CN111188659B - 一种错位分布小进排气夹角的配气机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及错位分布小进排气夹角的配气机构，所述的配气机构包括进气门组件、排气门组件、凸轮轴、摇臂轴；所述的摇臂轴上连接有第一摇臂座和第二摇臂座；所述的第一摇臂座的一端固定连接排气门组件；所述的第二摇臂座的一端固定连接进气门组件；所述的进气门组件和排气门组件采用错位分布的方式。其优点表现在：气门的错位位置，与气缸中心不一致，进气门进气后到排气门之间能够有效形成强烈的涡流运动，该涡流运动用于将压缩的混合物向燃烧室中心输送，在上止点处具有强的紊流，功率大，使用少量燃料，就能提升功率。

Description

一种错位分布小进排气夹角的配气机构

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体地说，是一种错位分布式小进排气门夹角的配气机构。

背景技术

配气机构是发动机重要组成部分，配气机构是控制发动机进气和排气的机构。它的功用是依据发动机各缸所进行的工作循环和点火次序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜空气及时地进入气缸，燃后气体及时地从气缸排出，并且在压缩和做功行程中使气门和气门座保持良好的密封。

配气机构作为发动机的重要系统之一，其设计的好坏对发动机的整体性能、可靠性和寿命均有重大影响。然而，现有技术中关于两气门单顶置凸轮结构存在以下缺陷及不足：

首先，现有技术两气门的配气机构的两个气门采用对称布置的，新鲜空气从进气门进气后，排气门是直通的，没有形成涡流，导致功率变小。

其次，现有技术两气门的配气机构有的方案是将摇臂轴设置在凸轮轴的下方，该设计会造成缸头空间变大，排气门与进气门之间的夹角偏大。进气门的进气路线转弯，导致气流不畅通，进气量小。

另外，现有技术两气门的配气机构有的方案是设计两根摇臂轴，价格成本高，空间变大，进气摇臂和排气摇臂需要做成不同尺寸的摇臂，制造、安装不方便。

中国专利文献CN201410036330.6，申请日20140123，专利名称为：用于发动机的配气机构及具有其的车辆，公开了一种用于发动机的配气机构及具有其的车辆。该配气机构包括：气门机构；底部构造有直接驱动气门运动的驱动型面的摇臂组件；均可枢转地设在摇臂组件上的第一和第二滚子；包括同轴设置的内轴和外轴的凸轮轴，内轴和外轴上分别具有随相应轴旋转的内轴凸轮和外轴凸轮，外轴凸轮抵靠第一滚子，内轴凸轮抵靠第二滚子；支承结构；和用于调节内轴与外轴相对相位的相位调节机构；配气机构还包括第三滚子或者限位销，支承结构上还构造有圆弧曲面或滑动槽，第三滚子可滚动地紧贴在圆弧曲面上，限位销可滑动地配合在滑动槽内。

采用上述专利文献的用于发动机的配气机构，可以实现气门的二次开启，同时还可以延长气门开启持续的时间，且结构简单紧凑、对发动机高度影响较小。但是关于一种保证功率大、气流流动畅通的技术方案则未见相应的公开。

综上所述，亟需一种保证功率大、气流流动畅通的错位分布式配气机构错位分布式小进排气夹角的配气机构。而关于这种配气机构目前还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种保证功率大、气流流动畅通的错位分布式小进排气夹角的配气机构。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种错位分布式配气机构，所述的配气机构包括进气门组件、排气门组件、凸轮轴、摇臂轴；所述的摇臂轴上连接有第一摇臂座和第二摇臂座；所述的第一摇臂座的一端固定连接排气门组件；所述的第二摇臂座的一端固定连接进气门组件；所述的进气门组件和排气门组件采用错位分布的方式；所述的进气门组件和排气门组件设置在摇臂轴的两侧；所述的凸轮轴上设有左轴承、右轴承、凸轮、正时从动链轮；所述的左轴承安装在凸轮的左端；所述的正时从动链轮安装在凸轮轴的右端；所述的正时从动链轮的内侧面设置摇臂轴限位板；所述的右轴承设置在靠近正时从动链轮的一端；所述的凸轮设置在左轴承的内侧。

