[发明专利]旋转轴阀式发动机配气机构

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种活塞式发动机的配气机构，适用于各种活塞式发动机系统。

背景技术

当前活塞式发动机的配气机构主要由气缸盖、气门、气门弹簧、挺柱、摇臂、摇臂轴、凸轮轴和正时机构组成，其中气门、气门弹簧、挺柱、摇臂、凸轮组件为每缸独立多组配置。发动机曲轴通过正时机构带动凸轮轴转动，通过摇臂机构驱动气门克服气门弹簧阻力做往复运动，按配气相位完成进排气口的开闭，实现气缸进排气控制功能。传统凸轮气门式配气机构传动部件多，机械结构复杂，气门摇臂机构的机械往复运动造成机件磨损快，运转噪音大，克服气门弹簧阻力驱动气门位移消耗动力大，使凸轮气门式配气机构故障率高、维护周期短、消耗动力大的缺点，成为制约活塞式发动机系统整体性能提高的重要因素之

发明内容

为克服传统凸轮气门式配气机构存在的机件多、磨损快、噪音大、故障率高、消耗动力大的缺点，本发明提供一种新型的旋转轴阀式发动机配气机构，采用一体化旋转轴阀，与顶盖和气缸盖相配合，同时起到进排气通道开闭、控制配气相位和配气机构传动的作用，可以简化机械结构，提高可靠性、降低动力消耗。

本发明所采用的技术方案是：整个配气机构主要由顶盖、气缸盖、旋转轴阀和组合密封圈组成。气缸盖与发动机缸体紧固，顶盖与气缸盖紧固在一起，旋转轴阀通过轴承装配在气缸盖和顶盖结合形成的轴孔内。在气缸盖的轴座与气缸对应的部位设置气缸进排气口与气缸相通，在顶盖的侧面设置进排气通道与发动机进排气歧管相连接。在旋轴轴阀上按配气相位设置径向进排气阀道，分别与气缸盖轴座上的气缸进排气口和顶盖侧面的进排气通道相对应，适时形成进排气通路。旋转轴阀的一端安装正时齿轮，通过发动机正时机构控制旋转轴阀产生旋转运动，使旋转轴阀的进排气阀口运动相位与曲轴活塞系统的运动相位配合，完成气缸进排气控制功能。

气缸盖轴座上的进排气口设计为圆形，旋转轴阀上的进排气阀口设计为沿圆周向长圆形，两者连通和关闭的相位就是进排气开闭相位。改变旋转中空轴阀上的进排气阀口设计相位，配合正式齿轮与曲轮的传动比，可以实现对四行程和二行程发动机的配气控制。

气缸盖内的冷却液和润滑油通道与机体的相应通道连通，起到对气缸盖冷却和对转动部件润滑的作用。旋转轴阀外圆各阀口之间设置组合密封圈，与气缸盖和顶盖轴座上的密封槽配合起到密封作用。气缸盖与机体之间及顶盖与气缸盖之间通过密封垫分别采用螺栓方式紧固，拆下顶盖即可完成配气机构的调整维修。

旋转轴阀式配气机构的实施形式有单轴阀和双轴阀两种。单轴阀形式按配气相位在旋转轴阀轴向上交替设置进排气阀道，形成单列进排气形式。双轴阀形式其旋转轴阀分为进气旋转轴阀和排气旋转轴阀，由齿轮传动做相向旋转，分别形成进排气通路，双轴阀形式可以实现多气口配气结构，适用于大功率发动机。

旋转轴阀有实体轴阀和中空轴阀两种。中空单轴阀式其旋转中空轴阀内设有进排气隔断，形成轴向独立的进排气腔室，分别与进排气通道和气缸进排气口对应形成进排气通路。中空双轴阀式其旋转中空轴阀分为进气旋转中空轴阀和排气旋转中空轴阀，其内部中空部分为贯通结构，分别与进排气通道和气缸进排气口形成进排气通路。中空轴阀上各阀口不在同一断面，进排气通道设置在气缸盖侧面，合理设计中空部分的容积可以提高进排气效率。

可变配气相位控制技术，将旋转轴阀和正时齿轮通过螺旋齿键配合，另一端设置液压油缸，旋转轴阀上进排气阀口形状为轴向圆角梯形。在油压的作用下，旋转轴阀由液压油缸推动产生一定的轴向位移，通过螺旋齿键在轴向移动的同时相对正时齿轮产生一定角度的旋转，实现可变配气相位和进排气时间双重控制。液压油通过电磁阀控制由机体主油道提供，电磁阀由电控单元根据发动机转速、进气量及相关参数控制。

本发明的有益效果是，在完善活塞式发动机配气功能的同时，达到简化机械结构、提高可靠性、降低功率消耗、方便拆解维修及减小重量、体积、噪音的效果。

附图说明

结合附图和实施例进一步说明。

图1是本发明的结构原理图。

图2是本发明单轴阀式实施例的结构示意图。

图3是本发明双轴阀式实施例的结构示意图。

图4是本发明中空单轴阀式实施例的结构示意图。

图5是本发明中空双轴阀式实施例的结构示意图。

图6是可变配气控制系统的结构示意图。