CN112065529A - 一种配气机构及发动机 - Google Patents

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CN112065529A CN202010955976.XA CN202010955976A CN112065529A CN 112065529 A CN112065529 A CN 112065529A CN 202010955976 A CN202010955976 A CN 202010955976A CN 112065529 A CN112065529 A CN 112065529A
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Abstract

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种配气机构及发动机，本发明提供的配气机构，排气凸轮的凸轮轮廓具有主升程段和早开升程段，排气摇臂上设置有调整组件，调整组件能使排气摇臂具有第一状态和第二状态，当排气摇臂处于第一状态时，早开升程段不能通过排气摇臂驱动排气门桥，主升程段能通过排气摇臂驱动排气门桥，排气门在预设位置开启，当排气摇臂处于第二状态时，早开升程段和主升程段均能通过排气摇臂驱动排气门桥，排气门在预设位置之前开启。本发明通过调整组件调整排气摇臂的状态即可实现排气门早开，并且不影响正常的进气相位和排气门关闭相位，以更加可靠的方式实现了发动机冷启动热管理。

Description

一种配气机构及发动机
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种配气机构及发动机。
背景技术
在进行发动机冷启动时，需要后处理系统快速的加热到一定温度实现其高效的催化转化功能，有一种手段是使排气门提前开启，将高温气体排入后处理中，实现发动机后处理系统的快速升温。现有技术实现排气门早开的方法往往采用凸轮相位调节器，利用凸轮相位调节器使排气凸轮的开启相位提前。但是凸轮相位调节器结构较为复杂，而且凸轮相位调节器的作用是把排气门的相位平移，即排气门早开后也会早关，不能在上止点后正常关闭，这样会造成排气不畅，产生发动机噪声。
发明内容
本发明的目的在于提供一种配气机构及发动机，以解决现有技术中存在的排气不畅、产生发动机噪声的技术问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种配气机构，至少包括排气凸轮、排气摇臂、排气门桥和排气门，所述排气凸轮设置于所述排气摇臂的一端，且所述排气凸轮能够驱动所述排气摇臂绕摇臂轴摆动，所述排气门桥设置于所述排气摇臂的另一端，所述排气摇臂能够带动所述排气门桥移动，所述排气门桥能够带动所述排气门开启和关闭；
所述排气凸轮的凸轮轮廓具有主升程段和沿所述排气凸轮的旋转方向位于所述主升程段上游的早开升程段，所述排气摇臂上设置有调整组件，所述调整组件能够使所述排气摇臂具有第一状态和第二状态，当所述排气摇臂处于第一状态时，所述早开升程段不能够通过所述排气摇臂驱动所述排气门桥，所述主升程段能够通过所述排气摇臂驱动所述排气门桥，所述排气门在预设位置开启，当所述排气摇臂处于第二状态时，所述早开升程段和所述主升程段均能够通过所述排气摇臂驱动所述排气门桥，所述排气门在预设位置之前开启。
优选地，所述排气摇臂上开设有控制油道、供油油道、与所述控制油道和所述供油油道均连通的第一安装腔、以及通过连通油道与所述第一安装腔相连通的第二安装腔；所述调整组件包括：
控制阀块和第一复位弹簧，均设置于所述第一安装腔，所述控制阀块上开设有环槽，所述控制油道的油液能够驱动所述控制阀块向压缩所述第一复位弹簧的方向移动，以使所述环槽连通所述供油油道和所述连通油道，所述第一复位弹簧能够驱动所述控制阀块复位，以隔断所述供油油道和所述连通油道；
