CN103244229A - 发动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机，包括气门（10）和气门导管（40），气门（10）包括头部（11）和与气门导管（40）间隙配合的气门杆（12），发动机还包括气门杆积碳刮除装置（100），气门杆积碳刮除装置（100）包括：刚性封严圈（120），设置于气门导管（40）的远离头部（11）的一端并套设于气门杆（12）上，刚性封严圈（120）的径向内表面包括与气门杆（12）的外周面间隙配合的配合部；限位装置，相对于气门导管（40）固定地设置，限位装置作用于刚性封严圈（120）以限制刚性封严圈（120）相对于气门导管（40）的轴向运动。本发明可以有效减少因积碳结胶而造成的气门杆与气门导管的加速磨损及气门悬停现象。

Description

发动机

技术领域

本发明涉及动力机械领域，更具体地，涉及一种发动机。

背景技术

活塞发动机工作时，气门杆与气门导管之间需要充分润滑，滑油不可避免会通过气门杆与气门导管之间的间隙进入燃烧室，导致气门的气门杆和头部产生积碳。如果气门杆与气门导管积碳结胶，将加速气门杆与气门导管的磨损，甚至会引起气门杆在气门导管内运动卡死而造成气门悬停。

现有技术中，为了减少气门杆积碳的产生，通常会减小气门杆与气门导管的配合间隙，以控制进入该配合间隙的滑油量。还有部分发动机在气门导管上端套一个橡胶挡油罩以减少进入气门杆与气门导管的配合间隙的滑油。

以上方式虽然能减少积碳的产生，但如果气门杆产生了积碳就无法自动清除，必须等到发动机修理时人工清除。因此现有技术的发动机不能自动清除气门杆的积碳，因而不能防止因积碳结胶而造成的气门杆与气门导管的加速磨损及气门悬停的现象。

发明内容

本发明目的在于提供一种发动机，该发动机可以自动清除气门杆的积碳从而有效减少因积碳结胶而造成的气门杆与气门导管的加速磨损及气门悬停现象。

本发明提供了一种发动机，发动机包括气门和气门导管，气门包括头部和与气门导管间隙配合的气门杆，发动机还包括气门杆积碳刮除装置，气门杆积碳刮除装置包括：刚性封严圈，设置于气门导管的远离头部的一端并套设于气门杆上，刚性封严圈的径向内表面包括与气门杆的外周面间隙配合的配合部；限位装置，相对于气门导管固定地设置，限位装置作用于刚性封严圈以限制刚性封严圈相对于气门导管的轴向运动。

进一步地，刚性封严圈还包括扩径部，扩径部位于配合部和刚性封严圈的靠近头部的端面之间，扩径部的至少部分表面与气门杆的外周面的距离大于配合部与气门杆的外周面之间的距离。

进一步地，扩径部包括锥面，锥面的小径端与配合部连接，锥面的大径端与刚性封严圈的靠近头部的端面连接。

进一步地，刚性封严圈还包括贯通扩径部和刚性封严圈的径向外表面的缝隙。

进一步地，缝隙包括一个周向断口。

进一步地，缝隙为周向断口，周向断口的宽度为0.15mm～0.25mm。

进一步地，刚性封严圈配合部与气门杆的外周面之间的间隙为0.01mm至0.035mm。

进一步地，限位装置包括衬套，衬套包括：衬套主体，套设于气门杆和刚性封严圈的外部，衬套主体的内表面包括与刚性封严圈的径向外表面间隙配合的第一表面；第一凸缘，从衬套主体朝向径向内侧延伸，且第一凸缘的径向内表面与气门杆的外周面间隔设置；其中，衬套与气门导管相对固定地设置并将刚性封严圈限制于第一凸缘和气门导管的端面之间。

进一步地，气门杆积碳刮除装置还包括垫圈，垫圈套设于气门杆的外周并位于衬套主体内，衬套主体的内表面包括与垫圈的径向外表面配合的第二表面，垫圈位于刚性封严圈和气门导管的端面之间。

