CN102400734A - 一种发动机气门升程可变装置 - Google Patents

Abstract

一种发动机气门升程可变装置，包括高速进气凸轮、低速进气凸轮、凸轮轴，高速进气凸轮与低速进气凸轮通过同一个气门摇臂控制进气门的开闭，所述气门摇臂上设置有高速进气凸轮控制部和低速进气凸轮控制部，在所述高速进气凸轮控制部上设置有高、低速进气凸轮切换控制机构。高速进气凸轮与低速进气凸轮通过同一个气门摇臂的高速进气凸轮控制部和低速进气凸轮控制部控制进气门的开闭，减少了气门摇臂的数量，减小了气门摇臂的转动惯量和阻尼损耗，提高了高、低速进气凸轮切换的可靠性。

Description

一种发动机气门升程可变装置

技术领域

本发明涉及一种发动机气门升程可变装置，其使发动机进气门的升程量在发动机不同转速下匹配合适的气门升程。

技术背景

发动机可变气门正时及升程技术在汽车上应用广泛，技术成熟。但对于一些有特殊要求的一些行业，如摩托车行业，由于受成本、结构体积等因素约束，可变气门正时及升程技术还没有得到广泛应用。即便有些应用，大多用两个或多个摇臂来实现气门的开闭控制，虽然在一定程度上改变了发动机的进气调节，但由于多个摇臂转动惯量与阻尼损耗大、高低速切换可靠性差等问题，从而导致发动机的普适性能无法得到根本性的改变。

发明内容

为了解决现有技术中多个摇臂转动惯量和阻尼损耗大以及高、低速进气凸轮切换可靠性差的问题，本发明的目的在于提供一种发动机气门升程可变装置，其用一个摇臂实现高、低速进气凸轮的切换，转动惯量和阻尼损耗小，切换可靠性高，并且提高了发动机的动力普适性能。

为了实现上述目的，本发明提出了一种发动机气门升程可变装置，根据本发明的第一方面，其包括：高速进气凸轮、低速进气凸轮、凸轮轴，其特征在于：高速进气凸轮与低速进气凸轮通过同一个气门摇臂控制进气门的开闭，所述气门摇臂上设置有高速进气凸轮控制部和低速进气凸轮控制部，在所述高速进气凸轮控制部上设置有高、低速进气凸轮切换控制机构。

本发明的第二方面，在第一方面的基础上，所述高、低速进气凸轮切换控制机构包括：一个可在所述高速进气凸轮控制部内上下滑动的活塞，在该活塞的下端连接有高速进气凸轮接触块，该高速进气凸轮接触块的下端设置有可与高速进气凸轮接触的高速进气凸轮接触面；在活塞上还设置有活塞导向斜面、限位卡槽和活塞工作平面；设置于所述高速进气凸轮控制部内的销孔；一个可在销孔内滑动的销子，在该销子的一端开有弹簧槽Ⅰ；该销子上还设置有销子导向斜面、限位钩、销子限位面以及销子工作平面；液压管道，该液压管道设置在气门摇臂上靠近摇臂转轴的一端并且与上述销孔联通；端盖。

本发明的第三方面，在第二方面的基础上，所述销子在靠近液压管道的一端设置有密封槽，其内装有密封圈。

本发明的第四方面，在第二方面的基础上，所述端盖的内部开有弹簧槽Ⅱ。

本发明的第五方面，在第四方面的基础上，所述弹簧槽Ⅱ的直径不小于销孔的直径。

根据本发明第一方面，可以取得以下效果：高速进气凸轮与低速进气凸轮通过同一个气门摇臂的高速进气凸轮控制部和低速进气凸轮控制部控制进气门的开闭，减少了气门摇臂的数量，减小了气门摇臂的转动惯量和阻尼损耗，提高了高、低速进气凸轮切换的可靠性。

