CN113833544A - 专用驱动凸轮组合式发动机气门驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发动机气门驱动装置技术领域，尤其是一种专用驱动凸轮组合式发动机气门驱动装置，包括气门桥、专用驱动凸轮、驱动器以及驱动油路；驱动油路通过自身的闭合与断开以间歇性的连通主活塞孔和副活塞孔，本发明其驱动器固定在摇臂轴上，结构简单、成本低，驱动器和摇臂轴之间无运动摩擦，驱动器非工作时专用驱动凸轮与主活塞分离，有效降低了专用驱动凸轮与主活塞之间的磨损及噪音，提高了发动机功率利用率，驱动器工作时专用驱动凸轮通过液压间隙自动调节驱动气门，驱动升程不受初始间隙设置影响，同时正功凸轮每转动一圈，驱动油路自动泄油一次，循环流动的机油在过脏时不会引起杂质堆积，从而提高了工作的稳定性和可靠性。

Description

专用驱动凸轮组合式发动机气门驱动装置
技术领域
本发明涉及发动机气门驱动装置技术领域，尤其是一种专用驱动凸轮组合式发动机气门驱动装置。
背景技术
压缩释放发动机制动器的概念和操作在重型商用车辆工业中是众所周知的。成本、功率、可靠性和发动机更改要求经常是确定是否将采用发动机制动器的影响因素。在实际应用中存在几种不同类型的压缩释放式发动机制动器；其中专用凸轮式发动机制动系统由于其独立性及高性能受到青睐。
现有的气门驱动装置其用于带动单个气门移动的驱动器（摇臂）普遍均为转动安装在摇臂轴上，同时驱动凸轮还需要保持驱动器接触，导致运行时，转动部件多，摩擦副多，消耗发动机功率及增大零件磨损。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中分体式气门驱动装置转动部件多，消耗发动机功率及磨损大的问题，现提供一种专用驱动凸轮组合式发动机气门驱动装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种专用驱动凸轮组合式发动机气门驱动装置，包括：
专用驱动凸轮，位于发动机正功凸轮一侧，并具有基圆部和位于基圆部上的驱动升程凸台；
气门桥，气门桥上具有滑动安装在副活塞孔内的副活塞，驱动气门与副活塞连接；
驱动器，固定安装在摇臂轴上，并具有用于和专用驱动凸轮配合的主活塞，主活塞滑动安装在主活塞孔内；
以及驱动油路，通过自身的闭合与断开以间歇性的连通主活塞孔和副活塞孔，所述驱动油路通过定位控压单元与供油路连通；
在发动机正功摇臂未驱动气门桥位移的状态下，驱动油路闭合，主活塞孔与副活塞孔连通，同时在供油路向驱动油路供油的状态下，当专用驱动凸轮转至基圆部与主活塞滑动或滚动配合时，主活塞在驱动油路的液压作用下伸出至接触基圆部；当专用驱动凸轮转至驱动升程凸台与主活塞滑动或滚动配合时，定位控压单元阻断驱动油路与供油路，主活塞与副活塞之间形成液压联动，使专用驱动凸轮得以通过主活塞带动与副活塞相连的驱动气门位移；
在正功摇臂驱动气门桥位移的状态下，驱动油路随气门桥的位移而断开，主活塞与副活塞之间解除液压联动，副活塞孔内机油泄出，副活塞在气门桥内复位。
进一步地，所述驱动器上设置有主弹性元件，用于在驱动油路泄压时带动主活塞回缩；从而利用主弹性元件的弹力使主活塞保持与专用驱动凸轮分离的初始位置，只有在驱动油路充油时，利用液压力克服主弹性元件的弹力后，主活塞才能够移动至接触专用驱动凸轮。
为了实现刚性的液压联动，进一步地，所述供油路通过定位控压单元单向向驱动油路供油。
为了提高结构的紧凑性，进一步地，所述驱动器上开设与摇臂轴相匹配的轴孔，所述摇臂轴穿过轴孔，所述驱动器通过定位控压单元与摇臂轴固定连接。
