CN211038766U - 配气机构及其发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种配气机构及其发动机，包括摇臂和气门，摇臂具有用于驱动气门的驱动部，驱动部与气门的气门杆上端部之间设有产生预紧力的缓冲弹性件，预紧力使得驱动部和气门杆之间具有相背离的趋势；本实用新型在驱动部与气门杆之间设置缓冲件，具有使得驱动部和气门杆之间具有相反方向运动的趋势，利用杠杆原理，使得摇臂的动力端具有抵紧挺杆上端(驱动端)的趋势，从而使得挺杆与凸轮之间也相对紧密贴合，最终使得正时齿轮副也消除余隙，通过传动链端部的一个预紧力设置，使得整个传动链消除传动间隙(余隙)，保证传动精度的同时消除传动噪声，同时，减小传动的磨损和撞击，延长部件使用寿命，减少无用功的消耗，进而提高发动机运行效率。

Description

配气机构及其发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机领域，具体涉及一种配气机构及其发动机。

背景技术

发动机配气机构(内燃机配气机构)是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和点火顺序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜的可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出，在压缩与作功行程中，关闭气门保证燃烧室的密封。

配气机构的气门(包括进气门和排气门)由发动机输出动力按照相位进行驱动，实现进气门和排气门进行形交替的进气和排气；现有技术中，气门通过摇臂驱动并结合自身的弹簧于预紧驱动实现气门的开关；发动机工作时，气门将因温度的升高而膨胀；如果气门及其传动件之间在冷态下无间隙或间隙过小，则在热态下，气门及其传动件的受热膨胀势必引起气门关闭不严，造成发动机在压缩行程和做功行程中漏气，从而使功率下降，严重时甚至不易启动；为了消除这种现象，通常在发动机冷态装配时，在气门及其传动机构(摇臂)之间留有一定的间隙，以补偿气门受热后的膨胀量，这一间隙称为气门间隙。

这种间隙在驱动机构运行时会增加配气机构零件(正时齿轮副、凸轮和挺杆、挺杆和摇臂以及摇臂和气门杆之间)运动过程中的冲击力，从而产生振动和噪声，特别是在受力转向和发动机燃烧不稳定的时候，形成更大的冲击，产生异响噪声，同时，这些冲击还会加速运动部件的磨损，影响发动机配气机构的运行精度，从而影响发动机效率。

现有技术中，消除配气机构间隙的结构工艺较复杂，制造成本高；或者不便于调整气门间隙(看似为零间隙，实际需要压缩小弹簧，压缩量不好调整控制)；或者弹簧结构太小而不能提供有效预紧力预紧远端的正时齿轮、凸轮轴和箱体，消除冲击力与噪声。

因此，需要对现有的配气机构进行改进，能够有效消除气门间隙对于配气传动机构的噪声影响，使得整个配气传动机构平顺稳定，减小传动驱动噪声，延长运动副的使用周期，节约使用成本，提高发动机运行效率。

实用新型内容

本实用新型的目的，是为了提供一种配气机构及其发动机，能够有效消除气门间隙对于配气传动机构的噪声影响，使得整个配气传动机构平顺稳定，减小传动驱动噪声，延长运动副的使用周期，节约使用成本，提高发动机运行效率。

本实用新型的配气机构，包括摇臂和气门，所述摇臂具有用于驱动气门的驱动部，所述驱动部与气门的气门杆上端部之间设有产生预紧力的缓冲弹性件，所述预紧力使得驱动部和气门杆之间具有相背离的趋势；驱动部位于摇臂的阻力端(摇臂为一杠杆，阻力端用于驱动气门，动力端用于接收挺杆动力)，由于气门间隙的存在，对于挺杆、凸轮以及正时齿轮的配合均产生运动间隙，从而加大运行噪声以及增加摩擦撞击损伤的可能；弹性缓冲件具有使得驱动部和气门杆之间具有相背离的趋势(即具有相反方向运动的趋势)，利用杠杆原理，使得摇臂的动力端具有抵紧挺杆上端(驱动端)的趋势，从而使得挺杆与凸轮之间也相对紧密贴合，最终使得正时齿轮副也消除余隙，通过传动链端部的一个预紧力设置，使得整个传动链消除传动间隙(余隙)，保证传动精度的同时消除传动噪声，同时，减小传动的磨损和撞击，延长部件使用寿命，减少无用功的消耗，进而提高发动机运行效率。

进一步，所述缓冲弹性件为一柱状缓冲弹簧，所述柱状缓冲弹簧一端抵住所述驱动部，另一端抵住气门杆形成沿气门杆轴向的预紧力，所述预紧力大于或等于零；如图所示，柱状缓冲弹簧上端顶住驱动部下表面，下端抵住气门杆上的气门弹簧座(气门弹簧座相对于气门杆轴向固定)，形成对气门杆以及驱动部之间的预紧力，该预紧力优选大于零，在等于零的条件下抵住摇臂驱动部，理论上也会起到消除传动间隙的效果，但由于配气机构传动链具有一定长度，等于零的效果明显较大于零差。

