CN108167044A - 一种气门摇臂总成、可变配气机构及发动机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种气门摇臂总成、可变配气机构及发动机，其中，气门摇臂总成包括：进油软管；摇臂轴，摇臂轴中设置有泄油通道、回油槽和第二油路，泄油通道通过第一油路与回油槽连通；第一摇臂和第二摇臂，均转动连接于摇臂轴上，第二摇臂上设置有活塞腔、进油油路、泄油油路和活塞，活塞的伸出端用于伸出活塞腔并与第一摇臂推动接触，进油油路和泄油油路的一端均与活塞腔连通，进油油路与进油软管连接，泄油油路与回油槽之间随着第二摇臂的摆动交替通断；进油油路和/或进油软管中设置有单向导通装置；控制阀，与泄油通道连接。该气门摇臂总成将摇臂分成两段，摇臂上增加一个活塞，通过摇臂长度的变化，实现气门关闭定时不变或早关。

Description

一种气门摇臂总成、可变配气机构及发动机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种气门摇臂总成。还涉及一种包含该气门摇臂总成的配气机构以及包含该配气机构的发动机。

背景技术

发动机配气机构是控制发动机进排气的关键机构，配气机构主要包括凸轮轴、摇臂、摇臂轴、摇臂座、气门、气门弹簧等零件，气门的开启和关闭是由凸轮轴、挺杆和摇臂配合完成的，摇臂通过摇臂轴安装在摇臂座上，一端通过凸轮轴经挺杆驱动，另一端顶在气门杆上和气门弹簧一起作用控制气门的开合。

配气相位直接影响发动机的进排气性能，对燃烧过程的优劣有重要作用，为了获得更好的发动机性能，配气相位应随着转速和负荷的变化而变化。可变气门定时可以满足发动机在不同转速和负荷下对气门定时的不同需求，从而改善发动机性能和排放，更好地满足发动机在高转速与低转速、大负荷与小负荷时的动力性、经济性和排放要求。

现有的一种可变气门驱动机构为电液控制可变气门机构：即在原发动机配气机构上设置一个柱塞，将柱塞升程叠加在原气门升程上，实现气门定时或升程可变。柱塞腔内的压力油进出由高速、大流量电磁阀实时控制，发动机各缸每工作一个循环，压力油进出柱塞腔一次。该电液控制可变气门机构对原有发动机改动比较大，结构复杂，由于发动机各缸轮流工作，所以需要对各缸分别设置电磁控制阀，成本高，发动机的转速很高，要求电磁控制阀的开关响应快，且控制阀必须满足流量要求，制造难度大，各缸分别设置电磁控制阀并有严格的时序要求，对控制系统提出了更高要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种气门摇臂总成，以实现可变气门定时，简化配气机构的结构，提高运行可靠性。

本发明的另一个目的在于提供一种包含该气门摇臂总成的可变配气机构，以实现可变气门定时，简化配气机构的结构，提高运行可靠性。

本发明的又一个目的在于提供一种包含该可变配气机构的发动机，以实现可变气门定时，简化配气机构的结构，提高运行可靠性。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种气门摇臂总成，包括：

进油软管；

摇臂轴，所述摇臂轴中设置有泄油通道、回油槽和第一油路，所述泄油通道通过所述第一油路与所述回油槽连通；

第一摇臂，转动连接于所述摇臂轴上；

第二摇臂，转动连接于所述摇臂轴上，所述第一摇臂和所述第二摇臂位于同一转动平面内，所述第二摇臂上设置有活塞腔、进油油路、泄油油路和活塞，所述活塞滑动设置于所述活塞腔中，所述活塞的伸出端用于伸出所述活塞腔并与所述第一摇臂推动接触，所述进油油路和所述泄油油路的一端均与所述活塞腔位于所述活塞底部的空间连通，所述进油油路的另一端与所述进油软管连接，所述泄油油路的另一端与所述回油槽之间随着所述第二摇臂的摆动交替通断；

单向导通装置，设置于所述进油油路和/或所述进油软管中，所述单向导通装置的导油方向指向所述活塞腔；

控制阀，与所述泄油通道连接，用于控制所述泄油通道的通断。

优选地，在上述的气门摇臂总成中，所述控制阀为电磁通断阀。

优选地，在上述的气门摇臂总成中，所述气门摇臂总成的工作模式包括气门正常关闭模式和气门早关模式，当处于所述气门正常关闭模式时，所述控制阀关闭；当处于所述气门早关模式时，所述控制阀开启。