为了便于制造及简化装配流程，进一步地，所述定位控压单元包括定位螺钉和单向组件，所述定位螺钉内具有油腔及与油腔连通的进油通道，所述供油路设置在摇臂轴上；
所述定位螺钉与驱动器螺纹连接以此将驱动器固定在摇臂轴上，所述油腔保持与驱动油路连通，所述供油路与进油通道连通，所述单向组件设置在定位螺钉上，并使进油通道与油腔单向连通。
为了提高固定效果，进一步地，上所述摇臂轴上开设有与定位螺钉相匹配的定位面，所述定位螺钉的内端端部与所述定位面接触。
进一步地，所述单向组件包括弹性元件和单向球，所述弹性元件一端抵住油腔的内壁，另一端抵住进油通道与油腔之间的连通处。
为了便于调整驱动油路闭合时的密封性，进一步地，所述驱动油路包括主活塞油道、副活塞油道、内油道及泄油道，所述主活塞油道和副活塞油道开设在驱动器内，所述主活塞油道的一端与主活塞孔连通，另一端与油腔连通，所述副活塞油道的一端与油腔连通，另一端与内油道连通，泄油道与副活塞孔连通，所述驱动器上位置可调的配置有象足调节螺栓，所述内油道穿过所述象足调节螺栓；
其中，所述正功摇臂未驱动气门桥位移时，象足调节螺栓与气门桥接触，内油道与泄油道连通，驱动油路闭合；所述正功摇臂驱动气门桥位移时，象足调节螺栓与气门桥分离，内油道与泄油道分离，驱动油路断开。
为了提高驱动油路闭合时的密封性，进一步地，所述副活塞与副活塞孔之间设有用于推动气门桥向驱动器靠拢的副弹性元件；气门桥在副弹性元件的弹力作用下与象足调节螺栓接触并密封连接。
本发明的有益效果是：本发明专用驱动凸轮组合式发动机气门驱动装置其驱动器固定在摇臂轴上，驱动器和摇臂轴之间无运动摩擦引起的发动机功率消耗和无运动磨损，驱动器非工作时专用驱动凸轮与主活塞分离，有效的降低了专用驱动凸轮与主活塞之间的磨损及发动机的噪音，降低摩擦损耗，提高发动机输出动力的利用率，驱动器工作时专用驱动凸轮通过液压间隙自动调节驱动气门，驱动升程不受初始间隙设置影响，稳定一致，使用维护简单，同时正功凸轮每转动一圈，驱动油路能够自动泄油一次，循环流动的机油在过脏时不会引起杂质的堆积，从而提高工作的稳定性和可靠性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明中专用驱动凸轮组合式发动机气门驱动装置的三维示意图；
图2是本发明中专用驱动凸轮组合式发动机气门驱动装置的俯视示意图；
图3是本发明中驱动器、定位控压单元及摇臂轴相互配合时的爆炸示意图；
图4是本发明中专用驱动凸轮与主活塞分离时的示意图；
图5是本发明中主活塞与副活塞液压之间形成液压联动时的示意图；
图6是本发明中专用驱动凸轮带动驱动气门位移时的示意图；
图7是本发明中正功摇臂带动气门桥位移时的示意图；
图8是本发明中主活塞安在驱动器上的示意图；
图9是本发明中定位控压单元的示意图。
图中：1、气门桥，1-1、副活塞孔；
2、副活塞；3、正功摇臂；
4、驱动器，4-1、主活塞孔，4-2、摇臂孔；
5、主活塞；
6、驱动油路，6-1、主活塞油道，6-2、副活塞油道，6-3、内油道，6-4、泄油道；
7、定位控压单元，7-1、定位螺钉，7-11、油腔，7-12、进油通道，7-2、弹性元件，7-3、单向球；
8、象足调节螺栓，8-1、关节部，8-2、关节座；
9、主弹性元件，10、副弹性元件，11、限位件；
13、正功凸轮，13-1、主升程凸台；
14、专用驱动凸轮，14-1、基圆部，14-2、驱动升程凸台；
15、摇臂轴，15-1、定位面；
