CN204098983U - 具减压装置的引擎 - Google Patents

Abstract

本实用新型关于一种具减压装置的引擎，包括有：一汽缸头、一曲轴、一启动装置、一控制单元、一单向式减压装置及一离心式减压装置。其中，当引擎的曲轴反转时，单向式减压装置作用于汽缸头的进气摇臂及排气摇臂的其中之一，使进气阀门及排气阀门的其中之一开启一第一微小行程，且离心式减压装置于曲轴的一预定转速下，作用于进气摇臂及排气摇臂的其中之一，使进气阀门及排气阀门的其中之一开启一第二微小行程。因此，配置二减压装置作动，可更降低启动装置带动曲轴旋转所耗损的能量。

Description

具减压装置的引擎

技术领域

本实用新型关于一种具减压装置的引擎，尤指一种适用于机车的具减压装置的引擎。

背景技术

现有内燃机引擎中，为解决当曲轴于引擎熄火而停止后，于下次启动时遇到压缩行程需克服较大启动阻抗的问题，发展出所谓的引擎减压装置。

请参阅图1与图2，其分别为未装设减压装置及装设离心式减压装置的引擎启动时的启动马达能量耗损图。如图1所示，其横轴表示启动马达带动曲轴旋转的时间，纵轴表示启动马达带动曲轴旋转的耗损能量，未装置减压装置的引擎，其启动马达带动曲轴旋转的耗损能量曲线(即电压及电流的乘积)，带动过程经过气体压缩行程时因阻力变大而产生较大的电压及电流变化，因此耗损较大的能量。另，装设有现有技术如中国台湾专利号：M418968所示的离心式减压装置的引擎，其启动马达带动曲轴旋转的耗损能量曲线如图2所示，相较于未装置离心式减压装置的引擎其每个压缩行程的耗损能量已经减少，即由图1所示的A1、A2、A3减少为图2所示的B1、B2、B3。

请再参阅图3与图4，其分别为未装设减压装置及装设单向式减压装置的引擎启动时的启动马达能量耗损图。如图所示，其横轴表示启动马达带动曲轴旋转的时间，纵轴表示启动马达带动曲轴旋转的耗损能量，装设有现有技术见于中国台湾专利号M406645单向式减压装置的引擎，其启动马达带动曲轴旋转的第一个压缩行程几乎完全消除阻抗，所以耗损能量减低很多，即图3所示的C1，于图4上几乎完全消除，但第二个压缩行程以后则没有减压作用，即图3所示的C2，于图4上仍为D2，所以与未装减压装置的状况有相同的耗损能量。

由上述两种情况，可知目前仅配设一种减压装置的引擎，其仍有可以再降低启动马达带动曲轴旋转所耗损能量的空间，如此可以使启动装置所需要提供的启动扭矩需求更低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的系在提供给引擎一种整合型的减压装置的配置，可以使启动装置所需要提供的启动扭矩需求更低，从而可降低启动装置带动曲轴旋转所耗损的能量。

为达成上述目的，本实用新型的具减压装置的引擎包括有：一汽缸头、一曲轴、一启动装置、一控制单元及二减压装置。汽缸头具有一进气阀门、一排气阀门、一进气摇臂及一排气摇臂；启动装置与引擎的曲轴连结；控制单元用以控制启动装置；二减压装置包括一单向式减压装置及一离心式减压装置。其中，当引擎的曲轴反转时，单向式减压装置作用于汽缸头的进气摇臂及排气摇臂的其中之一，使进气阀门及排气阀门的其中之一开启一第一微小行程，且离心式减压装置于曲轴的一预定转速下，作用于进气摇臂及排气摇臂的其中之一，使进气阀门及排气阀门的其一开启一第二微小行程。

上述单向式减压装置及离心式减压装置可设置作用于同一进气摇臂或同一排气摇臂，且该第二微小行程低于该第一微小行程。

上述单向式减压装置于倒转后再正转时产生减压效果，该减压效果可为压缩行程的完全减压作用，这是离心式减压装置无法达成的。因此，本实用新型将单向式减压装置配置于排气阀行程或进气阀行程及将离心式减压装置配置于排气阀行程，为了确保让单向式减压装置可以完全发挥第一次压缩行程的完全减压效果，单向式减压装置的阀行程必须大于离心式减压装置的阀行程。