优选地，在上述的气门摇臂总成中，所述单向导通装置为单向阀。

优选地，在上述的气门摇臂总成中，所述进油油路的进油处设置有进油连接管，所述进油软管通过所述进油连接管与所述进油油路连通。

本申请还提供了一种可变配气机构，包括气门摇臂、凸轮轴和气门，所述气门摇臂为如以上任一项所述的气门摇臂总成，所述气门摇臂总成的第一摇臂的一端与所述气门传动连接，所述气门摇臂总成的第二摇臂的一端与所述凸轮轴传动连接。

优选地，在上述的可变配气机构中，所述第一摇臂的一端通过气门桥和气门弹簧与所述气门传动连接。

优选地，在上述的可变配气机构中，所述第二摇臂的一端通过挺杆与所述凸轮轴传动连接。

优选地，在上述的可变配气机构中，所述气门为进气门。

本申请还提供了一种发动机，包括配气机构，所述配气机构为如以上任一项所述的可变配气机构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的气门摇臂总成中，将摇臂分成第一摇臂和第二摇臂，第一摇臂和第二摇臂均转动连接于摇臂轴上，摇臂轴上设置有泄油通道、回油槽和第一油路，泄油通道通过第一油路与所述回油槽连通；第二摇臂上设置有活塞、活塞腔、进油油路和泄油油路，活塞的伸出端能够伸出活塞腔并与第一摇臂推动接触。进油油路和泄油油路的一端均与活塞腔位于所述活塞底部的空间连通，进油油路的另一端与进油软管连接，泄油油路的另一端与回油槽之间随着第二摇臂的摆动交替通断；进油油路和/或进油软管上设置有单向导通装置，导油方向指向活塞腔；泄油通道上设置有控制阀。

工作时，机油从发动机主油道进入进油软管，经单向阀、进油油路进入活塞腔，推动活塞的伸出端伸出。随着第二摇臂和第一摇臂绕着摇臂轴转动，回油槽和泄油油路接通，由于进油油路和/或进油软管中设置有单向导通装置，因此，活塞腔内的机油只能经泄油油路、回油槽和第一油路进入泄油通道。如果控制阀打开，则机油全部泻出，活塞缩回，第二摇臂不再推动第一摇臂转动，相当于摇臂长度变短，实现气门早关。如果控制阀关闭，机油不能泻出，活塞保持原位，第二摇臂继续推动第一摇臂转动，实现气门的正常关闭。

可见，该气门摇臂总成通过将摇臂分成两段，并在摇臂上增加一个活塞，靠活塞的伸出和缩回实现摇臂长度的变化，通过机械结构实现气门关闭定时不变或者早关闭，提高了运行的可靠性。

本申请提供的可变配气机构和发动机均采用了本申请中的气门摇臂总成，因此，在实现了气门可变正时的同时，简化了结构，提高了运行可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种气门摇臂总成的剖面结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种气门摇臂总成的气门型线示意图。

其中，1为活塞、2为活塞腔、3为泄油油路、4为进油油路、5为单向导通装置、6为第二摇臂、7为第一摇臂、8为回油槽、9为第一油路、10为泄油通道、11为摇臂轴、12为进油连接管、13为进油软管。

具体实施方式

本发明的核心是提供了一种气门摇臂总成，实现了可变气门定时，简化了配气机构的结构，提高了运行可靠性。

本发明还提供了一种包含该气门摇臂总成的可变配气机构，实现了可变气门定时，简化了配气机构的结构，提高了运行可靠性。

本发明还提供了一种包含该可变配气机构的发动机，实现了可变气门定时，简化了配气机构的结构，提高了运行可靠性。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1和图2，本发明实施例提供了一种气门摇臂总成，其包括进油软管13、摇臂轴11、第一摇臂7、第二摇臂6、单向导通装置5和控制阀；其中，摇臂轴11中设置有泄油通道10、回油槽8和第一油路9，进油软管13用于与发动机主油路连通，泄油通道10通过第一油路9与回油槽8连通。

第一摇臂7转动连接于摇臂轴11上；第二摇臂6转动连接于摇臂轴11上，第一摇臂7和第二摇臂6位于同一转动平面内，即摇臂分成两段。第二摇臂6上设置有活塞腔2、进油油路4、泄油油路3和活塞1，其中，活塞1滑动设置于活塞腔2中，活塞1的伸出端能够伸出活塞腔2并与第一摇臂7推动接触，即第二摇臂6可通过活塞1的伸出端推动第一摇臂7转动；进油油路4和泄油油路3的一端均与活塞腔2位于活塞1底部的空间连通，进油油路4的另一端与进油软管13连接，泄油油路3的另一端与回油槽8之间随着第二摇臂6的摆动交替通断。

