于上台阶面(12)，在环形槽(11)中安装有平面轴承(7)，而碟形弹簧(3)的上边沿压着平面轴承(7)，所述的平面轴承(7)包括轴承下圈(71)、轴承上圈(72)，保持架(73)和推力滚针(74)，其中轴承下圈(71)、轴承上圈(72)均为环形平板状，轴承下圈(71)安装于本体的环形槽的底面，碟形弹簧(3)压在轴承上圈(72)表面；保持架(73)和推力滚针(74)和常规设计一样，而轴承上圈(72)的厚度超过轴承下圈(71)的厚度。

2.根据权利要求1所述的内燃机气门旋转机构，其特征在于：轴承上圈(72)的厚度为轴承下圈(71)的厚度的1-3倍。

3.根据权利要求2所述的内燃机气门旋转机构，其特征在于：轴承上圈(72)的厚度为轴承下圈(71)的厚度的2.5倍。

4.根据权利要求1所述的内燃机气门旋转机构，其特征在于：所述的罩盖(2)的形状为圆形或方形。

5.根据权利要求1所述的内燃机气门旋转机构，其特征在于：所述的固定结构为在罩盖(2)边缘加工的向内折的突起。

6.根据权利要求1所述的内燃机气门旋转机构，其特征在于：所述的环形槽(11)的横截面为矩形。

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