CN209129701U - 一种无凸轮轴的旋转气门结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无凸轮轴的旋转气门结构，包括安装在气缸盖上的锥形圆柱气门，所述气缸盖内上下贯通的设有与所述锥形圆柱气门相适配的气门孔，所述气门孔的孔壁上设有进/出气通道，所述锥形圆柱气门内设有通气通道，所述气缸盖的顶端设有驱动所述锥形圆柱气门旋转的驱动装置，所述驱动装置驱动所述锥形圆柱气门旋转使所述通气通道能够与所述进/出气通道连通；所述锥形圆柱气门上设有与所述气门孔的孔壁相适应的密封结构，所述锥形圆柱气门与所述气缸盖的孔壁之间设有定位机构。本实用新型的无凸轮轴的旋转气门结构，简化了发动机结构、节省空间和降低了重量，有效减少发动机震动，噪声小，装配精度高，密封性，有效防止气体泄漏。

Description

一种无凸轮轴的旋转气门结构

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，更具体地说，它涉及一种无凸轮轴的旋转气门结构。

背景技术

在发动机上以电磁、电液、电气或其他方式驱动气门,实现无凸轮轴气门驱动,可以灵活改变气门正时,简化发动机结构,能有选择地闭缸,灵活改变发动机有效压缩比以适应多种燃料要求,使发动机获得比采用一般可变气门驱动更多的好处。无凸轮轴气门驱动的主要问题是响应速度不够高、气门落座冲击、能耗过高以及驱动系统复杂昂贵。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本实用新型的目的是提供了一种控制精准、快速的无凸轮轴的旋转气门结构。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种无凸轮轴的旋转气门结构，包括安装在气缸盖上的锥形圆柱气门，所述气缸盖内上下贯通的设有与所述锥形圆柱气门相适配的气门孔，所述气门孔的孔壁上设有进/出气通道，所述锥形圆柱气门内设有通气通道，所述气缸盖的顶端设有驱动所述锥形圆柱气门旋转的驱动装置，所述驱动装置驱动所述锥形圆柱气门旋转使所述通气通道能够与所述进/出气通道连通；所述锥形圆柱气门上设有与所述气门孔的孔壁相适应的密封结构，所述锥形圆柱气门与所述气缸盖的孔壁之间设有定位机构。

进一步的，所述通气通道包括自所述锥形圆柱气门的锥体底面向上延伸设置的直孔段和向一侧延伸至所述锥形圆柱气门的锥体斜面上的弧形通道。

更进一步的，所述驱动装置包括在所述气缸盖顶端设有的支撑架，所述支撑架上设有竖向布置的与所述锥形圆柱气门的气门杆连接的伺服电机；所述伺服电机的电机轴与所述锥形圆柱气门的气门杆连接；所述支撑架为方形罩状结构，所述支撑架的底部设有向外翻折设置的定位凸沿。

作为进一步的改进，所述定位机构包括在所述锥形圆柱气门的气门杆与所述气缸盖之间设有的径向轴承和在所述锥形圆柱气门的锥体顶端与所述气缸盖之间设有的轴向接触轴承；所述气门孔的孔壁下端设有与所述锥形圆柱气门的锥体底面相适应的挡圈。

更进一步的，所述径向轴承安装在所述气门孔的顶端，所述气门孔的孔壁上设有与所述径向轴承的外圈相适应的定位台阶；所述锥形圆柱气门的锥体顶端设有与所述轴向接触轴承的端面相适应的定位台阶。

作为更进一步的改进，所述定位机构包括在所述锥形圆柱气门的锥体与所述气门孔的孔壁之间设有的密封圈。

作为进一步的改进，所述锥形圆柱气门的锥体顶端位于所述轴向接触轴承的下方设有密封圈，所述锥形圆柱气门的锥体底端位于所述通气通道的下方设有密封圈。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型的无凸轮轴的旋转气门结构的有益效果如下：本无凸轮轴的旋转气门结构，取消了传统气门机构中的凸轮轴及凸轮轴传动零部件、摇臂、铤柱等，简化了发动机结构、节省空间与重量，气门开启或关闭时，不会发生震动冲击，噪声小，而且锥形圆柱气门完全安装在气门孔内，不会占用缸体的缸孔空间，增大了燃烧室体积，通过驱动装置驱动，实现自动化智能化控制，在燃油经济性、动力性和降低排放等方面有特别的好处；定位装配精度高，密封性，有效防止气体泄漏而引起异响。

附图说明

图1是本实用新型的无凸轮轴的旋转气门结构的开启状态的示意图；

图2是本实用新型的无凸轮轴的旋转气门结构的关闭状态的示意图；

图3是本实用新型中锥形圆柱气门的结构示意图一；

图4是本实用新型中锥形圆柱气门的结构示意图二。

图中：1、伺服电机；2、支撑架；3、径向轴承；4、电机轴；5、轴向接触轴承；6、锥形圆柱气门；7、密封圈；8、挡圈；9、气缸盖；10、通气通道；11、进/出气通道。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