进一步，所述摇臂的驱动部设有用于调整气门间隙的调节螺柱，所述螺柱螺旋配合穿过所述驱动部，下端部形成驱动端，所述气门间隙形成于驱动端与气门杆上端部之间，通过调节螺柱的调整，实现气门间隙大小的调节；所述柱状缓冲弹簧外套于调节螺柱，柱状缓冲弹簧通过调节螺柱形成径向的定位，保证压缩的导向性，从而避免弹簧本身失效。

进一步，所述气门的气门弹簧座上表面形成环形定位槽，所述环形定位槽的径向尺寸使得柱状缓冲弹簧能够伸入并抵在环形定位槽的槽底从而对气门杆形成所述预紧力，通过环形定位槽的设置，并配合前述的调节螺柱定位，可从内部和外部两处形成径向定位，保证柱状缓冲弹簧在高频率的压缩和释放状态下具有良好的导向性，从而保持较好的稳定性，避免失效或者造成非均匀的弹性力。

进一步，或者/和，所述气门杆上端部外套有气门调整帽，所述柱状缓冲弹簧外套于所述气门调整帽并抵住气门弹簧座上表面形成所述预紧力，通过调整帽的设置，可在被撞击时有效保护气门杆，延长其使用寿命；同时，调整帽具有设定的径向尺寸，可对柱状缓冲弹簧形成径向定位，如果同时设定前述的环形定位槽，则定位效果会更突出。

进一步，所述柱状缓冲弹簧弹性系数为24-27N/mm,安装预紧力为120-135N，该弹性系数以及安装预紧力能够保证驱动过程中在驱动端没接触气门杆时气门不会误动，避免影响发动机的运行，同时，还能保证有效消除配气传动链中的间隙。

进一步，所述气门弹簧的弹性系数为12-20N/mm,安装预紧力为150-250N，该气门弹簧的弹性系数以及安装预紧力的比例能够保证在柱状缓冲弹簧弹作用下不会使气门产生误驱动，避免影响发动机的运行，同时，还能保证有效消除配气传动链中的间隙。

本实用新型还公开了一种发动机，所述发动机安装有所述的配气机构。

本实用新型的有益效果是：本实用新型公开的一种配气机构及其发动机，，在驱动部与气门杆之间设置缓冲件，具有使得驱动部和气门杆之间具有相背离的趋势(即具有相反方向运动的趋势)，利用杠杆原理，使得摇臂的动力端具有抵紧挺杆上端(驱动端)的趋势，从而使得挺杆与凸轮之间也相对紧密贴合，最终使得正时齿轮副也消除余隙，通过传动链端部的一个预紧力设置，使得整个传动链消除传动间隙(余隙)，保证传动精度的同时消除传动噪声，同时，减小传动的磨损和撞击，延长部件使用寿命，减少无用功的消耗，进而提高发动机运行效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1A处放大图；

图3为柱状缓冲弹簧定位的另一结构图。

具体实施方式

图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1A处放大图；图3为柱状缓冲弹簧定位的另一结构图；如图所示，本实施例中的配气机构，包括摇臂10和气门3，所述摇臂10具有用于驱动气门3的驱动部，如图所示，配气机构的动力来源于曲轴2，曲轴2通过正时主动齿轮1带动安装于凸轮轴14上的正时从动齿轮13，并有凸轮轴驱动挺杆(一般包括挺柱12和挺杆11，在此不再赘述)并驱动摇臂10实现对气门杆的驱动(配合以气门弹簧5)从而带动气门3实现动作，气门通过导向机构设置于发动机缸头4，上述结构均属于于现有技术，在此不再赘述；

所述驱动部与气门3的气门杆上端部之间设有产生预紧力的缓冲弹性件，所述预紧力使得驱动部和气门杆之间具有相背离的趋势；驱动部位于摇臂的阻力端(摇臂为一杠杆，阻力端用于驱动气门，动力端用于接收挺杆动力)，由于气门间隙的存在，对于挺杆、凸轮以及正时齿轮的配合均产生运动间隙，从而加大运行噪声以及增加摩擦撞击损伤的可能；弹性缓冲件具有使得驱动部和气门杆之间具有相背离的趋势(即具有相反方向运动的趋势)，利用杠杆原理，使得摇臂的动力端具有抵紧挺杆上端(驱动端)的趋势，从而使得挺杆与凸轮之间也相对紧密贴合，最终使得正时齿轮副也消除余隙，通过传动链端部的一个预紧力设置，使得整个传动链消除传动间隙(余隙)，保证传动精度的同时消除传动噪声，同时，减小传动的磨损和撞击，延长部件使用寿命，减少无用功的消耗，进而提高发动机运行效率。