因此，本实用新型的单向式减压装置提供启动马达带动曲轴旋转的第一次压缩行程的完全减压作用，随后单向式减压装置的减压凸轮旋转至定位位置后失去减压功能，第二次以后的压缩行程的减压作用改由离心式减装置提供，直到引擎启动正常运转至一特定转速以上，离心式减压装置才失去减压作用。亦即，单向式减压装置与离心式减压装置作用于不同摇臂时(如一为进气摇臂、一为排气摇臂)，可同时作第一次压缩行程的减压；当单向式减压装置与离心式减压装置同时作用于同一摇臂时，可不同时作第一次压缩行程的减压，而第二次压缩行程以后的减压仅由离心式减压装置提供。

上述单向式减压装置可作用于汽缸头的进气摇臂或排气摇臂，使进气阀门或排气阀门开启。而离心式减压装置则作用于汽缸头的排气摇臂，使排气阀门开启。

上述启动装置可为一启动兼发电装置，其组设于一与曲轴连结的动力输出轴的一端，并位于曲轴的一侧端，而动力输出轴的另一端则组设有一传动变速装置。

本实用新型的作动原理系当该启动兼发电装置于启动瞬间，其正转启动转速低于一预定转速时，控制单元会输出一讯号，促使控制启动兼发电装置先反转一角度范围再正转。而当启动兼发电装置反转时，单向式减压装置则作用于汽缸头的进气摇臂或排气摇臂，使进气阀门或排气阀门开启第一微小行程。

上述控制单元可为独立的构件，也可整合于整车的电子控制中心(Electronic Control Unit:ECU)。

上述离心式减压装置可包括有一凸轮轴、一阀动凸轮、一链轮、一离心块、一减压心轴、一顶杆及一预力构件。其中，链轮及阀动凸轮固设于凸轮轴上；离心块枢设于链轮上，减压心轴穿设于凸轮轴，顶杆滑移于阀动凸轮中，而预力构件则分别抵顶离心块及链轮。因此，当离心块所受离心力高于预力构件的预拉力时，顶杆会完全收纳于阀动凸轮内，引擎不会产生任何减压作用。另，当离心块所受离心力低于预力构件的预拉力时，顶杆会突出于阀动凸轮外，促使排气摇臂摆动，进而使排气阀门开启，方会产生减压作用。

上述单向式减压装置可包括有一凸轮轴、一单向离合器、一减压凸轮、一顶推件及一弹性件。其中，单向离合器套设于凸轮轴上，减压凸轮固设于单向离合器的外环周面上，而弹性件分别抵顶顶推件与进气摇臂及排气摇臂的其中之一。因此，当凸轮轴正转时，单向离合器不会耦合跟随凸轮轴转动，引擎不会产生任何减压作用。另，当凸轮轴反转时，单向离合器跟随转动，促使减压凸轮跟随转动，达到引擎减压效果。