作为一种优选的技术方案，所述的进气门组件包括进气门座、进气门、进气门导管、气门内弹簧、气门外弹簧、气门下座、气门上座、气门锁夹；所述的进气门一端以进气门座为下限位止点，另一端以气门上座移动的最高点为上止点，气门弹簧以气门下座为固定支点顶着气门上座，所述的进气门的外周面设有气门外弹簧和气门内弹簧；所述的气门内弹簧设置在气门外弹簧的内侧。

作为一种优选的技术方案，所述的排气门组件包括排气门座、排气门、排气门导管、气门内弹簧、气门外弹簧、气门夹锁、气门上座；所述的排气门一端排气门座为下限位止点，另一端以气门上座移动的最高点为上止点，气门弹簧以气门下座为固定支点顶着气门上座，所述的排气门的外周面设有气门外弹簧和气门内弹簧；所述的气门内弹簧设置在气门外弹簧的内侧。

作为一种优选的技术方案，所述的配气机构包括左轴承和右轴承同轴线，且左轴承的径向尺寸规格小于右轴承的径向尺寸规格；所述左轴承的厚度尺寸规格小于右轴承的厚度尺寸规格。

作为一种优选的技术方案，所述的凸轮相对凸轮轴呈偏心设置。

作为一种优选的技术方案，所述的摇臂轴设置在凸轮轴的上方。

作为一种优选的技术方案，所述的摇臂轴共有一个；所述的凸轮轴共有一个。

作为一种优选的技术方案，所述的摇臂轴限位板设嵌合安装在凸轮轴与摇臂轴之间，且摇臂轴限位板所在平面与右轴承端面以及摇臂轴端面相对。

作为一种优选的技术方案，所述的第一摇臂座和第二摇臂座分布有第一摇臂轴支撑点、第二摇臂轴支撑点、第三摇臂轴支撑点；所述的第一摇臂轴支撑点设置在第一摇臂座的左端；所述的第二摇臂轴支撑点设置在第一摇臂座和第二摇臂座之间；所述的第三摇臂座支撑点设置在第二摇臂座的右端。

本发明优点在于：

1、本发明的一种错位分布式小进排气夹角配气机构，气门组件和排气门组件采用错位分布的方式，气门的错位位置，与气缸中心不一致，进气门进气后到排气门之间能够有效形成强烈的涡流运动，该涡流运动用于将压缩的混合物向燃烧室中心输送，在上止点处具有强的紊流，功率大，使用少量燃料，就能提升功率。

2、第一摇臂座和第二摇臂座分布有第一摇臂轴支撑点、第二摇臂轴支撑点、第三摇臂轴支撑点；所述的第一摇臂轴支撑点设置在第一摇臂座的左端；所述的第二摇臂轴支撑点设置在第一摇臂座和第二摇臂座之间；所述的第三摇臂座支撑点设置在第二摇臂座的右端。该设计效果是，通过第一摇臂轴支撑点、第二摇臂轴支撑点、第三摇臂轴支撑点在与缸头装配时，提供了安装支撑面，有利于减少进气门组件和排气门组件之间的振动。

3、摇臂轴共有一个；所述的凸轮轴共有一个，且凸轮轴设置在摇臂轴的下方。该设计方式使得进气门组件和排气门组件之间的夹角小，有利于进气道设计，可将进气道设计成直通式，气流流动畅通，便于设计喷油嘴直接喷油，如果夹角更小甚至可形成实现直喷形发动机。

4、进气门组件和排气门组件设置在摇臂轴的两侧，该设计方式效果是：实现了一根摇臂轴安装进气门组件和排气门组件，可将进气门组件和排气门组件的夹角设计22°，结构布局优化性好，满足所有的结构紧凑和动态正确的两气门单顶置凸轮(SOHC)系统。