16、供油路，17、驱动气门，18、非驱动气门。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等) 可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。
实施例1
如图1-9所示，一种专用驱动凸轮组合式发动机气门驱动装置，发动机为四冲程发动机，气门组的驱动气门17和非驱动气门18均为发动机中的排气门，发动机的凸轮轴上安装有正功凸轮13；
该气门驱动装置包括：
专用驱动凸轮14，安装在发动机的凸轮轴上，位于发动机正功凸轮13的一侧，并具有基圆部14-1和位于基圆部14-1上的驱动升程凸台14-2；驱动升程凸台14-2具体有两个，分别为废气再循环驱动升程凸台和压缩释放驱动升程凸台，废气再循环驱动升程凸台用于使驱动气门17执行废气再循环操作，压缩释放驱动升程凸台14-2用于使驱动气门17执行压缩释放操作；
气门桥1，具有滑动安装在副活塞孔1-1内的副活塞2，驱动气门17与副活塞2连接，具体地，驱动气门17的上端抵住副活塞2，非驱动气门18的上端抵住气门桥1；值得注意的是，正功凸轮13转动时通过正功摇臂3带动气门桥1位移的结构，为常规技术，例如：正功凸轮13转至其基圆与正功摇臂3配合时，正功摇臂3和气门桥1均不发生位移，正功凸轮13转至主升程凸台13-1与正功摇臂3配合时，主升程凸台13-1推动正功摇臂3，由正功摇臂3带动气门桥1位移；
驱动器4，固定安装在摇臂轴15上，并具有用于和专用驱动凸轮14配合的主活塞5，主活塞5滑动安装在主活塞孔4-1内；
以及驱动油路6，通过自身的闭合与断开以间歇性的连通主活塞孔4-1和副活塞孔1-1，驱动油路6通过定位控压单元7与供油路16连通；
在发动机正功摇臂3未驱动气门桥1位移的状态下，驱动油路6闭合，主活塞孔4-1与副活塞孔1-1连通，同时在供油路16向驱动油路6供油的状态下，当专用驱动凸轮14转至基圆部14-1与主活塞5滑动或滚动配合时，主活塞5在驱动油路6的液压作用下伸出至接触基圆部14-1；当专用驱动凸轮14转至驱动升程凸台14-2与主活塞5滑动或滚动配合时，定位控压单元7阻断驱动油路6与供油路16，主活塞5与副活塞2之间形成液压联动，使驱动升程凸台14-2得以通过主活塞5带动与副活塞2相连的驱动气门17位移；如若，主活塞5上具有一平面或曲面，则基圆部14-1和驱动升程凸台14-2在与主活塞5配合时，均为与该平面或曲面接触，以此分别与主活塞14构成所谓的滑动配合；如若，主活塞5上转动安装有滚轮，则基圆部14-1和驱动升程凸台14-2在与主活塞5配合时，均为与该滚轮接触，以此分别与主活塞14构成所谓的滚动配合。
在正功摇臂3驱动气门桥1位移的状态下，驱动油路6随气门桥1的位移而断开，主活塞5与副活塞2之间解除液压联动，副活塞孔1-1内机油泄出，副活塞2在气门桥1内复位。
本实施例中在主活塞5与副活塞2形成液压联动的状态下，专用驱动凸轮14转动至基圆部14-1与主活塞5滑动或滚动配合时，主活塞5不发生位移，专用驱动凸轮14转动至驱动升程凸台14-2与主活塞5滑动或滚动配合时，驱动升程凸台14-2推动主活塞5，主活塞5发生位移，副活塞2随之发生位移，从而由副活塞2推动与其相连的驱动气门17位移；
如图8所示，本实施例中所述驱动器4上设置有主弹性元件9，用于在驱动油路6内泄压时带动主活塞5回缩；从而利用主弹性元件9的弹力使主活塞5保持与专用驱动凸轮14分离至初始位置，只有在驱动油路6充油时，利用液压力克服主弹性元件9的弹力后，主活塞5才能够移动至接触专用驱动凸轮14；主弹性元件9可采用压缩弹簧，具体安装结构则可采用以下方式：主活塞孔4-1的开口朝下，主活塞孔4-1的下端固定有限位件11，主弹性元件9的一端抵住限位件11，另一端抵住主活塞5，主活塞5与限位件11接触时，主活塞5到达向下位移的最大行程。