执行活塞和第二复位弹簧，均设置于所述第二安装腔，所述第二安装腔具有面向所述排气门桥的伸出口，所述连通油道的油液能够驱动所述执行活塞由所述伸出口伸出，以使所述排气摇臂处于所述第二状态，所述第二复位弹簧能够驱动所述执行活塞复位，以使所述排气摇臂处于所述第一状态。
优选地，所述调整组件还包括开关阀，所述开关阀能够控制所述控制油道的通断。
优选地，所述开关阀为电磁阀，所述电磁阀与控制单元电连接。
优选地，所述调整组件还包括螺栓、螺母和卡环，所述第二安装腔与设置伸出口相对的另一端设置有紧固口，所述螺栓设置于所述第二安装腔内，且所述螺栓能够穿过所述紧固口与所述螺母紧固连接，所述执行活塞上开设有滑动槽，所述执行活塞通过所述滑动槽滑动套设于所述螺栓外侧，所述卡环套设于所述螺栓且固定连接于所述滑动槽的槽口，所述第二复位弹簧套设于所述螺栓外侧且位于所述滑动槽内，且所述第二复位弹簧位于所述螺栓的头端与所述卡环之间。
优选地，所述供油油道与所述摇臂轴中的润滑油路相连通。
优选地，所述配气机构还包括偏压弹簧和弹簧限位杆，所述弹簧限位杆设置于所述排气摇臂的上方，所述偏压弹簧一端与所述弹簧限位杆连接，另一端与所述排气摇臂连接。
优选地，所述配气机构还包括限位弹簧和滑动销，所述排气门桥的中心处开设有滑动腔，所述滑动销滑动设置于所述滑动腔，所述滑动销能够在所述限位弹簧的支撑下伸出所述滑动腔以补偿所述排气摇臂与所述排气门桥之间的间隙，所述滑动销能够在所述执行活塞的作用下压缩所述限位弹簧以抵接所述排气门桥的上端面。
优选地，所述滑动销上连接有限位螺钉，所述滑动销的头端通过所述滑动腔面向所述排气摇臂的开口限位于所述滑动腔外，所述限位螺钉的头端通过所述滑动腔背向所述排气摇臂的开口限位于所述滑动腔外，所述限位弹簧套设于所述滑动销的外侧，且所述限位弹簧位于所述滑动销的头端与所述滑动腔的下腔壁之间。
一种发动机，包括如上任一方案所述的配气机构。
本发明的有益效果：
本发明提供的配气机构，排气凸轮的凸轮轮廓具有主升程段和沿排气凸轮的旋转方向位于主升程段上游的早开升程段，排气摇臂上设置有调整组件，调整组件能够使排气摇臂具有第一状态和第二状态，当排气摇臂处于第一状态时，排气凸轮的早开升程段不能够通过排气摇臂驱动排气门桥，排气凸轮的主升程段能够通过排气摇臂驱动排气门桥，排气门在预设位置开启，当排气摇臂处于第二状态时，排气凸轮的早开升程段和主升程段均能够通过排气摇臂驱动排气门桥，排气门在预设位置之前开启。通过排气摇臂上集成的调整组件调整排气摇臂的状态即可实现排气门早开，并且不影响正常的进气相位和排气门关闭相位，无发动机噪声等问题，以更加可靠的方式实现了发动机冷启动热管理。
附图说明
图1是本发明实施例提供的配气机构的部分结构示意图；
图2是本发明实施例中所涉及的凸轮的结构示意图；
图3是本发明实施例中所涉及的排气摇臂及调整组件的分解结构示意图；
图4是本发明实施例中所涉及的排气摇臂及调整组件在执行活塞伸出时的剖视图；
图5是本发明实施例中所涉及的排气摇臂及调整组件在执行活塞缩回时的剖视图；
图6是本发明实施例提供的配气机构设置偏压弹簧的结构示意图；
图7是本发明实施例所涉及的排气门桥的剖视图。
图中：
10、排气凸轮；11、主升程段；12、早开升程段；20、挺柱；30、推杆；40、排气摇臂；41、第一安装腔；42、第二安装腔；43、控制油道；44、供油油道；45、连通油道；50、摇臂轴；60、排气门桥；70、排气门；81、控制阀块；811、环槽；82、第一复位弹簧；83、挡圈；84、盖板；85、执行活塞；86、第二复位弹簧；87、螺栓；88、螺母；89、卡环；91、偏压弹簧；92、弹簧限位杆；93、滑动销；94、限位弹簧；95、限位螺钉。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。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。