进一步地，垫圈的径向外表面与第二表面过盈配合。

进一步地，第一表面和第二表面的连接处形成第一台阶面，垫圈朝向刚性封严圈一侧的端面与第一台阶面抵接配合。

进一步地，衬套主体的径向内表面包括与气门导管的外周面配合的第三表面。

进一步地，第二表面和第三表面的连接处形成第二台阶面，气门导管的端面与第二台阶面抵接配合。

进一步地，气门导管包括沿气门导管的径向向外延伸的第二凸缘；衬套还包括沿衬套主体径向向外延伸的第三凸缘，第三凸缘叠置于第二凸缘上。

进一步地，第一凸缘为环形凸缘，且环形凸缘上设置有凹入至衬套主体的第一表面的缺口。

进一步地，气门杆积碳刮除装置包括两个以上刚性封严圈，其中，至少两个刚性封严圈的缝隙错开设置。

进一步地，气门杆积碳刮除装置还包括分隔圈，每两个相邻的刚性封严圈之间设置一个分隔圈。

根据本发明的发动机，由于设置刚性封严圈和对刚性封严圈进行限位的限位装置，当气门杆相对于气门导管及刚性封严圈运动时，刚性封严圈的配合部可以自动刮除气门杆上的滑油以防止气门杆上产生积碳，另外，一旦在气门杆上有积碳产生，还可以自动刮除积碳，从而有效减少因积碳结胶而造成的气门杆与气门导管的加速磨损及气门悬停现象。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的发动机的气门杆积碳刮除装置、气门和气门导管的配合结构示意图；

图2是根据本发明实施例的发动机的气门杆积碳刮除装置的剖视结构示意图；

图3是根据本发明实施例的发动机的气门杆积碳刮除装置中衬套的局部剖视结构示意图；

图4是图2的右视结构示意图；

图5是根据本发明实施例的发动机的气门杆积碳刮除装置中刚性封严圈的结构示意图；

图6是图5的A—A向剖视结构示意图。

其中，各附图标记代表：10、气门；11、头部；12、气门杆；20、阀座；30、机体；40、气门导管；41、第二凸缘；100、气门杆积碳刮除装置；110、衬套；111、第三凸缘；112、第三表面；113、第二表面；114、第一表面；115、第一凸缘；119、衬套主体；120、刚性封严圈；121、缝隙；122、锥面；123、环形表面；130、分隔圈；140、垫圈。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1是根据本发明实施例的发动机的气门杆积碳刮除装置、气门和气门导管的配合结构示意图。在图1中，仅示出了发动机的气门10、阀座20、一部分机体30、气门导管40和气门杆积碳刮除装置100。

如图1所示，本实施例的发动机包括气门10、气门导管40和气门杆积碳刮除装置100。气门10包括头部11和与气门导管40间隙配合的气门杆12。气门杆积碳刮除装置100包括刚性封严圈120和限位装置。刚性封严圈120设置于气门导管40的远离头部11的一端并套设于气门杆12上，刚性封严圈120的径向内表面包括与气门杆12的外周面间隙配合的配合部。限位装置相对于气门导管40固定地设置，限位装置作用于刚性封严圈120以限制刚性封严圈120相对于气门导管40的轴向运动。

由于该发动机设置刚性封严圈120和对刚性封严圈120进行限位的限位装置，当气门杆12相对于气门导管40及刚性封严圈120运动时，刚性封严圈120的配合部123可以自动刮除气门杆12上的滑油以防止气门杆12上产生积碳，另外，一旦在气门杆12上有积碳产生，还可以自动刮除积碳，从而有效减少因积碳结胶而造成的气门杆与气门导管的加速磨损及气门悬停现象。

图2是根据本发明实施例的发动机的气门杆积碳刮除装置的剖视结构示意图。如图2所示，气门杆积碳刮除装置100具体地包括作为限位装置的衬套110、两个刚性封严圈120、分隔圈130和垫圈140。

本实施例中，刚性封严圈120的径向内表面包括配合部和扩径部。

配合部与气门杆12的外周面间隙配合。优选地，刚性封严圈120的配合部与气门杆12的外周面之间的间隙为0.01mm至0.035mm，进一步优选地，配合部与气门杆12的外周面之间的间隙为0.016mm～0.029mm。该间隙的合理设置利于气门杆11上滑油和积碳的有效刮除。

扩径部位于配合部和刚性封严圈120的靠近头部11的端面之间，扩径部的至少部分表面与气门杆12的外周面的距离大于配合部与气门杆12的外周面之间的距离。设置扩径部的止的在于在扩径部可以储留部分滑油，从而有利于保证气门杆12与气门导管40之间的润滑。

