CN113464231B - 一种横置式进排气配气装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种横置式进排气配气装置，属于发动机配气机构领域。解决了现有的进排气阀布置方式难以满足燃烧实验的问题。它包括凸轮轴上安装有进气凸轮和排气凸轮，进气凸轮和排气凸轮分别与进气凸轮从动件和排气凸轮从动件相接触，进气凸轮从动件和排气凸轮从动件的底端均与从动轴转动相连，进气凸轮从动件的上部通过进气推杆与进气摇臂底部相连，进气摇臂中部与进气摇臂轴相连，进气摇臂上部与进气阀相连，排气凸轮从动件的上部通过排气推杆与排气摇臂底部相连，所述进气阀和排气阀为垂直于活塞运行方向横向布置的形式，布置位置位于缸盖下方并高于活塞的上止点。它主要用于发动机的配气。

Description

一种横置式进排气配气装置
技术领域
本发明属于发动机配气机构领域，特别是涉及一种横置式进排气配气装置。
背景技术
现有技术中，发动机曲轴与凸轮轴之间采用正时齿轮相连，使得曲轴的旋转与凸轮轴同步，凸轮轴通过控制推杆、摇臂等机构，进而控制进排气门的开启或关闭。现有配气机构基本都采用顶置式气门机构。当试验需要在缸盖顶部安装多个喷油器或玻璃视窗时，如果采用顶置式气门机构，不足以布置足够多的燃油喷射器来模拟所需测试的燃烧过程，也不足以布置足够大的顶部可视化窗口来观测到燃烧室内的燃烧过程，达不到实验所需要求。
为了优化燃烧，多喷油器设计体现出较好的优越性，但采用多喷油器的布置将占用更多的缸盖面积，以至于不足以布置进排气阀，且缸盖上过多的开孔会降低缸盖的强度寿命。此外一些燃烧实验还需要降低涡流的影响，因此，要尽可能的降低进入缸内气体的涡流强度。
综上所述，对于含有多喷油器的实验装置，现有的进排气阀布置方式难以满足实验要求。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种横置式进排气配气装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种横置式进排气配气装置，它包括凸轮轴、从动轴、进气阀、排气阀、进气凸轮从动件、排气凸轮从动件、进气摇臂、排气摇臂、进气推杆和排气推杆，所述凸轮轴上安装有进气凸轮和排气凸轮，所述进气凸轮和排气凸轮分别与进气凸轮从动件和排气凸轮从动件相接触，所述进气凸轮从动件和排气凸轮从动件的底端均与从动轴转动相连，所述进气凸轮从动件的上部通过进气推杆与进气摇臂底部相连，所述进气摇臂中部与进气摇臂轴相连，所述进气摇臂上部与进气阀相连，所述排气凸轮从动件的上部通过排气推杆与排气摇臂底部相连，所述排气摇臂中部与排气摇臂轴相连，所述排气摇臂上部与排气阀相连，所述进气阀和排气阀为垂直于活塞运行方向横向布置的形式，布置位置位于缸盖下方并高于活塞的上止点。
更进一步的，进气阀与气缸半径方向呈5度夹角并指向气缸中心点，所述排气阀与气缸半径方向平行。
更进一步的，所述活塞上开设有凹槽。
更进一步的，所述进气阀和排气阀上均设置有座圈。
更进一步的，所述凸轮轴上固定连接有第一凸轮轴承、第二凸轮轴承和凸轮轴轴向轴承。
更进一步的，所述第一凸轮轴承、第二凸轮轴承和凸轮轴轴向轴承通过固定销与凸轮轴相连。
更进一步的，所述凸轮轴轴向轴承与轴承节段相连，所述轴承节段与传感器轮相连，所述传感器轮上设置有传感器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明解决了现有的进排气阀布置方式难以满足燃烧实验的问题。进排气阀的横向布置可以实现缸盖上多喷油器的布置方案，不影响缸盖的结构强度；可以实现大视窗的布置以便观测缸内燃烧过程；进气阀杆与半径方向夹角5°角的设计，会使气流进入燃烧室后，在最大程度上降低气体的涡流强度，使涡流对一些特定的燃烧过程的影响可以忽略不计；通过对进排气阀门传动结构的设计，可以实现同一凸轮轴上不平行气阀杆的正常工作，可以使同一凸轮轴上的不平行气阀杆正常工作，适应进排气阀在气缸中的向心性布置方式，提高了横置进排气阀的进气效率。
附图说明
图1为本发明所述的一种横置式进排气配气装置结构示意图；
图2为本发明所述的排气阀传动部件结构示意图；
图3为本发明所述的进排气阀与活塞的相对位置示意图。
1-传感器轮，2-固定销，3-排气凸轮从动件，4-凸轮轴，5-第一凸轮轴承，6-第二凸轮轴承，7-从动轴，8-凸轮轴轴向轴承，9-轴承节段，10-传感器，11-座圈，12-排气阀，13-排气摇臂，14-排气摇臂轴，15-排气推杆，16-活塞，17-进气阀，18-进气凸轮从动件，19-进气摇臂轴，20-进气摇臂，21-凹槽。
具体实施方式
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、完整地阐述。