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”、“左”、“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。
如图1所示，本发明提供一种配气机构，至少包括排气凸轮10、排气摇臂40、排气门桥60和排气门70，排气凸轮10设置于排气摇臂40的一端，且排气凸轮10能够通过挺柱20和推杆30驱动排气摇臂40绕摇臂轴50摆动，排气门桥60设置于排气摇臂40的另一端，排气摇臂40能够带动排气门桥60移动，排气门桥60能够带动排气门70开启和关闭。本发明提供的配气机构中，如图2所示，排气凸轮10的凸轮轮廓具有主升程段11和沿排气凸轮10的旋转方向位于主升程段11上游的早开升程段12，图2中箭头所指的方向为排气凸轮10的旋转方向；如图3至图5所示，排气摇臂40上设置有调整组件，调整组件能够使排气摇臂40具有第一状态和第二状态，当排气摇臂40处于第一状态时，排气凸轮10的早开升程段12不能够通过排气摇臂40驱动排气门桥60，排气凸轮10的主升程段11能够通过排气摇臂40驱动排气门桥60，排气门70在预设位置开启，当排气摇臂40处于第二状态时，排气凸轮10的早开升程段12和主升程段11均能够通过排气摇臂40驱动排气门桥60，排气门70在预设位置之前开启。通过排气摇臂40上集成的调整组件调整排气摇臂40的状态即可实现排气门70早开，并且不影响正常的进气相位和排气门70关闭相位，无发动机噪声等问题，以更加可靠的方式实现了发动机冷启动热管理。
具体地，参见图3至图5，排气摇臂40上开设有控制油道43、供油油道44、与控制油道43和供油油道44均连通的第一安装腔41、以及通过连通油道45与第一安装腔41相连通的第二安装腔42。调整组件包括控制阀块81、第一复位弹簧82、执行活塞85和第二复位弹簧86，控制阀块81和第一复位弹簧82均设置于第一安装腔41，第一安装腔41的开口处设置有封闭该开口的挡圈83和盖板84，第一复位弹簧82设置于控制阀块81与挡圈83之间，控制阀块81上开设有环槽811，控制油道43的油液能够驱动控制阀块81向压缩第一复位弹簧82的方向移动，以使环槽811连通供油油道44和连通油道45，第一复位弹簧82能够驱动控制阀块81复位，以隔断供油油道44和连通油道45。执行活塞85和第二复位弹簧86均设置于第二安装腔42，第二安装腔42具有面向排气门桥60的伸出口，连通油道45的油液能够驱动执行活塞85由伸出口伸出，以消除排气摇臂40与排气门桥60之间的预设间隙，使排气摇臂40处于第二状态，第二复位弹簧86能够驱动执行活塞85复位，以恢复排气摇臂40与排气门桥60之间的预设间隙，使排气摇臂40处于第一状态。参见图4，当需要排气门70早开时，给控制油道43充油，控制油推动控制阀块81向压缩第一复位弹簧82的方向移动，控制阀块81上的环槽811将供油油道44和连通油道45导通，供油油道44中的油液经环槽811和连通油道45流入第二安装腔42，执行活塞85在油液的作用下由第二安装腔42的伸出口伸出，从而消除排气摇臂40与排气门桥60之间的预设间隙，此时排气凸轮10上的早开升程段12就可以通过排气摇臂40作用在排气门桥60上，实现排气门70早开功能；参见图5，当不再需要排气门70早开时，停止给控制油道43充油，控制油道43内的控制油失去油压后泄油，控制阀块81在第一复位弹簧82的推动下复位，控制阀块81隔断供油油道44和连通油道45，第二安装腔42和连通油道45内的油液通过第一安装腔41的空隙泄油，执行活塞85在第二复位弹簧86的推动下复位，从而恢复排气摇臂40与排气门桥60之间的预设间隙，实现排气门70早开功能关闭。该调整组件结构简单，能够有效降低成本。进一步地，调整组件还包括开关阀，开关阀能够控制控制油道43的通断。更进一步地，开关阀为电磁阀，电磁阀与控制单元电连接，当后处理温度较低时，控制单元控制电磁阀开启，排气摇臂40执行排气门70早开的功能，实现后处理快速升温，当后处理达到需求温度时，ECU再控制电磁阀断电，退出排气门70早开功能，实现智能化控制。
