CN107503818A - 气门组件、发动机及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气门组件、发动机及汽车，其中，气门组件包括：气门；凸轮，设置在气门的上方，凸轮转动时能够驱动气门往复运动；调整机构，设置在气门和凸轮之间，并且气门和凸轮均与调整机构抵接设置，调整机构朝向气门的表面和/或调整机构朝向凸轮的表面上设置有斜面，气门和/或凸轮与斜面抵接设置；驱动机构，与调整机构配合，驱动机构驱动调整机构移动以改变气门和/或凸轮在斜面上的位置，从而改变气门和凸轮之间的距离。本发明的技术方案解决了现有技术中的升程可变气门结构较为复杂的问题。

Description

气门组件、发动机及汽车

技术领域

本发明涉及车辆设备领域，具体而言，涉及一种气门组件、发动机及汽车。

背景技术

目前世界各国排放法规日益加严，市场对油耗排放要求等成为现代汽车工业面临的关键问题。传统发动机气门结构如图1所示，其中，凸轮为单一型线，因此气门升程为单一状态。上述结构使得发动机在整个运行工况范围内进气量与该工况下所需量不匹配，使发动机动力性和燃油经济性不是最佳状态。

根据此问题，市场上部分发动机采用了升程可变的气门结构，具体如下：

一种为两级可变气门升程机构。其中，气门上方凸轮上设置有两种型线，通过使凸轮沿轴向移动使得不同的型线与气门配合，进而实现气门的升程控制。但是，上述结构仅局限于高、低速两种工况状态进行切换，需要增加多个机构进行对应控制，布置空间需求大，零件装配、标定策略、成本控制等难度大。

另一种为连续可变气门升程机构。上述结构包括凸轮以及设置在凸轮上方的调整机构。上述结构可完成可变升程控制，具体地，通过液压支撑元件，改变其高度，或者增加空间过渡摇臂，改变其姿态，以达到连续可变的控制功能。但是，上述控制机构及其复杂，内部机构装配、零件精度、运动机构控制等要求高，***刚度差，不同机型的通用性及布置平台化的可实现性较低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种气门组件、发动机及汽车，以解决现有技术中的升程可变气门结构较为复杂的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种气门组件，包括：气门；凸轮，设置在气门的上方，凸轮转动时能够驱动气门往复运动；调整机构，设置在气门和凸轮之间，并且气门和凸轮均与调整机构抵接设置，调整机构朝向气门的表面和/或调整机构朝向凸轮的表面上设置有斜面，气门和/或凸轮与斜面抵接设置；驱动机构，与调整机构配合，驱动机构驱动调整机构移动以改变气门和/或凸轮在斜面上的位置，从而改变气门和凸轮之间的距离。

进一步地，斜面的延伸方向与凸轮的中心线垂直设置。

进一步地，调整机构为滑块，斜面设置在滑块的朝向凸轮的表面上。

进一步地，滑块的朝向凸轮的表面设置有容纳槽，凸轮的下端嵌入至容纳槽内，容纳槽的底壁形成斜面。

进一步地，驱动机构为驱动电机，驱动机构和调整机构之间设置有齿轮传动机构。

进一步地，齿轮传动机构包括：蜗轮，套设在驱动电机的电机轴外；蜗杆，设置在调整机构上，蜗杆与蜗轮啮合。

进一步地，调整机构上设置有第一连接孔，蜗杆上设置有第二连接孔，气门组件还包括穿设在第一连接孔和第二连接孔内的连接件；或者，气门组件还包括弹性连接结构，弹性连接结构的两端分别与调整机构和蜗杆连接。

进一步地，气门组件还包括：弹性压紧机构，弹性压紧机构与调整机构配合，弹性压紧机构向滑块施加朝向凸轮方向的弹性力，以使凸轮与斜面抵接接触。

根据本发明的另一方面，提供了一种发动机，包括气门组件，气门组件为上述的气门组件。

根据本发明的另一方面，提供了一种汽车，包括发动机，发动机为上述的发动机。

应用本发明的技术方案，在气门和凸轮之间增加调整机构，通过驱动机构调整调整机构的位置，使得气门和/或凸轮处于斜面的不同位置上，进而改变气门和凸轮之间的距离，从而达到调整气门升程的目的。上述机构结构简单，能够实现气门的无级升程调节，因此本发明的技术方案解决了现有技术中的升程可变气门结构较为复杂的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中气门结构的结构示意图；

