CN102410058A - 一种发动机气门装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了发动机气门装置，包括气门、气门杆和气门锁夹，所述气门杆下端连接气门，气门杆上端包括至少三个锁夹槽，所述锁夹槽之间间隔有凸面带，所述凸面带的两个沿边与所述锁夹槽的沿边通过斜坡面相交；所述气门锁夹内侧包括至少三个与所述锁夹槽对应的凸棱面，所述凸棱面之间间隔有与凸面带对应的凹面带，所述凹面带的两个沿边与所述凸棱面根部通过小沟槽连接；所述气门锁夹的凸棱面的高度小于所述锁夹槽的槽深度；所述凸面带的直径小于所述凹面带的直径。本发明实施例使气门杆在弹簧作用下可绕气门杆轴线旋转，从而防止漏气。

Description

一种发动机气门装置

技术领域

本发明涉及发动机进排气系统技术领域，尤其涉及一种发动机气门装置。

背景技术

发动机是一种将热能转化为机械能的多部件复杂系统。热能由从外界吸入气缸的空气与喷油嘴喷入气缸的油料混合燃烧而产生，大量热量产生后气缸内压强骤然增大，从而推动活塞往复运动做功，热能由此转化为机械能，燃烧完成后，气缸内的废气通过气门排出。进气与排气是发动机四个工作冲程中的重要环节，进气时通过打开进气阀吸入空气，排气时通过打开排气阀排出废气，在压缩和做功冲程时进气门和排气门均关闭，以保证发动机正常工作。附图1(a)示出了现有技术中的气门装置(的半面图)。该气门装置包括气门101、气门杆102、气门锁夹103和气门弹簧104等四个部件。气门装置工作时，如果需要进气，气门弹簧104受力向下压，气门101下移，进气口打开吸入空气，吸气完成后，气门弹簧104受力消失，在弹簧的恢复力作用下气门101上移，进气口关闭。排气过程与上述进气过程相似。

上述气门装置的气门锁夹通过气门杆上端设置的锁夹槽与气门杆接触，在气门弹簧作用下，气门锁夹紧紧夹持在气门杆上，进气排气时锁紧的气门杆上下移动以实现气门的打开或关闭。然而，由于气门装置工作于高温高压的恶劣环境，在使用一定时间后，气门和气门座圈表面的金属将被烧灼出许多凹坑，密封不再严实，气门关闭后出现漏气现象，进而影响到气缸内油料燃烧效果，降低发动机的输出功率。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种发动机气门装置，该装置通过对传统气门装置进行合理改进，以使气门杆可绕气门杆轴线自由旋转，从而解决发动机在压缩、做功过程中气门密封不严的问题。

本发明实施例给出的发动机气门装置，包括气门、气门杆和气门锁夹，所述气门杆下端连接气门，气门杆上端包括至少三个锁夹槽，所述锁夹槽之间间隔有凸面带，所述凸面带的两个沿边与所述锁夹槽的沿边通过斜坡面相交；所述气门锁夹内侧包括至少三个与所述锁夹槽对应的凸棱面，所述凸棱面之间间隔有与凸面带对应的凹面带，所述凹面带的两个沿边与所述凸棱面根部通过小沟槽连接；所述凸棱面的高度小于所述锁夹槽的槽深度；所述凸面带的直径小于所述凹面带的直径。

优选地，所述锁夹槽为三个，所述凸面带为两个；所述凸棱面为三个，所述凹面带为两个。

优选地，所述锁夹槽的槽深度与所述气门锁夹的凸棱面的高度之差的差值范围为0.1-0.2mm。

优选地，所述凹面带的直径与所述凸面带的直径之差的差值范围0.04-0.08mm。

优选地，所述小沟槽的半径范围为0.15-0.25mm。

本发明实施例的技术方案对传统气门结构进行了合理改进，在气门杆的上端设置至少三个锁夹槽，锁夹槽之间间隔凸面带，凸面带的两个沿边与锁夹槽的沿边通过斜坡面相交；同时在气门锁夹中设置相应结构，其中凸棱面的高度小于所述锁夹槽的槽深度；凸面带的直径小于所述凹面带的直径。与现有技术相比，本发明实施例的气门装置由于存在多个锁夹槽和凸棱面的咬合，且锁夹槽的槽深度大于凸棱面的高度、凹面带的直径大于凸面带的直径，这样即使在弹簧作用下锁夹被锁紧在气门杆上时，气门杆仍可以绕气门杆轴线自由旋转，从而对气缸起到较好的密封作用，防止漏气；而且，气门杆绕气门杆轴线旋转还可将气缸内油料燃烧后附着在气门和气门座圈上的剩余颗粒清除、磨合配合面。此外，由于本发明的实施例在气门锁夹的凹面带边沿与凸棱面根部设置有小槽沟，该小槽沟与斜坡面之间的接触不再是线接触，而是通过小沟槽的导角实现曲面接触，从而减少了气门锁夹的局部受力，由此避免了气门锁夹因长期受力不均带来的磨损。