参见图1-3说明本实施方式，一种横置式进排气配气装置，它包括凸轮轴4、从动轴7、进气阀17、排气阀12、进气凸轮从动件18、排气凸轮从动件3、进气摇臂20、排气摇臂13、进气推杆和排气推杆15，所述凸轮轴4上安装有进气凸轮和排气凸轮，所述进气凸轮和排气凸轮分别与进气凸轮从动件18和排气凸轮从动件3相接触，所述进气凸轮从动件18和排气凸轮从动件3的底端均与从动轴7转动相连，所述进气凸轮从动件18的上部通过进气推杆与进气摇臂20底部相连，所述进气摇臂20中部与进气摇臂轴19相连，所述进气摇臂20上部与进气阀17相连，所述排气凸轮从动件3的上部通过排气推杆15与排气摇臂13底部相连，所述排气摇臂13中部与排气摇臂轴14相连，所述排气摇臂13上部与排气阀12相连，所述进气阀17和排气阀12为垂直于活塞16运行方向横向布置的形式，布置位置位于缸盖下方并高于活塞16的上止点。
为了多喷油器的合理布置和较大可视化窗口的布置，进气阀17和排气阀12采用垂直于活塞运行方向横向布置的方式，布置位置位于缸盖下方并高于活塞16的上止点。这样的布置形式可以在不影响缸盖结构强度的前提下，达到多喷油器在缸盖上的合理布置，可以实现缸盖顶部可视化视窗的布置以便观测缸内燃烧过程。
为了降低缸内气体涡流强度，本装置在保持垂直活塞16运行方向不变的情况下，改变了横置进气阀17的角度进气阀17与气缸半径方向呈5度夹角并指向气缸中心点，排气阀12与气缸半径方向平行。进气阀17的布置会使进入燃烧室的气体存在一定角度，在最大程度上降低了进入缸内气体的涡流强度，降低对实验的影响。
为了达到上述效果保证装置正常运行，与进气阀17和排气阀12相接触的进气摇臂20和排气摇臂13进行了一定角度的倾斜设计，相应的摇臂轴也进行了偏折设计。这样可以使同一凸轮轴4上不平行气阀杆正常运行，适应进气阀17和排气阀12在气缸中的向心性布置方式。同时，为了进气阀17和排气阀12的运动，还在活塞16的顶预留了阀系运动空间，使得阀门升程可以达到23mm。
实施例中活塞16上开设有凹槽21，一种横置式进排气配气装置进气阀17和排气阀12上均设置有座圈11，一种横置式进排气配气装置凸轮轴4上固定连接有第一凸轮轴承5、第二凸轮轴承6和凸轮轴轴向轴承8，一种横置式进排气配气装置第一凸轮轴承5、第二凸轮轴承6和凸轮轴轴向轴承8通过固定销2与凸轮轴4相连，一种横置式进排气配气装置凸轮轴轴向轴承8与轴承节段9相连，一种横置式进排气配气装置轴承节段9与传感器轮1相连，一种横置式进排气配气装置传感器轮1上设置有传感器10。
工作时，当快速膨胀压缩机要进行进气过程时，曲轴带动凸轮轴4，凸轮轴4上的进气凸轮带动进气凸轮从动件18，进而推动进气推杆带动进气摇臂20，带动进气阀17开启向缸内运动，由于此时活塞16正从上止点下行，为避免进气阀17与活塞16碰撞，在活塞16上加工出凹槽21。同时，使气体以夹5度角的角度进入燃烧室，形成一种具有极低涡流强度的流动状态。随后，缸盖上的多喷油器或者可视化窗口可以去控制和观测燃烧过程。在做功完成后，进入排气过程时，则凸轮轴4再驱使排气凸轮从动件3推动排气推杆15，排气推杆15带动排气摇臂13从而实现排气阀12的开启，进行排气，根据凸轮线型来控制开启和关闭的持续时间。
以上对本发明所提供的一种横置式进排气配气装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种横置式进排气配气装置，其特征在于：它包括凸轮轴(4)、从动轴(7)、进气阀(17)、排气阀(12)、进气凸轮从动件(18)、排气凸轮从动件(3)、进气摇臂(20)、排气摇臂(13)、进气推杆和排气推杆(15)，所述凸轮轴(4)上安装有进气凸轮和排气凸轮，所述进气凸轮和排气凸轮分别与进气凸轮从动件(18)和排气凸轮从动件(3)相接触，所述进气凸轮从动件(18)和排气凸轮从动件(3)的底端均与从动轴(7)转动相连，所述进气凸轮从动件(18)的上部通过进气推杆与进气摇臂(20)底部相连，所述进气摇臂(20)中部与进气摇臂轴(19)相连，所述进气摇臂(20)上部与进气阀(17)相连，所述排气凸轮从动件(3)的上部通过排气推杆(15)与排气摇臂(13)底部相连，所述排气摇臂(13)中部与排气摇臂轴(14)相连，所述排气摇臂(13)上部与排气阀(12)相连，所述进气阀(17)和排气阀(12)为垂直于活塞(16)运行方向横向布置的形式，布置位置位于缸盖下方并高于活塞(16)的上止点。
2.根据权利要求1所述的一种横置式进排气配气装置，其特征在于：所述进气阀(17)与缸盖横向中轴线呈5度夹角并指向气缸中心点，所述排气阀(12)与气缸半径方向平行。
3.根据权利要求1所述的一种横置式进排气配气装置，其特征在于：所述活塞(16)上开设有凹槽(21)。
4.根据权利要求1所述的一种横置式进排气配气装置，其特征在于：所述进气阀(17)和排气阀(12)上均设置有座圈(11)。
5.根据权利要求1所述的一种横置式进排气配气装置，其特征在于：所述凸轮轴(4)上固定连接有第一凸轮轴承(5)、第二凸轮轴承(6)和凸轮轴轴向轴承(8)。
6.根据权利要求5所述的一种横置式进排气配气装置，其特征在于：所述第一凸轮轴承(5)、第二凸轮轴承(6)和凸轮轴轴向轴承(8)通过固定销(2)与凸轮轴(4)相连。
7.根据权利要求6所述的一种横置式进排气配气装置，其特征在于：所述凸轮轴轴向轴承(8)与轴承节段(9)相连，所述轴承节段(9)与传感器轮(1)相连，所述传感器轮(1)上设置有传感器(10)。
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