为了实现刚性液压联动，本实施例中供油路16通过定位控压单元7单向向驱动油路6供油；在主活塞5与副活塞2液压联动时，利用定位控压单元7的反向截止，迫使驱动油路6中的油液不会返流到供油路16中，以此实现主活塞5与副活塞2之间的刚性液压联动；
为了提高结构的紧凑性，本实施例中驱动器4上开设与摇臂轴15相匹配的摇臂孔4-2，摇臂轴15穿过摇臂孔4-2，驱动器4通过定位控压单元7与摇臂轴15固定连接。
如图3和9所示，本实施例中定位控压单元7包括定位螺钉7-1和单向组件，定位螺钉7-1内具有油腔7-11及与油腔7-11连通的进油通道7-12，供油路16设置在摇臂轴15上，由定位螺钉7-1和单向组件组成的定位控压单元7具有结构简单的优点；另外，在安装时，只需要将定位螺钉7-1拧紧在驱动器4上，便能够同时实现定位控压单元7在驱动器4的固定，以及驱动器4在摇臂轴15上的固定，从而简化装配流程，提升生产效率。
本实施例中定位螺钉7-1与驱动器4螺纹连接以此将驱动器4固定在摇臂轴15上，油腔7-11保持与驱动油路6连通，供油路16与进油通道7-12连通，单向组件设置在定位螺钉7-1上，并使进油通道7-12与油腔7-11单向连通。
本实施例中摇臂轴15上开设有与定位螺钉7-1相匹配的定位面15-1，定位螺钉7-1的内端端面与定位面15-1接触，以此实现将驱动器4固定在摇臂轴15上；值得注意的是，定位螺钉7-1还能够通过直接抵紧摇臂轴15外周面的方式，实现将驱动器4固定在摇臂轴15上。
本实施例中单向组件包括弹性元件7-2和单向球7-3，弹性元件7-2具体采用压缩弹簧，弹性元件7-2一端抵住油腔7-11的内壁，另一端抵住进油通道7-12与油腔7-11之间的连通处，其中，单向球7-3抵住进油通道7-12与油腔7-11之间的连通处，以防止油腔7-11中的油液进入到进油通道7-12，但是，进油通道7-12向油腔7-11供油时，弹性元件7-2被会被压缩，单向球7-3打开进油通道7-12与油腔7-11之间的连通处，进油通道7-12与油腔7-11连通；从而能够继续简化定位控压单元7的结构，缩减生产成本；值得注意的是，本实施例中亦可直接采用单向阀替代单向组件。
为了便于调整驱动油路6闭合时的密封性，本实施例中驱动油路6包括主活塞油道6-1、副活塞油道6-2、内油道6-3及泄油道6-4，主活塞油道6-1的一端与主活塞孔4-1连通，另一端与油腔7-11连通，副活塞油道6-2的一端与油腔7-11连通，另一端与内油道6-3连通，主活塞油道6-1和副活塞油道6-2开设在驱动器4内，泄油道6-4与副活塞孔1-1连通，驱动器4上位置可调的配置有象足调节螺栓8，例如象足调节螺栓8与驱动器4螺纹连接，调节好象足调节螺栓8的位置后，拧紧锁紧螺母，将象足调节螺栓8固定在驱动器4上，实现象足调节螺栓8的位置可调；象足调节螺栓8具有关节座8-2与关节部8-1，关节座8-2与关节部8-1之间形成球面副连接或转动副连接，关节座8-2与气门桥1为面接触，以此实现关节座8-2与气门桥1之间的可转动密封连接；内油道6-3穿过象足调节螺栓8的关节座8-2与关节部8-1；本实施例中在调试时，可通过改变象足调节螺栓8轴向位置的方式，来改变关节座8-2与气门桥1之间的初始间隙，从而调整驱动油路6闭合时的密封性。
