CN110630346B - 一种发动机配气机构、发动机及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发动机配气机构、发动机及车辆。发动机配气机构包括凸轮轴和摇臂组件，摇臂组件包括排气摇臂和废气摇臂，凸轮轴包括内轴和外轴，外轴上固定有废气凸轮，内轴上固定有排气凸轮，内轴与外轴能够同步转动,且内轴能够在外轴内转动预设角度以使内轴相对于外轴具有第一位置和第二位置，内轴处于第一位置时的排气开启角度提前于内轴处于第二位置时的排气开启角度，内轴处于第一位置时，废气摇臂能够与排气摇臂干涉以使排气关闭角度与内轴处于第二位置时的排气关闭角度相同。内轴与外轴处于第一位置，废气摇臂会对排气摇臂干涉阻碍排气摇臂的恢复，因此废气摇臂的干涉能够使实现早开的排气气门正常关闭，能够保证废气从排气气门排出。

Description

一种发动机配气机构、发动机及车辆
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机配气机构、发动机及车辆。
背景技术
配气机构是发动机上关键的两大机构之一，配气机构是进、排气的控制机构，按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，定时地开闭进气门和排气门，向气缸供给可燃混合气(汽油机)或新鲜空气(柴油机)并及时排出废气，满足发动机进气排气需求。通过合理的进排气时间设计，满足发动机的性能要求。配气机构运动件多、受其他影响因素多，运动过程中各个件的受力情况比较复杂，对各个件的精度和强度要求较高，配气机构的性能水平对发动机的动力性能和NVH以及可靠性影响很大。现有的发动机配气机构在实现冷启动时，排气门开启时间较普通的提前，会导致部分废气未及时排出，而未被及时排出的废气会直接从进气进门排出，造成NVH问题。
因此，亟需一种发动机配气机构、发动机及车辆，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种发动机配气机构、发动机及车辆，能够实现排气门早开，快速提升冷启动的排温性能，降低NVH发生的概率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
提供一种发动机配气机构，包括凸轮轴和摇臂组件，所述摇臂组件包括排气摇臂和废气摇臂，所述凸轮轴包括内轴和外轴，所述外轴上固定有废气凸轮，所述内轴上固定有排气凸轮，所述内轴与所述外轴能够同步转动,且所述内轴能够在外轴内转动预设角度以使内轴相对于外轴具有第一位置和第二位置，其中，内轴处于第一位置时的排气开启角度提前于内轴处于第二位置时的排气开启角度，所述内轴处于第一位置时，所述废气摇臂能够与所述排气摇臂干涉以使排气关闭角度与内轴处于第二位置时的排气关闭角度相同。
作为上述发动机配气机构的一种优选技术方案，所述排气摇臂上设置有干涉柱，所述干涉柱设置于所述排气摇臂靠近所述废气摇臂的一侧。
作为上述发动机配气机构的一种优选技术方案，所述干涉柱上设置有抵接槽，所述抵接槽槽壁为平面侧壁。
作为上述发动机配气机构的一种优选技术方案，所述废气摇臂上设置有弹性限位部。
作为上述发动机配气机构的一种优选技术方案，所述弹性限位部设置于所述废气摇臂的气门调整螺钉上。
作为上述发动机配气机构的一种优选技术方案，所述弹性限位部包括弹簧或弹性柱塞。
作为上述发动机配气机构的一种优选技术方案，所述内轴上固定设置有用于感应内轴和外轴相位的相位感应轮。
作为上述发动机配气机构的一种优选技术方案，所述发动机配气机构还包括电磁阀，所述电磁阀能够控制液压油以使内轴在第一位置与第二位置之间切换。
本发明还提供了一种发动机，包括上述所述的发动机配气机构。
本发明还提供了一种车辆，包括上述所述的发动机。
发明有益效果：