附图说明

附图1是本发明的一种错位分布式小进排气夹角配气机构的结构示意图。

附图2是本发明的配气机构的主视方向示意图。

附图3是本发明的配气机构的右视方向示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。

附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：

1.进气门组件 11.进气门座

12.进气门 13.进气门导管

14.气门内弹簧 15.气门外弹簧

16.气门下座 17.气门锁夹

18.气门上座

2.排气门组件 21.排气门座

22.排气门 23.排气门导管

3.凸轮轴 31.左轴承

32.右轴承 33.凸轮

34.正时从动链轮 35.摇臂轴限位板

4.摇臂轴 41.第一摇臂座

42.第二摇臂座 43.第一摇臂轴支撑点

44.第二摇臂轴支撑点 45.第三摇臂轴支撑点

5.火花塞

为了更加清楚的描述本发明的技术方案，以下方案中设计到方向术语“左”和“右”，其中“左”端是参照附图1中远离正时从动链轮34的一端；右端是参照附图1中靠近正时从动链轮34的一端。

请参照图1，图1是本发明的一种错位分布小进排气夹角的配气机构的结构示意图。一种错位分布式配气机构，所述的配气机构包括进气门组件1、排气门组件2、凸轮轴3、摇臂轴4；所述的摇臂轴4上连接有第一摇臂座41和第二摇臂座42；所述的第一摇臂座41的一端固定连接排气门组件2；所述的第二摇臂座42的一端固定连接进气门组件1；所述的进气门组件1和排气门组件2采用错位分布的方式；所述的进气门组件1和排气门组件2设置在摇臂轴4的两侧；所述的凸轮轴3上设有左轴承31、右轴承32、凸轮33、正时从动链轮34；所述的左轴承31安装在凸轮33的左端；所述的正时从动链轮34安装在凸轮轴3的右端；所述的正时从动链轮34的内侧面设置摇臂轴限位板35；所述的右轴承32设置在靠近正时从动链轮34的一端；所述的凸轮33设置在左轴承31的内侧。

所述的第一摇臂座41和第二摇臂座42分布有第一摇臂轴支撑点43、第二摇臂轴支撑点44、第三摇臂轴支撑点45；所述的第一摇臂轴支撑点43设置在第一摇臂座41的左端；所述的第二摇臂轴支撑点44设置在第一摇臂座41和第二摇臂座42之间；所述的第三摇臂座支撑点设置在第二摇臂座42的右端。

所述的进气门组件1包括进气门座11、进气门12、进气门导管13、气门内弹簧14、气门外弹簧15、气门下座16、气门上座18、气门锁夹17；所述的进气门一端以进气门座为下限位止点，另一端以气门上座18移动的最高点为上止点，气门弹簧以气门下座16为固定支点顶着气门上座18，所述的进气门的外周面设有气门外弹簧和气门内弹簧；所述的气门内弹簧14设置在气门外弹簧15的内侧。

所述的排气门组件2包括排气门座21、排气门22、排气门导管23、气门内弹簧14、气门外弹簧15、气门下座16、气门夹锁、气门上座18；所述的排气门一端排气门座为下限位止点，另一端以气门上座18移动的最高点为上止点，气门弹簧以气门下座16为固定支点顶着气门上座18，所述的排气门的外周面设有气门外弹簧和气门内弹簧；所述的气门内弹簧设置14在气门外弹簧15的内侧。

请参照图2，图2是本发明的配气机构的主视方向示意图。所述的配气机构包括左轴承31和右轴承32同轴线，且左轴承31的径向尺寸规格小于右轴承32的径向尺寸规格；所述左轴承31的厚度尺寸规格小于右轴承32的厚度尺寸规格；所述的凸轮33相对凸轮轴3呈偏心设置；所述的摇臂轴4设置在凸轮轴3的上方；所述的摇臂轴4共有一个；所述的凸轮轴3共有一个，且凸轮轴3设置在摇臂轴4的下方；所述的摇臂轴限位板35设嵌合安装在凸轮轴3与摇臂轴4之间，且摇臂轴限位板35所在平面与右轴承32端面以及摇臂轴4端面相对。

请参照图3，图3是本发明的配气机构的右视方向示意图。所述的配气机构还设有火花塞5，火花塞5设置在靠近排气门座21和进气门座11之间中间位置处；所述的摇臂轴限位板35呈扇形结构。

