CN108071442B - 一种变模式气门机构 - Google Patents

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Abstract

一种变模式气门机构，属于发动机气门驱动和辅助制动领域。它包括分别用于进气侧和排气侧的凸轮轴、轴套、切换机构、气门组件等。轴套上设置有驱动凸轮、制动凸轮和切换槽。通过控制切换组件的状态来调节进/排气侧轴套的轴向位置，实现了发动机驱动模式与制动模式的快速切换，提高了发动机的制动安全性。

Description

一种变模式气门机构
技术领域
本发明涉及一种变模式气门机构，属于发动机气门驱动和辅助制动领域。
背景技术
GB 7258—2012 《机动车运行安全技术条件》要求：车长大于 9m的客车（对专用校车为车长大于8 m）、总质量大于等于 12000 kg的货车和专项作业车、所有危险货物运输车，应装备缓速器或其他辅助制动装置。电涡流、电磁等缓速器具有长时间工作容易过热失效的弊端，发动机辅助制动虽然最大制动功率较低，但是长时间工作不会发生过热的问题，并且在重量、噪音、成本、安装空间等方面，发动机辅助制动具有绝对优势。二冲程辅助制动技术可以有效提高发动机最大制动功率。要实现二冲程辅助制动必须开发一款具有驱动模式和二冲程制动模式且可在两种模式间灵活切换的变模式气门机构。
发明内容
本发明的目的在于：通过设计一种变模式气门机构，用于实现：（a）为了提高车辆安全性，需要该机构除了提供发动机驱动模式所需的气门升程曲线外，还需要提供发动机二冲程制动模式所需的气门升程曲线；（b）为了加快发动机驱动和制动之间的切换响应，需要该机构实现快速切换。
本发明所采用的技术方案是：一种变模式气门机构，它包括进气门组件和排气门组件、进气凸轮轴、排气凸轮轴、进气凸轮轴套、排气凸轮轴套、进气第一切换机构、进气第二切换机构、排气第一切换机构、排气第二切换机构。进气凸轮轴套通过花键安装在进气凸轮轴上，排气凸轮轴套通过花键安装在排气凸轮轴上，进气凸轮轴套上设置有进气驱动凸轮、进气制动凸轮、进气第二切换槽和进气第一切换槽，排气凸轮轴套上设置有排气驱动凸轮、排气制动凸轮、排气第二切换槽和排气第一切换槽。驱动模式下，进气驱动凸轮驱动进气门组件，排气驱动凸轮驱动排气门组件。制动模式下，进气制动凸轮驱动进气门组件，排气制动凸轮驱动排气门组件。驱动模式向制动模式切换时，进气第一切换机构和排气第一切换机构工作，进气第二切换机构和排气第二切换机构不工作。制动模式向驱动模式切换时，进气第二切换机构和排气第二切换机构工作，进气第一切换机构和排气第一切换机构不工作。
切换组件至少包括可伸缩的销。销的伸缩状态由电磁或者流体控制。当切换组件工作时，销伸出。当切换组件不工作时，销保持缩回状态。
本发明的有益效果是：这种变模式气门机构主要包括分别用于进气侧和排气侧的凸轮轴、轴套、切换机构、气门组件等。轴套上设置有驱动凸轮、制动凸轮和切换槽。可实现：通过控制切换组件的状态来调节进/排气侧轴套的轴向位置，实现了驱动模式与制动模式的快速切换，提高了发动机的制动安全性。
附图说明
下面结合附图与实施例对本发明进一步说明。
图1是变模式气门机构的示意图。
图2是第一类进气凸轮轴套展开图。
图3是第一类排气凸轮轴套展开图。
图4是第二类进气凸轮轴套展开图。
图5是第二类排气凸轮轴套展开图。
图中：11、进气凸轮轴；12、排气凸轮轴；21、进气凸轮轴套；22、排气凸轮轴套；211、进气驱动凸轮；212、进气制动凸轮；221、排气驱动凸轮；222、排气制动凸轮；214、进气第二切换槽；215、进气第一切换槽；224、排气第二切换槽；225、排气第一切换槽；301、进气摇臂；302、排气摇臂；401、进气摇臂支点；402、排气摇臂支点；5、进气门组件；6、排气门组件；701、进气第一切换机构；702、进气第二切换机构；703、排气第一切换机构；704、排气第二切换机构。
具体实施方式
本发明涉及一种变模式气门机构。图1是变模式气门机构的示意图。图2是第一类进气凸轮轴套展开图。图3是第一类排气凸轮轴套展开图。图4是第二类进气凸轮轴套展开图。图5是第二类排气凸轮轴套展开图。它包括进气门组件5和排气门组件6、进气凸轮轴11、排气凸轮轴12、进气凸轮轴套21、排气凸轮轴套22、进气第一切换机构701、进气第二切换机构702、排气第一切换机构703、排气第二切换机构704。进气凸轮轴套21通过花键安装在进气凸轮轴11上，排气凸轮轴套22通过花键安装在排气凸轮轴12上，进气凸轮轴套21上设置有进气驱动凸轮211、进气制动凸轮212、进气第二切换槽214和进气第一切换槽215，排气凸轮轴套22上设置有排气驱动凸轮221、排气制动凸轮222、排气第二切换槽224和排气第一切换槽225。驱动模式下，进气驱动凸轮211驱动进气门组件5，排气驱动凸轮221驱动排气门组件6。制动模式下，进气制动凸轮212驱动进气门组件5，排气制动凸轮222驱动排气门组件6。驱动模式向制动模式切换时，进气第一切换机构701和排气第一切换机构703工作，进气第二切换机构702和排气第二切换机构704不工作，进气第一切换机构701与进气第一切换槽215相配合，进气凸轮轴套21向左移动，排气第一切换机构703与排气第一切换槽225相配合，排气凸轮轴套22向左移动。制动模式向驱动模式切换时，进气第二切换机构702和排气第二切换机构704工作，进气第一切换机构701和排气第一切换机构703不工作，进气第二切换机构702与进气第二切换槽214相配合，进气凸轮轴套21向右移动，排气第二切换机构704与排气第二切换槽224相配合，排气凸轮轴套22向右移动。切换组件至少包括可伸缩的销。销的伸缩状态由电磁或者流体控制。当切换组件工作时，销伸出。当切换组件不工作时，销保持缩回状态。
根据待切换的两种模式所采用的凸轮的公共基圆段，确定最大可切换区间。根据凸轮与后续部件的接触点（凸轮输出点）的周向位置、凸轮轴的旋转方向以及切换机构的周向位置，确定切换槽的切换区间。所述任意一种条件改变时，需要调节其他条件。因此，在实际情况下，需要根据实际机型来确定凸轮的公共基圆段、凸轮轴的旋转方向和凸轮输出点的周向位置，调整切换槽的切换区间和切换机构的周向位置。此外，第一和第二切换槽可以相互分离，如图4和图5；通过合并二者的公共导向段，也可将二者合并成一体，如图1到图3。本发明列出的实施方案（图1）中，进气凸轮轴11逆时针旋转，排气凸轮轴12顺时针旋转，切换组件的周向位置和切换槽形式各采用两种不同的方案，如图2到图5。需要说明的是图2到图5的切换槽只给出了切换段，未给出导向段。另外，根据实际机型，凸轮可通过普通摇臂驱动一个气门，也可通过Y型摇臂或通过摇臂和气门桥来驱动多个气门。此外，对于中置或底置凸轮轴式发动机，还增加挺杯、推杆等部件。上述情况均在本专利保护范围内。本专利的图1给出了采用Y型摇臂驱动两个气门的机构示例。