根据本发明第二方面，通过设置在高速进气凸轮控制部上的高、低速进气凸轮切换控制机构，可有效实现高、低速进气凸轮的切换，可靠性高。

根据本发明第三方面，设置了密封槽和密封圈可有效提高液压系统的密封性。

根据本发明第四方面，在端盖内部设置弹簧槽Ⅱ，可以有效利用端盖的内部空间，增加了弹簧的容纳空间。

根据本发明第五方面，由于弹簧槽Ⅱ的直径不小于销孔的直径，所以销子在向端盖方向滑动时，销子的端部可以进入到弹簧槽Ⅱ，有效利用了端盖的内部空间，实现气门摇臂整体小型化。

附图说明：

图1是传统内燃机的气门结构图；

图2是现有技术的摇臂及其切换结构图（改进前）；

图3是本发明采用单摇臂的结构图；

图4是图3的A向视图

图5是本发明高、低速进气凸轮切换前的工作状态图； 

图6是本发明高、低速进气凸轮切换进行中的工作状态图；

图7是图6 中B处的局部放大图；

图8是本发明高、低速进气凸轮切换完成后的工作状态图；

图9是图8中A－A方向的截面图；

图10是销子7的结构图；

图11是活塞4的结构图。

标号说明：

1:低速进气凸轮；2：高速进气凸轮；3：高速进气凸轮接触块； 

31：高速进气凸轮接触面；4：活塞；5：弹簧；6：限位卡槽；

7：销子；71：销孔；8：密封圈；9：液压管道；10：气门摇臂；

101：高速进气凸轮控制部；102：低速进气凸轮控制部；

11：摇臂转轴；12：销子导向斜面；13：限位钩；14：活塞导向斜面；

15：凸轮轴；16：活塞滑动面；17：密封槽；18：弹簧槽Ⅰ；

19：销子工作平面；20：活塞工作平面；21：销子限位面；22：端盖

23：进气门； 25：弹簧槽Ⅱ。

具体实施方式

下面，参照附图1-9对本发明的具体实施方式进行说明：

如图1所示，传统内燃机的进气门通过一个凸轮来控制，气门的升程不可变。

如图2所示，现有技术中发动机气门升程可变装置，高速进气凸轮和低速进气凸轮通常应用两个或多个摇臂来实现进气门的开闭控制，这种结构虽然在一定程度上改变了发动机的进气调节，但由于多个摇臂存在转动惯量和阻尼损耗大、高低速进气凸轮切换可靠性差等问题，导致发动机的性能无法实现根本性的改变。

如图3所示，本发明的发动机气门升程可变装置采用一个气门摇臂10的结构。设置在凸轮轴15上的高速进气凸轮2与低速进气凸轮1分别通过该气门摇臂10的高速进气凸轮控制部101和低速进气凸轮控制部102来控制进气门23的开闭。

如图4-图9所示，在气门摇臂10的高速进气凸轮控制部101的下端设置有可以在气门摇臂10内上下活动的活塞4，活塞4的下端连接有高速进气凸轮接触块3，其上设置有可与高速进气凸轮2接触的高速进气凸轮接触面31。

如图5-图8所示，在气门摇臂10的高速进气凸轮控制部101的内部开有销孔71，销子7可以在该销孔71内滑动。

如图10所示，在销子7的一端开有弹簧槽Ⅰ18，另一端开有密封槽17，在销子7的下部设置有与活塞4配合工作的销子导向斜面12、销子工作平面19、销子限位面21以及限位钩13。

如图11所示，在活塞4上设置有可与销子7配合工作的活塞导向斜面14、活塞滑动面16、活塞工作平面20以及限位卡槽6。

如图5所示，在摇臂10上靠近摇臂转轴11的一端开有液压管道9，该液压管道9与销孔71联通。

如图5至图8所示，在摇臂10远离摇臂转轴11的一端安装有端盖22，该端盖22大致呈“］”形，内部开设有弹簧槽Ⅱ25。

如图5所示，发动机在低速运行情况下（切换到高速前），销子7上的限位钩13卡入活塞4的限位卡槽6中，弹簧5向销子7施加压力，从而将活塞4的位置限定，使活塞4不能作上下、旋转等运动，此时高速进气凸轮接触块3与高速进气凸轮2分离，高速进气凸轮2处于空转状态，发动机进气门23的开闭由低速进气凸轮1来控制。