该实施例需要说明的是：

所述的凸轮轴3上设置有左轴承31和右轴承32，主要作用是减小凸轮轴3旋转时与缸头的摩擦，起到保护作用，因倘若不采用轴承的结构形式，则凸轮轴3与缸头之间存在滑动摩擦。

所述的摇臂轴限位板35设嵌合安装在凸轮轴3与摇臂轴4之间，且摇臂轴限位板35所在平面与右轴承32端面以及摇臂轴4端面相对。该设计的效果是：能够实现对摇臂轴4以及右轴承32进行轴向限位，因在安装时，摇臂轴4和右轴承32均是从右向左进行装配的，在工作状态下，容易导致摇臂轴4和右轴承32均有向右滑动的趋势，通过摇臂轴限位板35从而实现了轴向限位的作用。

所述的第一摇臂座41和第二摇臂座42分布有第一摇臂轴支撑点43、第二摇臂轴支撑点44、第三摇臂轴支撑点45；所述的第一摇臂轴支撑点43设置在第一摇臂座41的左端；所述的第二摇臂轴支撑点44设置在第一摇臂座41和第二摇臂座42之间；所述的第三摇臂座支撑点设置在第二摇臂座42的右端。该设计效果是，通过第一摇臂轴支撑点43、第二摇臂轴支撑点44、第三摇臂轴支撑点45在与缸头装配时，提供了安装支撑面，有利于减少进气门组件1和排气门组件2之间的振动。

所述的进气门组件1和排气门组件2均设有气门外弹簧15和气门内弹簧14，其目的是保证在工作时气门能相对气门座有旋转运动，防止进气门组件1或排气门组件2的振动频率过高，尤其是避免锁夹跳出。

所述的摇臂轴4共有一个；所述的凸轮轴3共有一个，且凸轮轴3设置在摇臂轴4的下方。该设计方式使得进气门组件1和排气门组件2之间的夹角小，有利于进气道设计，可将进气道设计成直通式，气流流动畅通，便于设计喷油嘴直接喷油，如果夹角更小甚至可形成实现直喷形发动机。

设有火花塞5，火花塞5设置在靠近排气门座21和进气门座11之间中间位置处，方便点火，爆发力好，点火效果好。所述的摇臂轴限位板35呈扇形结构。有利于增加接触面积，限位效果好。

左轴承31的径向尺寸规格小于右轴承32的径向尺寸规格；所述左轴承31的厚度尺寸规格小于右轴承32的厚度尺寸规格。该设计的效果是：1、满足受力强度需求，因右轴承32的靠近正时从动链轮34，受力强度较大，因此需要有轴承具有良好的力学性能；2.方便安装，因安装顺序是从右往左装配的，倘若左轴承31的尺寸规格大于或等于右轴承32的尺寸规格，则不方便安装。

所进气门组件1和排气门组件2采用错位分布的方式，该设计效果是：气门的错位位置，与气缸中心不一致，进气门12进气后到排气门22之间能够有效形成强烈的涡流运动，该涡流运动用于将压缩的混合物向燃烧室中心输送，在上止点处具有强的紊流，功率大，使用少量燃料，就能提升功率。

所述的进气门组件1和排气门组件2设置在摇臂轴4的两侧，该设计方式效果是：实现了一根摇臂轴4安装进气门组件1和排气门组件2，可将进气门组件1和排气门组件2的夹角设计22°，结构布局优化性好，满足所有的结构紧凑和动态正确的两气门单顶置凸轮33(SOHC)系统。

所述的正时从动链轮34用于将作用力传递给凸轮轴3；所述的凸轮轴3上安装有凸轮33，且凸轮33相对凸轮轴3偏心设置，当凸轮轴3转动，凸轮33也随着转动，利用偏心凸轮33的旋转，周期性触处进气门组件1和排气门组件2进行工作。

