CN204140149U - 一种发动机配气机构及发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种发动机配气机构及发动机，包括气门、与气门连接的气门摇臂以及凸轮轴，还包括执行拉杆，以及可驱动所述执行拉杆旋转且轴向移动的驱动电机，所述执行拉杆上套设有所述气门摇臂和驱动臂，所述执行拉杆的侧壁穿设有锁止销，所述驱动臂的内孔壁上对应所述锁止销的位置开设有锁止孔，所述锁止销的外端穿设于所述锁止孔内，所述锁止孔的一侧边沿设有斜槽，所述驱动臂与所述气门摇臂通过啮合齿啮合。本实用新型所述的发动机配气机构及发动机，可以实现停缸与正常工作之间的切换，且结构简单，摩擦副较少，成本较低。

Description

一种发动机配气机构及发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机配件技术领域，特别涉及一种发动机配气机构及发动机。

背景技术

随着汽车使用量的增加，能源消耗和废气排放也在增加，使得能源的供给和环境问题日趋紧张，能源和环境问题成为制约汽车工业快速发展的瓶颈。因此，研发汽车节能减排技术显得尤为重要。

停缸技术作为节能减排技术之一，可以根据车辆载重的多少来控制气缸的使用数量，例如，在负荷低的时候通过关闭进气门来控制切断部分气缸的供油，从而使工作气缸的负荷提高，进而提高汽油机燃油经济性，而且不会影响汽车动力。传统的配气机构主要包括气门、气门摇臂、气门弹簧座、气门弹簧以及凸轮轴，当凸轮轴的上升段顶起气门摇臂时，气门摇臂通过气门弹簧座压缩气门弹簧使气门开启，当凸轮轴的下降段与气门摇臂接触时，气门在气门弹簧的作用下逐渐关闭。

目前通常都是采用单独的机械机构或电控液压机构控制发动机停缸。采用单独的机械机构时，结构复杂，零部件较多，摩擦副也相对较多，同时还要考虑发动机高速下停缸时机械运动构件的惯性问题；而采用单独的电控液压机构时，油路加工复杂困难，成本较高，对系统的可靠性要求也比较高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种发动机配气机构及发动机，以解决停缸技术中机械结构和油路加工复杂、摩擦副较多且成本较高的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种发动机配气机构，包括气门、与气门连接的气门摇臂以及凸轮轴，还包括执行拉杆，所述执行拉杆的一端连接有驱动电机，所述驱动电机可驱动所述执行拉杆旋转且轴向移动，所述气门摇臂套设于所述执行拉杆上且与所述执行拉杆沿轴向相对固定，所述执行拉杆上配合套设有驱动臂，所述执行拉杆可带动所述驱动臂旋转和轴向移动，随着所述驱动臂的旋转，所述驱动臂的一端可与所述凸轮轴相抵靠，所述执行拉杆的侧壁穿设有锁止销，所述锁止销连接有用于驱动锁止销伸出和缩回的驱动装置，所述驱动臂的内孔壁上对应所述锁止销的位置开设有锁止孔，所述锁止销的外端穿设于所述锁止孔内，所述锁止孔靠近所述气门摇臂的一侧边沿设有斜槽，所述驱动臂与所述气门摇臂通过啮合齿啮合。

进一步的，所述凸轮轴包括驱动凸轮和支撑轮，所述驱动凸轮与所述驱动臂相抵靠，所述支撑轮为无偏心圆形轮，所述气门摇臂的一端与所述气门连接，另一端设有可旋转的靠轮，所述支撑轮与所述靠轮相抵靠。

进一步的，所述驱动装置包括设置于所述执行拉杆内的油道和设置于所述油道内的弹簧，所述执行拉杆的侧壁开设有与所述油道连通的销孔和进油孔，所述锁止销穿设于所述销孔内，且所述锁止销的内端通过弹簧与所述油道的内壁连接，所述进油孔与发动机的润滑油道连通。