本实施例的刚性封严圈120的详细结构可以参见图5至图6。其中图5是根据本发明实施例的发动机的气门杆积碳刮除装置中刚性封严圈的结构示意图；图6是图5的A—A向剖视结构示意图。该刚性封严圈120的配合部为高度较小的环形表面123。该环形表面123的高度需满足刚性封严圈120刮除气门杆12上的积碳的强度要求。扩径部为锥面122，锥面122的小径端与上述环形表面123连接，锥面122的大径端与刚性封严圈120的靠近头部11的端面连接。当然，在其它未图示的实施例中，扩径部也可以为柱面、或者锥面和柱面的组合，或者以其它曲线如圆弧、双曲线、抛物线为母线形成的曲面等。

另外优选地，如图5所示，刚性封严圈120还包括贯通扩径部和刚性封严圈120的径向外表面的缝隙。本实施例中，刚性封严圈120的缝隙为一个周向断口121。当然，在其它示图示的实施例中，可以设置多个非完全切断的狭缝作为缝隙，或者设置一个周向断口121和至少一个非完全切断的狭缝作为缝隙。设置缝隙的目的在于使扩径部内的滑油可以进出扩径部。

其中，在本实施例中，周向断口121的宽度优选地为0.15mm～0.25mm，进一步优选地为0.2mm。周向断口121的宽度的适当设置，可以在保证气门杆的润滑和防止气门杆积碳之间取得平衡。

图3是根据本发明实施例的发动机的气门杆积碳刮除装置中衬套的局部剖视结构示意图；图4是图2的右视结构示意图。本实施例中如图3和图4所示，衬套110包括衬套主体119、第一凸缘115。衬套主体119套设于气门杆12和刚性封严圈120的外部，衬套主体119的径向内表面包括与刚性封严圈120的径向外表面间隙配合的第一表面114。第一凸缘115从衬套主体119朝向径向内侧延伸，且第一凸缘115的径向内表面与气门杆12的外周面间隔设置。衬套110与气门导管40相对固定地设置。衬套110将刚性封严圈120限制于第一凸缘115和气门导管40的端面之间从而实现衬套110的限位功能。

在本实施例中优选地，如图4所示，第一凸缘115为环形凸缘，在环形凸缘上设置有凹入至衬套主体119的第一表面114的缺口116。该缺口116的作用是与刚性封严圈120的缝隙相通，便于刚性封严圈120的扩径部内的滑油进出。本实施例中，沿第一凸缘115的周向对称设置了两个弧形缺口。但是，在其它未图示的实施例中，可以设置更多的缺口或者仅设置一个缺口；缺口的形状也可以为矩形、三角形等其它形状。

如图2所示，优选地，气门杆积碳刮除装置100还包括垫圈140，垫圈140套设于气门杆12的外周并位于衬套主体119内，衬套主体119的内表面还包括与垫圈140的径向外表面配合的第二表面113，垫圈140位于刚性封严圈120和气门导管40的端部之间。设置垫圈140可以将刚性封严圈120与气门导管40的端面隔离。

优选地，垫圈140的径向外表面与第二表面113过盈配合。安装时，按照装配顺序将两个刚性封严圈120和分隔圈130装入衬套110内后，再将垫圈140打入衬套110使垫圈140的径向外表面与衬套110的第二表面113过盈配合，气门杆积碳刮除装置100的装配即可独立完成并形成如图2所示的结构。因此，垫圈140与第二表面113过盈配合能保持气门杆积碳刮除装置100的装配独立性和工作稳定性，不至于由于其它部分的零件装配影响到气门杆积碳刮除装置100的工作；另外在发动机组装时气门杆积碳刮除装置100的安装也十分方便，不会造成零件的丢失和错配。当然，垫圈140不是必须的，取消垫圈140并对衬套110的结构做适应改动也能达到刚性封严圈120刮除气门杆12上积碳的效果。

如图2和图3所示，第一表面114和第二表面113的连接处形成第一台阶面，垫圈140靠近刚性封严圈120一侧的端面与第一台阶面抵接配合。

另外，衬套主体119的径向内表面包括与气门导管40的远离头部11的一端的外周面配合的第三表面112。优选地，第二表面113和第三表面112的连接处形成第二台阶面，气门导管40的端面与第二台阶面抵接配合。通过第三表面112与气门导管40的配合，可以使气门杆积碳刮除装置100与气门导管40之间准确定位。