本发明的种错位分布小进排气夹角的配气机构，气门组件和排气门组件2采用错位分布的方式，气门的错位位置，与气缸中心不一致，进气门12进气后到排气门22之间能够有效形成强烈的涡流运动，该涡流运动用于将压缩的混合物向燃烧室中心输送，在上止点处具有强的紊流，功率大，使用少量燃料，就能提升功率；第一摇臂座41和第二摇臂座42分布有第一摇臂轴支撑点43、第二摇臂轴支撑点44、第三摇臂轴支撑点45；所述的第一摇臂轴支撑点43设置在第一摇臂座41的左端；所述的第二摇臂轴支撑点44设置在第一摇臂座41和第二摇臂座42之间；所述的第三摇臂座支撑点设置在第二摇臂座42的右端。该设计效果是，通过第一摇臂轴支撑点43、第二摇臂轴支撑点44、第三摇臂轴支撑点45在与缸头装配时，提供了安装支撑面，有利于减少进气门组件1和排气门组件2之间的振动；摇臂轴4共有一个；所述的凸轮轴3共有一个，且凸轮轴3设置在摇臂轴4的下方。该设计方式使得进气门组件1和排气门组件2之间的夹角小，有利于进气道设计，可将进气道设计成直通式，气流流动畅通，便于设计喷油嘴直接喷油，如果夹角更小甚至可形成实现直喷形发动机；进气门组件1和排气门组件2设置在摇臂轴4的两侧，该设计方式效果是：实现了一根摇臂轴4安装进气门组件1和排气门组件2，可将进气门组件1和排气门组件2的夹角设计22°，结构布局优化性好，满足所有的结构紧凑和动态正确的两气门单顶置凸轮33(SOHC)系统。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种错位分布式小进排气的配气机构，其特征在于，所述的配气机构包括进气门组件、排气门组件、凸轮轴、摇臂轴；所述的摇臂轴上连接有第一摇臂座和第二摇臂座；所述的第一摇臂座的一端固定连接排气门组件；所述的第二摇臂座的一端固定连接进气门组件；所述的进气门组件和排气门组件采用错位分布的方式.且气门的错位位置，与气缸中心不一致；所述的进气门组件和排气门组件设置在摇臂轴的两侧，且一根摇臂轴安装进气门组件和排气门组件，进气门组件和排气门组件的夹角设计为22°，进气门进气后到排气门之间能够有效形成强烈的涡流运动；所述的凸轮轴上设有左轴承、右轴承、凸轮、正时从动链轮；所述的左轴承安装在凸轮轴的左端；所述的正时从动链轮安装在凸轮轴的右端；所述的正时从动链轮的内侧面设置摇臂轴限位板；所述的右轴承设置在靠近正时从动链轮的一端；所述的凸轮设置在左轴承的内侧；所述的左轴承和右轴承同轴线，且左轴承的径向尺寸规格小于右轴承的径向尺寸规格；所述左轴承的厚度尺寸规格小于右轴承的厚度尺寸规格；所述的第一摇臂座和第二摇臂座分布有第一摇臂轴支撑点、第二摇臂轴支撑点、第三摇臂轴支撑点；所述的第一摇臂轴支撑点设置在第一摇臂座的左端；所述的第二摇臂轴支撑点设置在第一摇臂座和第二摇臂座之间；所述的第三摇臂轴支撑点设置在第二摇臂座的右端；所述的摇臂轴设置在凸轮轴的上方。

2.根据权利要求1所述的错位分布式小进排气的配气机构，其特征在于，所述的进气门组件包括进气门座、进气门、进气门导管、气门内弹簧、气门外弹簧；所述的进气门一端连接进气门座，另一端连接进气门导管；所述的进气门导管的外周面设有气门外弹簧和气门内弹簧；所述的气门内弹簧设置在气门外弹簧的内侧。

3.根据权利要求1所述的错位分布式小进排气的配气机构，其特征在于，所述的排气门组件包括排气门座、排气门、排气门导管、气门内弹簧、气门外弹簧；所述的排气门一端连接排气门座，另一端连接排气门导管；所述的排气门导管的外周面设有气门外弹簧和气门内弹簧；所述的气门内弹簧设置在气门外弹簧的内侧。

4.根据权利要求1所述的错位分布式小进排气的配气机构，其特征在于，所述的凸轮相对凸轮轴呈偏心设置。

5.根据权利要求1所述的错位分布式小进排气的配气机构，其特征在于，所述的摇臂轴限位板设嵌合安装在凸轮轴上，且摇臂轴限位板所在平面与右轴承端面以及摇臂轴端面相对。

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