附图说明

图1(a)为现有技术中气门装置的剖面结构图；

图1(b)为图1(a)所述气门装置的实例图；

图2(a)为本发明实施例的剖面结构图；

图2(b)为图2(a)所述实施例的气门锁夹的实例图；

图3为本发明实施例的应用场景剖面结构图。

具体实施方式

本发明实施例对传统发动机气门装置进行改造，在气门杆的上端设置至少三个锁夹槽，锁夹槽之间间隔凸面带，凸面带的两个沿边与锁夹槽的沿边通过斜坡面相交；同时在气门锁夹中设置相应结构，凸棱面的高度小于所述锁夹槽的槽深度；凸面带的直径小于所述凹面带的直径，采用这种气门结构，即使在弹簧作用下锁夹被锁紧在气门杆上时，气门杆仍可绕气门杆轴线自由旋转，从而对气缸起到较好的密封作用，解决了现有技术中发动机压缩、做功过程中的漏气问题。

为了更清楚地理解本发明的发明目的，技术特征，下面结合附图及具体实施实例对本发明再做进一步详细说明。

附图1(b)给出了一个传统发动机气门装置的实例图。该图中的气门锁夹由两掰组成，两掰锁夹的外侧面呈圆柱锥面形状，用于承受弹簧装置的弹力，两掰锁夹的内侧面设置有锁夹槽，用于夹持气门杆。如前所述，该种发动机气门装置的锁夹槽在弹簧作用下夹紧气门杆后，气门杆只能上下运动以打开或关闭气门，而不能绕气门杆轴线自由旋转以解决气门和气门座圈金属表面出现凹坑引起气门漏气的问题。为此，本发明提供了一种新型发动机气门装置。参见附图2(a)，本发明实施例给出的发动机气门装置200，包括气门201、气门杆202和气门锁夹203，气门杆202的下端连接气门201，气门杆202的上端包括三个锁夹槽2021，锁夹槽2021之间间隔有凸面带2022，凸面带2022的两个沿边与锁夹槽2021的沿边通过斜坡面2023相交；气门锁夹203内侧包括三个与锁夹槽2021对应的凸棱面2031，凸棱面2031之间间隔有与凸面带2022对应的凹面带2032，凹面带2032的两个沿边与所述凸棱面根部通过小槽沟2033连接；气门锁夹203的凸棱面2031的高度小于锁夹槽2021的槽深度；凸面带2022的直径小于凹面带2032的直径。附图2(b)给出了上述实施例的一个实例图。

本实施例的发动机气门装置200的工作原理是：如果需要进气，气门弹簧受力向下压，气门201下移，进气口打开吸入空气，吸气完成后，气门弹簧受力消失，在弹簧的恢复力作用下气门201上移，进气口关闭，这时旋转气门杆，气门跟随旋转，从而使得气门金属表面的凹坑与气门座圈表面上的凹坑错位，气缸得以进一步密封，发动机进入下一个工作冲程；类似地，在排气完成后，仍可旋转气门杆，气门跟随旋转，从而使得气门金属表面的凹坑与气门座圈表面上的凹坑错位，气缸得以进一步密封，发动机进入下一个工作冲程。

本实施例的技术方案对传统气门结构进行合理改进，在气门杆的上端设置至少三个锁夹槽，锁夹槽之间间隔凸面带，凸面带的两个沿边与锁夹槽的沿边通过斜坡面相交；同时在气门锁夹中设置相应结构。与现有技术相比，本发明实施例的气门装置至少取得两个方面的技术效果。由于存在多个锁夹槽和凸棱面的咬合，且锁夹槽的槽深度大于凸棱面的高度，这样即使在弹簧作用下锁夹被锁紧在气门杆上时，气门杆仍可以相对气门杆轴向自由旋转，从而对气缸起到较好的密封作用，防止漏气。本实施例除具有防止漏气的技术效果外，还具有如下技术效果：由于气门杆绕气门杆轴线旋转，附着在气门和气门座圈间的油料燃烧后的剩余颗粒将被研磨或者被旋转的冲力推入气缸，从而达到将气门和气门座圈之间的颗粒物予以清除的目的；由于气门杆绕气门轴线旋转，可对气门和气门座圈间的接触面进行磨合，从而使得两部分接触更加紧密。此外，由于本发明的实施例在气门锁夹的凹面带边沿与凸棱面根部设置有小槽沟，该小槽沟与斜坡面之间的接触不再是线接触，而是通过小沟槽的导角实现曲面接触，从而减少了气门锁夹的局部受力，由此避免了气门锁夹因长期受力不均带来的磨损。