本实施例中，刚性封严圈120、垫圈140和气门导管40的径向外表面均为圆柱面，因此，衬套主体119的径向内表面的第一表面114、第二表面113和第三表面112亦均为圆柱面，且第一表面114的直径小于第二表面113的直径从而形成第一台阶面，第二表面113的直径小于第三表面112的直径从而形成第二台阶面。

本实施例中，气门导管40包括沿气门导管40径向向外延伸的第二凸缘41，衬套110的包括沿衬套主体119径向向外延伸的第三凸缘111，第三凸缘111叠置于第二凸缘41上。如图1所示，整个气门杆积碳刮除装置100安装在气门导管40上部，依靠未图示的内弹簧对衬套110的第三凸缘111施加朝向第二凸缘41的作用力，即可将气门杆积碳刮除装置100的固定在安装部位。因此，可以通过第三凸缘111将衬套110固定于气门导管40上。

在本实施例中，如图1和图2所示，气门杆积碳刮除装置100包括两个刚性封严圈120，优选地，两个刚性封严圈120的缝隙错开设置。本实施例中使用两个刚性封严圈既可以避免刚性封严圈120截断口处的积碳刮除不利，保证积碳刮除效果，也不至于影响润滑，零件结构也不致太复杂。

另外，在两个刚性封严圈120之间设置了一个分隔圈130。分隔圈130的作用是使两个刚性封严圈120相对独立的工作，不相互影响。其中分隔圈130与气门杆12之间的间隙优选地大于刚性封严圈120的配合部与气门杆12的外周面之间的配合间隙。当然即使不设置分隔圈130，刚性封严圈120依然可以起到刮除气门杆积碳的作用。

当然，仅设置一个刚性封严圈120或者设置三个以上的刚性封严圈120，也能解决刮除气门杆12积碳的问题，只是一个的积碳刮除效果劣于两个刚性封严圈120，而刚性封严圈120的数量增多会增加零件个数，又会导致结构复杂，且气门杆12也需要滑油润滑，太多的刚性封严圈120并不利于气门杆12的润滑。

在设置三个以上的刚性封严圈120的情况下，可以在每两个相邻的刚性封严圈120之间设置一个分隔圈130。另外优选地，设置三个以上刚性封严圈120时，其中至少两个刚性封严圈120的缝隙错开设置。

在本实施例中，刚性封严圈120与衬套110优选地均采用钢材料加工。分隔圈130和垫圈140的截面优选地均具有矩形截面。

组装气门杆积碳刮除装置100时，刚性封严圈120的锥面朝向气门10的头部11，分隔圈130安装在两个刚性封严圈120之间，靠近第三凸缘111的刚性封严圈120的下方安装一个垫圈140。如图2所示，安装两个刚性封严圈120时各自的周向断口121错开一定距离。刚性封严圈120的上方受衬套110的第一凸缘115的限止，下方受压入衬套110的垫圈140限止，从而将气门杆积碳刮除装置100的各部件组装为图2所示的结构。

以下对本实施例的气门杆积碳刮除装置100的工作原理进行详细说明。

气门10开启过程中，即气门10向下运动时，由于刚性封严圈120与气门杆12的配合间隙很小，所以滑油通过刚性封严圈120的周向断口121进入衬套110内部，而刚性封严圈120的扩径部能很好的起到储留滑油的作用。所以，气门杆11能得到充分的润滑。同时，刚性封严圈120刮除衬套110外部气门杆12上的滑油，防止形成积碳。气门杆12上若有积碳产生时，刚性封严圈120也能很好的将积碳刮除，从而防止气门10悬停。

气门10闭合过程中，即气门10向上运动，在保证充分润滑的同时，大部分滑油依靠刚性封严圈120的周向断口121的缝隙被挤出衬套110，减少进入发动机燃烧室被消耗的滑油量。

从以上的描述中可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

设置了气门杆积碳刮除装置，能刮除气门杆上的积碳。另外，由于衬套和刚性封严圈的封油效果具有保护作用，可以减少滑油蹿入燃烧室从而减少滑油的消耗。该发动机中气门杆积碳刮除装置既能保证气门杆与气门导管的良好润滑，又能减少气门杆的积碳，当积碳产生时还能自动刮除，无需等到发动机修理时清除。从而能有效减少气门杆的磨损和气门悬停故障，延长发动机气门的使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种发动机，所述发动机包括气门（10）和气门导管（40），所述气门（10）包括头部（11）和与所述气门导管（40）间隙配合的气门杆（12），其特征在于，所述发动机还包括气门杆积碳刮除装置（100），所述气门杆积碳刮除装置（100）包括：

