[实用新型]发动机可变气门配气机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发动机可变气门配气机构。

背景技术

发动机配气机构的功能是按照发动机的工作循环、工作次序和配气相位的要求，定时启闭进、排气门，以便及时完成换气行程，并在压缩和做功行程中保证汽缸的密封性。四冲程发动机多采用气门式配气机构，气门式配气机构主要由气门组和气门传动组两部分组成，气门组又包括气门、气门座、气门导管和气门弹簧等基本零部件。气门是气门组的核心部件，其作用是控制汽缸与进排气门相通或关闭，即控制进、排气道的开闭，它由菌形的气门头部和圆柱形的气门杆部组成，气门头部与气缸头上的气门座紧密贴合依靠锥面密封。在气门杆尾端固定有弹簧座，弹簧座上设有气门弹簧，气门的关闭就是靠气门弹簧完成的，并保证气门关闭时与气门座或气门座圈能够紧密贴合。气门传动组主要包括凸轮轴、挺柱、推杆和摇臂等零部件，其功用是通过机械传动，将作用力传递给气门杆尾端，以控制各缸进、排气门的开启和关闭及开闭时间、持续时间和开闭速度等。

目前所有发动机的气门安装方式均如图1所示，气门头部9位于燃烧室7内，气门杆10穿过进、排气道，气门杆尾端位于气缸头4外，气门弹簧位于气缸头4和弹簧座之间并预紧，在弹簧力的作用下，气门头部9从燃烧室7内向燃烧室7外运动将气道关闭。本说明书将这种气门头部位于气缸头内、气门头部向外运动将气道关闭的方式称为内置配气式。这种内置式配气机构存在以下不足：1、由于气门头部位于燃烧室内，必然要占据燃烧室一定的空间，使燃烧室有效使用空间变小。为了消除这种影响，燃烧室就要适当做得大一些，而燃烧室体积的增大会降低气体压缩比，进而影响发动机效率和增大排放污染。2、为了避免气门头部与工作中的活塞顶部产生重叠工作区，因此在凸轮机构和活塞都正常运转的情况下气门不能在某一位置长期停留，不能实现自由断缸。3、由于气门密封面在环形燃烧室内侧，气门头部直径大小受到限制，进而影响进、排气道横截面积大小，从而将影响发动机的经济性和可靠性。

发动机配气优化过程还包括断缸和气门定时。现有的发动机断缸是由双级式液压气门挺柱，由动力系控制计算机通过电磁阀控制机油在挺杆的内部压力来实现的。它的不足之处在于：要求精度高，挺柱卡环与推杆座之间的距离大约为0.02～0.045in，在带有可调式气门摇臂的发动机上，这个距离是在确定气门间隙为零后，通过旋转摇臂调整螺母来确定，调整螺母拧得太紧会使推杆“沉入”挺柱。在这种情况下，发动机运转会导致气门推杆、摇臂受损。

而现有发动机可变定时气门机构是用两根凸轮来实现的，它有两种实现方案：1、可变气门正时和升程电子控制系统(VTEC)。这个系统在低速和高速时使用两根不同的凸轮轴，它能在发动机低速和高速时具有可变性，不足之处是发动机在中速时却不能实现可变定时；2、用两根凸轮分别驱动进气门和排气门，通过机械方式分别改变这两根凸轮轴与曲轴的相对位置关系来实现配气定时的改变。它的缺点是难于实现进、排气门的开启和关闭时刻独立调控，而且结构复杂，成本高，难以推广。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的是提供一种能够减小燃烧室体积和高度并能增大气门头部直径的发动机可变气门配气机构。

本实用新型的技术方案是这样实现的：发动机可变气门配气机构，包括气门、气门弹簧和气门传动组，气门由气门头部和气门杆组成，气门头部与气缸头锥面密封，其特征在于：所述气门头部位于燃烧室外，气门头部从燃烧室外向燃烧室内运动将气门关闭。

由摇臂和电磁阀配合控制气门开闭的方案主要有两种：方案1—在气缸头上设有摇臂支撑和气门支撑，摇臂通过摇臂转轴设于摇臂支撑上，气门支撑上设有气门导管，气门杆穿过气门导管并在气门杆末端设有弹簧座，所述气门弹簧套于气门杆上并位于弹簧座和气门支撑之间，气门传动组的驱动凸轮和气门杆分位于摇臂转轴两侧并位于摇臂同侧。它还包括电磁阀及与电磁阀配对的顶杆，顶杆上设有顶杆回位弹簧和与电磁阀对应的铁芯，顶杆在电磁阀吸合下可作用于摇臂上，顶杆和凸轮同时位于摇臂及摇臂转轴的两侧。

方案2—在气缸头上设有摇臂支撑和气门支撑，摇臂通过摇臂转轴设于摇臂支撑上，气门支撑上设有气门导管，气门杆依次穿过气门导管和摇臂并在气门杆末端设有限位螺母，所述气门弹簧套于气门杆上并位于气门头部和气门支撑之间，气门传动组的驱动凸轮和气门杆分位于摇臂转轴同侧，气门杆末端和驱动凸轮分位于摇臂两侧。它还包括电磁阀及与电磁阀配对的顶杆，顶杆上设有顶杆回位弹簧和与电磁阀对应的铁芯，顶杆在电磁阀吸合下可作用于摇臂上，顶杆和凸轮同时位于摇臂及摇臂转轴的同侧。