附图说明

图1系未装设减压装置的引擎启动时的启动马达能量耗损图。

图2系装设离心式减压装置的引擎启动时的启动马达能量耗损图。

图3系未装设减压装置的引擎启动时的启动马达能量耗损图。

图4系装设单向式减压装置的引擎启动时的启动马达能量耗损图。

图5系本实用新型第一较佳实施例的引擎剖视图。

图6系本实用新型第一较佳实施例的减压装置立体图。

图7系本实用新型第一较佳实施例的减压装置分解图。

图8A和8B系未装设减压装置的引擎及本实用新型第一较佳实施例同时装设离心式与单向式减压装置的引擎启动时的启动马达能量耗损图。

图9系本实用新型第二较佳实施例的减压装置立体图。

图10系本实用新型第二较佳实施例的减压装置分解图。

【符号说明】

10     曲轴         11     动力输出轴

13     启动装置     15     传动变速装置

20,50  汽缸头       30,60  单向式减压装置

31,61  凸轮轴       32,62  减压凸轮

33,63  摇臂轴       34,88  排气摇臂

35,65  顶推件       36,66  弹性件

37     排气阀门     39,69  单向离合器

40,70  离心式减压装置  41,71  枢柱

42,72  离心块          43,73  减压心轴

44,74  预力构件        45,75  链轮

46,76  固定凸缘        47,77  轴承

48,78  阀动凸轮        49,79  顶杆

64     进气摇臂        68     进气阀门

具体实施方式

为了便于本领域一般技术人员理解和实现本实用新型，现结合附图描绘本实用新型的实施例。

请参阅图5、图6及图7，其分别为本实用新型第一较佳实施例的引擎剖视图、减压装置立体图及分解图。本实施例的具减压装置的引擎包括有：一汽缸头20、一曲轴10、一启动装置13、一控制单元及二减压装置。汽缸头20具有一进气阀门、一排气阀门37、一进气摇臂及一排气摇臂34；启动装置与引擎的曲轴10连结；控制单元用以控制启动装置13；二减压装置包括有一单向式减压装置30及一离心式减压装置40。其中，当引擎的曲轴10反转时，单向式减压装置30作用于汽缸头20的排气摇臂34，使排气阀门37开启一第一微小行程，且离心式减压装置40于曲轴10的一预定转速下，也作用于排气摇臂34，使排气阀门37开启一第二微小行程。

在本实施例中，单向式减压装置30设置于汽缸头20的排气摇臂34，进而促使排气阀门37开启一第一微小行程，而离心式减压装置40也设置于汽缸头20的排气摇臂34，进而促使排气阀门37开启一第二微小行程，该第二微小行程低于该第一微小行程。

就单向式减压装置30的作用原理，其系属习用的技术，在此仅简单介绍如下，详细的作动原理可参考中国台湾专利号M406645。

单向式减压装置30主要包括有一凸轮轴31、一单向离合器39、一减压凸轮32、一顶推件35及一弹性件36。单向离合器39套设于汽缸头20的凸轮轴31，减压凸轮32固设于单向离合器39的外环周面上，弹性件36分别抵顶顶推件35与排气摇臂34，排气摇臂34套设有一摇臂轴33。当凸轮轴31正转时，单向离合器39不会耦合跟随凸轮轴31转动，引擎不会产生任何减压作用。而当凸轮轴31反转时，单向离合器39跟随转动，促使减压凸轮32跟随转动，推动顶推件35并使排气摇臂34转动，进而促使排气阀门37开启一第一微小行程，达到引擎减压效果。

就离心式减压装置40的作用原理，其系属习用的技术，在此仅简单介绍如下，详细的作动原理可参考中国台湾专利号M418968。

离心式减压装置40主要包括有凸轮轴31、一阀动凸轮48、一链轮45、一离心块42、一减压心轴43、一顶杆49、一枢柱41、一固定凸缘46、一轴承47及一预力构件44。其中，阀动凸轮48固设于汽缸头20的凸轮轴31上；枢柱41组设于链轮45上，离心块42枢设于枢柱41上，减压心轴43则穿设于凸轮轴31，顶杆49滑移于阀动凸轮48中，而预力构件44则分别抵顶离心块42及链轮45，固定凸缘46压配于凸轮轴31上，链轮45锁附于固定凸缘46上，轴承47套设于凸轮轴31上。因此，当引擎转动，离心块42所受离心力高于预力构件44的预拉力时，离心块42带动减压心轴43转动，促使顶杆49滑移并完全收纳于阀动凸轮48内，引擎不会产生任何减压作用。另，当离心块42所受离心力低于预力构件44的预拉力时，顶杆49凸出于阀动凸轮48外，使排气摇臂34摆动，进而促使排气阀门37开启一第二微小行程，产生减压作用。