当发动机冷启动时，需要内轴排气开启角度提前于内轴处于第二位置时的排气开启角度，内轴转动预设角度使内轴处于第一位置，固定在内轴上的排气凸轮随内轴转动，从而驱动排气摇臂使排气气门提前开启，排气摇臂在完成排气气门开启后受气门弹簧的作用力要回复形变，而随固定在外轴上的废气凸轮动作的废气摇臂会对排气摇臂干涉，阻碍排气摇臂的恢复，排气摇臂随着废气摇臂的复位而复位，由于内轴处于第二位置时，排气摇臂与废气摇臂的复位时间几乎相同，即两者的关闭角度几乎相同，因此废气摇臂的干涉能够使排气关闭角度与内轴处于第二位置时的排气关闭角度几乎相同，进而能够保证废气从排气气门排出，降低NVH产生的概率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的发动机配气机构初始状态的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的凸轮轴的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的凸轮轴的剖视图；
图4是本发明实施例提供的排气摇臂的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的废气摇臂的结构示意图。
图中：
1、凸轮轴；11、内轴；12、外轴；2、进气凸轮；3、废气凸轮；4、排气凸轮；41、固定销；5、进气摇臂；6、排气摇臂；61、干涉柱；611、抵接槽；7、废气摇臂；71、气门调整螺钉；72、废气滚轮；8、弹性限位部；9、相位感应轮；10、电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
下面结合图1-5，具体说明本实施例中提供的发动机配气机构。
如图1-3所示，本实施例中提供了一种发动机配气机构，包括凸轮轴1和摇臂组件，摇臂组件包括排气摇臂6和废气摇臂7，凸轮轴1包括内轴11和外轴12，外轴12上固定有废气凸轮3，内轴11上固定有排气凸轮4，内轴11与外轴12能够同步转动,且内轴11能够在外轴12内转动预设角度以使内轴相对于外轴具有第一位置和第二位置，其中，内轴11处于第一位置时的排气开启角度提前于内轴11处于第二位置时的排气开启角度，内轴11处于第一位置时，废气摇臂7能够与排气摇臂6干涉以使排气关闭角度与内轴11处于第二位置时的排气关闭角度相同。
当发动机冷启动时，需要内轴11排气开启角度提前于内轴11处于第二位置时的排气开启角度，内轴11转动预设角度使内轴11处于第一位置，固定在内轴11上的排气凸轮4随内轴11转动，从而驱动排气摇臂6使排气气门提前开启，排气摇臂6在完成排气气门开启后受气门弹簧的作用力要回复形变，而随固定在外轴12上的废气凸轮3动作的废气摇臂7会对排气摇臂6干涉，阻碍排气摇臂7的恢复，排气摇臂6随着废气摇臂7的复位而复位，由于内轴11处于第二位置时，排气摇臂6与废气摇臂7的复位时间几乎相同，即两者的关闭角度几乎相同，因此废气摇臂7的干涉能够使排气关闭角度与内轴11处于第二位置时的排气关闭角度相同，进而能够保证废气从排气气门排出，降低NVH产生的概率。
具体地，内轴11与外轴12之间形成有扇形油腔，内轴11与外轴12之间的位置关系包括第一位置和第二位置，其中第一位置是指内轴11相对外轴12转动预设角度后的内轴11与外轴12的位置关系，第二位置则是指初始状态下内轴11和外轴12的位置关系。当发动机冷启动前，内轴11和外轴12处于第二位置，扇形油腔内充满油液的过程中能够推动内轴11相对外轴12转动预设角度，当内轴11转动预设角度后内轴11和外轴12处于第一位置，此时内轴11和外轴12产生一定的相位差后，内轴11和外轴12在驱动机构的驱动下转动，从而实现内轴11与外轴12同时转动。
如图4所示，排气摇臂6上设置有能够与废气摇臂接触的干涉柱61，干涉柱61设置于排气摇臂6靠近废气摇臂7的一侧。当内轴11处于第二位置时，排气摇臂6和废气摇臂7之间并不存在干涉的问题，当内轴11先转动外轴12延迟一定相位角转动则会出现排气摇臂6在恢复初始状态时被废气摇臂7干涉的情况，该种情况能够防止废气不能被排净直接从进气气门排出的情况发生，进一步改善NVH问题。
优选地，如图5所示，本实施例中废气摇臂7上设置有弹性限位部8，排气摇臂6转动时能够与弹性限位部8干涉，但是废气摇臂7与排气摇臂6在撞击过程中可能会失效，而为了延长废气摇臂7和排气摇臂6的使用寿命，在废气摇臂7和排气摇臂6的干涉撞击处设置有弹性限位部8，则能够有效的提高废气摇臂7和排气摇臂6使用寿命。废气摇臂7上设置有与废气凸轮3配合的废气滚轮72。具体地，本实施例中弹性限位部8设置于废气摇臂7的气门调整螺钉71上。
优选地，弹性限位部8包括弹簧或弹性柱塞，其中弹簧能够套设在气门调整螺钉71上，而弹性柱塞也能够套设在气门调整螺钉71上避免废气摇臂7和排气摇臂6过多的撞击。
