CN105507974A - 一种发动机辅助气门驱动机构 - Google Patents

Abstract

一种发动机辅助气门驱动机构，包括发动机常规气门驱动机构的常规凸轮、常规摇臂和摇臂轴，常规摇臂含有两个中间分开的摇臂轴孔并通过两个摇臂轴孔转动式地安置在摇臂轴上，常规凸轮通过常规摇臂同时驱动发动机的两个气门，产生发动机的常规气门运动。所述的发动机辅助气门驱动机构包括辅助凸轮和辅助摇臂，辅助摇臂转动式地安置在摇臂轴上且位于常规摇臂的两个摇臂轴孔之间，辅助凸轮通过辅助摇臂和运动丢失机构有选择性地驱动所述两个气门中的一个气门，产生发动机的辅助气门运动。本发明可通过专用辅助凸轮产生发动机制动或废气再循环的辅助气门运动，提高了发动机的性能和应用。

Description

一种发动机辅助气门驱动机构

技术领域:

本发明涉及机械领域，尤其涉及车辆发动机的气门驱动领域，特别涉及用于产生发动机的辅助气门运动的驱动机构，具体的是一种发动机辅助气门驱动机构。

背景技术:

已有技术中，车辆发动机的常规气门驱动的方法为人共知，其应用已有一百多年的历史。但由于对发动机排放和发动机制动的额外要求，越来越多的发动机需要在常规气门运动的基础上，增加辅助气门运动，如用于废气再循环的气门运动和发动机制动的气门运动。发动机制动器已经逐渐成为重型商用车发动机必配的装置。

发动机制动技术也广为人知。只需将发动机暂时转换为压缩机。转换过程中切断燃油，在发动机活塞压缩冲程接近结束时打开气门，允许被压缩气体（制动时为空气）被释放，发动机在压缩冲程中压缩气体所吸收的能量，不能在随后的膨胀冲程返回到发动机活塞，而是通过发动机的排气及散热系统散发掉。最终的结果是有效的发动机制动，减缓车辆的速度。

发动机制动装置的一个先例是由康明斯(Cummins)提供的美国专利号3220392披露，根据该专利所制造的制动系统在商业上很成功。不过，此类发动机制动系统为顶置在发动机上的附件。为了安装此类装置，在汽缸和阀盖之间要添加垫圈，因此，额外地增加了发动机的高度、重量及成本。上述许多问题是由于将发动机制动系统当作发动机的一个附件，而不是发动机的一个组成部分或集成件所造成的。

美国专利第5626116号（1997年）公开了一种专用摇臂制动装置。专用制动摇臂内安置有一种液压式制动驱动机构，包括一个液压活塞。当不需要发动机制动时，专用制动摇臂内的液压活塞处于缩回位置，专用制动摇臂与气门分离，专用制动凸轮的运动被跳过（丢失）；当需要发动机制动时，专用制动摇臂内的液压活塞处于伸出位置，专用制动摇臂将专用制动凸轮的运动传递给两个气门中的一个，产生发动机制动。

美国专利第6983725号（2006年）和公开号US2010/0186710（2010年）公开了一种与美国专利第6293428号类似的双摇臂制动装置。其中一个摇臂为专用制动摇臂，另一个摇臂为排气摇臂。排气摇臂内安置有一种液压式制动驱动机构，包括两个液压活塞，一个主活塞，一个副活塞。专用制动摇臂从上方压迫主活塞，主活塞通过液压连接压迫副活塞，副活塞压迫排气摇臂和阀桥，打开两个气门，产生发动机制动。

中国专利申请第201010604203.3公开了一种复合摇臂装置，其中除了专用制动摇臂和排气摇臂之外，还有一个过渡摇臂。过渡摇臂的作用是使得专用摇臂的运动能够传到位于排气摇臂下面的内气门上面，产生辅助气门运动。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种发动机辅助气门驱动机构，所述的这种发动机辅助气门驱动机构要解决现有技术中辅助摇臂难以应用在阀桥与摇臂平行排列的发动机上、特别是常规摇臂的偏载和偏磨的技术问题。

