[实用新型]一种发动机气门升程调节机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及发动机气门升程调节机构领域，更具体的说是一种能够进行气门无级调节，结构性好，寿命长的发动机气门升程调节机构。

背景技术

发动机在不同的工作环境、不同的负荷下，对配气系统是有一定的要求。例如发动机在低转速运行时，进气效率低，气体流动惯性小，过大的气门升程会影响进气涡流的产生，不利于燃油与空气的混合，造成排放超标，发动机功率下降等因素出现。而发动机在高转速时，需要较大的气门升程把大量的空气进入发动机，由于节气门的存在，会阻碍空气进入发动机，使发动机功率下降，燃油经济性差等因素出现。因此在不同的转速下必须选择合适的升程才能够将发动机性能最大化。不过由于发动机对气门的精度要求很高，对其进行调节难度很大，因此在目前大多数活塞往复式发动机的配气系统上，气门的升程要么固定不变，要么分级变化。

显然固定升程无法发挥发动机的工作效率，节省能源。而分级升程的结构也只能从一定程度上解决上述问题，且结构复杂，对工件的要求很高，导致了只有才高档汽车中才能够应用。为了进一步发掘发动机的动力，节省能源消耗，人们开始设计无级变化升程的发动机。这种发动机的有点是可以根据发动机转速的高低，在一定范围内自由调节发动机的气门升程，以达到气门升程能够与发动机的转速相适应，充分发挥发动机的动力。这种机构主要由顶柱和嵌套在顶柱外侧的柱套构成，柱套与发动机汽缸盖通过螺纹配合，通过调节柱套与汽缸盖的位置关系来达到调节顶柱的高度，从而实现气门升程的调节。虽然实现了气门的无级调节，不过其存在设计上的缺陷使其无法得到推广。

首先柱套是通过螺纹与汽缸盖配合的，在工作过程中，柱套是受冲击构件，在高速的冲击下，对螺纹强度的要求很高。虽然可以采用梯形螺纹来提高强度，不过其使用的寿命还是十分有限。更致命的是螺纹是内配合结构，嵌在汽缸盖中，在其损坏之后，更换十分困难，需整个汽缸盖一并更换，导致维修成本很高。另一缺点是柱套为半密封结构，高速运转压迫的工作状态下，润滑油压强在柱套中对顶柱产生很大的阻力。因此必须采用中空顶柱，且上下开设油孔，这就导致了顶柱的强度大大下降，对材料要求高，也缩短了机构的使用寿命。最后是顶柱与摇臂之间没有连接，摇臂对顶柱产生敲击作用，容易造成顶柱破坏，同时也提高了结构的不稳定性。由于上述种种设计上的缺陷，现有的无级调节气门机构均存在于理论设计阶段，无法通过实际测试。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，设计一种结构简单，稳定性高，使用寿命长的发动机升程无级调节机构，从而提高发动机的功率和实现燃油经济化，减少环境污染。

本专利通过以下技术方案来实现上述目的。

本设计所公开的发动机气门升程调节机构，结构上包括设置在发动机汽缸盖上的气门机构、一端压在气门机构上的摇臂、顶柱机构以及驱动摇臂中部滑轮的凸轮机构，其改良的结构是所述顶柱机构包括开设在汽缸盖上的顶柱套管，设在顶柱套管内的上顶柱、下顶柱及安装在上下顶柱之间的弹簧，和支撑下顶柱在顶柱套管内上下滑动的无级调节机构，上顶柱与摇臂的另一端铰接；所述气门包括I字形气门和设置在气门与汽缸盖之间的气门弹簧，气门顶部平台与摇臂接触。本实用新型采用两段式的顶柱结构，并将无级调节机构独立设置在下顶柱的下侧，从而减小了对构件强度的要求，也便于维修和更换。并且采用上下开放式的顶柱套管结构，避免润滑油在高速运转中产生的压强。因此，本设计的主要强度构件为上下顶柱，而上下顶柱能够采用实心的结构，其强度能够很容易的实现，且保证使用寿命。另一个改良是上顶柱通过铰链连接摇臂，避免了摇臂对上顶柱的冲击作用，大大提高了结构性能。

其工作原理是当凸轮机构压制摇臂的时候，由于上下顶柱之间弹簧的弹性远小于气门机构的气门弹簧，因此摇臂与顶柱铰接的一端先下压，当克服了上下顶柱之间的间隙之后，其另一端才开始压制气门打开，因此上下顶柱之间间隙的大小直接决定了气门开角的大小。通过无级调节机构调节下顶柱在顶柱套管中上下位置，能够在一定的范围能无级别的调节间隙大小，从而实现气门开角的调节。