CN115405394A - 气门驱动机构、发动机及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种气门驱动机构、发动机及车辆，气门驱动机构安装在发动机的气缸上，气缸的数目为N个，其特征在于，气门驱动机构包括支座、气门组件、凸轮轴以及摇臂轴，摇臂轴传动连接于气门组件与凸轮轴之间；支座的数量为1+N/2个，每一支座配接于对应一气缸的缸盖上，且每隔两个气缸设置一支座；凸轮轴及摇臂轴均支撑于全部支座上。上述的气门驱动机构、发动机及车辆，支座每隔两个气缸设置一个，相较于每个气缸上设置一个支座的方式，可显著减少支座的数量，而且不影响支座对凸轮轴以及摇臂轴的支撑强度。进一步地，支座数量的减少，势必会减少支座与气缸缸盖的连接零件。如此，减小了发动机的整体重量与成本，有利于车辆的轻量化需求。

Description

气门驱动机构、发动机及车辆

技术领域

本申请涉及发动机零部件技术领域，特别是涉及一种气门驱动机构、发动机及车辆。

背景技术

节能减排是发动机技术领域最重要的发展方向之一，零部件***轻量化优化设计是实现节能减排的一个重要途径。

车辆的发动机包括燃烧室，燃料在燃烧室中燃烧以产生动力。燃烧室设置有进气门和排气门。进气门用于供给含有燃料的气体混合物，排气门用于排出燃料废气。进气门和排气门通过连接于曲轴的气门驱动机构来开启或关闭燃烧室。发动机负荷的调节通过控制节气门开度来实现，而气门开度由凸轮线型来控制。

但是，传统的气门驱动机构组成零部件多，导致发动机整体重量增加，不利于实现轻量化需求。

发明内容

基于此，有必要针对传统气门驱动机构整体重量大，不利于实现轻量化需求的问题，提供一种整体重量减轻，有利于实现轻量化的气门驱动机构、发动机及车辆。

根据本申请的第一个方面，提供一种气门驱动机构，安装在发动机的气缸上，所述气缸的数目为N个，所述气门驱动机构包括支座、气门组件、凸轮轴以及摇臂轴，所述摇臂轴传动连接于所述气门组件与所述凸轮轴之间；

所述支座的数量为1+N/2个，每一所述支座配接于对应一所述气缸的缸盖上，且每隔两个所述气缸设置一所述支座；所述凸轮轴及所述摇臂轴均支撑于全部所述支座上。

在其中一个实施例中，所述凸轮轴及所述摇臂轴的一端均支撑于一所述支座上，且所述凸轮轴及所述摇臂轴的另一端均支撑于另一所述支座上。

在其中一个实施例中，所述支座包括支撑底座和支撑顶盖，所述支撑底座配接于所述气缸的缸盖上，所述支撑顶盖配接于所述支撑底座背离所述气缸的一侧，并配合所述支撑底座围合形成定位孔，所述凸轮轴转动连接于所述定位孔内。

在其中一个实施例中，所述凸轮轴上对应所述支座的表面内凹形成支撑轴径，所述支撑轴径转动连接于所述支座上，且沿所述凸轮轴的轴向限制所述凸轮轴与所述支座的相对位移。

在其中一个实施例中，每一气缸包括设于自身缸盖上的两个第一气门和两个第二气门，所述摇臂轴上对应每一所述气缸设有两个摇臂；

所述气门组件包括对应每一所述气缸的第一气门桥和第二气门桥，所述第一气门桥传动连接于两个所述第一气门与其一所述摇臂之间，所述第二气门桥传动连接于两个所述第二气门与另一所述摇臂之间。

在其中一个实施例中，所述第一气门为进气门，所述第二气门为排气门；或

所述第一气门为排气门，所述第二气门为进气门。

在其中一个实施例中，每一气缸包括设于自身缸盖上的两个第一气门和两个第二气门；

所述气门驱动机构还包括气门间隙调节组件，所述气门间隙调节组件配接于所述气门组件与所述第一气门之间；和/或

所述气门间隙调节组件配接于所述气门组件与所述第二气门之间。

在其中一个实施例中，所述N为偶数。

根据本申请的第二个方面，提供一种发动机，包括如上述实施例中的气门驱动机构。

根据本申请的第三个方面，提供一种车辆，包括如上述实施例中的发动机。

上述的气门驱动机构、发动机及车辆，支座每隔两个气缸设置一个，相较于每个气缸上设置一个支座的方式，可显著减少支座的数量，而且不影响支座对凸轮轴以及摇臂轴的支撑强度。进一步地，支座数量的减少，势必会减少支座与气缸缸盖的连接零件。如此，减小了发动机的整体重量与成本，有利于车辆的轻量化需求。