图2示出了根据本发明的气门组件的实施例一的结构示意图。

图3示出了图2中气门组件的分解示意图；

图4示出了图2中气门组件的调整机构的结构示意图；以及

图5示出了根据本发明的气门组件的实施例二的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、气门；11、摆臂；12、气门杆；20、凸轮；30、调整机构；31、斜面；32、容纳槽；33、第一连接孔；40、驱动机构；50、齿轮传动机构；51、蜗轮；52、蜗杆；521、第二连接孔；60、弹性压紧机构；70、弹性连接结构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图2至4所示，实施例一的气门组件包括气门10、凸轮20、调整机构30以及驱动机构40。其中，凸轮20设置在气门10的上方，凸轮20转动时能够驱动气门10往复运动。调整机构30设置在气门10和凸轮20之间，并且气门10和凸轮20均与调整机构30抵接设置，调整机构30朝向气门10的表面和/或调整机构30朝向凸轮20的表面上设置有斜面31。气门10和/或凸轮20与斜面31抵接设置。驱动机构40与调整机构30配合，驱动机构40驱动调整机构30移动以改变气门10和/或凸轮20在斜面31上的位置，从而改变气门10和凸轮20之间的距离。

应用实施例一的技术方案，在气门10和凸轮20之间增加调整机构30，通过驱动机构40调整调整机构30的位置，使得气门10和/或凸轮20处于斜面31的不同位置上，进而改变气门10和凸轮20之间的距离，从而达到调整气门10升程的目的。上述机构结构简单，能够实现气门的无级升程调节，因此实施例一的技术方案解决了现有技术中的升程可变气门结构较为复杂的问题。

如图2所示，在实施例一的技术方案中，斜面31的延伸方向与凸轮20的中心线垂直设置。也即，当调整机构30移动时，斜面31沿着垂直于凸轮20的中心线的方向进行移动，从而使得凸轮20可以处于斜面31的不同高度位置上。进一步地，本领域技术人员可以理解，当凸轮20位于斜面31的较低位置(也即图4中的位置)时，凸轮20和气门10之间的距离较为接近。相反地，当凸轮20位于斜面31的较高位置时，凸轮20和气门10之间的距离较远。通过上述过程实现了调节气门10的升程的目的。

如图3所示，在实施例一的技术方案中，调整机构30为滑块，斜面31设置在滑块的朝向凸轮20的表面上。具体地，滑块大体为矩形结构，斜面31设置在滑块的上表面上，并且斜面31的延伸方向与滑块的长边方向相同。从图4可以看到，凸轮20的下端与斜面31抵接，气门10与滑块的下表面抵接设置。当滑块沿垂直于凸轮20的轴线方向进行移动时，凸轮20位于斜面上的位置也会改变，从而达到调整气门10的生成的目的。

当然，斜面31并不限于仅设置在滑块的上表面上。本领域技术人员可以理解，斜面31也可以设置在滑块的下表面上，此时气门10与斜面31抵接配合。或者，也可以在斜面31的上表面和下表面均设置斜面31，此时，两个斜面31的倾斜方向应该相反。

如图4所示，在实施例一的技术方案中，滑块的朝向凸轮20的表面设置有容纳槽32，凸轮20的下端嵌入至容纳槽32内，容纳槽32的底壁形成斜面31。具体地，斜面31从滑块的表面向内倾斜延伸后形成了上述的容纳槽32，也即容纳槽32的底壁形成了上述的斜面31。其中，容纳槽32的相对的侧壁之间的宽度略大于凸轮20的宽度，从而防止凸轮20在容纳槽32内卡死。同时，通过将凸轮20设置在容纳槽内也可以便于滑块的定位和安装。

优选地，在实施例一的技术方案中，斜面31为曲面。具体地，可以根据凸轮20的型线来设计斜面31的形式，其中，斜面31可以为平面、连续曲面或者为部分曲面，只要能够满足设计要求即可。

如图2所示，在实施例一的技术方案中，驱动机构40为驱动电机，驱动机构40和调整机构30之间设置有齿轮传动机构50。具体地，驱动电机转动时，驱动电机的转动扭矩可以通过齿轮传动机构50转化为滑块的横向移动。同时，齿轮驱动具有动作精准，工作可靠，成本低等特点。当然，驱动机构40并不限于驱动电机，驱动机构40也可以为其他的常用的动力结构，例如驱动缸，电推杆等。

如图2所示，在实施例一的技术方案中，齿轮传动机构50包括蜗轮51和蜗杆52。其中，蜗轮51套设在驱动电机的电机轴外，蜗杆52设置在调整机构30上，蜗杆52与蜗轮51啮合。具体地，蜗轮蜗杆结构可以将驱动电机的转动运动转化为滑块的直线运动。进一步地，如图4所示，蜗杆52连接在滑块的端部，并且蜗杆52的延伸方向和滑块的延伸方向相同。优选地，本领域技术人员可以理解，凸轮20在运转时，滑块会随着凸轮20的型线的变化而上下运动，因此实施例一中，驱动电机和蜗轮配置为随着滑块的运动而一同运动，进而保证蜗轮51和蜗杆52之间能够始终啮合配合。

