[发明专利]一种可实现2/4冲程互换的可变气门机构

说明书

本发明提供了一种可实现2/4冲程互换的可变气门机构，包括一个具有两种型线的凸轮、分别对应两种型线的两个摇臂、分别用于驱动两个摇臂的两个直线往复装置以及带有预紧弹簧的气门；通过分别调节两个直线往复装置对两个摇臂的作用力大小和方向，可以同时实现2/4冲程可变和气门升程可变。本发明不需要在每一个工作循环下都对系统进行操作，而是在气门运动规律需要改变的工况下才对参数进行调整，保证气门运动灵活可变的基础上可明显降低发动机成本并提高元器件的寿命，有利于可变气门技术的工程化应用。

技术领域

本发明属于发动机可变气门技术领域，尤其是涉及一种可实现2/4冲程互换的可变气门机构。

背景技术

内燃机至今仍然是热效率最高、单位体积和单位重量功率最大的原动机，应用非常广泛，然而随着世界能源的逐渐短缺以及环境资源的不断恶化，我们需要内燃机满足更严格的排放法规。传统内燃机采取固定型线的凸轮轴驱动气门，这使得内燃机的排放与油耗并不能在所有的工况点达到最佳，因此，大多新型内燃机都采用可变气门技术控制排放，降低油耗。

可变气门技术目前主要分为基于凸轮轴的可变配气技术及无凸轮配气技术。前者主要改变机械结构，因此结构简单，响应速度快，但是因为保留了凸轮，其气门只是相对可变，并不能任意可变。而无凸轮配气技术则可以任意的改变气门正时、升程及持续期。就驱动方式来分，无凸轮配气技术分为电磁驱动、电气驱动、电机驱动、电液驱动等方式。相对于电磁驱动的能耗大，电气驱动的响应速度低及不稳定，电机驱动的系统复杂等缺点，电液驱动的无凸轮配气技术结构相对简单、响应速度较快。然而它也有不可避免的缺点：高转速下液压系统流量不够，气门达到最大升程处及落座处速度快、冲击力大。因此主要用于柴油机这种转速较低的发动机上，除此之外，还必须要采用昂贵的电液伺服系统及相对复杂的控制技术来精确的控制气门行程避免落座冲击，大大增加了发动机的成本。因此，需要针对发动机具体的用途来采用合适的可变气门技术。

已经公知的是，如发明专利(名称：多模式2冲程/4冲程内燃发动机；专利号：200880102440.0)中所描述的，通过将发动机冲程从4冲程运行切换到2冲程运行可以使得燃烧频率被翻倍,甚至在每一循环的输出功相同时也实现发动机功率的翻倍。由此，有必要针对上述需求，研究耗能低而又灵活可变的气门机构，以实现2/4冲程互换功能。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种发动机可变气门机构，至少能够实现2/4冲程互换功能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种可实现2/4冲程互换的可变气门机构，其特征在于：包括凸轮、第一摇臂、第二摇臂、气门和直线往复装置；

所述凸轮表面有两种型线，所述凸轮的第一种型线与所述第一摇臂配合，所述凸轮第二种型线与所述第二摇臂配合；同一时间所述凸轮型线有且只有一种与所述第一摇臂或所述第二摇臂配合；

所述第一摇臂左端与所述气门铰接，所述第一摇臂右端与第一直线往复装置中活动部件的头部铰接；所述第二摇臂左端与所述气门铰接，所述第二摇臂右端与第二直线往复装置中活动部件的头部铰接；所述直线往复装置对所述第一摇臂和所述第二摇臂的作用力大小和方向是可控的；

所述气门的气门杆上套装有气门弹簧。

进一步的，直线往复装置为柱塞装置、活塞装置或电磁装置。

进一步的，直线往复装置为柱塞装置，其包括第一柱塞以及第二柱塞；且第一柱塞以及第二柱塞设置于柱塞壳体内；

所述第一柱塞的底端和所述第二柱塞的底端分别设有第一挡板和第二挡板，与所述柱塞缸体底端配合可分别限定所述第一柱塞和所述第二柱塞所能达到的最高高度；