CN109915223B - 一种紧凑型高可靠多模式配气机构 - Google Patents

Abstract

一种紧凑型高可靠多模式配气机构，属于发动机制动领域。该机构包括进/排气门组件、进/排气凸轮轴、进/排气轴套、切换机构等。进气轴套至少设置有一对在进气冲程内至少具有一个凸起的进气驱动凸轮、一对在每个下止点附近至少具有一个凸起的进气制动凸轮。排气轴套至少设置有一对在排气冲程内至少具有一个凸起的排气驱动凸轮、一对在每个上止点附近和排气下止点至少具有一个凸起的排气制动凸轮。进气轴套和/或排气轴套还可设置零升程凸轮。本机构实现了高效二冲程制动模式，提高了发动机制动功率，高速下较普通二冲程制动提高38%左右；较减压制动提高80%左右；较泄气制动提高184%左右，有效提升了车辆的安全性和运输能力；轴向尺寸最大缩短15%左右。

Description

一种紧凑型高可靠多模式配气机构

技术领域

本发明涉及一种紧凑型高可靠多模式配气机构，属于发动机制动领域。

背景技术

我国道路长坡、陡坡众多，货车载重量高于国外标准，并且货车超载超速问题严重，这些都导致我国货车责任道路交通事故频发，特大危险型交通事故主要由大货车引发。主制动系统和电磁式、电涡流式等传动系统缓速器长时间工作容易因过热而导致的制动功率快速降低等问题，发动机制动不存在上述问题。二冲程辅助制动技术的制动功率较现有四冲程制动技术高，是未来的发展趋势。目前，二冲程制动大多采用液压系统来实现，其响应速度、各缸配气机构切换同步、制动气门升程曲线受到液压特性影响等问题也限制了发动机性能的提升。本发明人于2017年申请的专利（一种变模式气门机构，2017 11219753.1）虽然可实现二冲程制动模式，但是较大型货车制动需求而言，其制动功率仍然有待提高。此外，还需要尽可能降低机构受力。因此，开发一套安全可靠、切换快速且可实现定时切换的能够大幅度提高制动功率的紧凑型高可靠多模式配气机构势在必行。

发明内容

本发明的目的在于：通过设计一种紧凑型高可靠多模式配气机构，用于实现：（a）为了提高车辆的行车安全，需要紧凑型高可靠多模式配气机构实现驱动模式和二冲程制动模式的可靠保持和灵活切换。（b）需要紧凑型高可靠多模式配气机构实现各缸/各循环的气门升程曲线具有良好的一致性，并且不随温度、发动机转速等因素的改变而改变。（c）需要紧凑型高可靠多模式配气机构安全可靠、切换快速并且可实现定时切换等功能。（d）为了适应小缸心距发动机的布置需求，需要紧凑型高可靠多模式配气机构结构紧凑。

本发明所采用的技术方案是：一种紧凑型高可靠多模式配气机构，它包括进气门组件、排气门组件、进气门凸轮轴、进气门轴套、进气传动件、排气门凸轮轴、排气门轴套、排气传动件以及切换机构。

进气门凸轮轴通过花键带动进气门轴套旋转，排气门凸轮轴通过花键带动排气门轴套旋转。

进气门轴套上至少设置有第一进气驱动凸轮、第一进气制动凸轮、第二进气驱动凸轮、第二进气制动凸轮、进气第一切换槽和进气第二切换槽。

排气门轴套上至少设置有第一排气驱动凸轮、第一排气制动凸轮、第二排气驱动凸轮、第二排气制动凸轮、排气第一切换槽和排气第二切换槽。

切换机构包括进气第一切换机构、进气第二切换机构、排气第一切换机构和排气第二切换机构。

第一进气驱动凸轮和第二进气驱动凸轮在进气冲程内至少具有一个凸起，第一进气制动凸轮和第二进气制动凸轮在每个下止点附近至少具有一个凸起，第一排气驱动凸轮和第二排气驱动凸轮在排气冲程内至少具有一个凸起，第一排气制动凸轮和第二排气制动凸轮在排气下止点附近至少具有一个凸起。

第一排气制动凸轮或第二排气制动凸轮中有一个凸轮在进排气上止点附近至少具有一个凸起。

第一排气制动凸轮或第二排气制动凸轮中有一个凸轮在压缩上止点附近至少具有一个凸起。

进气驱动凸轮或进气制动凸轮通过进气传动件驱动进气门组件。排气驱动凸轮或排气制动凸轮通过排气传动件驱动排气门组件。

第一切换槽和第二切换槽可采用一体式结构，还可采用分开式结构。

切换机构的位置以及切换槽的相位可根据实际情况进行调节。

进气传动件与排气传动件统称为传动件，传动件可采用传统的摇臂、挺杯-摇臂或挺杯-推杆-摇臂等配气机构传动件，摇臂与气门组件之间还可设置气门桥，也可采用液压主从活塞式传动机构、机械式杠杆或多杆传动机构等。