进一步的，所述锁止销的内端开设有盲孔，所述弹簧设置于所述盲孔内且与所述盲孔的孔底连接。

进一步的，所述执行拉杆的侧壁还开设有与所述油道连通的润滑孔，所述润滑孔与所述气门摇臂的位置相对应。

进一步的，所述气门摇臂的两侧设有止推片，所述止推片与所述执行拉杆固定连接。

进一步的，所述气门摇臂为两个且彼此固定连接，两个所述气门摇臂上各连接有一个气门，两个所述气门摇臂均穿设于所述执行拉杆上，所述驱动臂设置于两个所述气门摇臂之间。

进一步的，其中一个所述气门摇臂上设有所述啮合结构。

进一步的，两个所述气门摇臂上均设有所述靠轮，所述支撑轮为两个且分别与两个所述靠轮相抵靠。

本实用新型还提供了一种发动机，所述发动机设置有上述任一技术方案中所述的发动机配气机构。

相对于现有技术，本实用新型所述的发动机配气机构及发动机具有以下优势：

本实用新型的发动机配气机构及发动机，当发动机转至低负荷运行时，驱动装置使锁止销收缩至执行拉杆内，紧接着，驱动电机驱动执行拉杆带动驱动臂旋转且沿远离气门摇臂方向轴向移动，使驱动臂与凸轮轴分离，以及驱动臂与气门摇臂的啮合齿脱离，此时，当凸轮轴旋转时，气门摇臂无转矩，气门一直处于关闭状态，气缸进入停缸状态；当发动机在高负荷运行，需要使上述气缸工作时，驱动电机驱动执行拉杆带动驱动臂旋转一定角度，使驱动臂与凸轮轴相抵靠，紧接着，驱动装置使锁止销外端沿斜槽伸出至锁止孔内，在此过程中，锁止销向斜槽的内壁施加一定的推力，使驱动臂向靠近气门摇臂的方向移动，进而使驱动臂与气门摇臂的啮合齿逐渐进入啮合，由于气门摇臂套设于执行拉杆上且与执行拉杆沿轴向相对固定，因此驱动臂可向气门摇臂传递转矩，当凸轮轴旋转时，可带动驱动臂上下摆动，当驱动臂向上摆动时，带动气门摇臂向下摆动，气门开启，此时，气门可正常进气，气缸处于正常工作状态。由此，本实用新型的发动机配气机构及发动机可以实现停缸，且只需在传统的配气机构的气门摇臂上加工啮合齿，增加驱动臂、执行拉杆等几种结构，对原有结构影响较小，结构简单；此外，最多在凸轮轴与驱动臂以及气门摇臂与执行拉杆之间存在摩擦，摩擦副较少；该结构主要通过驱动电机驱动，不需加工复杂的油路，因而成本较低。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的发动机配气机构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的发动机配气机构在正常工作状态的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的发动机配气机构在正常工作状态的剖面图；

图4为本实用新型实施例所述的发动机配气机构在停缸状态的剖面图；

图5为图4的A部放大图；

图6为本实用新型实施例所述的发动机配气机构在停缸状态的结构示意图。

附图标记说明：

1-气门，2-气门摇臂，21-靠轮，3-凸轮轴，31-凸轮，32-支撑轮，4-执行拉杆，41-油道，42-进油孔，43-润滑油孔，44-螺堵，5-驱动电机，6-驱动臂，61-锁止孔，62-斜槽，7-锁止销，8-弹簧，9-止推片。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，一种发动机配气机构，包括气门1、与气门1连接的气门摇臂2以及凸轮轴3，还包括执行拉杆4，执行拉杆4的一端连接有驱动电机5，驱动电机5可驱动执行拉杆4旋转且轴向移动，气门摇臂2套设于执行拉杆4上且与执行拉杆4沿轴向相对固定，执行拉杆4上配合套设有驱动臂6，执行拉杆4可带动驱动臂6旋转和轴向移动，随着驱动臂6的旋转，如2所示，一端可与凸轮轴3相抵靠，参考图3，执行拉杆4的侧壁穿设有锁止销7，锁止销7连接有用于驱动锁止销7伸出和缩回的驱动装置，驱动臂6的内孔壁上对应锁止销7的位置开设有锁止孔61，锁止销7的外端穿设于锁止孔61内，锁止孔61靠近气门摇臂2的一侧边沿设有斜槽62，驱动臂6与气门摇臂2通过啮合齿啮合。

