CN2272487Y - 一种四行程引擎之气门摇臂机构 - Google Patents

Abstract

一种四冲程发动机气阀摇臂机构,使用单凸轮轴、单摇臂轴结构,零件减少,且通过摇臂及凸轮之安排和应用第一、二摇臂(长、短摇臂)的布置使进、排气门之夹角缩小,进排气门和气道能较垂直,进排气效率提高,凸轮轴及其连动机构的空间相对地缩小,气缸头体积、发动机总体积及其材料总重量随之减小。第一摇臂与气阀阀杆之间的间隙用调整螺丝调整,而第二摇臂则利用摇臂轴轴心之偏心量来调整。本申请的气门摇臂机构和进、排气道及燃烧室设计配合。能确保发动机良好的经济与动力性能。

Description

一种四行程引擎之气门摇臂机构

本实用新型涉及一种摇臂机构的结构，尤其涉及使用于四冲程发动机的气阀摇臂机构之结构。一般来说，传统的气阀摇臂机构使用一根凸轮轴900以及两支长摇臂901(如图3a所示)，每一长摇臂901各有一摇臂轴902，凸轮轴轴心903被配置在两长摇臂轴902轴心之下方。凸轮旋转时与长摇臂901间形成滑动旋转，由于凸轮旋转位移，带动摇臂901以摇臂轴902为枢轴作上下摆动，并驱动进、排气阀门904使进、排气依照凸轮面廓线而设定的正时开启或关闭。由于长摇臂901长度较长以及具有较多零件，故整个摇臂机构占用的空间较大，从而使得进气道和排气道905以较水平之角度设置于气缸头内，结果使得充气效率较低，尤其是当以较高转速运转时，因进气空气流的惯性效应及节流损失使空气充量大为减少。另一种方式是采用双凸轮轴906以及双挺杆907(见图3b)，每个凸轮分别绕凸轮轴中心线旋转，直接驱动挺杆，作上下往覆运动，进、排气门908也随之开启或关闭。但是这种结构需要零件间非常精密地配合，因此要求的精度也较高，制造费用相对地较高。

本实用新型之目的在于改善四冲程发动机之进、排气阀门夹角，以提高发动机的充气效率。

本实用新型的另一目的在于提供一种四冲程发动机之气门摇臂机构，其体积较小，且重量较轻。

本实用新型之再一目的在于提供一种四冲程发动机之气门摇臂机构，使其制造容易且能改善发动机之性能。

为了达到上述目的，本实用新型四冲程发动机之气阀摇臂机构包括：

一凸轮轴，该凸轮轴具有第一凸轮面及第二凸轮面，且受该发动机驱动旋转；

一支第一摇臂，具有第一端部及第二端部，该第一端部被该凸轮轴之第一凸轮面以顶压方式驱动；

一支第二摇臂，具有第三端部及第四端部，该第三端部被该凸轮轴之第二凸轮面以顶压方式驱动；

一摇臂轴，以可一体旋动之方式与该第二摇臂之第四端部枢接；且以可相对滑动之方式枢装于该第一摇臂于其第一端部与第二端部之间，同时，使第一摇臂的第一端部与第二摇臂的第三端部共同夹持该凸轮轴，当该第一端部与该第三端部分别被该凸轮轴之第一及第二凸轮面驱动时，该第一摇臂及该第二摇臂分别绕该摇臂轴之轴心作摆动，而该第一摇臂之第二端部与该发动机之进气阀阀杆之上端顶接用以驱动该进气阀相对于该发动机之气缸头作往复直线运动，该第二摇臂之第三端部与该发动机之排气阀阀杆之上端顶接用以驱动该排气阀相对于该发动机气缸头作往复直线运动。