本实施例中，所述缓冲弹性件为一柱状缓冲弹簧8，所述柱状缓冲弹簧8一端抵住所述驱动部，另一端抵住气门杆形成沿气门杆轴向的预紧力，所述预紧力大于或等于零；如图所示，柱状缓冲弹簧8上端顶住驱动部下表面，下端抵住气门杆上的气门弹簧座6(气门弹簧座相对于气门杆轴向固定，用于安装气门弹簧，属于现有技术，在此不再赘述)，形成对气门杆以及驱动部之间的预紧力，该预紧力优选大于零，在等于零的条件下抵住摇臂驱动部，理论上也会起到消除传动间隙的效果，但由于配气机构传动链具有一定长度，等于零的效果明显较大于零差。

本实施例中，所述摇臂10的驱动部设有用于调整气门间隙的调节螺柱9，所述螺柱9螺旋配合穿过所述驱动部，下端部形成驱动端，所述气门间隙形成于驱动端与气门杆上端部之间，通过调节螺柱的调整，实现气门间隙大小的调节；所述柱状缓冲弹簧外套于调节螺柱9，柱状缓冲弹簧8通过调节螺柱形成径向的定位，保证压缩的导向性，从而避免弹簧本身失效。

本实施例中，所述气门3的气门弹簧座6上表面形成环形定位槽601，所述环形定位槽的径向尺寸使得柱状缓冲弹簧能够伸入并抵在环形定位槽601的槽底从而对气门杆形成所述预紧力(当然，柱状缓冲弹簧8余环形定位槽的侧壁之间需要具有设定间隙，避免干扰)，通过环形定位槽601的设置，并配合前述的调节螺柱定位，可从内部和外部两处形成径向定位，保证柱状缓冲弹簧在高频率的压缩和释放状态下具有良好的导向性，从而保持较好的稳定性，避免失效或者造成非均匀的弹性力。

本实施例中，也可以采用下列结构形成定位，即所述气门杆上端部外套有气门调整帽7，所述柱状缓冲弹簧8外套于所述气门调整帽7(具有设定间隙，避免发生干扰)并抵住气门弹簧座6上表面形成所述预紧力，通过调整帽的设置，可在被撞击时有效保护气门杆，延长其使用寿命；同时，调整帽具有设定的径向尺寸，可对柱状缓冲弹簧形成径向定位；当然，如果同时设定前述的环形定位槽，则定位效果会更突出。

本实施例中，所述柱状缓冲弹簧5弹性系数为24-27N/mm,优选26.5N/mm,安装预紧力为120-135N，优选128N；该弹性系数以及安装预紧力能够保证驱动过程中在驱动端没接触气门杆时气门不会误动，避免影响发动机的运行，同时，还能保证有效消除配气传动链中的间隙。

本实施例中，所述气门弹簧8的弹性系数为12-20N/mm,优选16.5N/mm,安装预紧力为150-250N，优选235N，该气门弹簧8的弹性系数以及安装预紧力的比例能够保证在柱状缓冲弹簧弹5作用下不会使气门产生误驱动，避免影响发动机的运行，同时，还能保证有效消除配气传动链中的间隙。

本实用新型还公开了一种发动机，所述发动机安装有所述的配气机构。

本实用新型的气门包括进气门和排气门，所述的上以及顶部均指的是图中所示，或者是发动机缸头的方向，下指的是曲轴方向或者图中所示，在此不再赘述。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种配气机构，包括摇臂和气门，所述摇臂具有用于驱动气门的驱动部，其特征在于：所述驱动部与气门的气门杆上端部之间设有产生预紧力的缓冲弹性件，所述预紧力使得驱动部和气门杆之间具有相背离的趋势。

2.根据权利要求1所述的配气机构，其特征在于：所述缓冲弹性件为一柱状缓冲弹簧，所述柱状缓冲弹簧一端抵住所述驱动部，另一端抵住气门杆形成沿气门杆轴向的预紧力，所述预紧力大于或等于零。

3.根据权利要求2所述的配气机构，其特征在于：所述摇臂的驱动部设有用于调整气门间隙的调节螺柱，所述螺柱螺旋配合穿过所述驱动部，下端部形成驱动端，所述气门间隙形成于驱动端与气门杆上端部之间；所述柱状缓冲弹簧外套于调节螺柱。

4.根据权利要求2所述的配气机构，其特征在于：所述气门的气门弹簧座上表面形成环形定位槽，所述环形定位槽的径向尺寸使得柱状缓冲弹簧能够伸入并抵在环形定位槽的槽底从而对气门杆形成所述预紧力。

5.根据权利要求2所述的配气机构，其特征在于：所述气门杆上端部外套有气门调整帽，所述柱状缓冲弹簧外套于所述气门调整帽并抵住气门弹簧座上表面形成所述预紧力。

6.根据权利要求2所述的配气机构，其特征在于：所述柱状缓冲弹簧弹性系数为24-27N/mm,安装预紧力为120-135N。

7.根据权利要求6所述的配气机构，其特征在于：所述气门的气门弹簧的弹性系数为12-20N/mm,安装预紧力为150-250N。

8.一种发动机，其特征在于：所述发动机安装有权利要求1-7任一权利要求所述的配气机构。

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