CN104141519A - 一种可变冲程发动机配气切换机构 - Google Patents

Abstract

一种可变冲程发动机配气切换机构，摇臂轴穿过四冲程模式臂、主摇臂和二冲程模式臂上通孔，四、二冲程模式臂分别与四、二冲程凸轮组成接触副。在四、二冲程模式臂、主摇臂上分别设销孔。销孔内设切换销。销孔左右两端均开口，二冲程模式臂外端为气孔，四、二冲程模式臂销孔壁上分别设定位槽；四冲程模式臂外端设进油孔。四、二冲程模式臂切换销中心分别有槽孔Ⅰ、槽孔Ⅱ，槽孔内分别设定位钢球，定位钢球通过弹簧与槽孔连接。在二冲程模式臂销孔内设回位弹簧，其一端与二冲程模式臂相连，另一端与二冲程模式臂切换销相连，二冲程模式臂销孔壁的右侧设通孔；主摇臂销孔内壁底部设油孔。本发明原机改动小，结构简单，易于加工生产，切换平稳。

Description

一种可变冲程发动机配气切换机构

技术领域  本发明涉及一种配气切换机构，特别是发动机配气切换机构。

背景技术  根据热力学原理，按发动机冲程数量将传统的内燃机分为二冲程发动机和四冲程发动机。两种类型的发动机都有各自的优缺点，四冲程发动机换气损失少，热效率高，而二冲程发动机升功率和比质量高。若将两种冲程模式集于一台发动机上，通过两种模式的相互切换，可以使发动机的综合性能得到进一步的提高。美国专利Two-stroke and Four-stroke SwitchingMechanism，专利号US7036465B2，公开了一种二冲程和四冲程切换机构，主要采用双挺杆的模式，在挺杆上有两种模式的挺杆，内挺杆为四冲程模式，外挺杆为二冲程模式，在两挺杆间有一柱塞，柱塞通过挺杆直接驱动气门，在外挺杆、柱塞和内挺杆之间有两个供切换的销，切换销在油压和回位弹簧的共同作用下工作。当发动机需要四冲程工作模式时，切换销将柱塞和内挺杆连接在一起，同时柱塞和外挺杆分离，此时发动机进入四冲程模式；当发动机需要二冲程工作模式时，切换销将柱塞和外挺杆连接在一起，同时柱塞和内挺杆分离，此时发动机进入二冲程模式。它的不足之处：该机构能够实现不同模式的切换，但对原机改动大，每个气门需要两个二冲程模式凸轮和一个四冲程模式凸轮，结构复杂、质量大，不易于加工生产，切换不太平稳。

发明内容  本发明的目的是提供一种对原机改动小，结构紧凑、结构简单，质量小，易于加工生产，切换平稳的一种变冲程发动机配气切换机构。

本发明主要采用双摇臂形式，实现不同模式下摇臂的切换，进而达到二、四冲程模式配气定时及气门升程的切换。

本发明主要包括：摇臂轴、四冲程模式臂、主摇臂、二冲程模式臂、四冲程模式凸轮、二冲程模式凸轮、四冲程模式切换销、二冲程模式切换销、主摇臂切换销、四冲程模式销孔、二冲程模式销孔、主摇臂销孔、进油孔、定位槽Ⅰ、槽孔Ⅰ、气孔、定位钢球Ⅰ、定位钢球Ⅱ、定位槽Ⅱ、槽孔Ⅱ、定位弹簧、回位弹簧和油孔。其中，摇臂轴从左至右依次穿过四冲程模式臂、主摇臂和二冲程模式臂上的通孔，该四冲程模式臂与四冲程模式凸轮组成接触副，该二冲程模式臂与二冲程模式凸轮组成接触副，上述四冲程模式臂和二冲程模式臂分别接触四冲程模式凸轮和二冲程模式凸轮上下运动。在上述四冲程模式臂、二冲程模式臂、主摇臂上分别设有四冲程模式臂销孔、二冲程模式臂销孔、主摇臂销孔，上述三个销孔在同一中心线上。在上述四冲程模式臂销孔内设有四冲程模式臂切换销，二冲程模式臂销孔内设有二冲程模式臂切换销，主摇臂的销孔内设有主摇臂切换销，该四冲程模式臂切换销、二冲程模式臂切换销、主摇臂切换销可在对应的销孔内自由移动。该四冲程模式臂销孔、二冲程模式臂销孔和主摇臂销孔的左右两端均开口，上述二冲程模式臂的外端设有气孔，该气孔的直径小于二冲程模式臂切换销的外径，在垂直于二冲程模式臂销孔的径向销孔壁上设有两个半球形的定位槽Ⅱ；上述四冲程模式臂的外端设有进油孔，其进油孔的直径小于四冲程模式臂切换销的外径，该进油孔可使油液流入，在垂直于四冲程模式臂销孔的径向销孔壁上设有两个半球形的定位槽Ⅰ，上述定位槽Ⅱ和定位槽Ⅰ的直径相同。四冲程模式臂切换销的中心有垂直于轴向贯通的槽孔Ⅰ，在该槽孔Ⅰ内设有两个定位钢球Ⅰ，该定位钢球Ⅰ与槽孔Ⅰ通过弹簧连接，该槽孔Ⅰ的外径大于等于定位钢球Ⅰ的直径；二冲程模式臂切换销的中心有垂直于轴向贯通的槽孔Ⅱ，在该槽孔Ⅱ内设有两个定位钢球Ⅱ，该定位钢球Ⅱ通过弹簧与槽孔Ⅱ连接，该槽孔Ⅱ的外径大于等于定位钢球Ⅱ的直径。在上述二冲程模式臂销孔内设有回位弹簧，该回位弹簧的一端与上述二冲程模式臂相连，另一端与二冲程模式臂切换销相连，二冲程模式臂销孔壁的右侧设有通孔，其直径小于二冲程模式臂切换销的直径；在主摇臂销孔的内壁圆周底部设有油孔。

