CN203783667U - 发动机配气机构及发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种发动机配气机构，包括进气凸轮轴、排气凸轮轴、进气摇臂、排气摇臂、进气液压挺柱、排气液压挺柱、进气门、排气门、进气门弹簧及排气门弹簧，进气摇臂包括进气摇臂本体及转动支撑在进气摇臂本体中部的进气摇臂轴承，排气摇臂包括排气摇臂本体及转动支撑在排气摇臂本体中部的排气摇臂轴承，进气摇臂轴承与进气凸轮轴的凸轮滚动接触配合，排气摇臂轴承与所述排气凸轮轴的凸轮滚动接触配合，进气摇臂本体的外端与进气液压挺柱的上端相连，进气摇臂本体的内端与进气门的上端相连，排气摇臂本体的外端与排气液压挺柱的上端相连，排气摇臂本体的内端与排气门的上端相连。本实用新型的发动机配气机构，具有结构紧凑及传递可靠的优点。

Description

发动机配气机构及发动机

技术领域

本实用新型属于发动机技术领域，特别是涉及一种发动机配气机构及发动机。

背景技术

汽油发动机配气机构形式主要有顶置单凸轮轴及顶置双凸轮轴，气门的驱动形式主要有直接驱动和采用摇臂式的间接驱动。

发动机配气机构牵涉的零件多而复杂，一款发动机的性能45%-50%决定于配气机构的性能和能力，为了配合一些新技术的使用，如可变气门正时***（VVT）及可变气门升程***(VVL)，新设计汽油发动机基本都采用灵活的双顶置凸轮轴，为了提高驱动效率及降低摩擦，滚子摇臂配液压挺柱驱动气门形式被采用较多。

授权公告号为CN202628209U的中国专利公开了一种配气机构，包括缸盖及设置在缸盖下部的燃烧室，燃烧室与进气道及排气道相通，进气道与燃烧室连通处设置有进气门，排气道与燃烧室连通处设置有排气门，进气门及排气门上分别套设有一个气门弹簧，进气门上方设置有进气摇臂及进气液压挺柱，排气门上方设置有排气摇臂及排气液压挺柱，进气摇臂的外端与进气门的上端连接，进气摇臂的内端与进气液压挺柱的上端连接，排气摇臂的外端与排气门的上端连接，排气摇臂的内端与排气液压挺柱的上端连接，这样，进气液压挺柱及排气液压挺柱被分别布置在了进气门的内侧与排气门的内侧，进气门与排气门之间需要预留进气液压挺柱及排气液压挺柱的装配空间，造成进气门与排气门之间的夹角通常较大，进气凸轮轴与排气凸轮轴间距较大，整个配气机构不够紧凑。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有的发动机配气机构布置不够紧凑的缺陷，提供一种发动机配气机构。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种发动机配气机构，包括进气凸轮轴、排气凸轮轴、进气摇臂、排气摇臂、进气液压挺柱、排气液压挺柱、进气门、排气门、进气门弹簧及排气门弹簧，所述进气门弹簧套设在所述进气门上，所述排气门弹簧套设在所述排气门上，所述进气凸轮轴及所述排气凸轮轴构成双顶置凸轮轴，所述进气摇臂包括进气摇臂本体及转动支撑在所述进气摇臂本体中部的进气摇臂轴承，所述排气摇臂包括排气摇臂本体及转动支撑在所述排气摇臂本体中部的排气摇臂轴承，所述进气凸轮轴及所述排气凸轮轴分别设置在所述进气摇臂及所述排气摇臂的上方，所述进气摇臂轴承与所述进气凸轮轴的凸轮滚动接触配合，所述排气摇臂轴承与所述排气凸轮轴的凸轮滚动接触配合，所述进气摇臂本体的外端与所述进气液压挺柱的上端相连，所述进气摇臂本体的内端与所述进气门的上端相连，所述排气摇臂本体的外端与所述排气液压挺柱的上端相连，所述排气摇臂本体的内端与所述排气门的上端相连。