以下，藉助于附图详细说明本实用新型之一较佳实施例。

图1为用于单缸发动机上的本实用新型的气门摇臂机构的纵剖视图；

图2为用于单缸发动机上的本实用新型之气门摇臂机构之顶视图；

图3(a)为安装于单缸发动机上的传统单凸轮轴、双摇臂轴之气门摇臂机构之纵剖视图；

图3(b)为安装于单缸发动机上的传统双凸轮轴，直压挺杆之气门摇臂机构之纵剖视图。

图1为安装于单缸发动机上的本实用新型之气门摇臂机构之纵剖视图，如图1所示，本实用新型之四冲程发动机之气门摇臂机构具有：一凸轮轴1；一对受凸轮轴1驱动作上下摆动之第一摇臂2及第二摇臂4；一用以枢装第一摇臂2及第二摇臂4的摇臂轴3；一受第一摇臂2驱动作上下运动之进气门5；一受第二摇臂4驱动相对于发动机气缸头8作上下运动之排气门6。当凸轮轴1受发动机曲轴驱动而旋转时，进气凸轮面101随之旋转，并顶压第一摇臂2，使第一摇臂2以摇臂轴3为枢轴做上下摆动，第一摇臂2相对于进气凸轮面101以可滑动旋转之方式安装于摇臂轴3上，第一摇臂2的施力点201与凸轮轴1的进气凸轮面101相接触，第一摇臂2的受力点202和进气门5的顶端501相接触，用以依照凸轮面101的廓线所设定的配气正时顶压进气门5，使其开启或关闭。同样地，当凸轮轴1旋转时，排气凸轮面102随之旋转，并顶压第二摇臂4，使第二摇臂4以摇臂轴3为枢轴作上下摆动，第二摇臂4是相对于排气凸轮面102以可滑动旋转之方式安装于摇臂轴3上，第二摇臂4的受力点402和排气气门6的顶端601相接触，用以依照排气凸轮面102的廓线所设定的配正气时开启或关闭排气门6。

依据本实用新型之气门摇臂机构的气门间隙之调整可参阅图1，第一摇臂2利用传统的调整螺丝205及调整螺帽204作摇臂2与凸轮面101间之间隙调整，而第二摇臂4则利用其与摇臂轴3之相对旋动调整其与凸面102间之间隙。请参阅图2，作间隙调整时，先调第二摇臂4在和排气凸轮面102的间隙，摇臂轴3的一端头301以可滑动方式配装在气缸头8上，其基座可以固定在气缸头下半部801，亦可固定在汽缸头上半部802，参阅图1。摇臂轴3的另一端头305以可滑动方式配装在气缸头8上，且与端头301同心，但是端头305的外径比端头301的外径较小些，小端头305具有内螺纹以便和摇臂轴之固定螺丝306螺合，固定螺丝306松开时，技术人员可用螺丝起子旋转凹槽302，进而旋转摇臂轴3。第一摇臂2的支承部203与摇臂轴3间为滑动配合，其轴承面307和端头301及端头305为同轴心，所以摇臂轴3旋动时，第一摇臂2将不会与摇臂轴3产生轴心偏移。第二摇臂4在的支承部403也是与摇臂轴3成滑动配合，但是其轴承面304和端头301及端头305不同心，也就是第二摇臂4在的轴承面304和整根摇臂轴3成偏心，当摇臂轴3旋动时，第二摇臂4的位置将受偏心轴承面304的影响，而作上下左右移动，使得第二摇臂4的受力点401和排气凸轮面102之间的间隙得以随之变化，因此技术人员可以以薄片规来调整排气门之间隙，当排气门间隙调整好了之后，将固定螺丝306锁紧，使摇臂轴3固定不动，排气门间隙也就固定不变。其次说明调整第一摇臂2在和进气门5的间隙之步骤，首先，用扳手将调整帽204放松，再用螺丝起子将调整螺丝205旋进或旋出，调整螺丝205的下端直接顶接进气阀门5的顶端501，调整时，先将第一摇臂2在的施力点201顶压凸轮轴1，接着，旋转调整螺丝205，使调整螺丝205的下端和进气阀门5的顶端501之间，产生间隙，此间隙就是进气气门间隙，间隙大小可随着调整螺丝205的旋进或旋出而改变，并以薄片规测量确定后，将调整螺帽204锁紧，使调整螺丝205锁定不动，进而使进气气门间隙固定不变。