本实用新型的具体实施方式是这样的：如图1-4所示，一种无凸轮轴的旋转气门结构，包括安装在气缸盖9上的锥形圆柱气门6，气缸盖9内上下贯通的设有与锥形圆柱气门6相适配的气门孔，气门孔的孔壁上设有进/出气通道11，锥形圆柱气门6内设有通气通道10，气缸盖9的顶端设有驱动锥形圆柱气门6旋转的驱动装置，驱动装置驱动锥形圆柱气门6旋转使通气通道10能够与进/出气通道11连通，通过锥形圆柱气门6的旋转实现气门的开合，锥形圆柱气门6整体位于气缸盖9内，取消了传统气门机构中的凸轮轴及凸轮轴传动零部件、摇臂、铤柱等，简化了发动机结构、节省空间与重量，气门开启或关闭时，不会发生震动冲击，噪声小，而且锥形圆柱气门6完全安装在气门孔内，不会占用缸体的缸孔空间，增大了燃烧室体积，通过驱动装置驱动，实现自动化智能化控制，在燃油经济性、动力性和降低排放等方面有特别的好处；锥形圆柱气门6上设有与气门孔的孔壁相适应的密封结构，锥形圆柱气门6与气缸盖9的孔壁之间设有定位机构，保证装配精度，防止锥形圆柱气门6发生轴向位移，防止气体泄漏。

在本实施例中，通气通道10包括自锥形圆柱气门6的锥体底面向上延伸设置的直孔段和向一侧延伸至锥形圆柱气门6的锥体斜面上的弧形通道；锥形圆柱气门6的外圆锥面与大的底面有变径通孔相连通，外圆锥面上的弧形通道与气缸盖9上的进/出气通道11大小形状相同，对气体进行导流，保证气流通畅。

在本实施例中，驱动装置包括在气缸盖9顶端设有的支撑架2，支撑架2上设有竖向布置的与锥形圆柱气门6的气门杆连接的伺服电机1，通过伺服电机1控制锥形圆柱气门旋转，结构简单，传动机构少，电动控制，控制精准；伺服电机1的电机轴4插入锥形圆柱气门6的气门杆，过盈配合，连接紧密牢固，不会发生相对转动。

在本实施例中，伺服电机1的电机轴4与锥形圆柱气门6的气门杆连接；支撑架2为方形罩状结构，支撑架2的底部设有向外翻折设置的定位凸沿，保证伺服电机1竖直安装。

在本实施例中，定位机构包括在锥形圆柱气门6的气门杆与气缸盖9之间设有的径向轴承3和在锥形圆柱气门6的锥体顶端与气缸盖9之间设有的轴向接触轴承5，径向轴承3安装在气门孔的顶端，气门孔的孔壁上设有与径向轴承3的外圈相适应的定位台阶；锥形圆柱气门6的锥体顶端设有与轴向接触轴承5的端面相适应的定位台阶。径向轴承3的外圈与气缸盖9过盈配合，径向轴承3内圈与锥形圆柱气门6的气门杆外圆柱面过渡配合；轴向接触轴承5的静圈与气缸盖9的气门孔过渡配合、其动圈与锥形圆柱气门6的锥体顶端的外圆柱面过盈配合，而且，通过定位台阶挤压轴向接触轴承5的动圈端面，从而实现可相对转动的定位；气门孔的孔壁下端设有与锥形圆柱气门6的锥体底面相适应的挡圈8，挡圈8与气缸盖9上相应的槽间隙配合、与锥形圆柱气门6底面重合，防止锥形圆柱气门6发生轴向移位。

在本实施例中，定位机构包括在锥形圆柱气门6的锥体与气门孔的孔壁之间设有的密封圈7，锥形圆柱气门6的锥体上设有与密封圈7相适配的密封槽，防止密封圈7变形，密封圈7为金属密封圈，与气缸盖9的孔壁之间紧密连接，密封性好，耐磨，使用寿命长，金属密封圈7与锥形圆柱气门6上的密封槽间隙配合、与气缸盖9的壁面接触，并使金属密封圈7产生预变形。锥形圆柱气门6的外圆锥面与气缸盖9上相应的圆锥孔面重合，且两者锥度相同。

在本实施例中，锥形圆柱气门6的锥体顶端位于轴向接触轴承5的下方设有密封圈7，锥形圆柱气门6的锥体底端位于通气通道10的下方设有密封圈7，即锥形圆柱气门6的锥体上、下两端设有密封结构，防止气体从气门孔向泄漏而造成发动机异响。