进一步地，所述进气摇臂的外端的下表面形成有进气摇臂球窝，所述进气液压挺柱的上端形成有容纳于所述进气摇臂球窝中的第一球头，所述第一球头通过一第一限位件限位在所述进气摇臂球窝中；所述排气摇臂的外端的下表面形成有排气摇臂球窝，所述排气液压挺柱的上端形成有容纳于所述排气摇臂球窝中的第二球头，所述第二球头通过一第二限位件限位在所述排气摇臂球窝中。

进一步地，所述进气凸轮轴的轴线与发动机缸盖底面的距离为133～136mm，所述排气凸轮轴的轴线与所述发动机缸盖底面的距离为133～136mm。

进一步地，所述进气凸轮轴的轴线与缸孔的中心线的距离为57～59mm，所述排气凸轮轴的轴线与所述缸孔的中心线的距离为59～62mm。

进一步地，所述进气摇臂球窝的中心与缸孔的中心线的距离为71～73mm，所述排气摇臂球窝的中心与所述缸孔的中心线的距离为72～74mm。

进一步地，所述进气摇臂球窝的中心与所述进气凸轮轴的轴线和排气凸轮轴的轴线所在的水平面的距离为35～37mm，所述排气摇臂球窝的中心与所述进气凸轮轴的轴线和排气凸轮轴的轴线所在的水平面的距离为35～37mm。

进一步地，所述进气门的轴线与缸孔的中心线的夹角为14～16°，所述排气门的轴线与所述缸孔的中心线的夹角为13～15°。

进一步地，所述进气凸轮轴的凸轮与所述进气摇臂轴承接触于第一直线，所述进气门的垂直于所述进气凸轮轴的轴线的轴平面与所述第一直线相交形成第一切点，所述第一切点到所述进气凸轮轴的轴线的垂线与所述进气液压挺柱的轴线的夹角为10～13°；所述排气凸轮轴的凸轮与所述排气摇臂轴承接触于第二直线，所述排气门的垂直于所述排气凸轮轴的轴线的轴平面与所述第二直线相交形成第二切点，所述第二切点到所述排气凸轮轴的轴线的垂线与所述排气液压挺柱的轴线的夹角为10～13°

进一步地，所述进气液压挺柱的轴线与所述进气门的轴线的夹角为-3°～3°，所述排气液压挺柱的轴线与所述排气门的轴线的夹角为-3°～3°。所述进气液压挺柱的轴线与所述进气门的轴线的夹角为负值时，表示所述进气液压挺柱的轴线顺时针旋转该夹角的绝对值后与所述进气门的轴线平行；反之，所述进气液压挺柱的轴线与所述进气门的轴线的夹角为正值时，表示所述进气液压挺柱的轴线逆时针旋转该夹角后与所述进气门的轴线平行；同理，所述排气液压挺柱的轴线与所述排气门的轴线的夹角为负值时，表示所述排气液压挺柱的轴线顺时针旋转该夹角的绝对值后与所述排气门的轴线平行；所述排气液压挺柱的轴线与所述排气门的轴线的夹角为正值时，表示所述排气液压挺柱的轴线逆时针旋转该夹角后与所述排气门的轴线平行。

进一步地，所述进气摇臂轴承及所述排气摇臂轴承均为滚子轴承。

本实用新型的发动机配气机构，所述进气摇臂本体的外端与所述进气液压挺柱的上端相连，所述进气摇臂本体的内端与所述进气门的上端相连，所述排气摇臂本体的外端与所述排气液压挺柱的上端相连，所述进气摇臂本体的内端与所述排气门的上端相连，即所述进气液压挺柱及所述排气液压挺柱分别设置在所述进气门及所述排气门的外侧，且所述进气摇臂本体及所述排气摇臂本体的大部分分别位于所述进气门及所述排气门的外侧，这样，进气门与排气门之间没有其它配气机构部件，进气门与排气门可以更加的接近，气门夹角可以设计的足够小，进气凸轮轴与排气凸轮轴间距可以足够小，这样，整个配气机构可以更加的紧凑。另外，将进气摇臂及排气摇臂分别布置在进气门及排气门两侧，这样能更好的在其它条件给定下设计布置进气摇臂及排气摇臂位置来满足整个配气机构的布置。同时，凸轮型线设计裕度更大，提高了配气机构运动部件的安全性。