进气门凸轮轴和/或排气门凸轮轴的相位采用凸轮轴相位调节机构来调节。

该机构具备驱动凸轮和制动凸轮。进气驱动凸轮和进气制动凸轮的轴向位置任意排列，排气驱动凸轮和排气制动凸轮的轴向位置任意排列，按照位置命名为分别为左侧凸轮和右侧凸轮。

驱动传动件的凸轮为左侧凸轮时，第一切换机构工作，驱动传动件的凸轮由左侧凸轮切换成右侧凸轮。

驱动传动件的凸轮为右侧凸轮时，第二切换机构工作，驱动传动件的凸轮由右侧凸轮切换成左侧凸轮。

本发明的有益效果是：这种紧凑型高可靠多模式配气机构包括气门组件、进/排气凸轮轴、进/排气轴套、切换机构等。（a）实现了驱动模式和二冲程制动模式的可靠保持和灵活切换，提高了发动机制动功率，高速下较普通二冲程制动提高38%左右；较减压制动提高80%左右；较泄气制动提高184%左右，有效提升了货车等车辆的安全性和运输能力。（b）采用移动轴套的方式实现模式切换，实现了切换快速并且可实现定时切换等功能，并且实现各缸/各循环的气门升程曲线具有良好的一致性，并且不随温度、发动机转速等因素的改变而改变。（c）本机构的结构尺寸得以大幅度的缩小，尤其是轴向尺寸最大缩短15%左右，可用于现有小缸心距发动机的布置。（d）本机构受力较小，运行可靠性高。

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是紧凑型高可靠多模式配气机构第一实施例示意图。

图2是第一类进气轴套展开示意图。

图3是第一类排气轴套展开示意图。

图4是第二类进气轴套展开示意图。

图5是第二类排气轴套展开示意图。

图6是紧凑型高可靠多模式配气机构制动效果图。

图中：101、排气门凸轮轴；102、排气门轴套；103A、第一排气传动件；103B、第二排气传动件；104A、第一排气门组件；104B、第二排气门组件；114A、第一排气驱动凸轮；112A、第一排气制动凸轮；114B、第二排气驱动凸轮；112B、第二排气制动凸轮；121、排气第一切换机构；122、排气第二切换机构；131、排气第一切换槽；132、排气第二切换槽；201、进气门凸轮轴；202、进气门轴套；203A、第一进气传动件；203B、第二进气传动件；204A、第一进气门组件；204B、第二进气门组件；214A、第一进气驱动凸轮；212A、第一进气制动凸轮；214B、第二进气驱动凸轮；212B、第二进气制动凸轮；221、进气第一切换机构；222、进气第二切换机构；231、进气第一切换槽；232、进气第二切换槽。

具体实施方式

本发明涉及一种紧凑型高可靠多模式配气机构，它包括进气门组件、排气门组件、进气门凸轮轴201、进气门轴套202、进气传动件、排气门凸轮轴101、排气门轴套102、排气传动件以及切换机构。进气门凸轮轴201通过花键带动进气门轴套202旋转，排气门凸轮轴101通过花键带动排气门轴套102旋转。

下面结合附图，对结构进行进一步的描述。

实施例1

图1是紧凑型高可靠多模式配气机构第一实施例示意图。图2和图3分别是进气轴套和排气轴套的展开示意图。进气门轴套202上设置有第一进气驱动凸轮214A、第一进气制动凸轮212A、第二进气驱动凸轮214B、第二进气制动凸轮212B、进气第一切换槽231和进气第二切换槽232。排气门轴套102上设置有第一排气驱动凸轮114A、第一排气制动凸轮112A、第二排气驱动凸轮114B、第二排气制动凸轮112B、排气第一切换槽131和排气第二切换槽132。切换机构包括进气第一切换机构221、进气第二切换机构222、排气第一切换机构121和排气第二切换机构122。第一进气驱动凸轮214A和第二进气驱动凸轮214B在进气冲程内具有凸起，第一进气制动凸轮212A和第二进气制动凸轮212B在每个下止点附近具有凸起，第一排气驱动凸轮114A和第二排气驱动凸轮114B在排气冲程内具有凸起，第一排气制动凸轮112A和第二排气制动凸轮112B在排气下止点附近具有凸起。第二排气制动凸轮112B在进排气上止点附近和压缩上止点附近具有凸起。传动件采用带滚子的摇臂。第一进气驱动凸轮214A或第一进气制动凸轮212A通过第一进气传动件203A驱动第一进气门组件204A；第二进气驱动凸轮214B或第二进气制动凸轮212B通过第二进气传动件203B驱动第二进气门组件204B；第一排气驱动凸轮114A或第一排气制动凸轮112A通过第一排气传动件103A驱动第一排气门组件104A；第二排气驱动凸轮114B或第二排气制动凸轮112B通过第二排气传动件103B驱动第二排气门组件104B。