本实用新型的发动机配气机构及发动机，当发动机转至低负荷运行时，如图4-6所示，驱动装置使锁止销7收缩至执行拉杆4内，紧接着，驱动电机5驱动执行拉杆4带动驱动臂6旋转且沿远离气门摇臂2方向轴向移动，使驱动臂6与凸轮轴3分离，以及驱动臂6与气门摇臂2的啮合齿脱离，此时，当凸轮轴3旋转时，气门摇臂2无转矩，气门1一直处于关闭状态，气缸进入停缸状态；当发动机在高负荷运行，需要使上述气缸工作时，参考图2和3，驱动电机5驱动执行拉杆4带动驱动臂6旋转一定角度，使驱动臂6与凸轮轴3相抵靠，紧接着，驱动装置使锁止销7外端沿斜槽62伸出至锁止孔61内，在此过程中，锁止销7向斜槽62的内壁施加一定的推力，使驱动臂6向靠近气门摇臂2的方向移动，进而使驱动臂6与气门摇臂2的啮合齿逐渐进入啮合，由于气门摇臂2套设于执行拉杆4上且与执行拉杆4沿轴向相对固定，因此驱动臂6可向气门摇臂2传递转矩，当凸轮轴3旋转时，可带动驱动臂6上下摆动，当驱动臂6向上摆动时，带动气门摇臂2向下摆动，气门1开启，此时，气门1可正常进气，气缸处于正常工作状态。由此，本实用新型的发动机配气机构及发动机可以实现停缸，且只需在传统的配气机构的气门摇臂2上加工啮合齿，增加驱动臂6、执行拉杆4等几种结构，对原有结构影响较小，结构简单；此外，最多在凸轮轴3与驱动臂6以及气门摇臂2与执行拉杆4之间存在摩擦，摩擦副较少；该结构主要通过驱动电机5驱动，不需加工复杂的油路，因而成本较低。

其中，驱动电机5可以选用丝杆直线电机，丝杆直线电机的电机轴在旋转的同时可轴向移动，因此，可直接将丝杆直线电机的电机轴当做执行拉杆4使用，当发动机需要停缸时，丝杆直线电机可驱动执行拉杆4在旋转的同时轴向移动，从而既实现了驱动臂6与凸轮轴3的分离，又实现了驱动臂6与气门摇臂2的分离。结构简单，操作方便。

优选地，如图2和6所示，凸轮轴3包括驱动凸轮31和支撑轮32，在高负荷时，驱动凸轮31与驱动臂6相抵靠，凸轮31的旋转可带动驱动臂6的上下摆动，从而实现气门1的开闭；气门摇臂2的一端与气门1连接，另一端设有靠轮21，在气缸正常工作与停缸时，支撑轮32均与靠轮21相抵靠，由于支撑轮32为无偏心圆形轮，凸轮轴3旋转时，支撑轮32对气门摇臂2不施加转矩，仅通过靠轮21对气门摇臂2起到支撑作用，优选将靠轮21设置为可旋转的结构，这样支撑轮与靠轮21之间的摩擦为滚动摩擦，可以有效降低摩擦损失。