另外，本实用新型还提供了一种发动机，所述发动机包括上述的发动机配气机构。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的发动机配气机构的简画图；

图2是本实用新型一实施例提供的发动机配气机构的结构示意图；

图3是本实用新型一实施例提供的发动机配气机构的零部件分解图。

说明书附图中的附图标记如下：

1、进气凸轮轴；11、进气凸轮轴的凸轮；2、排气凸轮轴；21、排气凸轮轴的凸轮；3、进气摇臂；31、进气摇臂本体；32、进气摇臂轴承；33、进气摇臂球窝；4、排气摇臂；41、排气摇臂本体；42、排气摇臂轴承；43、排气摇臂球窝；5、进气液压挺柱；51、第一球头；6、排气液压挺柱；61、第二球头；7、进气门；8、排气门；91、进气门弹簧；92、排气门弹簧；10、第一限位件；20、第二限位件；30、发动机缸盖底面。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图3所示，本实用新型一实施例提供的发动机配气机构，包括进气凸轮轴1、排气凸轮轴2、进气摇臂3、排气摇臂4、进气液压挺柱5、排气液压挺柱6、进气门7、排气门8、进气门弹簧91及排气门弹簧92，所述进气门弹簧91套设在所述进气门7上，所述排气门弹簧92套设在所述排气门8上，所述进气凸轮轴1及所述排气凸轮轴2构成双顶置凸轮轴，所述进气摇臂3包括进气摇臂本体31及转动支撑在所述进气摇臂本体31中部的进气摇臂轴承32，所述排气摇臂4包括排气摇臂本体41及转动支撑在所述排气摇臂本体41中部的排气摇臂轴承42，所述进气凸轮轴1及所述排气凸轮轴2分别设置在所述进气摇臂3及所述排气摇臂4的上方，所述进气摇臂轴承32与所述进气凸轮轴的凸轮11滚动接触配合，所述排气摇臂轴承42与所述排气凸轮轴的凸轮21滚动接触配合，所述进气摇臂本体31的外端与所述进气液压挺柱5的上端相连，所述进气摇臂本体31的内端与所述进气门7的上端相连，所述排气摇臂本体41的外端与所述排气液压挺柱6的上端相连，所述排气摇臂本体41的内端与所述排气门8的上端相连。具体地，所述进气摇臂本体31的内端形成有圆弧面，所述进气门7的上端（杆端）与所述进气摇臂本体31的内端的圆弧面接触；所述排气摇臂本体41的内端形成有圆弧面，所述排气门8的上端（杆端）与所述排气摇臂本体41的内端的圆弧面接触。

通常，在发动机的缸盖内部设置有燃烧室，燃烧室与进气道及排气道连通。

本实施例中，进气门7设置在进气道与燃烧室连通处，排气门8设置在排气道与燃烧室连通处，进气道与燃烧室连通处设置有支撑进气门弹簧91的座台，排气道与燃烧室连通处设置有支撑排气门弹簧92的座台。进气摇臂3及进气液压挺柱5设置在进气门7的上方，而排气摇臂4及排气液压挺柱6则设置在排气门8的上方。

另外，在发动机的缸盖上还开设有装配进气液压挺柱5及排气液压挺柱6的孔。

本实施例中，所述进气摇臂轴承32及所述排气摇臂轴承42均为滚子轴承。这样，进气摇臂3及排气摇臂4均为滚子摇臂。

本实施例中，所述进气摇臂3的外端的下表面形成有进气摇臂球窝33，所述进气液压挺柱5的上端形成有容纳于所述进气摇臂球窝33中且与所述进气摇臂球窝33配合的第一球头51，所述第一球头51通过一第一限位件10限位在所述进气摇臂球窝33中；所述排气摇臂的外端的下表面形成有排气摇臂球窝43，所述排气液压挺柱6的上端形成有容纳于所述排气摇臂球窝43中且与所述排气摇臂球窝43配合的第二球头61，所述第二球头61通过一第二限位件20限位在所述排气摇臂球窝43中。通过上述方式实现了进气液压挺柱5与进气摇臂3的接触，以及排气液压挺柱6与排气摇臂4的接触。

