CN102913298B - 滑块式发动机气门 - Google Patents

Abstract

本发明公开了滑块式发动机气门，它包含两侧设有通气孔的气门座和滑块气门以及驱动滑块气门与气门座抽拉配合的凸轮轴和凸轮，所述气门座为中空结构，所述滑块气门从气门座的端面开口处插入后与其抽拉配合，所述气门座的一端设有凸轮轴，该凸轮轴上安装有位置与滑块气门相对应的凸轮，所述气门座的另一端设有复位弹簧，该复位弹簧的一端顶在滑块气门端面上。本发明采用了滑块式气门机构，传动零件少，传动效率高且制造维修费用相对较低；气门与气门座的密封也得到了严格保证；此外，由于气门关闭时，密封效果好，在同等条件下，使发动机的各方面性能得以提高，尤其是动力性和燃油经济性有很明显的改善。

Description

滑块式发动机气门

技术领域

本发明属于发动机结构技术领域，具体涉及一种滑块式发动机进排气门。

背景技术

进排气门是发动机燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室的通道，承受开关气门时力的冲击、正常工作时高温的冲击、还有进排气时高速气流的冲击。现有发动机的气门采用的都是伞状结构，已沿用有近百年的历史，工作时：根据各缸的点火次序，在凸轮轴和气门弹簧的驱动下，依次打开和关闭气门来完成各缸的进气和排气。开启时，需要凸轮轴上对应的凸轮克服气门弹簧力来驱动气门移动；关闭时，在气门弹簧回位的过程中，驱动气门反方向移动而关闭。

传统气门式配气机构中单个气门的结构，工作时：发动机的动力经过一对互相啮合的正时齿轮或正时皮带轮和正时皮带传动到凸轮轴，凸轮轴以一定的转速转动起来，根据各缸的点火次序，凸轮轴上对应的凸轮在转动到升程时，依次推动挺柱、推杆和摇臂的左端向上移动，根据杠杆原理，摇臂的右端会向下移动，在摇臂的右端向下移动的过程城中，压缩气门弹簧，进而推动气门向下移动，就打开了气门，假设该气门是进气门，当凸轮开始降程转到基圆时，进气行程完成，此时，在气门弹簧复位的过程中，驱动气门向上移动，进气门关闭。就这样，该气门完成了打开和关闭的过程。

开启时，需要凸轮轴上对应的凸轮克服气门弹簧力来驱动气门移动；关闭时，在气门弹簧回位的过程中，驱动气门反方向移动而关闭。(此处为背景技术，作为业内共知的技术方案是可以不提供图的)

这种传统气门式配气机构，传动零件多，传动效率低且制造维修费用高；气门结构尺寸大，为了保证气门上下移动方向正确稳定，还需装配导向导管；气门与气门座的密封也要严格保证。另外，为了保证发动机正常工作，图中的气门间隙必须严格保证，因而有定期调整的严格要求。

综上所述现有发动机气缸气门的缺点是：

(1)噪音大，在发动机高速运转过程中，气门与气门座发生高频强烈的碰撞，会产生大量噪音，是汽车噪音的主要来源；

(2)寿命短，由于在高温高压有化学腐蚀的环境下工作，气门与气门座长期发生高频撞击，气门与气门座接触面极易磨损，使气门机构的寿命较短，从而降低了发动机的使用寿命；

(3)密封差，气门与气门座接触面的磨损，会造成密封不好引起压力和气体的泄漏，影响发动机的动力性能；

(4)进排气不畅，现有发动机的伞状气门头部对气流会产生一定的阻碍作用，增大了进排气阻力，对发动机性能和工作效率都有很大影响；

(5)气门间隙需要调整，气门间隙就是气门摇臂尾端和气门杆之间的间隙。发动机运转的时候，由于运行热车后气门挺杆等驱动件受热膨胀后会使气门间隙减小，如果摇臂和气门杆之间的有间隙过小，摇臂就会膨胀，在不该打开气门的时候把气门顶开，影响发动机的动力和经济性，所以必须定期进行调整以满足正常的间隙要求；