其中，正功摇臂3未驱动气门桥1位移时，象足调节螺栓8与气门桥1接触，内油道6-3与泄油道6-4连通，驱动油路6闭合；正功摇臂3驱动气门桥1位移时，象足调节螺栓8与气门桥1分离，内油道6-3与泄油道6-4分离，各自进行泄油，驱动油路6断开。
为了提高驱动油路6闭合时的密封性，本实施例中副活塞2与副活塞孔1-1之间设有用于推动气门桥1向驱动器4靠拢的副弹性元件10；气门桥1在副弹性元件10的弹力作用下与象足调节螺栓8无间隙接触并密封连接，副弹性元件10具体采用压缩弹簧，其一端抵住驱动气门17，另一端抵住副活塞孔1-1的孔底。
本实施例的工作原理为：
发动机的凸轮轴带动正功凸轮13和专用驱动凸轮14转动；
发动机的电磁阀关闭，如图4所示，供油路16停止供油，驱动油路6无油压，主活塞5在主弹性元件9的作用下复位，并与专用驱动凸轮14分离，在专用驱动凸轮14转动过程中，专用驱动凸轮14与驱动器4不接触，专用驱动凸轮14的驱动升程不发生传递，正功凸轮13转至正功升程凸台与正功摇臂3接触时，正功摇臂3转动，驱动气门桥1位移，同时打开驱动气门17和非驱动气门18，完成通常的气门正功升程；
发动机的电磁阀开启，如图5所示，供油路16通过定位控压单元7中的单向组件向驱动油路6单向供油，并在气门桥1未发生位移时，内油道6-3与泄油道6-4连通，驱动油路6闭合，随后开始储存油液，故而驱动油路6中的油液会迫使主活塞5克服主弹性元件9的弹力而伸出，接触专用驱动凸轮14的基圆部14-1，如图6所示，当专用驱动凸轮14转至驱动升程凸台14-2与主活塞5接触时，驱动升程凸台14-2推动主活塞5，控压单元7中的单向组件阻断油液从驱动油路6回流到供油路16，主活塞5与副活塞2之间形成液压联动，副活塞2随主活塞5发生位移，从而由副活塞2推动与其相连的驱动气门17位移，实现发动机按专用驱动凸轮14的升程打开驱动气门17；如图7所示，当正功凸轮13开始转至正功升程时，正功摇臂3向下推动气门桥1，驱动气门17和非驱动气门18实现正功升程，同时使气门桥1与象足调节螺栓8的关节座8-2分离，驱动油路6断开，内油道6-3与泄油道6-4分离，主活塞5在主弹性元件9的作用下复位，并使内油道6-3泄油，副活塞孔1-1内的油液在驱动气门17压力作用下通过泄油道6-4排出，副活塞2复位，缩回到未伸展的位置，使整个气门驱动装置恢复到正功姿态。
上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种专用驱动凸轮组合式发动机气门驱动装置，其特征在于：包括：
专用驱动凸轮（14），位于发动机正功凸轮（13）的一侧，并具有基圆部（14-1）和位于基圆部（14-1）上的驱动升程凸台（14-2）；
气门桥（1），具有滑动安装在副活塞孔（1-1）内的副活塞（2），驱动气门（17）与副活塞（2）连接；
驱动器（4），固定安装在摇臂轴（15）上，并具有用于和专用驱动凸轮（14）配合的主活塞（5），主活塞（5）滑动安装在主活塞孔（4-1）内；
以及驱动油路（6），通过自身的闭合与断开以间歇性的连通主活塞孔（4-1）和副活塞孔（1-1），所述驱动油路（6）通过定位控压单元（7）与供油路（16）连通；
在发动机正功摇臂（3）未驱动气门桥（1）位移的状态下，驱动油路（6）闭合，主活塞孔（4-1）与副活塞孔（1-1）连通，同时在供油路（16）向驱动油路（6）供油的状态下，当专用驱动凸轮（14）转至基圆部（14-1）与主活塞（5）滑动或滚动配合时，主活塞（5）在驱动油路（6）的液压作用下伸出至接触基圆部（14-1）；当专用驱动凸轮（14）转至驱动升程凸台（14-2）与主活塞（5）滑动或滚动配合时，定位控压单元（7）阻断驱动油路（6）与供油路（16），主活塞（5）与副活塞（2）之间形成液压联动，使驱动升程凸台（14-2）得以通过主活塞（5）带动与副活塞（2）相连的驱动气门（17）位移；