附图说明

图1为本申请一实施例中的气门驱动机构的结构示意图；

图2为图1所示的气门驱动机构的凸轮轴的结构示意图；

图3为图1所示的气门驱动机构的支座的结构示意图。

100、气门驱动机构；10、支座；11、支撑底座；12、支撑顶盖；13、定位孔；20、气门组件；21、第一气门桥；22、第二气门桥；30、凸轮轴；31、支撑轴径；32、凸轮桃片；40、摇臂轴；41、摇臂；200、发动机；211、缸盖；212、第一气门；213、第二气门。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

为便于理解本申请的气门驱动机构、发动机及车辆，有必要对传统的气门驱动机构进行简要说明。

传统气门驱动机构的凸轮轴与摇臂轴一般采用全支撑的结构形式，例如，如果发动机为6缸发动机，凸轮轴与摇臂轴全支撑的结构形式需要7个支座，7个支座通过螺栓紧固在气缸的缸盖上，相应地，凸轮轴上需要加工7个支撑轴径，以便支撑在支座上。

但是，上述气门驱动机构的零件数目多，导致发动机的装配工序多，加工工序多，整体重量大，不利于发动机的轻量化需求。

为此，本申请提供一种气门驱动机构、发动机及车辆，能够较佳地改善上述问题。

下面将结合附图对本申请的气门驱动机构、发动机及车辆进行说明。

图1为本申请一实施例中的气门驱动机构的结构示意图；图2为图1所示的气门驱动机构的凸轮轴的结构示意图；图3为图1所示的气门驱动机构的支座的结构示意图。为便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的结构。

请参阅图1，本申请至少一实施例公开的气门驱动机构100，安装在发动机200的气缸上，气缸的数目为N个。其中，气门驱动机构100包括支座10、气门组件20、凸轮轴30以及摇臂轴40，摇臂轴40传动连接于气门组件20与凸轮轴30之间。

请参阅图2，具体到一些实施例中，凸轮轴30以及摇臂轴40支撑在支座10上，凸轮轴30上具有凸轮桃片32，摇臂轴40上具有摇臂41，摇臂41的一端与凸轮桃片32相抵，摇臂41的另一端与气门组件20配接。发动机200驱动凸轮轴30转动，凸轮桃片32随凸轮轴30一起转动，并带动摇臂41绕摇臂轴40的轴线摆动，气门组件20随着摇臂41一块摆动，进而开启或关闭气缸的气门。

支座10的数量为1+N/2个，每一支座10配接于对应一气缸的缸盖211上，且每隔两个气缸设置一个支座10，凸轮轴30及摇臂轴40均支撑于全部支座10上。

具体到一些实施例中，N为偶数。具体地，发动机200的气缸数目为六个，依据上述支座10与发动机200气缸数目之间的关系，那么支座10的数量为四个。其中，凸轮轴30及摇臂轴40的一端均支撑于一支座10上，且凸轮轴30及摇臂轴40的另一端均支撑于另一支座10上，剩余两个每间隔两个气缸设置一个。

为了使支座10的安装位置更为清楚，请参阅图1，将图示中凸轮轴30从左至右的方向上的六个气缸依次命名为第一缸、第二缸、第三缸、第四缸、第五缸以及第六缸。四个支座10中，一个支座10安装在第一缸的缸盖211上的偏左位置，一个支座10安装在第二缸与第三缸的缸盖211之间，一个支座10安装在第四缸与第五缸的缸盖211之间，一个支座10安装在第六缸的缸盖211上的偏右位置。

上述的支座10数量及安装位置的设置，相较于第一缸、第二缸、第三缸、第四缸、第五缸以及第六缸的缸盖211上均安装有一个支座10的方式，可以减少两个支座10的数量。需要说明的是，如果只在第一缸的缸盖211上的偏左位置，和第六缸的缸盖211上的偏右位置各安装一个支座10，且在第三缸与第四缸的缸盖211之间安装一个支座10，将会影响到支座10对凸轮轴30及凸轮轴30上的凸轮桃片32、摇臂轴40及摇臂轴40上的摇臂41的支撑强度。

