[发明专利]偏心轮(凸轮)式液压气门机构

说明书

本发明属于四冲程发动机配气正时技术领域，主要提出一种四冲程发动机的偏心轮、凸轮式液压气门机构。

现在使用中的发动机配气正时机构均采用将发动机曲轴2∶1减速的凸轮轴带动摇臂、挺杆等一套复杂的机械结构控制气门开启机构完成配气工作，根据凸轮轴和摇臂之间的位置变化，目前气门机构主要采用的形式为；下置式凸轮，顶置式凸轮及下置式凸轮通过液压挺杆传递等，以上结构为发动机目前常规使用技术，现有四冲程发动机由于机械传递位置特定，使得开启气门的摇臂、挺杆等不能分布在一片凸轮的周围而只能采用多片凸轮轴的形式，从而使得凸轮轴的加工难度增加；由于机械位置的设置固定不易改变，一般只有根据发动机的用途按不同工况设计气门开启时间，一旦确定就不再改变，所以现有采用以上气门机构的四冲程发动机的配气开启相位角基本上是不同的，目前情况下由于高科技的发展及电子技术的广泛应用，虽然在发动机不同工况下能取出调整控制信号，但由于机械结构调整的难度很大，应用较为困难，目前国外在少数高级汽车上据调整信号对气门配气正时的调整形式有调整凸轮线形即可变凸轮等。上述由凸轮带动摇臂、挺杆来确定气门开启的机构尚存在以下不足：(1)、多片凸轮的凸轮轴制造工艺复杂，加工难度大且成本高；(2)、由于凸轮线形陡，摇臂易磨损、冲击力大造成寿命较短；(3)、配气系统传动连接关系、易磨损造成间隙积累、噪音大(为发动机的主要噪音源)；(4)、配气机构传递件多，并有一定体积，故设计安装受到限制，造成发动机体积大、重量大、成本较高；(5)、气门开启时间完全受凸轮轴制约，不易随工况变化而相应的改变配气相位，加之凸轮磨损就会导致正时变化，降低配气效率。另外现有机构不易于设置多气门机构。

本发明提出的目的即在于改变现有的凸轮摇臂式机械机构，提出一种偏心轮(凸轮)式液压气门机构，从而使配气控制可靠性提高且易于调整，并使其具有结构较为简单、设计安装自由方便的特点，其体积和重量都进一步合理适用，使用寿命得到延长。

本发明完成其上述任务所采取的技术方案是；在与发动机曲轴2∶1减速传递的大正时轮上同轴设置偏心轮，设置由主油缸和付油缸构成的具有微循环功能和内部油路排气功能的液压气门机构，其中主油缸的主柱塞设置在偏心轮或凸轮的径向平面外围，轴心线穿过偏心轮的旋转中心，在主油缸的主柱塞下止点与上止点之间缸壁上开置有控制气门开启位置用的正时泄荷孔，正时泄荷孔的泄荷油道与储油池连通；用以在偏心轮旋转到特定的角度即气门需开始开启时主柱塞顶端和正时泄荷孔平齐并能刚好封闭正时泄荷孔，装有气门杆和气门弹簧的付油缸缸壁上开置有通过油路与储油池相通的溢流孔，付油缸柱塞即付柱塞与气门杆连接，在气门至最大开度时付柱塞上端和溢流孔平齐并使溢流孔开始溢流，相应设置有对油路中损失的液压油进行补偿的具有单向阀的补偿油道。

其对主油缸柱塞的驱动也可由凸轮来完成，即采取凸轮来取代偏心轮。

当采用的凸轮其线形使主柱塞开始运动的时间提前于气门按配气相位要求的开启时间时，也即使特定气门处在完全闭合至开启这段时间内作用于主柱塞的这一段凸轮的外廓曲线相对于旋转中心有变径的外廓曲线时采用在主柱塞的上止点与下止点之间的主油缸缸壁上开置有正时泄荷孔的油路，以使主柱塞有一段空行程，利用正时泄荷孔的泄荷作用调整气门配气时间和位置。

当采用的凸轮其线型使主柱塞开始运动的时间与气门按配气相位要求的开启时间对应时，也即特定气门处在完全闭合至开始开启这段时间内作用于主柱塞的这一段凸轮的外廓曲线相对旋转中心而言为等径的外廓曲线时主油缸缸壁为封闭结构，即采用不开置正时泄荷孔的油路。

为进一步提高气门正时配气的可调性，可设置气门正时调整盘，其与偏心轮、凸轮同心安装并可相对偏心轮、凸轮转动一定角度，主油缸装置在正时调整盘上，使气门正时调整盘相对偏心轮、凸轮旋转方向即顺向或逆向转过一个特定的角度，使主柱塞的轴线与偏心轮、凸轮最高点径线重合的时间发生变化，从而改变打开气门的配气时间。

依据发动机工作过程，在偏心轮或凸轮的径向平面外围根据进、排气时间要求可以适当角度依次设置一个或多个主油缸，以分别驱动相对应的付油缸柱塞动作使气门开启和关闭，进行进气、排气。

可设置一个偏心轮、凸轮，也可以一定角度同轴并排设置多个偏心轮、凸轮。

可与偏心轮、凸轮同心设置一个或多个气门正时调整盘。

可在一个正时调整盘上按发动机的气门工作顺序以不同角度设置一个或多个主油缸。