[发明专利]一种自旋气门

说明书

本发明适用于发动机配气系统技术领域，提供了一种自旋气门，所述气门包括气门杆、气门头部、气门底部；所述气门底部包括底部圆圈部分和底部螺旋部分；底面螺旋部分周面上设置螺旋部件。本发明提供的自旋气门，通过增加强制旋转机构，无需增加额外的布置空间和成本，仅是通过气门头部底面的形状的变化，利用进排气流对气门升产生侧向力，使得气门自旋，在气门的底部平面上做螺旋状，可满足布置空间需求小，成本低，且失效风险小的要求。

技术领域

本发明属于发动机配气系统技术领域，特别涉及一种自旋气门。

背景技术

气门，是发动机的一种重要部件。气门的作用是负责向发动机内输入空气并排出燃烧后的废气。从发动机结构上，分为进气门和排气门。进气门的作用是将空气吸入发动机内，与燃料混合燃烧；排气门的作用是将燃烧后的废气排出并散热。从气门的成品结构上分类，通常分为整根气门、双金属对焊气门和空心充钠气门等。

在发动机的实际运转过程中，气门和匹配的缸盖座圈导管等，均处于高温以及受力状态。在气门开启过程中，因气缸内燃烧气体产生热量，高温气体对气门颈部及锥面均存在高温接触。同时，高温气体也在通过气门和导管之间的间隙向上流动，这样开启过程中，气门导管也处于高温状态。在气门落座时刻，气门和缸盖座圈之间存在较大的落座冲击力，同时，在气门关闭时刻，高温气体燃烧，其产生的热量会通过气门头部向上传递给座圈以及气门导管。总之，气门开启和关闭，在整个运动过程中，承受着高温以及热负载。

发动机燃烧室内，点火燃烧的过程，气门和气门座圈周围的温度场不是沿用一周360°均匀的温度分布，一般会在靠近火花塞一侧温度会更好，在这种情况下，气门和气门座圈的热膨胀量不同，在热负荷不同的情况下，气门和气门座圈就会形成高温区域磨损大，次高温区域磨损小的趋势，长时间如此，会造成偏磨，最终会导致气门和气门座圈密封不良导致漏气的情况。

除了燃烧室内气门和座圈一周内温度分布不均导致偏磨的原因，气门机构的侧向力也是会导致偏磨的原因。在气门机构的理论布置中，对应摇臂挺柱结构布置形式，挺柱孔相对于导管孔是在进排气方向上没有偏移的布置，但是在实际量产品中，由于孔和轴间隙以及加工的尺寸偏差，实际的导管孔和挺柱孔，相对于进排气方式是偏心的，这种偏心会导致凸轮轴的凸轮在旋转运动中压着摇臂，使得气门机构产生偏心，这种偏心使得气门和导管之间以及气门和气门座圈之间实际运动过程产生侧向力，这种侧向力也会导致气门和气门座圈的偏磨最终会导致密封不良漏气的情况。

气门和气门座圈的运动接触长期在侧向力和不同温度场环境下，就会导致某一段气门和气门座圈接触的区域磨损量很大。为了改善这种情况，其中一种比较有效的方法是让气门旋转起来，让气门和气门座圈的接触均匀起来，这种均匀一方面是接触磨损区域的均匀，另外一方面是在气门旋转的过程中，接触区域热负荷的均匀。

对于挺杯式配气机构，凸轮和机械挺杯的设计偏心是常用的方法之一。对于摇臂挺柱式结构，通常使用的是三部件锁夹，其旋转原理一部分是利用弹簧旋转的扭转力通过和上座直接的摩擦力传递给上座使其旋转，进而通过气门锁夹夹紧机构的摩擦力传递给气门使得其自旋转，另一部分旋转的力也来源于上述所说的气门和挺柱的实际是偏心的，侧向力从一定程度上，也是气门旋转力的来源之一。

对于柴油机等气门机构竖直或者是接近竖直布置的情况下，通过原始布置的侧向力带来的气门旋转的效果微乎其微，而且大多数发动机在高转速的时候，气门才会有明显的旋转效果。为了解决这种不易旋转的布置或者是高转速才能旋转的布置，较多的应用是采用强制旋转机构，即是通过上座或者是下座做成强制旋转机构，强制气门旋转。但是这种机构所需要的布置空间大，结构较为复杂，且增加了强制旋转机构，风险进一步增大。

对于小型机，特别是采用三部件锁夹的气门机构，其机构本身就具备自旋转功能，只是需要在高转速的时候才能较快旋转，低转速时旋转较慢。对于紧凑性发动机特别是小型的发动机而言，强制自旋转机构很难布置。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种自旋气门，包括：