本发明的这种发动机辅助气门驱动机构，包括发动机的常规气门驱动机构，所述的常规气门驱动机构包括常规凸轮、常规摇臂和摇臂轴，所述的常规凸轮通过常规摇臂同时驱动发动机的第一气门和第二气门，其中，所述的常规摇臂的中部设置有一个第一轴孔，所述的摇臂轴设置在所述的第一轴孔中，常规摇臂上设置有一个连接梁，所述的连接梁从常规摇臂的中部沿平行于摇臂轴的方向向常规摇臂的一侧延伸，连接梁的末端设置有一个轴座，所述的轴座中设置有一个第二轴孔，摇臂轴穿过所述的第二轴孔，轴座与常规摇臂之间设置有间隙，摇臂轴上设置有一个辅助摇臂，所述的辅助摇臂与摇臂轴之间设置为转动副，辅助摇臂位于轴座与常规摇臂之间，辅助摇臂的一端与一个辅助凸轮相邻，辅助摇臂的另一端与所述的第一气门相邻，所述的辅助凸轮通过辅助摇臂驱动第一气门，在辅助凸轮通过辅助摇臂到第一气门的驱动力传递路径中设置有一个运动丢失机构，所述的运动丢失机构取消或者传递辅助凸轮给第一气门的运动，取消或产生发动机的辅助气门运动。

进一步的，运动丢失机构位于辅助凸轮与辅助摇臂之间、或者辅助摇臂中，或者辅助摇臂与第一气门之间。

进一步的，常规摇臂与第一气门和第二气门之间设置有发动机阀桥，所述的发动机阀桥连接第一气门和第二气门，运动丢失机构设置在发动机阀桥内。

进一步的，所述的辅助凸轮包括发动机的废气再循环凸轮，所述的辅助摇臂包括发动机的废气再循环摇臂，所述的发动机辅助气门运动包括用于发动机废气再循环的气门运动。

进一步的，所述的辅助凸轮包括发动机制动凸轮，所述的辅助摇臂包括发动机制动摇臂，所述的发动机辅助气门运动包括用于发动机制动的气门运动。

进一步的，运动丢失机构包括一个由外力控制的运动构件，所述的运动构件可到达两个位置。例如，运动构件可以是一个活塞或者凸轮。

本发明的工作原理是：当需要发动机的辅助气门运动时，发动机的辅助控制机构开通，集成在辅助摇臂内或者发动机的阀桥内的运动丢失机构开通，在辅助凸轮和发动机的第一气门（内气门）之间形成一种连接，辅助凸轮的运动通过辅助摇臂传递到第一气门上面，产生发动机的辅助气门运动。当不需要发动机的辅助气门运动时，发动机的辅助控制机构关闭，运动丢失机构在辅助凸轮和该气门之间产生间隙，辅助凸轮的运动被丢失，无法传递到第一气门上，发动机取消辅助气门运动，回到常规气门运动状态。总之，辅助凸轮通过辅助摇臂和运动丢失机构有选择性地驱动第一气门，产生发动机的辅助气门运动。常规摇臂的两个摇臂轴孔分别位于辅助摇臂的两侧，为辅助摇臂的安装腾出了空间。

本发明和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本发明将常规摇臂的两个摇臂轴孔分别设置在辅助摇臂的两侧，为辅助摇臂的安装腾出了空间，消除或减小了常规摇臂的偏载和偏磨，使得辅助摇臂可以安装在阀桥与摇臂平行排列或近乎平行排列的发动机上。

附图说明：

图1是本发明的发动机辅助气门驱动机构的实施例中辅助摇臂与常规摇臂和气门之间位置关系的示意图。

图2是本发明的发动机辅助气门驱动机构的实施例中辅助摇臂与常规摇臂和气门之间位置关系的另一个示意图。

具体实施方式：

实施例1

图1和图2描述了本发明的发动机辅助气门驱动机构的实施例中辅助摇臂2102、常规摇臂210、摇臂轴205、阀桥400和气门301与302之间的位置关系。其中图1中的阀桥400内集成有运动丢失机构100并与常规摇臂210和辅助摇臂2102成倾斜状态，而图2中的阀桥400与两个摇臂平行。

首先，阀桥400横跨于发动机的第一气门301（内气门）和第二气门302（外气门）之上。其次，常规摇臂210通过象足机构位于阀桥400中央的上方（常规气门阀隙调节螺钉110由锁紧螺母105固紧在摇臂上）。然后，辅助摇臂2102上面的辅助气门阀隙调节螺钉1102（由锁紧螺母1052固紧）位于集成在阀桥400内的运动丢失机构100之上（同时在第一气门301的上方）。此外，常规摇臂210上有两个分开的摇臂轴孔2061和2063（图2），并通过这两个摇臂轴孔和辅助摇臂2102（通过辅助摇臂轴孔2062）并排地安置在摇臂轴205上，常规摇臂210的两个摇臂轴孔2061和2063位于辅助摇臂2102的两侧，而两个摇臂轴孔之间的连接梁2103位于辅助摇臂2102之上。连接梁2103从常规摇臂210的中部沿平行于摇臂轴205的方向向常规摇臂210的一侧延伸，连接梁2103的末端设置有一个轴座2163，轴座2163中设置有第二轴孔2063。还有，常规摇臂210和辅助摇臂2102的一端各自装有常规凸轮滚轮235和辅助凸轮滚轮2352。发动机的第一气门301（内气门）和第二气门302（外气门）分别由气门弹簧311和312预紧。