切换机构的位置也可根据实际情况进行调节。图4和图5分别给出了第二类进气轴套和排气轴套的展开示意图。第一排气制动凸轮112A在压缩上止点附近具有凸起。第二排气制动凸轮112B中在进排气上止点附近具有凸起。

其工作方法是：

驱动进气传动件的凸轮是进气驱动凸轮，进气第一切换机构221工作时，进气第一切换机构221与进气第一切换槽231相配合，将驱动进气传动件的凸轮由进气驱动凸轮切换成进气制动凸轮。

驱动进气传动件的凸轮是进气制动凸轮，进气第二切换机构222工作时，进气第二切换机构222与进气第二切换槽232相配合，将驱动进气传动件203的凸轮由进气制动凸轮切换成进气驱动凸轮。

驱动排气传动件的凸轮是排气驱动凸轮，排气第一切换机构121工作时，排气第一切换机构121与排气第一切换槽131相配合，将驱动排气传动件103的凸轮由排气驱动凸轮切换成排气制动凸轮。

驱动排气传动件的凸轮是排气制动凸轮，排气第二切换机构122工作时，排气第二切换机构122与排气第二切换槽132相配合，将驱动排气传动件103的凸轮由排气制动凸轮切换成排气驱动凸轮。

图6是紧凑型高可靠多模式配气机构制动效果图。本机构与原方案（排气制动凸轮排气下止点附近不具有凸起）均为二冲程制动模式，本机构实现了发动机制动功率得到大幅度的提高，高速下制动功率提高了38%左右；较减压制动提高80%左右；较泄气制动提高184%。这对车辆行车安全和运输能力的提高极为有利。

Claims (4)

1.一种紧凑型高可靠多模式配气机构，它包括进气门组件、排气门组件，其特征是：它还包括进气门凸轮轴（201）、进气门轴套（202）、进气传动件、排气门凸轮轴（101）、排气门轴套（102）、排气传动件以及切换机构；

所述进气门凸轮轴（201）通过花键带动进气门轴套（202）旋转，排气门凸轮轴（101）通过花键带动排气门轴套（102）旋转；

所述进气门轴套（202）上至少设置有第一进气驱动凸轮（214A）、第一进气制动凸轮（212A）、第二进气驱动凸轮（214B）、第二进气制动凸轮（212B）、进气第一切换槽（231）和进气第二切换槽（232）；

所述排气门轴套（102）上至少设置有第一排气驱动凸轮（114A）、第一排气制动凸轮（112A）、第二排气驱动凸轮（114B）、第二排气制动凸轮（112B）、排气第一切换槽（131）和排气第二切换槽（132）；

所述切换机构包括进气第一切换机构（221）、进气第二切换机构（222）、排气第一切换机构（121）和排气第二切换机构（122）；

所述第一进气驱动凸轮（214A）和第二进气驱动凸轮（214B）在进气冲程内至少具有一个凸起，第一进气制动凸轮（212A）和第二进气制动凸轮（212B）在每个下止点附近至少具有一个凸起，第一排气驱动凸轮（114A）和第二排气驱动凸轮（114B）在排气冲程内至少具有一个凸起，第一排气制动凸轮（112A）和第二排气制动凸轮（112B）在排气下止点附近至少具有一个凸起；

第一排气制动凸轮（112A）或第二排气制动凸轮（112B）中有一个凸轮在进排气上止点附近至少具有一个凸起；

第一排气制动凸轮（112A）或第二排气制动凸轮（112B）中有一个凸轮在压缩上止点附近至少具有一个凸起；

所述进气驱动凸轮或进气制动凸轮通过进气传动件驱动进气门组件；所述排气驱动凸轮或排气制动凸轮通过排气传动件驱动排气门组件。

2.根据权利要求1所述的紧凑型高可靠多模式配气机构，其特征是：所述进气门凸轮轴（201）和/或排气门凸轮轴（101）的相位采用凸轮轴相位调节机构来调节。

3.根据权利要求1所述的紧凑型高可靠多模式配气机构，其特征是：所述进气传动件与排气传动件统称为传动件，所述传动件采用摇臂、挺杯-摇臂或挺杯-推杆-摇臂的传动机构，或传动件采用液压主从活塞式传动机构、机械式杠杆或多杆传动机构。

4.根据权利要求1所述的紧凑型高可靠多模式配气机构的工作方法，其特征是：该机构具备驱动凸轮和制动凸轮；所述进气驱动凸轮和进气制动凸轮的轴向位置任意排列，排气驱动凸轮和排气制动凸轮的轴向位置任意排列，按照位置命名分别为左侧凸轮和右侧凸轮；

驱动传动件的凸轮为左侧凸轮时，第一切换机构工作，驱动传动件的凸轮由左侧凸轮切换成右侧凸轮；

驱动传动件的凸轮为右侧凸轮时，第二切换机构工作，驱动传动件的凸轮由右侧凸轮切换成左侧凸轮。

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