因而，该气门驱动机构100显著减少了支座10的数量，而且不影响支座10对凸轮轴30以及摇臂轴40的支撑强度。如此，减小了发动机200的整体重量与成本，有利于车辆的轻量化需求。

可以预见的是，如果支座10是通过螺栓紧固在相应气缸的缸盖211上，且凸轮轴30和摇臂轴40中至少一者是通过螺栓紧固在支座10上，那么支座10数量的减少，同样也会减少紧固螺栓的数量，而且简化了各零部件的安装连接步骤，从而进一步地减小了发动机200的整体重量，有利于车辆轻量化需求的实现，而且使得发动机200的装配更加简化。

在一些实施例中，请参阅图3，支座10包括支撑底座11和支撑顶盖12，支撑底座11配接于气缸的缸盖211上，支撑顶盖12配接于支撑底座11背离气缸的一侧，并配合支撑底座11围合形成定位孔13，凸轮轴30转动连接于定位孔13内。具体地，支撑底座11呈半圆型，支撑顶盖12呈半圆型，支撑顶盖12盖在支撑底座11上后，支撑顶盖12与支撑底座11围合形成定位孔13，定位孔13可以沿凸轮轴30的径向限位凸轮轴30。更具体地，支撑底座11通过螺栓紧固在气缸的缸盖211上，支撑顶盖12通过螺栓紧固在支撑底座11上，摇臂轴40通过螺栓紧固在支撑底座11上。

因而，在实际使用中，支座10数量的减少会减小发动机200的整体重量，同样，与支座10配接的螺栓的数量也会相应减少，也减小了发动机200的整体重量，从而有利于车辆的轻量化的实现。此外，支座10与相应螺栓数量的减少，有利于简化发动机200的装配工作。

在一些实施例中，凸轮轴30上对应支座10的表面内凹形成支撑轴径31，支撑轴径31转动连接于支座10上，且沿凸轮轴30的轴向限制凸轮轴30与支座10的相对位移。具体地，凸轮轴30的支撑轴径31的径向尺寸要小于凸轮轴30其他部分的径向尺寸，但是与定位孔13的的孔径相匹配，以便于支撑轴径31转动连接于定位孔13内。

可以理解的是，支座10数量的减少，意味着凸轮轴30上的支撑轴径31的加工工序也会作出相应减少，使得发动机200的装配工作进一步地简化。

在一些实施例中，每一气缸包括设于自身缸盖211上的两个第一气门212和两个第二气门213，摇臂轴40上对应每一气缸设有两个摇臂41。气门组件20包括对应每一气缸的第一气门桥21和第二气门桥22，第一气门桥21传动连接于两个第一气门212与摇臂41之间，第二气门桥22传动连接于两个第二气门213与摇臂轴40之间。具体地，凸轮轴30上的凸轮桃片32随凸轮轴30的转动而转动，并驱动摇臂轴40上的摇臂41摆动，第一气门桥21和第二气门桥22会将与各自配接的摇臂41的摆动传递至第一气门212和第二气门213上，从而控制第一气门212和第二气门213的启闭。

在一些实施例中，第一气门212为进气门，第二气门213为排气门。在其他实施例中，第一气门212为排气门，第二气门213为进气门。

在一些实施例中，每一气缸包括设于自身缸盖211上的两个第一气门212和两个第二气门213。气门驱动机构100还包括气门间隙调节组件，气门间隙调节组件配接于气门组件20与第一气门212之间；在其他实施例中，气门间隙调节组件配接于气门组件20与第一气门212之间。在其他实施例中，气门间隙调节组件配接于气门组件20与第一气门212之间，气门间隙调节组件配接于气门组件20与第一气门212之间。

具体到一些实施例中，气门间隙调节组件包括调节螺钉和调节螺母，调节螺钉穿过摇臂41端部的轴孔，调节螺母与调节螺钉的上端螺纹连接，调节螺钉的下端与气门桥球铰连接。具体到实际使用中，气门间隙调节组件能够实现气门与摇臂41之间间隙的调节，以防受热膨胀时气门处于一直打开的状态。