本发明的发动机辅助气门驱动机构的辅助凸轮（未标示，与辅助凸轮滚轮2352相连）通过辅助摇臂2102有选择性地驱动第一气门301，产生发动机的辅助气门运动。当发动机的辅助控制机构（未标示）开通时，集成在发动机的阀桥400内的运动丢失机构100开通，在辅助凸轮和发动机的第一气门301之间形成一种连接，辅助凸轮的运动通过辅助摇臂2102传递到第一气门301上面，产生发动机的辅助气门运动。当不需要发动机的辅助气门运动时，发动机的辅助控制机构（未标示）关闭，运动丢失机构100在辅助凸轮（未标示）和第一气门301之间产生间隙，辅助凸轮的运动被丢失，无法传递到第一气门301上，发动机取消辅助气门运动，回到常规气门运动状态。

上述说明包含了很多具体的实施方式，这不应该被视为对本发明范围的限制，而是作为代表本发明的一些具体例证，许多其他演变都有可能从中产生。举例来说，这里显示的发动机辅助气门驱动机构，不但可以用于产生废气再循环的气门运动，也可以用于产生发动机制动和发动机的启闭等其它气门运动。当用于发动机制动时，辅助凸轮成为制动发动机凸轮，辅助摇臂成为发动机制动摇臂。

此外，这里显示的发动机辅助气门驱动机构，不但可用于顶置式凸轮发动机，也可用于推杆/管式发动机；不但可以用来驱动排气门，也可用来驱动进气门。

还有，这里显示的运动丢失机构不但可以集成在阀桥内，也可以包含在辅助摇臂或其它发动机部件内；可以是液压式的，也可以是固链式的。

此外，这里显示的发动机的常规摇臂和辅助摇臂也可以有不同的设计方案或安置方式，比如说它们的排列方式的里外或上下，还有摇臂的形状等都可以不同。

因此，本发明的范围不应由上述的具体例证来决定，而是由所附属的权利要求及其法律相当的权力来决定。

Claims (5)

1.一种发动机辅助气门驱动机构，包括发动机的常规气门驱动机构，所述的常规气门驱动机构包括常规凸轮、常规摇臂和摇臂轴，所述的常规凸轮通过常规摇臂同时驱动发动机的第一气门和第二气门，其特征在于：所述的常规摇臂的中部设置有一个第一轴孔，所述的摇臂轴设置在所述的第一轴孔中，常规摇臂上设置有一个连接梁，所述的连接梁从常规摇臂的中部沿平行于摇臂轴的方向向常规摇臂的一侧延伸，连接梁的末端设置有一个轴座，所述的轴座中设置有一个第二轴孔，摇臂轴穿过所述的第二轴孔，轴座与常规摇臂之间设置有间隙，摇臂轴上设置有一个辅助摇臂，所述的辅助摇臂与摇臂轴之间设置为转动副，辅助摇臂位于轴座与常规摇臂之间，辅助摇臂的一端与一个辅助凸轮相邻，辅助摇臂的另一端与所述的第一气门相邻，所述的辅助凸轮通过辅助摇臂驱动第一气门，在辅助凸轮通过辅助摇臂到第一气门的驱动力传递路径中设置有一个运动丢失机构，所述的运动丢失机构取消或者传递辅助凸轮给第一气门的运动，取消或产生发动机的辅助气门运动。

2.如权利要求1所述的发动机辅助气门驱动机构，其特征在于：所述的运动丢失机构位于辅助凸轮与辅助摇臂之间、或者辅助摇臂中，或者辅助摇臂与第一气门之间。

3.如权利要求2所述的发动机辅助气门驱动机构，其特征在于：所述的常规摇臂与第一气门和第二气门之间设置有发动机阀桥，所述的发动机阀桥连接第一气门和第二气门，所述的运动丢失机构设置在发动机阀桥内。

4.如权利要求1所述的发动机辅助气门驱动机构，其特征在于：所述的辅助凸轮包括发动机的废气再循环凸轮，所述的辅助摇臂包括发动机的废气再循环摇臂，所述的发动机辅助气门运动包括用于发动机废气再循环的气门运动。

5.如权利要求1所述的发动机辅助气门驱动机构，其特征在于：所述的辅助凸轮包括发动机制动凸轮，所述的辅助摇臂包括发动机制动摇臂，所述的发动机辅助气门运动包括用于发动机制动的气门运动。