本实施例将单向式减压装置30配置于汽缸头20的排气阀行程，另将离心式减压装置40也配置于汽缸头20的排气阀行程，且单向式减压装置30的阀行程大于离心式减压装置40的阀行程，可确保单向式减压装置30可以完全发挥第一压缩行程的完全减压效果。

请参阅图8A和8B系未装设减压装置的引擎及本实用新型第一较佳实施例同时装设离心式与单向式减压装置的引擎启动时的启动马达能量耗损图，其横轴表示启动马达带动曲轴旋转的时间，纵轴表示启动马达带动曲轴旋转的耗损能量，由图中的线E表示未装设减压装置的引擎及线F表示同时装设离心式与单向式减压装置的引擎，可知本实施例确可完全发挥第一次压缩行程(即E1)的完全减压效果，启动马达带动曲轴旋转的耗损能量已经减少许多(由单向式减压装置提供)，且第二次、第三次…以后压缩行程也具有减压功能(由离心式减压装置提供)，启动马达带动曲轴旋转的耗损能量也皆有减少，即线E的E2,E3,E4,E5等减少为线F的F2,F3,F4,F5等。

在本实施例中，启动装置13可为一启动兼发电装置(Integrated Starter andGenerator，简称ISG)，启动装置13组设于与曲轴10连结的动力输出轴11的一端，并位于曲轴10的一侧端，而动力输出轴10的另一端则组设一传动变速装置15。

本实施例的ISG作动原理系当ISG于启动瞬间，其正转启动转速低于一预定转速时，控制单元会输出一讯号，促使ISG先反转一角度范围再正转。而当ISG反转时，单向式减压装置30则作用于汽缸头20的排气摇臂34，使排气阀门37开启第一微小行程。在本实施例中，上述控制单元可为独立的构件，也可整合于整车的电子控制中心(Electronic Control Unit:ECU)。

因此，本实施例的单向式减压装置30提供启动装置13带动曲轴10旋转的第一次压缩行程的完全减压作用，随后单向式减压装置30的减压凸轮32旋转至定位位置后失去减压功能，第二次以后的压缩行程的减压作用改由离心式减装置40提供，直到引擎启动正常运转至一特定转速以上，离心式减压装置40才失去减压作用。亦即，单向式减压装置30作第一次压缩行程的减压，而第二次压缩行程以后的减压仅由离心式减压装置40提供，故可使启动装置13所需要提供的启动扭矩需求更低，因而可降低启动装置13带动曲轴10旋转所耗损的能量。

请再参阅图9与图10，其分别为本实用新型第二较佳实施例的减压装置立体图及分解图，并请一并参阅图5。本实施例与第一实施例的差异仅在于第一实施例的单向式减压装置30与离心式减压装置40皆配置于汽缸头20的排气阀行程，而本实施例则将单向式减压装置60配置于汽缸头50的进气阀行程，另将离心式减压装置70配置于汽缸头50的排气阀行程。

如图所示，本实施例的单向式减压装置60主要包括有一凸轮轴61、一单向离合器69、一减压凸轮62、一顶推件65及一弹性件66。单向离合器69套设于汽缸头50的凸轮轴61，减压凸轮62固设于单向离合器69的外环周面上，弹性件66分别抵顶该顶推件65与汽缸头50的进气摇臂64，进气摇臂64套设有一摇臂轴63。当凸轮轴61正转时，单向离合器69不会耦合跟随凸轮轴61转动，引擎不会产生任何减压作用。另当凸轮轴61反转时，单向离合器69跟随转动，促使减压凸轮62跟随转动，推动顶推件65并使进气摇臂64转动，进而促使进气阀门68开启一第一微小行程，达到引擎减压效果。