在正功摇臂（3）驱动气门桥（1）位移的状态下，驱动油路（6）随气门桥（1）的位移而断开，主活塞（5）与副活塞（2）之间解除液压联动，副活塞孔（1-1）内机油泄出，副活塞（2）在气门桥（1）内复位。
2.根据权利要求1所述的专用驱动凸轮组合式发动机气门驱动装置，其特征在于：所述驱动器（4）上设置有主弹性元件（9），用于在驱动油路（6）内泄压时带动主活塞（5）回缩。
3.根据权利要求1所述的专用驱动凸轮组合式发动机气门驱动装置，其特征在于：所述供油路（16）通过定位控压单元（7）单向向驱动油路（6）供油。
4.根据权利要求3所述的专用驱动凸轮组合式发动机气门驱动装置，其特征在于：所述驱动器（4）上开设与摇臂轴（15）相匹配的轴孔（4-2），所述摇臂轴（15）穿过轴孔（4-2），所述驱动器（4）通过定位控压单元（7）与摇臂轴（15）固定连接。
5.根据权利要求4所述的专用驱动凸轮组合式发动机气门驱动装置，其特征在于：所述定位控压单元（7）包括定位螺钉（7-1）和单向组件，所述定位螺钉（7-1）内具有油腔（7-11）及与油腔（7-11）连通的进油通道（7-12），所述供油路（16）设置在摇臂轴（15）上；
所述定位螺钉（7-1）与驱动器（4）螺纹连接以此将驱动器（4）固定在摇臂轴（15）上，所述油腔（7-11）保持与驱动油路（6）连通，所述供油路（16）与进油通道（7-12）连通，所述单向组件设置在定位螺钉（7-1）上，并使进油通道（7-12）与油腔（7-11）单向连通。
6.根据权利要求5所述的专用驱动凸轮组合式发动机气门驱动装置，其特征在于：所述摇臂轴（15）上开设有与定位螺钉（7-1）相匹配的定位面（15-1），所述定位螺钉（7-1）的内端端面与所述定位面（15-1）接触。
7.根据权利要求5所述的专用驱动凸轮组合式发动机气门驱动装置，其特征在于：所述单向组件包括弹性元件（7-2）和单向球（7-3），所述弹性元件（7-2）一端抵住油腔（7-11）的内壁，另一端抵住进油通道（7-12）与油腔（7-11）之间的连通处。
8.根据权利要求5所述的专用驱动凸轮组合式发动机气门驱动装置，其特征在于：所述驱动油路（6）包括主活塞油道（6-1）、副活塞油道（6-2）、内油道（6-3）及泄油道（6-4），所述主活塞油道（6-1）和副活塞油道（6-2）开设在驱动器（4）内，所述主活塞油道（6-1）的一端与主活塞孔（4-1）连通，另一端与油腔（7-11）连通，所述副活塞油道（6-2）的一端与油腔（7-11）连通，另一端与内油道（6-3）连通，泄油道（6-4）与副活塞孔（1-1）连通，所述驱动器（4）上位置可调的配置有象足调节螺栓（8），所述内油道（6-3）穿过所述象足调节螺栓（8）；
其中，所述正功摇臂（3）未驱动气门桥（1）位移时，象足调节螺栓（8）与气门桥（1）接触，内油道（6-3）与泄油道（6-4）连通，驱动油路（6）闭合；所述正功摇臂（3）驱动气门桥（1）位移时，象足调节螺栓（8）与气门桥（1）分离，内油道（6-3）与泄油道（6-4）分离，驱动油路（6）断开。
9.根据权利要求8所述的专用驱动凸轮组合式发动机气门驱动装置，其特征在于：所述副活塞（2）与副活塞孔（1-1）之间设有用于推动气门桥（1）向驱动器（4）靠拢的副弹性元件（10）。
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