本实施例中，如图1所示，该配气机构的具体布置如下：

所述进气凸轮轴1的轴线与发动机缸盖底面30的距离为133～136mm，所述排气凸轮轴2的轴线与所述发动机缸盖底面30的距离为133～136mm。

所述进气凸轮轴1的轴线与缸孔的中心线Z1的距离（即进气凸轮轴的凸轮中心O3到缸孔的中心线Z1的距离）为57～59mm，所述排气凸轮轴2的轴线与所述缸孔的中心线Z1的距离（即排气凸轮轴的凸轮中心O4到缸孔的中心线Z1的距离）为59～62mm。

所述进气摇臂球窝33的中心O1与缸孔的中心线Z1的距离为71～73mm，所述排气摇臂球窝43的中心O2与所述缸孔的中心线Z1的距离为72～74mm。

所述进气摇臂球窝33的中心O1与所述进气凸轮轴的轴线和排气凸轮轴的轴线所在的水平面S1的距离为35～37mm，所述排气摇臂球窝43的中心O2与所述进气凸轮轴的轴线和排气凸轮轴的轴线所在的水平面S1的距离为35～37mm。

所述进气门7的轴线Z2与缸孔的中心线Z1的夹角为14～16°，所述排气门8的轴线Z3与所述缸孔的中心线Z1的夹角为13～15°。

所述进气凸轮轴的凸轮11与所述进气摇臂轴承32接触于第一直线，所述进气门7的垂直于所述进气凸轮轴1的轴线的轴平面与所述第一直线相交形成第一切点Q1，所述第一切点Q1到所述进气凸轮轴的轴线的垂线与所述进气液压挺柱5的轴线Z4的夹角为10～13°；所述排气凸轮轴的凸轮21与所述排气摇臂轴承42接触于第二直线，所述排气门8的垂直于所述排气凸轮轴2的的轴线的轴平面与所述第二直线相交形成第二切点Q2，所述第二切点Q2到所述排气凸轮轴的轴线的垂线与所述排气液压挺柱6的轴线Z5的夹角为10～13°。

所述进气液压挺柱5的轴线Z4与所述进气门7的轴线Z2的夹角为-3°～3°，所述排气液压挺柱6的轴线Z5与所述排气门8的轴线Z3的夹角为-3°～3°。所述进气液压挺柱5的轴线Z4与所述进气门7的轴线Z2的夹角为负值时，表示所述进气液压挺柱5的轴线Z4顺时针旋转该夹角的绝对值后与所述进气门7的轴线Z2平行；反之，所述排气液压挺柱6的轴线Z5与所述排气门8的轴线Z3的夹角为正值时，表示所述进气液压挺柱5的轴线Z4逆时针旋转该夹角后与所述进气门7的轴线Z2平行；同理，所述排气液压挺柱6的轴线Z5与所述排气门8的轴线Z3的夹角为负值时，表示所述排气液压挺柱6的轴线Z5顺时针旋转该夹角的绝对值后与所述排气门8的轴线Z3平行；所述排气液压挺柱6的轴线Z5与所述排气门8的轴线Z3的夹角为正值时，表示所述排气液压挺柱6的轴线Z5逆时针旋转该夹角后与所述排气门8的轴线Z3平行。

应当理解的是，图1只是表示配气机构各个部件的相对位置关系（设计参数），具体结构请参见图2及图3。

具有本实施例上述布置形式的配气机构，与现有布置形式的配气机构相比，在凸轮型线设计的实际过程中，配气机构动力学与运动的通过性提高了近20%，提高了凸轮型线设计裕度，使得凸轮型线设计更加容易，凸轮轴的加工更加容易且加工成本更低。