如图5所示，抵接柱61上还设置有能够与弹性限位部8抵接的抵接槽611。抵接槽611能够防止抵接柱61与废气摇臂7之间因圆弧面接触造成排气摇臂6与废气摇臂7之间滑脱，保证排气摇臂6被废气摇臂7干涉不能回程，使废气能够从排气气门排出。
外轴12上还固定设置有进气凸起2，摇臂组件还包括进气摇臂5，进气凸轮2与进气摇臂5配合开启或关闭进气气门。
优选地，内轴11上固定设置有用于感应内外轴相位的相位感应轮9。发动机配气机构还包括电磁阀10，电磁阀10能够控制液压油以使内轴11在第一位置与第二位置之间切换。
优选地，内轴11与排气凸轮4通过固定销41固定连接，固定销41位于外轴12靠近电磁阀10的一端。保证排气凸轮4设置在外轴12上并同时能够与内轴11连接。
该发动机配气机构在正常工作时，电磁阀10不通电，凸轮轴1的内轴11和外轴12没有相对转动，这样由于废气气门升程略小于排气气门升程，所以废气气门升程不被显现，废气从排气气门直接排出。当发动机冷启动时，电磁阀10通电，电磁阀10能够控制液压油以使内轴11转动预设角度后处于第一位置，固定在内轴11上的排气凸轮4随内轴11转动，从而驱动排气摇臂6使排气气门提前开启，当排气气门升程小于废气气门升程时，此时废气摇臂7刚性压到排气摇臂6的干涉柱61上，同时为减小排气摇臂7对废气摇臂6的冲击，在气门调整螺钉71运用弹性限位部8进行减振，最终排气气门关闭的升程由废气凸轮3来决定，从而使排气关闭角度与原来保持一致，降低NVH发生的概率。
本实施例还提供了一种发动机，包括本实施例中提供的发动机配气机构。该发动机配气机构采用分体式凸轮轴1和能够相互干涉的排气摇臂6和废气摇臂7，在排气过程中可有效的防止废气从进气气门排出，降低NVH发生的概率。
本实施例还提供了一种车辆，包括本实施例中提供的发动机。该车辆发动机工作排气过程中可有效的防止废气从进气气门排出，降低NVH发生的概率。
此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种发动机配气机构，其特征在于，包括凸轮轴(1)和摇臂组件，所述摇臂组件包括排气摇臂(6)和废气摇臂(7)，所述凸轮轴(1)包括内轴(11)和外轴(12)，所述外轴(12)上固定有废气凸轮(3)，所述内轴(11)上固定有排气凸轮(4)，所述内轴(11)与所述外轴(12)能够同步转动,且所述内轴(11)能够在外轴(12)内转动预设角度以使内轴(11)相对于外轴(12)具有第一位置和第二位置，其中，内轴(11)处于第一位置时的排气开启角度提前于内轴(11)处于第二位置时的排气开启角度，所述内轴(11)处于第一位置时，所述废气摇臂(7)能够与所述排气摇臂(6)干涉以使排气关闭角度与内轴(11)处于第二位置时的排气关闭角度相同；
所述排气摇臂(6)上设置有干涉柱(61)，所述干涉柱(61)设置于所述排气摇臂(6)靠近所述废气摇臂(7)的一侧。
2.根据权利要求1所述的发动机配气机构，其特征在于，所述干涉柱(61)上设置有抵接槽(611)，所述抵接槽(611)槽壁为平面侧壁。
3.根据权利要求1所述的发动机配气机构，其特征在于，所述废气摇臂(7)上设置有弹性限位部(8)。
4.根据权利要求3所述的发动机配气机构，其特征在于，所述弹性限位部(8)设置于所述废气摇臂(7)的气门调整螺钉(71)上。
5.根据权利要求3所述的发动机配气机构，其特征在于，所述弹性限位部(8)包括弹簧或弹性柱塞。
6.根据权利要求1所述的发动机配气机构，其特征在于，所述内轴(11)上固定设置有用于感应内轴(11)和外轴(12)相位的相位感应轮(9)。
7.根据权利要求6所述的发动机配气机构，其特征在于，所述发动机配气机构还包括电磁阀(10)，所述电磁阀(10)能够控制液压油以使内轴(11)在第一位置与第二位置之间切换。
8.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的发动机配气机构。
9.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求8所述的发动机。
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