Claims (1)

1.一种变模式气门机构，它包括进气门组件(5)和排气门组件(6)，其特征是：它还包括进气凸轮轴(11)、排气凸轮轴(12)、进气凸轮轴套(21)、排气凸轮轴套(22)、进气第一切换机构(701)、进气第二切换机构(702)、排气第一切换机构(703)、排气第二切换机构(704)；所述进气凸轮轴套(21)通过花键安装在进气凸轮轴(11)上，排气凸轮轴套(22)通过花键安装在排气凸轮轴(12)上，进气凸轮轴套(21)上设置有进气驱动凸轮(211)、进气制动凸轮(212)、进气第二切换槽(214)和进气第一切换槽(215)，排气凸轮轴套(22)上设置有排气驱动凸轮(221)、排气制动凸轮(222)、排气第二切换槽(224)和排气第一切换槽(225)；驱动模式下，进气驱动凸轮(211)驱动进气门组件(5)，排气驱动凸轮(221)驱动排气门组件(6)；制动模式下，进气制动凸轮(212)驱动进气门组件(5)，排气制动凸轮(222)驱动排气门组件(6)；驱动模式向制动模式切换时，进气第一切换机构(701)和排气第一切换机构(703)工作，进气第二切换机构(702)和排气第二切换机构(704)不工作；制动模式向驱动模式切换时，进气第二切换机构(702)和排气第二切换机构(704)工作，进气第一切换机构(701)和排气第一切换机构(703)不工作；根据实际机型，凸轮或通过普通摇臂驱动一个气门，或者通过Y型摇臂或通过摇臂和气门桥来驱动多个气门；
还包括切换组件，所述切换组件至少包括可伸缩的销；所述销的伸缩状态由电磁或者流体控制；当切换组件工作时，销伸出；当切换组件不工作时，销保持缩回状态。
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