(6)结构尺寸大，由于伞状气门在结构上有比较长的推杆，而且驱动机构在一般情况下都有摇臂机构，使得发动机的结构尺寸较大，不适用现代汽车小型化的要求；

(7)传动零件多，传动效率低且制造维修费用高；

(8)气门结构复杂，为了保证气门上下移动方向正确稳定，气门杆部还需装配导向导管；

(9)靠弹簧力关闭气门，传统气门机构中，气门的关闭是由气门弹簧的弹簧力来完成的，气门关闭是否可靠受气门弹簧弹簧力大小的影响，在长期使用过程中，如果气门弹簧的刚度发生变化或者弹簧与弹簧座之间磨损间隙增大，都会影响气门的可靠关闭。

经过检索发现国家知识产权局于2009年12月16日公开了一种申请号为200910033609.8，发明名称为双滑块抽推式发动气门的申请文件，它是通过单个凸轮驱动摇臂或者拉杆作上下或者左右运动，来实现气门的开合的，之间的传动零件较多，机械故障率较高也是显而易见的，且其整体结构也与本申请案不同，所以并不影响本申请案的新颖性。

发明内容

本发明目的是提供滑块式发动机气门，它能克服现有发动机进排气结构所具有的缺点，以提高发动机的动力经济性和整体使用寿命，进而使整车的性价比大大提高，并且可以减少汽车使用者的维修和保养成本。

为了解决背景技术中所存在的问题，它包含两侧设有通气孔的气门座和滑块气门以及驱动滑块气门与气门座抽拉配合的凸轮轴和凸轮，所述气门座为中空结构，所述滑块气门从气门座的端面开口处插入后与其抽拉配合，所述气门座的一端设有凸轮轴，该凸轮轴上安装有位置与滑块气门相对应的凸轮，所述气门座的另一端设有复位弹簧，该复位弹簧的一端顶在滑块气门端面上，所述滑块气门的两侧设有与气门座两侧通气孔位置和大小一致的气门孔。

所述为中空结构的气门座的内部设有纵向的挡板，将其内部的空间分割成两个各自独立的空间，每个空间均与滑块气门紧密抽拉配合。

所述气门座的每个独立空间的上下两侧开设有两个左右镜像的通气孔，并在滑块气门上设有与通气孔位置相对应的气门孔。

由于采用了以上技术方案，本发明具有以下有益效果：采用滑块式气门机构，传动零件少，传动效率高且制造维修费用相对较低；由于气门的整体结构紧凑，不需另配导向导管；气门与气门座的密封也得到了严格保证；此外，由于气门关闭时，密封效果好，在同等条件下，使发动机的各方面性能得以提高，尤其是动力性和燃油经济性有很明显的改善。

附图说明

为了更清楚地说明本发明，下面将结合附图对实施例作简单的介绍。

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的侧面结构示意图；

图3是本发明的俯视图；

其中：

1、气门座；2、滑块气门；3、凸轮轴；4、凸轮；5、复位弹簧。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参看图1-3，本具体实施方式是采用以下技术方案予以实现，它包含两侧设有通气孔的气门座1和滑块气门2以及驱动滑块气门2与气门座1抽拉配合的凸轮轴3和凸轮4，所述气门座1为中空结构，该气门座1的内部设有纵向的挡板，将其内部的空间分割成两个各自独立的空间，每个空间均与滑块气门2紧密抽拉配合，大大的增加了其工作时的气密性，两个滑块气门2分别从气门座1的端面开口处插入后，通过安装在凸轮轴3上的两个相应的凸轮4驱动其与气门座1抽拉配合，所述气门座1的另一端设有复位弹簧5，该复位弹簧5的一端顶在滑块气门2端面上，所述滑块气门2的上下两侧设有与气门座1上下两侧通气孔位置和大小一致的气门孔。

由于由于每个气缸的进排气门不是同时开启和关闭，所述安装在凸轮轴3上的两个凸轮4的升程相互错开相应的相位。

所述气门座1的每个独立空间的上下两侧开设有两个左右镜像的通气孔，并在滑块气门2上设有与通气孔位置相对应的气门孔。

下面结合附图1-3对本具体实施方式的工作原理做进一步叙述，为了叙述方便，下面所称的“上”“下”“左”“右”与附图本身的上、下、左、右方向一致，但并不对本具体实施方式的结构起任何的限定作用：

发动机的动力经过一对互相啮合的正时齿轮或正时皮带轮或正时皮带带动凸轮轴3，该凸轮轴3以一定的转速转动起来，然后根据各缸的点火次序，凸轮轴3上对应的凸轮4在旋转到升程时，推动滑块气门2向左移动，在滑块气门2上的两个气门孔逐渐与气门座1上的两个通气孔逐渐对齐的过程中，气门逐渐打开，当滑块气门2上的两个气门孔分别与气门座1上的两个通气孔完全对齐的时候，此时气门完全打开，由于气门的打开是一个逐渐进行的过程，所以气门的提前开启要求，完全可以通过合理的设计凸轮升程来实现。