上述实施例中锁夹槽的数量为三个，凸面带的数量为两个，实际上，为了使得气门装置更加稳固和方便旋转，锁夹槽和凸棱面的数量可根据实际需要进行调整，只要在三个以上均不影响本发明的发明目的的实现。

上述实施例中仅要求气门锁夹的凸棱面的高度要小于锁夹槽的槽深度，其目的在于使凸棱面与锁夹槽在弹簧力作用下处于夹紧状态时，气门杆可绕气门杆轴线自由旋转，这里对具体数值并无限制，实际上该数值也不影响本发明的发明目的的实现。然而，在工业应用场合，该间隔不能过大，过大将影响到正常实现气门的开启关闭操作，也不便于工艺加工，因此，本发明优选将气门锁夹的凸棱面的高度与锁夹槽的槽深度之间的间隔范围在0.1-0.2mm之间。类似地，本发明优选凹面带的直径与所述凸面带的直径之差的差值范围在0.04-0.08mm之间。

上述实施例中在气门锁夹的内侧面设置有小沟槽，该小沟槽连接气门锁夹凹面带的两个沿边与凸棱面根部，其目的在于改进传统气门锁夹与气门杆夹紧状态下的受力分布，这里对小沟槽的大小并无限制。为了便于工业加工制作，本发明优选将小沟槽的半径设置在0.15-0.25mm之间。

附图3本发明实施例的应用场景剖面结构图。图中示出了本发明实施例的气门装置在发动机系统中的位置以及相应的配合部件：气门装置的右上方是凸轮装置301，该装置包括摇臂3011、摇臂轴3012和凸轮轴3013，该凸轮装置用于按照要求驱动气门装置的上座弹簧，以控制气门装置的上下运动实现气门的开启与关闭；气门装置的左下方是一个进气孔302，用于向气缸注入空气，以便空气与油料混合燃烧；气门装置下端未完全示出的是气缸303，是发动机的关键部件；气门装置的上端是气门弹簧304和弹簧上座305。当凸轮装置控制需要进气时，通过凸轮装置与气门杆顶部接触部件和弹簧上座向气门杆施加向下的冲力，气门杆向下移动，气门打开，空气通过进气孔吸入气缸；当凸轮装置控制需要关闭气门时，通过气门杆侧面的弹簧回复力将气门杆拉回原位，从而气门关闭，进气过程结束。在该应用场景中，本发明实施例提供的气门装置较好地解决了现有技术存在的问题，取得了良好技术效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种发动机气门装置，包括气门(201)、气门杆(202)和气门锁夹(203)，其特征在于，所述气门杆(202)下端连接气门(201)，气门杆(202)上端包括至少三个锁夹槽(2021)，所述锁夹槽(2021)之间间隔有凸面带(2022)，所述凸面带(2022)的两个沿边与所述锁夹槽(2021)的沿边通过斜坡面(2023)相交；所述气门锁夹(203)内侧包括至少三个与所述锁夹槽对应的凸棱面(2031)，所述凸棱面(2031)之间间隔有与凸面带(2022)对应的凹面带(2032)，所述凹面带(2032)的两个沿边与所述凸棱面(2031)的根部通过小沟槽(2033)连接；所述气门锁夹(203)的凸棱面(2031)的高度小于所述锁夹槽(2021)的槽深度；所述凸面带(2022)的直径小于所述凹面带(2032)的直径。

2.根据权利要求1所述的气门装置，其特征在于，所述锁夹槽(2021)为三个，所述凸面带(2022)为两个；所述凸棱面(2031)为三个，所述凹面带(2032)为两个。

3.根据权利要求1所述的气门装置，其特征在于，所述锁夹槽(2021)的槽深度与所述气门锁夹(203)的凸棱面(2031)的高度之差的差值范围为0.1-0.2mm。

4.根据权利要求1所述的气门装置，其特征在于，所述凹面带(2032)的直径与所述凸面带(2022)的直径之差的差值范围为0.04-0.08mm。

5.根据权利要求1至3中任何一项所述的气门装置，其特征在于，所述小沟槽(2033)的半径范围为0.15-0.25mm。

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