单向导通装置5设置于进油油路4和/或进油软管13中，且单向导通装置5的导油方向指向活塞腔2，只允许机油从进油软管13、进油油路4进入活塞腔2，不允许活塞腔2中的机油回流至进油油路4和进油软管13中。

控制阀连接于泄油通道10中，用于控制泄油通道10的通断。

该气门摇臂总成具有两个工作模式，分别是气门正常关闭模式和气门早关模式。当气门摇臂总成处于气门早关模式时，控制阀开启，即泄油通道10导通；当气门摇臂总成处于气门正常关闭模式时，控制阀关闭，即泄油通道10不导通。

具体地，当气门摇臂总成进行气门早关模式时，第二摇臂6的初始位置为，泄油油路3与回油槽8不连通，此时，机油从发动机主油道进入进油软管13，经进油油路4进入活塞腔2，推动活塞1的伸出端伸出，活塞1的伸出端与第一摇臂7接触，第二摇臂6通过活塞1的伸出端推动第一摇臂7一起绕摇臂轴11转动，随着第二摇臂6和第一摇臂7绕着摇臂轴11转动，回油槽8和泄油油路3接通，由于进油油路4和/或进油软管13中设置有单向导通装置5，因此，活塞腔2内的机油只能经泄油油路3、回油槽8和第一油路9进入泄油通道10，由于该工作模式下，控制阀开启，泄油通道10导通，因此，机油全部泻出，活塞1缩回，第二摇臂6不再推动第一摇臂7转动，相当于摇臂长度变短，气门按照图2中的气门型线1进行动作，实现气门早关。

当气门摇臂总成进行气门正常关闭模式时，第二摇臂6的初始位置为，泄油油路3与回油槽8不连通，此时，机油从发动机主油道进入进油软管13，经进油油路4进入活塞腔2，推动活塞1的伸出端伸出，活塞1的伸出端与第一摇臂7接触，第二摇臂6推动第一摇臂7一起绕摇臂轴11转动，随着第二摇臂6和第一摇臂7绕着摇臂轴11转动，回油槽8和泄油油路3接通，由于进油油路4和/或进油软管13中设置有单向导通装置5，因此，活塞腔2内的机油只能经泄油油路3、回油槽8和第一油路9进入泄油通道10，由于该工作模式下，控制阀关闭，泄油通道10不导通，因此，机油不能泻出，活塞1保持原位，第二摇臂6继续推动第一摇臂7转动，相当于摇臂的长度增加，气门按照图2中的气门型线2动作，实现气门的正常关闭。

可见，该气门摇臂总成通过将摇臂分成两段，并在摇臂上增加一个活塞1，通过油路设计，靠活塞1的伸出和缩回实现摇臂长度的变化，通过机械结构实现气门关闭定时不变或者早关闭，与现有的通过复杂的电磁控制系统实现气门可变正时相比，提高了运行的可靠性，不需要对发动机进行大的改动，结构简单可靠。

在本实施例中，控制阀优选为电磁通断阀，当然，也可以为电动阀、液压阀等，电磁通断阀能够实现快速响应，控制更加精确。

如图1所示，进一步地，在本实施例中，单向导通装置5为单向阀，单向阀的导油方向指向活塞腔2。通过在进油油路4和/或进油软管13中设置单向阀，能够防止活塞腔2的机油回流至进油油路4和进油软管13中。当然，单向导通装置5还可以为控制阀门，当进油时，控制阀门开启，当第二摇臂6转动到泄油油路3与回油槽8连通时，控制阀门关闭，同样能够实现单向导通。只是不如单向阀结构简单，可靠性高。

在本实施例中，进油油路4的进油处设置有进油连接管12，进油软管13通过进油连接管12与进油油路4始终连通。进油软管13能够跟随第二摇臂6的摆动而变形，设置进油连接管12为了方便进油软管13与进油油路4的连接。进油连接管12通过焊接或螺纹连接固定于进油油路4的进口处。进油软管13套接于进油连接管12上。