当凸轮轴3上的凸轮4旋转到降程时，在复位弹簧5的驱动下，推动滑块气门2向右移动，在滑块气门2上的两个气门孔逐渐与气门座1上的两个通气孔错开的过程中，气门逐渐关闭，当滑块气门2上的两个气门孔分别与气门座1上的两个通气孔完全错开时，气门则处于完全关闭状态，由于气门的关闭是一个逐渐进行的过程，所以气门的推后关闭要求，完全可以通过合理正确设计凸轮的降程来实现。

当气门关闭时，要求密封效果好，以保证发动机气缸内的要求压力。相比传统的气门结构，此种机构中的气门关闭，不需要弹簧来驱动，而是通过滑块气门2在中空的气门座1内抽拉配合来实现的，因此只要制造和装配精度满足要求，当滑块气门2上的两个气门孔分别与气门座1上的两个通气孔上下位置完全错开的时候，就可以保证气门彻底关闭而不泄露，且在关闭时不受气门弹簧弹力大小的影响，关闭稳定可靠。

由于采用以上技术方案，本具体实施方式具有以下有益效果：

(1)无噪音，由于此种机构中，不存在气门与气门座的碰撞，工作比较柔和，因而也没有了传统气门与气门座碰撞产生的噪音；

(2)寿命长，因减少了工作过程中气门与气门座发生高频撞击，气门与气门座接触面不易磨损，使气门机构的寿命延长，从而延长了发动机的使用寿命；

(3)进排气顺畅，气门打开时没有传统气门的气门头部对进排气的阻碍，增加充量系数及进排气效率，因此减少了自然吸气阻力和强制进排气阻力，使发动机的效率大大提高；

(4)不需调整气门间隙，相比传统气门结构，本发明中气门结构的传动部分大大简化，传动路线缩短，在发动机运转的时候，不存在气门挺杆等驱动件因为受热膨胀而会使气门间隙减小的问题，因而不需调整气门间隙；

(5)结构紧凑，因采用了滑块和滑座的配合，且运动是沿着气缸的径向进行，相比传统气门结构，大大减小了沿着发动机气缸轴线方向的尺寸，实现了小尺寸发动机的结构要求，对于目前流行的小排量汽车发动机的小型化设计制造尤为有利；

(6)传动零件少，相比传统气门机构的传动零件多，造成传动效率低且制造维修费用高问题，本发明涉及的气门结构传动零件不多，传动效率相对较高，而且制造维修费用也会降低；

(7)气门结构简单，由于气门是在中空的气门座内来回滑动的，它们之间是依靠制造和装配精度保证在相对运动时的方向正确稳定的，因此不需装配导向导管；

(8)关闭方式可靠，由于此种机构不需要弹簧力来关闭气门，而是由滑块气门与滑座之间的相对运动位置来完成的，相比传统的气门结构，关闭时不受气门弹簧弹簧力大小的影响，关闭可靠；

(9)打开和关闭更为合理，由于此种机构中气门的打开和关闭，是由滑块气门与滑座之间的相对运动位置来完成的，气门的开启或关闭是一个逐渐进行的过程，符合发动机工作过程中气门提前开启和推后关闭的要求，相比传统的气门结构，气门的打开和关闭更为合理。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.滑块式发动机气门，其特征在于，它包含两侧设有通气孔的气门座和滑块气门以及驱动滑块气门与气门座抽拉配合的凸轮轴和凸轮，所述气门座为中空结构，所述滑块气门从气门座的端面开口处插入后与其抽拉配合，所述气门座的一端设有凸轮轴，该凸轮轴上安装有位置与滑块气门相对应的凸轮，所述气门座的另一端设有复位弹簧，该复位弹簧的一端顶在滑块气门端面上，所述滑块气门的两侧设有与气门座两侧通气孔位置和大小一致的气门孔，所述为中空结构的气门座的内部设有纵向的挡板，将其内部的空间分割成两个各自独立的空间，每个空间均与滑块气门紧密抽拉配合，所述气门座的每个独立空间的上下两侧开设有两个左右镜像的通气孔，并在滑块气门上设有与通气孔位置相对应的气门孔。