本发明在使用时，油液压力和回位弹簧力的作用使三个切换销沿销孔轴向自由自动，通过定位槽孔和定位钢球实现定位，进而实现两种不同工作模式的切换。销孔内残余的油液可以通过主摇臂销孔内壁的油孔进入摇臂轴孔，起到润滑摇臂轴的作用。

本发明与现有技术相比具有如下优点：原机改动小，结构紧凑、结构简单，质量小，易于加工生产，切换平稳。

附图说明

图1为本发明的俯视图；

图2为本发明的侧视图；

图3为四冲程工作模式A-A示图；

图4为二冲程工作模式A-A示图；

具体实施方式  在图1、图2、图3和图4所示的本发明的示意图中，摇臂轴1从左至右依次穿过四冲程模式臂2、主摇臂3和二冲程模式臂4上的通孔，该四冲程模式臂与四冲程模式凸轮5组成接触副，该二冲程模式臂与二冲程模式凸轮6组成接触副，上述四冲程模式臂和二冲程模式臂分别接触四冲程模式凸轮和二冲程模式凸轮上下运动。在上述四冲程模式臂、二冲程模式臂、主摇臂上分别设有四冲程模式臂销孔7、主摇臂销孔8、二冲程模式臂销孔9，上述三个销孔在同一中心线上。在上述四冲程模式臂销孔内设有四冲程模式臂切换销10，主摇臂的销孔内设有主摇臂切换销11，二冲程模式臂销孔内设有二冲程模式臂切换销12，该四冲程模式臂切换销、二冲程模式臂切换销、主摇臂切换销可在对应的销孔内自由移动。该四冲程模式臂销孔、二冲程模式臂销孔和主摇臂销孔的左右两端均开口，上述二冲程模式臂的外端设有气孔13，该气孔的直径小于二冲程模式臂切换销的外径，在垂直于二冲程模式臂销孔的径向销孔壁上设有两个半球形的定位槽Ⅱ14；上述四冲程模式臂的外端设有进油孔15，其进油孔的直径小于四冲程模式臂切换销的外径，该进油孔可使油液流入，在垂直于四冲程模式臂销孔的径向销孔壁上设有两个半球形的定位槽Ⅰ16，上述定位槽Ⅱ和定位槽Ⅰ的直径相同。四冲程模式臂切换销的中心有垂直于轴向贯通的槽孔Ⅰ17，在该槽孔Ⅰ内设有两个定位钢球Ⅰ18，该定位钢球Ⅰ与槽孔Ⅰ通过弹簧19连接，该槽孔Ⅰ的外径大于等于定位钢球Ⅰ的直径。二冲程模式臂切换销的中心有垂直于轴向贯通的槽孔Ⅱ20，在该槽孔Ⅱ内设有两个定位钢球Ⅱ21，该定位钢球Ⅱ通过弹簧22与槽孔Ⅱ连接，该槽孔Ⅱ的外径大于等于定位钢球Ⅱ的直径。在上述二冲程模式臂销孔内设有回位弹簧23，该回位弹簧的一端与上述二冲程模式臂相连，另一端与二冲程模式臂切换销相连；在主摇臂销孔的内壁圆周底部设有油孔24。

四冲程配气模式：四冲程模式确定为发动机的初始工作模式，四冲程模式臂切换销、二冲程模式臂切换销和主摇臂切换销在回位弹簧的作用下统一向左侧移动，此时弹簧仍处于压缩状态，同时定位钢球Ⅱ在弹簧的作用下和定位槽孔Ⅱ接合，起到限制定位的作用，在定位弹簧和定位钢球的共同作用下，主摇臂切换销将主摇臂和四冲程模式臂连接在一起，组成四冲程模式摇臂，四冲程模式摇臂在四冲程模式凸轮的驱动下对进气门或排气门进行控制；此时，二冲程模式臂绕着摇臂轴空转，进而发动机处于四冲程配气工作模式。