上述的气门驱动机构100，支座10每隔两个气缸设置一个，相较于每个气缸上设置一个支座10的方式，可显著减少支座10的数量，而且不影响支座10对凸轮轴30以及摇臂轴40的支撑强度。进一步地，支座10数量的减少，势必会减少支座10与气缸缸盖211的连接零件。如此，减小了发动机200的整体重量与成本，有利于车辆的轻量化需求。

作为本申请的同一构思，还提供一种发动机200，该发动机200包括上述实施例中的气门驱动机构100。具体地，车辆的发动机200包括燃烧室，燃料在燃烧室中燃烧以产生动力。燃烧室设置有进气门和排气门。进气门用于供给含有燃料的气体混合物，排气门用于排出燃料废气。进气门和排气门通过连接于气门驱动机构100的气门组件20来开启或关闭燃烧室。

上述的发动机200，其气门驱动机构100的支座10每隔两个气缸设置一个，相较于每个气缸上设置一个支座10的方式，可显著减少支座10的数量，而且不影响支座10对凸轮轴30以及摇臂轴40的支撑强度。进一步地，支座10数量的减少，势必会减少支座10与气缸缸盖211的连接零件。如此，减小了发动机200的整体重量与成本，有利于车辆的轻量化需求。

作为本申请的同一构思，还提供一种车辆，该车辆包括上述实施例中的发动机200。

上述的车辆，其发动机200的气门驱动机构100的支座10每隔两个气缸设置一个，相较于每个气缸上设置一个支座10的方式，可显著减少支座10的数量，而且不影响支座10对凸轮轴30以及摇臂轴40的支撑强度。进一步地，支座10数量的减少，势必会减少支座10与气缸缸盖211的连接零件。如此，减小了发动机200的整体重量与成本，有利于车辆的轻量化需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种气门驱动机构，安装在发动机的气缸上，所述气缸的数目为N个，其特征在于，所述气门驱动机构包括支座、气门组件、凸轮轴以及摇臂轴，所述摇臂轴传动连接于所述气门组件与所述凸轮轴之间；

所述支座的数量为1+N/2个，每一所述支座配接于对应一所述气缸的缸盖上，且每隔两个所述气缸设置一所述支座；所述凸轮轴及所述摇臂轴均支撑于全部所述支座上。

2.根据权利要求1所述的气门驱动机构，其特征在于，所述凸轮轴及所述摇臂轴的一端均支撑于一所述支座上，且所述凸轮轴及所述摇臂轴的另一端均支撑于另一所述支座上。

3.根据权利要求1所述的气门驱动机构，其特征在于，所述支座包括支撑底座和支撑顶盖，所述支撑底座配接于所述气缸的缸盖上，所述支撑顶盖配接于所述支撑底座背离所述气缸的一侧，并配合所述支撑底座围合形成定位孔，所述凸轮轴转动连接于所述定位孔内。

4.根据权利要求1所述的气门驱动机构，其特征在于，所述凸轮轴上对应所述支座的表面内凹形成支撑轴径，所述支撑轴径转动连接于所述支座上，且沿所述凸轮轴的轴向限制所述凸轮轴与所述支座的相对位移。

5.根据权利要求1所述的气门驱动机构，其特征在于，每一气缸包括设于自身缸盖上的两个第一气门和两个第二气门，所述摇臂轴上对应每一所述气缸设有两个摇臂；

所述气门组件包括对应每一所述气缸的第一气门桥和第二气门桥，所述第一气门桥传动连接于两个所述第一气门与其一所述摇臂之间，所述第二气门桥传动连接于两个所述第二气门与另一所述摇臂之间。

6.根据权利要求5所述的气门驱动机构，其特征在于，所述第一气门为进气门，所述第二气门为排气门；或

所述第一气门为排气门，所述第二气门为进气门。

7.根据权利要求1所述的气门驱动机构，其特征在于，每一气缸包括设于自身缸盖上的两个第一气门和两个第二气门；

所述气门驱动机构还包括气门间隙调节组件，所述气门间隙调节组件配接于所述气门组件与所述第一气门之间；和/或

所述气门间隙调节组件配接于所述气门组件与所述第二气门之间。

8.根据权利要求1所述的气门驱动机构，其特征在于，所述N为偶数。

9.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的气门驱动机构。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的发动机。

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