优选地，调整组件还包括螺栓87、螺母88和卡环89，第二安装腔42与设置伸出口相对的另一端设置有紧固口，螺栓87设置于第二安装腔42内，且螺栓87能够穿过紧固口与螺母88紧固连接，执行活塞85上开设有滑动槽，执行活塞85通过该滑动槽滑动套设于螺栓87外侧，卡环89套设于螺栓87外侧且固定连接于滑动槽的槽口，第二复位弹簧86套设于螺栓87外侧且位于滑动槽内，第二复位弹簧86位于螺栓87的头端与卡环89之间。螺栓87的设置，能够对执行活塞85的移动起导向作用，且便于第二复位弹簧86的安装。
优选地，供油油道44与摇臂轴50中的润滑油路相连通，直接取用摇臂轴50润滑油路中的油液即可，简化了油路布置。
此外，参见图6，本实施例提供的配气机构还包括偏压弹簧91和弹簧限位杆92，弹簧限位杆92设置于排气摇臂40的上方，偏压弹簧91一端与弹簧限位杆92连接，另一端与排气摇臂40连接。在排气门70早开功能不开启，排气摇臂40与气门桥之间有预设间隙时，偏压弹簧91可以防止排气摇臂40不受控制的运动。
参见图7，本实施例提供的配气机构还包括限位弹簧94和滑动销93，排气门桥60的中心处开设有滑动腔，滑动销93滑动设置于滑动腔，滑动销93能够在限位弹簧94的支撑下伸出滑动腔以补偿排气摇臂40与排气门桥60之间的预设间隙，滑动销93能够在执行活塞85的作用下压缩限位弹簧94以抵接排气门桥60的上端面。通过上述设置，能够在排气门70早开功能不开启，排气摇臂40与气门桥之间有预设间隙时，补充排气摇臂40与排气门桥60之间的预设间隙，防止排气门桥60脱出。在本实施例中，滑动销93上连接有限位螺钉95，滑动销93的头端通过滑动腔面向排气摇臂40的开口限位于滑动腔外，限位螺钉95的头端通过滑动腔背向排气摇臂40的开口限位于滑动腔外，限位弹簧94套设于滑动销93的外侧，且限位弹簧94位于滑动销93的头端与滑动腔的下腔壁之间。通过限位螺钉95的设置，能够避免滑动销93从滑动腔中脱出。
本发明还提供一种发动机，包括如上所述的配气机构。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种配气机构，至少包括排气凸轮(10)、排气摇臂(40)、排气门桥(60)和排气门(70)，所述排气凸轮(10)设置于所述排气摇臂(40)的一端，且所述排气凸轮(10)能够驱动所述排气摇臂(40)绕摇臂轴(50)摆动，所述排气门桥(60)设置于所述排气摇臂(40)的另一端，所述排气摇臂(40)能够带动所述排气门桥(60)移动，所述排气门桥(60)能够带动所述排气门(70)开启和关闭；
其特征在于：
所述排气凸轮(10)的凸轮轮廓具有主升程段(11)和沿所述排气凸轮(10)的旋转方向位于所述主升程段(11)上游的早开升程段(12)，所述排气摇臂(40)上设置有调整组件，所述调整组件能够使所述排气摇臂(40)具有第一状态和第二状态，当所述排气摇臂(40)处于第一状态时，所述早开升程段(12)不能够通过所述排气摇臂(40)驱动所述排气门桥(60)，所述主升程段(11)能够通过所述排气摇臂(40)驱动所述排气门桥(60)，所述排气门(70)在预设位置开启，当所述排气摇臂(40)处于第二状态时，所述早开升程段(12)和所述主升程段(11)均能够通过所述排气摇臂(40)驱动所述排气门桥(60)，所述排气门(70)在预设位置之前开启。