二冲程配气模式：油液通过进油孔进入四冲程模式臂销孔内推动四冲程模式臂切换销，四冲程模式臂切换销推动主摇臂切换销，使主摇臂切换销和四冲程模式臂分离，主摇臂切换销推动二冲程模式臂切换销，克服回位弹簧的作用力，继续压缩回位弹簧，直到定位钢球Ⅰ和槽孔Ⅰ接合，此时四冲程模式臂销孔内油液保持一定压力，主摇臂切换销将主摇臂和二冲程模式臂连接在一起，组成二冲程模式摇臂，二冲程模式摇臂在二冲程模式凸轮的驱动下对进气门或排气门进行控制；此时，四冲程模式臂绕着摇臂轴空转，进而发动机处于二冲程工作模式。

当需要四冲程工作模式时，减小油液压力，在回位弹簧的回复力作用下，油液通过进油孔被压出四冲程销孔，进而主摇臂切换销将主摇臂和四冲程模式臂连接在一起，组成四冲程模式摇臂，同时定位钢球Ⅱ进行定位，四冲程模式摇臂在四冲程模式凸轮的驱动下对进气门或排气门进行控制；此时，二冲程模式臂绕着摇臂轴空转，进而发动机又切换到四冲程配气工作模式。根据需要，如此往复循环切换,进而发动机实现配气模式的切换。

Claims (1)

1.一种可变冲程发动机配气切换机构，其包括摇臂轴、四冲程模式臂、主摇臂、二冲程模式臂、四冲程模式凸轮、二冲程模式凸轮、四冲程模式臂切换销、二冲程模式臂切换销、主摇臂切换销、四冲程模式臂销孔、二冲程模式臂销孔、主摇臂销孔、进油孔、定位槽Ⅰ、定位槽Ⅱ、气孔、定位钢球Ⅰ、定位钢球Ⅱ、槽孔Ⅰ、槽孔Ⅱ、弹簧、回位弹簧和油孔,其特征在于：摇臂轴从左至右依次穿过四冲程模式臂、主摇臂和二冲程模式臂上的通孔，该四冲程模式臂与四冲程模式凸轮组成接触副，该二冲程模式臂与二冲程模式凸轮组成接触副，上述四冲程模式臂和二冲程模式臂分别接触四冲程模式凸轮和二冲程模式凸轮上下运动，在上述四冲程模式臂、二冲程模式臂、主摇臂上分别设有四冲程模式臂销孔、二冲程模式臂销孔、主摇臂销孔，上述三个销孔在同一中心线上，在上述四冲程模式臂销孔内设有四冲程模式臂切换销，二冲程模式臂销孔内设有二冲程模式臂切换销，主摇臂的销孔内设有主摇臂切换销，该四冲程模式臂切换销、二冲程模式臂切换销、主摇臂切换销可在对应的销孔内自由移动，该四冲程模式臂销孔、二冲程模式臂销孔和主摇臂销孔的左右两端均开口，上述二冲程模式臂的外端设有气孔，该气孔的直径小于二冲程模式臂切换销的外径，在垂直于二冲程模式臂销孔的径向销孔壁上设有两个半球形的定位槽Ⅱ；上述四冲程模式臂的外端设有进油孔，其进油孔的直径小于四冲程模式臂切换销的外径，该进油孔可使油液流入，在垂直于四冲程模式臂销孔的径向销孔壁上设有两个半球形的定位槽Ⅰ，上述定位槽Ⅱ和定位槽Ⅰ的直径相同，四冲程模式臂切换销的中心有垂直于轴向贯通的槽孔Ⅰ，在该槽孔Ⅰ内设有两个定位钢球Ⅰ，该定位钢球Ⅰ与槽孔Ⅰ通过弹簧连接，该槽孔Ⅰ的外径大于等于定位钢球Ⅰ的直径，二冲程模式臂切换销的中心有垂直于轴向贯通的槽孔Ⅱ，在该槽孔Ⅱ内设有两个定位钢球Ⅱ，该定位钢球Ⅱ通过弹簧与槽孔Ⅱ连接，该槽孔Ⅱ的外径大于等于定位钢球Ⅱ的直径，在上述二冲程模式臂销孔内设有回位弹簧，该回位弹簧的一端与上述二冲程模式臂相连，另一端与二冲程模式臂切换销相连，二冲程模式臂销孔壁的右侧设有通孔，其直径小于二冲程模式臂切换销的直径；在主摇臂销孔的内壁圆周底部设有油孔。