具体地，如图3-5所示，驱动装置包括设置于执行拉杆4内的油道41和设置于油道41内的弹簧8，执行拉杆4的侧壁开设有与油道41连通的销孔和进油孔42，锁止销7穿设于销孔内，且锁止销7的内端通过弹簧8与油道41的内壁连接，进油孔42与发动机的润滑油道连通，当发动机高负荷运行时，润滑油从进油孔42内流入执行拉杆4内的油道41，由于弹簧8设置于油道41内，增大的油压使弹簧8伸张，并驱动锁止销7沿销孔通过斜槽62伸出至锁止孔61内，在此过程中，锁止销7向斜槽62的内壁施加一定的推力，使驱动臂6向靠近气门摇臂2的方向移动，进而使驱动臂6与气门摇臂2的啮合齿逐渐进入啮合；当发动机低负荷运行时，执行拉杆4内油道41里的润滑油从进油孔42内泻出，同样由于弹簧8设置于油道41内，减小的油压使弹簧8收缩，而锁止销7的内端通过弹簧8与油道41的内壁连接，弹簧8收缩带动锁止销7通过斜槽62收缩至执行拉杆4内；此外，执行拉杆4内设有油道41可以减轻其自身重量；执行拉杆4内的油道41优选从执行拉杆4一端加工油道41，并通过螺堵44密封，使油道41加工方便。

在实际的使用过程中，驱动电机5与油道41内润滑油的进出均是由ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)来控制的，在气缸正常工作时，若ECU检测到发动机开始低负荷运行，ECU发出停缸指令，控制油道41内的润滑油泻出，使油道41内油压降低，并驱动电机5使其旋转并沿远离气门摇臂2方向轴向移动，进而使驱动臂6与凸轮轴3分离，驱动臂6与气门摇臂2的啮合齿脱离，气门1一直处于关闭状态；此时，若ECU检测到发动机开始高负荷运行，ECU控制向油道41内流入润滑油，使油道41内油压升高，并驱动电机5使其旋转并沿靠近气门摇臂2方向轴向移动，进而使驱动臂6与凸轮轴3相抵触，驱动臂6与气门摇臂2的啮合齿啮合，气门1正常开启与关闭。

为避免弹簧8在油压的控制下伸张与压缩时会左右摇摆，参考图3-5所示，锁止销7的内端开设有盲孔，弹簧8设置于盲孔内且与盲孔的孔底连接，设置盲孔还可以使执行拉杆4内的油道41流入润滑油时，润滑油进入盲孔内，更容易驱动锁止销7向上伸出。

如图3和4所示，执行拉杆4的侧壁还开设有与油道41连通的润滑孔43，润滑孔43与气门摇臂2的位置相对应，在发动机高负荷运行时，气缸正常工作，此时，执行拉杆4内的油道41内流入润滑油，润滑油经润滑孔43流入气门摇臂2与执行拉杆4之间，在驱动臂6带动气门摇臂2上下摆动时，气门摇臂2与执行拉杆4之间形成油膜，减小它们之间的摩擦，提高气门摇臂2的寿命。

如图1-4及图6所示，气门摇臂2的两侧优选设有止推片9，止推片9与执行拉杆4固定连接，从而气门摇臂2与执行拉杆4沿轴向相对固定，进而避免气门摇臂2轴向窜动。

优选地，如图1所示，气门摇臂2为两个且彼此固定连接，两个气门摇臂2上各连接有一个气门1，两个气门摇臂2均穿设于执行拉杆4上，驱动臂6设置于两个气门摇臂2之间，这种优选情况下，驱动臂6可带动两个气门摇臂2同时上下摆动，即在增加一个气门摇臂2、不增加其它附加结构的情况下，可以同时控制两个气门1的开启与关闭，结构更加简单化。

具体地，如图2和6所示，在其中一个或两个气门摇臂2上接近驱动臂6的一侧设有啮合结构，均可以保证驱动臂6向气门摇臂2传递转矩，实现气门1的开启和关闭，而若两个气门摇臂2上均设有啮合结构，不仅气门摇臂2与驱动臂6本身需要进行啮合结构的加工，还要增加与其相应的驱动它们啮合以及脱离的机构，结构较复杂，因此优选在其中一个气门摇臂2上设置啮合结构。

具体地，两个气门摇臂2上均设有靠轮21，支撑轮32为两个且分别与两个靠轮21相抵靠，在气缸正常工作与停缸时，两个支撑轮32均与两个靠轮21相抵靠，使支撑轮通过靠轮21对气门摇臂2产生支撑力较为平衡，有利于气门1工作的稳定。