2.根据权利要求1所述的配气机构，其特征在于，所述排气摇臂(40)上开设有控制油道(43)、供油油道(44)、与所述控制油道(43)和所述供油油道(44)均连通的第一安装腔(41)、以及通过连通油道(45)与所述第一安装腔(41)相连通的第二安装腔(42)；
所述调整组件包括：
控制阀块(81)和第一复位弹簧(82)，均设置于所述第一安装腔(41)，所述控制阀块(81)上开设有环槽(811)，所述控制油道(43)的油液能够驱动所述控制阀块(81)向压缩所述第一复位弹簧(82)的方向移动，以使所述环槽(811)连通所述供油油道(44)和所述连通油道(45)，所述第一复位弹簧(82)能够驱动所述控制阀块(81)复位，以隔断所述供油油道(44)和所述连通油道(45)；
执行活塞(85)和第二复位弹簧(86)，均设置于所述第二安装腔(42)，所述第二安装腔(42)具有面向所述排气门桥(60)的伸出口，所述连通油道(45)的油液能够驱动所述执行活塞(85)由所述伸出口伸出，以使所述排气摇臂(40)处于所述第二状态，所述第二复位弹簧(86)能够驱动所述执行活塞(85)复位，以使所述排气摇臂(40)处于所述第一状态。
3.根据权利要求2所述的配气机构，其特征在于，所述调整组件还包括开关阀，所述开关阀能够控制所述控制油道(43)的通断。
4.根据权利要求3所述的配气机构，其特征在于，所述开关阀为电磁阀，所述电磁阀与控制单元电连接。
5.根据权利要求2-4任一项所述的配气机构，其特征在于，所述调整组件还包括螺栓(87)、螺母(88)和卡环(89)，所述第二安装腔(42)与设置伸出口相对的另一端设置有紧固口，所述螺栓(87)设置于所述第二安装腔(42)内，且所述螺栓(87)能够穿过所述紧固口与所述螺母(88)紧固连接，所述执行活塞(85)上开设有滑动槽，所述执行活塞(85)通过所述滑动槽滑动套设于所述螺栓(87)外侧，所述卡环(89)套设于所述螺栓(87)且固定连接于所述滑动槽的槽口，所述第二复位弹簧(86)套设于所述螺栓(87)外侧且位于所述滑动槽内，且所述第二复位弹簧(86)位于所述螺栓(87)的头端与所述卡环(89)之间。
6.根据权利要求2-4任一项所述的配气机构，其特征在于，所述供油油道(44)与所述摇臂轴(50)中的润滑油路相连通。
7.根据权利要求1所述的配气机构，其特征在于，所述配气机构还包括偏压弹簧(91)和弹簧限位杆(92)，所述弹簧限位杆(92)设置于所述排气摇臂(40)的上方，所述偏压弹簧(91)一端与所述弹簧限位杆(92)连接，另一端与所述排气摇臂(40)连接。
8.根据权利要求2-4任一项所述的配气机构，其特征在于，所述配气机构还包括限位弹簧(94)和滑动销(93)，所述排气门桥(60)的中心处开设有滑动腔，所述滑动销(93)滑动设置于所述滑动腔，所述滑动销(93)能够在所述限位弹簧(94)的支撑下伸出所述滑动腔以补偿所述排气摇臂(40)与所述排气门桥(60)之间的间隙，所述滑动销(93)能够在所述执行活塞(85)的作用下压缩所述限位弹簧(94)以抵接所述排气门桥(60)的上端面。
9.根据权利要求8所述的配气机构，其特征在于，所述滑动销(93)上连接有限位螺钉(95)，所述滑动销(93)的头端通过所述滑动腔面向所述排气摇臂(40)的开口限位于所述滑动腔外，所述限位螺钉(95)的头端通过所述滑动腔背向所述排气摇臂(40)的开口限位于所述滑动腔外，所述限位弹簧(94)套设于所述滑动销(93)的外侧，且所述限位弹簧(94)位于所述滑动销(93)的头端与所述滑动腔的下腔壁之间。
10.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述配气机构。
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