从图3可以看到，调整机构30上设置有第一连接孔33，蜗杆52上设置有第二连接孔521。第一连接孔33和第二连接孔521之间设置有连接件，进而将蜗杆52和调整机构30连接在一起。本实施例中，连接件为连接销。当然，调整机构30和蜗杆52之间也可以通过其他连接方式连接在一起，例如通过连接螺钉，焊接等。

如图2和3所示，在实施例一的技术方案中，气门组件还包括弹性压紧机构60。弹性压紧机构60与调整机构30配合，弹性压紧机构60向滑块施加朝向凸轮20方向的弹性力，以使凸轮20与斜面31抵接接触。具体地，弹性压紧机构60可以使凸轮20的下表面始终紧贴斜面31，从而保证气门10的升程调整的有效性。

优选地，弹性压紧机构60为扭簧，扭簧的扭簧臂与滑块的朝向气门10的表面抵接。当然，弹性压紧机构60也可以为其他的弹性结构，例如弹簧等。

如图4所示，在实施例一的技术方案中，气门10包括摆臂11和气门杆12。其中，摆臂11与滑块抵接设置，气门杆12连接在摆臂11上。气门10的结构与其工作原理均为常规技术，在此不再赘述。

如图5所示，根据本申请的气门组件的实施例二和实施例一的区别在于，调整机构30和蜗杆52之间通过弹性连接结构70连接在一起。上述结构使得当凸轮20进行转动时，由于弹性连接结构70具有弹性，调整机构30可以在凸轮20的在作用下进行左右调整，进而使得凸轮20的转动更加的顺畅，机构运行更加的稳定。在实施例二中，弹性连接结构70为弹簧，弹簧的一端固定在调整机构30的端面上，另一端固定在蜗杆52的断面上。

本申请还提供了一种发动机，根据本申请的发动机的实施例包括气门组件，气门组件为上述的气门组件。

本申请还提供了一种汽车，根据本申请的汽车的实施例包括发动机，发动机为上述的发动机。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气门组件，其特征在于，包括：

气门(10)；

凸轮(20)，设置在所述气门(10)的上方，所述凸轮(20)转动时能够驱动所述气门(10)往复运动；

调整机构(30)，设置在所述气门(10)和所述凸轮(20)之间，并且所述气门(10)和所述凸轮(20)均与所述调整机构(30)抵接设置，所述调整机构(30)朝向所述气门(10)的表面和/或所述调整机构(30)朝向所述凸轮(20)的表面上设置有斜面(31)，所述气门(10)和/或所述凸轮(20)与所述斜面(31)抵接设置；

驱动机构(40)，与所述调整机构(30)配合，所述驱动机构(40)驱动所述调整机构(30)移动以改变所述气门(10)和/或所述凸轮(20)在所述斜面(31)上的位置，从而改变所述气门(10)和所述凸轮(20)之间的距离。

2.根据权利要求1所述的气门组件，其特征在于，所述斜面(31)的延伸方向与所述凸轮(20)的中心线垂直设置。

3.根据权利要求1或2所述的气门组件，其特征在于，所述调整机构(30)为滑块，所述斜面(31)设置在所述滑块的朝向所述凸轮(20)的表面上。

4.根据权利要求3所述的气门组件，其特征在于，所述滑块的朝向所述凸轮(20)的表面设置有容纳槽(32)，所述凸轮(20)的下端嵌入至所述容纳槽(32)内，所述容纳槽(32)的底壁形成所述斜面(31)。

5.根据权利要求1所述的气门组件，其特征在于，所述驱动机构(40)为驱动电机，所述驱动机构(40)和所述调整机构(30)之间设置有齿轮传动机构(50)。

6.根据权利要求5所述的气门组件，其特征在于，所述齿轮传动机构(50)包括：

蜗轮(51)，套设在所述驱动电机的电机轴外；

蜗杆(52)，设置在所述调整机构(30)上，所述蜗杆(52)与所述蜗轮(51)啮合。

7.根据权利要求6所述的气门组件，其特征在于，所述调整机构(30)上设置有第一连接孔(33)，所述蜗杆(52)上设置有第二连接孔(521)，所述气门组件还包括穿设在所述第一连接孔(33)和所述第二连接孔(521)内的连接件；或者，所述气门组件还包括弹性连接结构(70)，所述弹性连接结构(70)的两端分别与所述调整机构(30)和所述蜗杆(52)连接。

8.根据权利要求3所述的气门组件，其特征在于，所述气门组件还包括：

弹性压紧机构(60)，所述弹性压紧机构(60)与所述调整机构(30)配合，所述弹性压紧机构(60)向所述滑块施加朝向所述凸轮(20)方向的弹性力，以使所述凸轮(20)与所述斜面(31)抵接接触。

9.一种发动机，包括气门组件，其特征在于，所述气门组件为权利要求1至8中任一项所述的气门组件。

10.一种汽车，包括发动机，其特征在于，所述发动机为权利要求9中所述的发动机。