摇臂轴3上套有压缩弹簧303，用来将两支摇臂2，4推到预定位置，挡梢308固定在气缸头8上用来挡住第二摇臂4，使之定位。

本实用新型由于只使用一根凸轮轴1及一根摇臂轴3，因此进气阀门5和排气阀门6之间的夹角α′(图1)变小，使得整个摇臂机构的全部空间缩小，进气气门的角度能接近垂直，也因此可以将进气气道7设计成接近垂直，使进气能更顺畅的流入气缸内，如此可以获得更高性能的发动机，尤其是在发动机高转速时，进气顺畅，使发动机之空燃比在适当范围内，发挥良好的性能。加上本摇臂机构之成本很低而能达到现代先进发动机的高性能，同时，由于本实用新型之气门摇臂机构可配合发动机进、排气道及燃烧室设计，使气缸头的体积缩小，特别有利于应用于机车之发动机设计。

此外，由于本实用新型系将第一摇臂及第二摇臂配置于凸轮轴上下，故可使以同一个夹角收容整个机构之空间缩小。

另外，由于本实用新型创作仅使用一根摇臂轴及一根凸轴臂，零件数较公知之气门摇臂少，故制作成本可以降低。

再者，本实用新型之第二摇臂之定时调整采用摇臂轴偏心之方式，故可以省下调整定时机构之空间，使整体体积缩减。

另，本实用新型的四冲程发动机气门摇臂机构包括凸轮轴1、第一摇臂2、第二摇臂4和摇臂轴3……等等件，这种位置安排将来也可被移置于进气阀侧方或排气阀侧方，如此使设计的弹性增大。

Claims (5)

1.一种四冲程发动机气门之摇臂机构，该摇臂机构系安装于该发动机之汽缸头上，用以驱动该发动机之进气阀门与排气阀门，其特征在于包括：

一凸轮轴，该凸轮轴具有错开既定夹角之第一凸轮面及第二凸轮面，且受该发动机驱动旋转；

一支第一摇臂，具有第一端部及第二端部，该第一端部被该凸轮轴之第一凸轮面以顶压方式驱动；

一支第二摇臂，具有第三端部及第四端部，该第三端部被该凸轮轴之第二凸轮面以顶压方式驱动；

一摇臂轴，其以可一体旋动之方式与该第二摇臂之第四端部枢接，且以可相对滑动之方式枢装该第一摇臂于其第一端部与第二端部之间，同时，使第一摇臂的第一端部与第二摇臂的第三端部共同夹持该凸轮轴，使该第一端部与该第三端部分别被该凸轮轴之第一及第二凸轮面驱动，当第一及第二凸轮面驱动第一端部及第三端部时，该第一摇臂及第二摇臂分别绕该摇臂轴之轴心作摇摆运动，而该第一摇臂之第二端部与该发动机之进气阀阀杆之上端顶接，用以驱动该进气阀，使该进气阀相对于该发动机气缸头作往复直线运动，该第二摇臂之第三端部与该发动机之排气阀阀杆之上端顶接用以驱动该排气阀，使该排气阀相对于该发动机气缸头作往复直线运动。

2.如权利要求1所述的四冲程发动机气门摇臂机构，其特征在于该第一摇臂与第一凸轮面之间的间隙，可藉调整螺丝作调整。

3.如权利要求1所述之四冲程发动机气门摇臂机构，其特征在于该第二摇臂与第二凸轮面之间的间隙，系利用其与摇臂轴之相对旋动作调整。

4.如权利要求1所述之四冲程发动机气门摇臂机构，其特征在于，该第二摇臂之第四端部的枢接于该摇臂轴之部分系以可固定及相互旋动之方式枢接于该摇臂轴，且藉相对于第二摇臂旋动该摇臂轴使两者偏心进而对第二摇臂作间隙调整。

5.按权利要求4所述之四冲程发动机气门摇臂机构，其特征排气门间隙调整固定之后，锁紧固定螺丝，使摇臂轴固定不动，再由在该第一摇臂之第二端部上的与该进气阀阀杆相顶接的调整螺丝作间隙调整。

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