本实用新型还提供了一种发动机，发动机设置有上述任一技术方案中的发动机配气机构。

由于在本实施例的发动机中使用的发动机配气机构与上述发动机配气机构的各实施例中提供的发动机配气机构相同，因此二者能够解决相同的技术问题，并达到相同的预期效果。

关于本实用新型实施例的发动机的其他构成等已为本领域的技术人员所熟知，在此不再详细说明。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机配气机构，包括气门(1)、与气门(1)连接的气门摇臂(2)以及凸轮轴(3)，其特征在于：还包括执行拉杆(4)，所述执行拉杆(4)的一端连接有驱动电机(5)，所述驱动电机(5)可驱动所述执行拉杆(4)旋转且轴向移动，所述气门摇臂(2)套设于所述执行拉杆(4)上且与所述执行拉杆(4)沿轴向相对固定，所述执行拉杆(4)上配合套设有驱动臂(6)，所述执行拉杆(4)可带动所述驱动臂(6)旋转和轴向移动，随着所述驱动臂(6)的旋转，所述驱动臂(6)的一端可与所述凸轮轴(3)相抵靠，

所述执行拉杆(4)的侧壁穿设有锁止销(7)，所述锁止销(7)连接有用于驱动锁止销(7)伸出和缩回的驱动装置，所述驱动臂(6)的内孔壁上对应所述锁止销(7)的位置开设有锁止孔(61)，所述锁止销(7)的外端穿设于所述锁止孔(61)内，所述锁止孔(61)靠近所述气门摇臂(2)的一侧边沿设有斜槽(62)，所述驱动臂(6)与所述气门摇臂(2)通过啮合齿啮合。

2.根据权利要求1所述的发动机配气机构，其特征在于，所述凸轮轴(3)包括驱动凸轮(31)和支撑轮(32)，所述驱动凸轮(31)与所述驱动臂(6)相抵靠，所述支撑轮(32)为无偏心圆形轮，所述气门摇臂(2)的一端与所述气门(1)连接，另一端设有可旋转的靠轮(21)，所述支撑轮(32)与所述靠轮(21)相抵靠。

3.根据权利要求1或2所述的发动机配气机构，其特征在于，所述驱动装置包括设置于所述执行拉杆(4)内的油道(41)和设置于所述油道(41)内的弹簧(8)，所述执行拉杆(4)的侧壁开设有与所述油道(41)连通的销孔和进油孔(42)，所述锁止销(7)穿设于所述销孔内，且所述锁止销(7)的内端通过弹簧(8)与所述油道(41)的内壁连接，所述进油孔(42)与发动机的润滑油道连通。

4.根据权利要求3所述的发动机配气机构，其特征在于，所述锁止销(7)的内端开设有盲孔，所述弹簧(8)设置于所述盲孔内且与所述盲孔的孔底连接。

5.根据权利要求3所述的发动机配气机构，其特征在于，所述执行拉杆(4)的侧壁还开设有与所述油道(41)连通的润滑孔(43)，所述润滑孔(43)与所述气门摇臂(2)的位置相对应。

6.根据权利要求1或2所述的发动机配气机构，其特征在于，所述气门摇臂(2)的两侧设有止推片(9)，所述止推片(9)与所述执行拉杆(4)固定连接。

7.根据权利要求2所述的发动机配气机构，其特征在于，所述气门摇臂(2)为两个且彼此固定连接，两个所述气门摇臂(2)上各连接有一个气门(1)，两个所述气门摇臂(2)均穿设于所述执行拉杆(4)上，所述驱动臂(6)设置于两个所述气门摇臂(2)之间。

8.根据权利要求7所述的发动机配气机构，其特征在于，其中一个所述气门摇臂(2)上设有所述啮合结构。

9.根据权利要求7所述的发动机配气机构，其特征在于，两个所述气门摇臂(2)上均设有所述靠轮(21)，所述支撑轮(32)为两个且分别与两个所述靠轮(21)相抵靠。

10.一种发动机，其特征在于，所述发动机设置有权利要求1～9中任一项所述的发动机配气机构。