刚性封严圈（120），设置于所述气门导管（40）的远离所述头部（11）的一端并套设于所述气门杆（12）上，所述刚性封严圈（120）的径向内表面包括与所述气门杆（12）的外周面间隙配合的配合部；

限位装置，相对于所述气门导管（40）固定地设置，所述限位装置作用于所述刚性封严圈（120）以限制所述刚性封严圈（120）相对于所述气门导管（40）的轴向运动。

2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述刚性封严圈（120）还包括扩径部，所述扩径部位于所述配合部和所述刚性封严圈（120）的靠近所述头部（11）的端面之间，所述扩径部的至少部分表面与所述气门杆（12）的外周面的距离大于所述配合部与所述气门杆（12）的外周面之间的距离。

3.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述扩径部包括锥面（122），所述锥面（122）的小径端与所述配合部连接，所述锥面（122）的大径端与所述刚性封严圈（120）的靠近所述头部（11）的端面连接。

4.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述刚性封严圈（120）还包括贯通所述扩径部和所述刚性封严圈（120）的径向外表面的缝隙。

5.根据权利要求4所述的发动机，其特征在于，所述缝隙包括一个周向断口（121）。

6.根据权利要求5所述的发动机，其特征在于，所述缝隙为所述周向断口（121），所述周向断口（121）的宽度为0.15mm～0.25mm。

7.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述刚性封严圈（120）配合部与所述气门杆（12）的外周面之间的间隙为0.01mm至0.035mm。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的发动机，其特征在于，所述限位装置包括衬套（110），所述衬套（110）包括：

衬套主体（119），套设于所述气门杆（12）和所述刚性封严圈（120）的外部，所述衬套主体（119）的内表面包括与所述刚性封严圈（120）的径向外表面间隙配合的第一表面（114）；

第一凸缘（115），从所述衬套主体（119）朝向径向内侧延伸，且所述第一凸缘（115）的径向内表面与所述气门杆（12）的外周面间隔设置；

其中，所述衬套（110）与所述气门导管（40）相对固定地设置并将所述刚性封严圈（120）限制于所述第一凸缘（115）和所述气门导管（40）的端面之间。

9.根据权利要求8所述的发动机，其特征在于，所述气门杆积碳刮除装置（100）还包括垫圈（140），所述垫圈（140）套设于所述气门杆（12）的外周并位于所述衬套主体（119）内，所述衬套主体（119）的内表面包括与所述垫圈（140）的径向外表面配合的第二表面（113），所述垫圈（140）位于所述刚性封严圈（120）和所述气门导管（40）的端面之间。

10.根据权利要求9所述的发动机，其特征在于，所述垫圈（140）的径向外表面与所述第二表面（113）过盈配合。

11.根据权利要求9所述的发动机，其特征在于，所述第一表面（114）和所述第二表面（113）的连接处形成第一台阶面，所述垫圈（140）朝向所述刚性封严圈（120）一侧的端面与所述第一台阶面抵接配合。

12.根据权利要求9所述的发动机，其特征在于，所述衬套主体（119）的径向内表面包括与所述气门导管（40）的外周面配合的第三表面（112）。

13.根据权利要求12所述的发动机，其特征在于，所述第二表面（113）和所述第三表面（112）的连接处形成第二台阶面，所述气门导管（40）的端面与所述第二台阶面抵接配合。

14.根据权利要求8所述的发动机，其特征在于，

所述气门导管（40）包括沿所述气门导管（40）的径向向外延伸的第二凸缘（41）；

所述衬套（110）还包括沿所述衬套主体（119）径向向外延伸的第三凸缘（111），所述第三凸缘（111）叠置于所述第二凸缘（41）上。

15.根据权利要求8所述的发动机，其特征在于，所述第一凸缘（115）为环形凸缘，且所述环形凸缘上设置有凹入至所述衬套主体（119）的第一表面（114）的缺口（116）。

16.根据权利要求1至7中任一项所述的发动机，其特征在于，所述气门杆积碳刮除装置（100）包括两个以上所述刚性封严圈（120），其中，至少两个所述刚性封严圈（120）的所述缝隙错开设置。

17.根据权利要求16所述的发动机，其特征在于，所述气门杆积碳刮除装置（100）还包括分隔圈（130），每两个相邻的所述刚性封严圈（120）之间设置一个所述分隔圈（130）。

Images