另外，本实用新型一实施例还提供了一种发动机，所述发动机包括上述的发动机配气机构。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机配气机构，其特征在于，包括进气凸轮轴、排气凸轮轴、进气摇臂、排气摇臂、进气液压挺柱、排气液压挺柱、进气门、排气门、进气门弹簧及排气门弹簧，所述进气门弹簧套设在所述进气门上，所述排气门弹簧套设在所述排气门上，所述进气凸轮轴及所述排气凸轮轴构成双顶置凸轮轴，所述进气摇臂包括进气摇臂本体及转动支撑在所述进气摇臂本体中部的进气摇臂轴承，所述排气摇臂包括排气摇臂本体及转动支撑在所述排气摇臂本体中部的排气摇臂轴承，所述进气凸轮轴及所述排气凸轮轴分别设置在所述进气摇臂及所述排气摇臂的上方，所述进气摇臂轴承与所述进气凸轮轴的凸轮滚动接触配合，所述排气摇臂轴承与所述排气凸轮轴的凸轮滚动接触配合，所述进气摇臂本体的外端与所述进气液压挺柱的上端相连，所述进气摇臂本体的内端与所述进气门的上端相连，所述排气摇臂本体的外端与所述排气液压挺柱的上端相连，所述排气摇臂本体的内端与所述排气门的上端相连。

2.根据权利要求1所述的发动机配气机构，其特征在于，所述进气摇臂的外端的下表面形成有进气摇臂球窝，所述进气液压挺柱的上端形成有容纳于所述进气摇臂球窝中的第一球头，所述第一球头通过一第一限位件限位在所述进气摇臂球窝中；所述排气摇臂的外端的下表面形成有排气摇臂球窝，所述排气液压挺柱的上端形成有容纳于所述排气摇臂球窝中的第二球头，所述第二球头通过一第二限位件限位在所述排气摇臂球窝中。

3.根据权利要求1或2所述的发动机配气机构，其特征在于，所述进气凸轮轴的轴线与发动机缸盖底面的距离为133～136mm，所述排气凸轮轴的轴线与所述发动机缸盖底面的距离为133～136mm。

4.根据权利要求1或2所述的发动机配气机构，其特征在于，所述进气凸轮轴的轴线与缸孔的中心线的距离为57～59mm，所述排气凸轮轴的轴线与所述缸孔的中心线的距离为59～62mm。

5.根据权利要求2所述的发动机配气机构，其特征在于，所述进气摇臂球窝的中心与缸孔的中心线的距离为71～73mm，所述排气摇臂球窝的中心与所述缸孔的中心线的距离为72～74mm。

6.根据权利要求2所述的发动机配气机构，其特征在于，所述进气摇臂球窝的中心与所述进气凸轮轴的轴线和排气凸轮轴的轴线所在的水平面的距离为35～37mm，所述排气摇臂球窝的中心与所述进气凸轮轴的轴线和排气凸轮轴的轴线所在的水平面的距离为35～37mm。

7.根据权利要求1或2所述的发动机配气机构，其特征在于，所述进气门的轴线与缸孔的中心线的夹角为14～16°，所述排气门的轴线与所述缸孔的中心线的夹角为13～15°。

8.根据权利要求1或2所述的发动机配气机构，其特征在于，所述进气凸轮轴的凸轮与所述进气摇臂轴承接触于第一直线，所述进气门的垂直于所述进气凸轮轴的轴线的轴平面与所述第一直线相交形成第一切点，所述第一切点到所述进气凸轮轴的轴线的垂线与所述进气液压挺柱的轴线的夹角为10～13°；所述排气凸轮轴的凸轮与所述排气摇臂轴承接触于第二直线，所述排气门的垂直于所述排气凸轮轴的轴线的轴平面与所述第二直线相交形成第二切点，所述第二切点到所述排气凸轮轴的轴线的垂线与所述排气液压挺柱的轴线的夹角为10～13°。

9.根据权利要求1或2所述的发动机配气机构，其特征在于，所述进气液压挺柱的轴线与所述进气门的轴线的夹角为-3°～3°，所述排气液压挺柱的轴线与所述排气门的轴线的夹角为-3°～3°。

10.一种发动机，其特征在于，所述发动机包括权利要求1-9任意一项所述的发动机配气机构。