如图6、图7所示，当发动机的速度不断加快，需要切换到高速进气凸轮2时，在来自液压管道9的液压力作用下，液压力推动销子7克服弹簧5的作用力向端盖22的方向滑动，这时，限位钩13慢慢从限位卡槽6中脱开，当脱开到一定的位置，销子导向斜面12与活塞导向斜面14开始接触，在销子导向斜面12的作用下，活塞4开始向下靠近凸轮轴15的方向运动。

如图8所示，销子7在液压作用下继续向端盖22的方向滑动，这时，销子工作平面19开始与活塞工作平面20接触，销子7继续滑动，销子工作平面19与活塞工作平面20充分接触，直到销子7上的限位面21与活塞4上的滑动面16接触，此时，销子7停止运动，高速进气凸轮接触面31与高速进气凸轮2接触，同时低速进气凸轮1与低速进气凸轮控制部102脱离，切换过程完成。然后，液压系统的压力保持不变，高速进气凸轮2开始对进气门23的开闭进行控制。

由高速进气凸轮2向低速进气凸轮1的切换过程与上述切换过程正好相反。

随着发动机的转速下降，液压系统快速卸压，在弹簧5的作用下，销子7向靠近摇臂转轴11的方向滑动，销子限位面21与活塞滑动面16脱开。随着销子7的滑动，销子工作平面19与活塞工作平面20也慢慢脱开。然后，销子导向斜面12与活塞导向斜面14开始接触。销子7继续滑动，直到销子7的限位钩13插入活塞4的限位卡槽6后，此时，活塞4的位置已被提升，高速进气凸轮接触面31与高速进气凸轮2脱离，高速进气凸轮2处于非工作状态，同时低速进气凸轮1与低速进气凸轮控制部102接触，切换过程完成，进气门23的开闭由低速进气凸轮1进行控制。

Claims (5)

1.一种发动机气门升程可变装置，包括高速进气凸轮、低速进气凸轮、凸轮轴，其特征在于：高速进气凸轮（2）与低速进气凸轮（1）通过同一个气门摇臂（10）控制进气门（23）的开闭，所述气门摇臂（10）上设置有高速进气凸轮控制部（101）和低速进气凸轮控制部（102），在所述高速进气凸轮控制部（101）上设置有高、低速进气凸轮切换控制机构。

2.根据权利要求1所述的一种发动机气门升程可变装置，其特征在于：所述高、低速进气凸轮切换控制机构包括：

一个可在所述高速进气凸轮控制部（101）内上下滑动的活塞（4），在该活塞（4）的下端连接有高速进气凸轮接触块（3），该高速进气凸轮接触块（3）的下端设置有可与高速进气凸轮（2）接触的高速进气凸轮接触面（31）；在活塞（4）上还设置有活塞导向斜面（14）、限位卡槽（6）和活塞工作平面（20）；

设置于所述高速进气凸轮控制部（101）内的销孔（71）；

一个可在销孔（71）内滑动的销子（7），在该销子（7）的一端开有弹簧槽Ⅰ（18）；该销子（7）上还设置有销子导向斜面（12）、限位钩（13）、销子限位面（21）以及销子工作平面（19）；

液压管道（9），该液压管道（9）设置在气门摇臂（10）上靠近摇臂转轴（11）的一端并且与上述销孔（71）联通；

端盖（22）。

3.根据权利要求2所述的一种发动机气门升程可变装置，其特征在于：所述销子（7）在靠近液压管道（9）的一端设置有密封槽（17），其内装有密封圈（8）。

4.根据权利要求2所述的一种发动机气门升程可变装置，其特征在于：所述端盖（22）的内部开有弹簧槽Ⅱ（25）。

5.根据权利要求4所述的一种发动机气门升程可变装置，其特征在于：所述弹簧槽Ⅱ（25）的直径不小于销孔（71）的直径。

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