另本实施例的离心式减压装置70主要包括有凸轮轴61、一阀动凸轮78、一链轮75、一离心块72、一减压心轴73、一顶杆79、一枢柱71、一固定凸缘76、一轴承77及一预力构件74。其中，阀动凸轮78固设于汽缸头50的凸轮轴61上；枢柱71组设于链轮75上，离心块72枢设于枢柱71上，减压心轴73则穿设于凸轮轴61，顶杆79滑移于阀动凸轮78中，而预力构件74则分别抵顶离心块72及链轮75，固定凸缘76压配于凸轮轴61上，链轮75锁附于固定凸缘76上，轴承77套设于凸轮轴61上。因此，当引擎转动，离心块72所受离心力高于预力构件74的预拉力时，离心块72带动减压心轴73转动，促使顶杆79滑移并完全收纳于阀动凸轮78内，引擎不会产生任何减压作用。另，当离心块72所受离心力低于预力构件74的预拉力时，顶杆79凸出于阀动凸轮78外，使排气摇臂88摆动，进而促使排气阀门开启一第二微小行程，产生减压作用。

因此，本实施例的单向式减压装置60与离心式减压装置70同时作第一次压缩行程的减压，而第二次压缩行程以后的减压仅由离心式减压装置70提供，故也可使启动装置13所需要提供的启动扭矩需求更低，因而可降低启动装置13带动曲轴10旋转所耗损的能量。

虽然通过实施例描绘了本实用新型，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，就可使本实用新型有许多变形和变化，本实用新型的范围由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种具减压装置的引擎，其特征在于，包括：

一汽缸头，具有一进气阀门、一排气阀门、一进气摇臂及一排气摇臂；

一曲轴；

一启动装置，连结该曲轴；

一控制单元，用以控制该启动装置；以及

二减压装置，包括一单向式减压装置及一离心式减压装置；其中，该曲轴反转时，该单向式减压装置作用于该进气摇臂及该排气摇臂的其中之一，使该进气阀门及该排气阀门的其中之一开启一第一微小行程，且该离心式减压装置于该曲轴的一预定转速下，作用于该进气摇臂及该排气摇臂的其中之一，使该进气阀门及该排气阀门的其中之一开启一第二微小行程。

2.如权利要求1所述的具减压装置的引擎，其特征在于，该单向式减压装置作用于该排气摇臂，促使该排气阀门开启，该离心式减压装置作用于该排气摇臂，促使该排气阀门开启。

3.如权利要求1所述的具减压装置的引擎，其特征在于，该单向式减压装置作用于该进气摇臂，促使该进气阀门开启，该离心式减压装置作用于该排气摇臂，促使该排气阀门开启。

4.如权利要求2或3所述的具减压装置的引擎，其特征在于，该第二微小行程低于该第一微小行程。

5.如权利要求1所述的具减压装置的引擎，其特征在于，该启动装置为一启动兼发电装置，其组设于一与该曲轴连结的动力输出轴的一端，并位于该曲轴的一侧端。

6.如权利要求5所述的具减压装置的引擎，其特征在于，当该启动兼发电装置于启动瞬间，其正转启动转速低于一预定转速时，该控制单元输出一讯号，控制该启动兼发电装置先反转一角度范围再正转。

7.如权利要求6所述的具减压装置的引擎，其特征在于，该启动兼发电装置反转时，该单向式减压装置作用于该进气摇臂及该排气摇臂的其中之一，使该进气阀门及该排气阀门的其中之一开启该第一微小行程。

8.如权利要求5所述的具减压装置的引擎，其特征在于，该动力输出端的另一侧端组设有一传动变速装置。

9.如权利要求1所述的具减压装置的引擎，其特征在于，该离心式减压装置包括有一凸轮轴、一阀动凸轮、一链轮、一离心块、一减压心轴、一顶杆及一预力构件，该链轮及该阀动凸轮固设于该凸轮轴，该离心块枢设于该链轮，该减压心轴穿设于该凸轮轴，该顶杆滑移于该阀动凸轮中，该预力构件分别抵顶该离心块及该链轮。

10.如权利要求1所述的具减压装置的引擎，其特征在于，该单向式减压装置包括有一凸轮轴、一单向离合器、一减压凸轮、一顶推件及一弹性件，该单向离合器套设于该凸轮轴，该减压凸轮固设于该单向离合器的外环周面上，该弹性件分别抵顶该顶推件与该进气摇臂及该气摇臂的其中之一。