当然，进油软管13也可以直接连接于进油油路4的进口处，可通过粘接等方式进行固定。

基于以上任一项所述的气门摇臂总成，本发明实施例还提供了一种可变配气机构，包括气门摇臂、凸轮轴和气门，其中，气门摇臂为如以上任一实施例所描述的气门摇臂总成，气门摇臂总成的第一摇臂7的一端与气门传动连接，气门摇臂总成的第二摇臂6的一端与凸轮轴传动连接。

工作时，凸轮轴转动，驱动第二摇臂6绕摇臂轴11转动，推动第一摇臂7转动，第一摇臂7的一端驱动气门的开启和关闭。由于采用了本申请中的气门摇臂总成，能够实现气门可变正时，实现气门的早关或正常关闭，结构简单，运行可靠。

在本实施例中，第一摇臂7的一端通过气门桥和气门弹簧与气门传动连接，对于传动的四冲程发动机，气门两两成对，因此，通过气门桥同时驱动两个气门的开启和关闭。气门弹簧起到弹性复位的作用。

在本实施例中，第二摇臂6的一端通过挺杆与凸轮轴传动连接，对于下置凸轮轴配气机构和中置凸轮轴配气机构，摇臂需要通过挺杆与凸轮轴传动连接。当然，对于顶置凸轮轴配气机构，第二摇臂6的一端直接与凸轮轴接触驱动连接。

在本实施例中，气门优选为进气门，通过气门摇臂总成与进气门的驱动连接，实现进气门的早关或正常关闭，进气门的开启时刻不变。当然，如果设计需要，气门还可以为排气门，实现排气门的早关或正常关闭。

基于以上任一实施例所描述的可变配气机构，本发明实施例还提供了一种发动机，包括配气机构，其中，配气机构为如以上任一实施例所描述的可变配气机构。由于采用了本申请中的可变配气机构，能够实现气门可变正时，实现气门的早关或正常关闭，结构简单，运行可靠。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种气门摇臂总成，其特征在于，包括：

进油软管；

摇臂轴，所述摇臂轴中设置有泄油通道、回油槽和第一油路，所述泄油通道通过所述第一油路与所述回油槽连通；

第一摇臂，转动连接于所述摇臂轴上；

第二摇臂，转动连接于所述摇臂轴上，所述第一摇臂和所述第二摇臂位于同一转动平面内，所述第二摇臂上设置有活塞腔、进油油路、泄油油路和活塞，所述活塞滑动设置于所述活塞腔中，所述活塞的伸出端用于伸出所述活塞腔并与所述第一摇臂推动接触，所述进油油路和所述泄油油路的一端均与所述活塞腔位于所述活塞底部的空间连通，所述进油油路的另一端与所述进油软管连接，所述泄油油路的另一端与所述回油槽之间随着所述第二摇臂的摆动交替通断；

单向导通装置，设置于所述进油油路和/或所述进油软管中，所述单向导通装置的导油方向指向所述活塞腔；

控制阀，与所述泄油通道连接，用于控制所述泄油通道的通断。

2.根据权利要求1所述的气门摇臂总成，其特征在于，所述控制阀为电磁通断阀。

3.根据权利要求1所述的气门摇臂总成，其特征在于，所述气门摇臂总成的工作模式包括气门正常关闭模式和气门早关模式，当处于所述气门正常关闭模式时，所述控制阀关闭；当处于所述气门早关模式时，所述控制阀开启。

4.根据权利要求1所述的气门摇臂总成，其特征在于，所述单向导通装置为单向阀。

5.根据权利要求1所述的气门摇臂总成，其特征在于，所述进油油路的进油处设置有进油连接管，所述进油软管通过所述进油连接管与所述进油油路连通。

6.一种可变配气机构，包括气门摇臂、凸轮轴和气门，其特征在于，所述气门摇臂为如权利要求1-5任一项所述的气门摇臂总成，所述气门摇臂总成的第一摇臂的一端与所述气门传动连接，所述气门摇臂总成的第二摇臂的一端与所述凸轮轴传动连接。

7.根据权利要求6所述的可变配气机构，其特征在于，所述第一摇臂的一端通过气门桥和气门弹簧与所述气门传动连接。

8.根据权利要求6所述的可变配气机构，其特征在于，所述第二摇臂的一端通过挺杆与所述凸轮轴传动连接。

9.根据权利要求6-8任一项所述的可变配气机构，其特征在于，所述气门为进气门。

10.一种发动机，包括配气机构，其特征在于，所述配气机构为如权利要求6-9任一项所述的可变配气机构。