具体工作原理为：

当气门全开启时，如图1所示，给伺服电机1输入电信号，电机轴4带动与之过盈配合的锥形圆柱气门6旋转一定角度，使得锥形圆柱气门6外圆锥面上的通气通道10与气缸盖9上的进/出气通道11连通，此时气缸与气缸盖的进/出气通道11完全相通，通过的流量最大。轴承3的外圈固定于气缸盖9上不动、其内圈与锥形圆柱气门6一起旋转，起到减小摩擦作用。挡圈8能防止锥形圆柱气门6沿其中轴线方向移动，金属密封圈7装配时有预变形起到密封作用，另外锥形圆柱气门6受气缸内向上的压力时由于锥形形状的存在会产生自密封且进一步加强密封效果。轴向接触轴承5静圈固定于气缸盖9上不动，动圈随锥形圆柱气门6一起旋转，可承受锥形圆柱气门6沿着中心轴线方向的压力，使得即使气缸内压力很大时气门也能轻易旋转开启。锥形圆柱本身也起到定位的作用，保证锥形圆柱气门6的中轴线与电机轴4的中轴线重合。

同理，当气门关闭时，只需要给伺服电机1输入电信号使形圆柱气门6旋转180度，让锥形圆柱气门6外圆锥面上的开口与气缸盖9上的进/出气通道11相背离。此时气缸与气缸盖的进/出气通道11完全隔断，如图2所示，金属密封圈7和锥形圆柱气门6的锥形形状起到密封作用，气门关闭。

只要控制输入伺服电机1的电信号就可以控制气门的开度以及开启/关闭时间，方便实现自动化智能化控制。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (7)

1.一种无凸轮轴的旋转气门结构，其特征在于，包括安装在气缸盖(9)上的锥形圆柱气门(6)，所述气缸盖(9)内上下贯通的设有与所述锥形圆柱气门(6)相适配的气门孔，所述气门孔的孔壁上设有进/出气通道(11)，所述锥形圆柱气门(6)内设有通气通道(10)，所述气缸盖(9)的顶端设有驱动所述锥形圆柱气门(6)旋转的驱动装置，所述驱动装置驱动所述锥形圆柱气门(6)旋转使所述通气通道(10)能够与所述进/出气通道(11)连通；所述锥形圆柱气门(6)上设有与所述气门孔的孔壁相适应的密封结构，所述锥形圆柱气门(6)与所述气缸盖(9)的孔壁之间设有定位机构。

2.根据权利要求1所述的一种无凸轮轴的旋转气门结构，其特征在于，所述通气通道(10)包括自所述锥形圆柱气门(6)的锥体底面向上延伸设置的直孔段和向一侧延伸至所述锥形圆柱气门(6)的锥体斜面上的弧形通道。

3.根据权利要求1所述的一种无凸轮轴的旋转气门结构，其特征在于，所述驱动装置包括在所述气缸盖(9)顶端设有的支撑架(2)，所述支撑架(2)上设有竖向布置的与所述锥形圆柱气门(6)的气门杆连接的伺服电机(1)；所述伺服电机(1)的电机轴（4）与所述锥形圆柱气门(6)的气门杆连接；所述支撑架(2)为方形罩状结构，所述支撑架(2)的底部设有向外翻折设置的定位凸沿。

4.根据权利要求1至3任意一项中所述的一种无凸轮轴的旋转气门结构，其特征在于，所述定位机构包括在所述锥形圆柱气门(6)的气门杆与所述气缸盖(9)之间设有的径向轴承(3)和在所述锥形圆柱气门(6)的锥体顶端与所述气缸盖(9)之间设有的轴向接触轴承(5)；所述气门孔的孔壁下端设有与所述锥形圆柱气门(6)的锥体底面相适应的挡圈(8)。

5.根据权利要求4所述的一种无凸轮轴的旋转气门结构，其特征在于，所述径向轴承(3)安装在所述气门孔的顶端，所述气门孔的孔壁上设有与所述径向轴承(3)的外圈相适应的定位台阶；所述锥形圆柱气门(6)的锥体顶端设有与所述轴向接触轴承(5)的端面相适应的定位台阶。

6.根据权利要求4所述的一种无凸轮轴的旋转气门结构，其特征在于，所述定位机构包括在所述锥形圆柱气门(6)的锥体与所述气门孔的孔壁之间设有的密封圈(7)。

7.根据权利要求6所述的一种无凸轮轴的旋转气门结构，其特征在于，所述锥形圆柱气门(6)的锥体顶端位于所述轴向接触轴承(5)的下方设有密封圈(7)，所述锥形圆柱气门(6)的锥体底端位于所述通气通道(10)的下方设有密封圈(7)。