專(zhuān)利名稱(chēng)：旋轉(zhuǎn)軸閥式發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)，適用于各種活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
技術(shù)背景當(dāng)前活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)主要由氣缸蓋、氣門(mén)、氣門(mén)彈簧、挺柱、搖臂、搖臂軸、 凸輪軸和正時(shí)機(jī)構(gòu)組成，其中氣門(mén)、氣門(mén)彈簧、挺柱、搖臂、凸輪組件為每缸獨(dú)立多組配 置。發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸通過(guò)正時(shí)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)搖臂機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)氣門(mén)克服氣門(mén)彈簧阻力 做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，按配氣相位完成進(jìn)排氣口的開(kāi)閉，實(shí)現(xiàn)氣缸進(jìn)排氣控制功能。傳統(tǒng)凸輪氣門(mén)式 配氣機(jī)構(gòu)傳動(dòng)部件多，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，氣門(mén)搖臂機(jī)構(gòu)的機(jī)械往復(fù)運(yùn)動(dòng)造成機(jī)件磨損快，運(yùn) 轉(zhuǎn)噪音大，克服氣門(mén)彈簧阻力驅(qū)動(dòng)氣門(mén)位移消耗動(dòng)力大，使凸輪氣門(mén)式配氣機(jī)構(gòu)故障率高、 維護(hù)周期短、消耗動(dòng)力大的缺點(diǎn)，成為制約活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)整體性能提高的重要因素之發(fā)明內(nèi)容為克服傳統(tǒng)凸輪氣門(mén)式配氣機(jī)構(gòu)存在的機(jī)件多、磨損快、噪音大、故障率高、消耗動(dòng) 力大的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種新型的旋轉(zhuǎn)軸閥式發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)，采用一體化旋轉(zhuǎn)軸閥， 與頂蓋和氣缸蓋相配合，同時(shí)起到進(jìn)排氣通道開(kāi)閉、控制配氣相位和配氣機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的作用， 可以簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，提高可靠性、降低動(dòng)力消耗。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是整個(gè)配氣機(jī)構(gòu)主要由頂蓋、氣缸蓋、旋轉(zhuǎn)軸閥和組合密 封圈組成。氣缸蓋與發(fā)動(dòng)機(jī)缸體緊固，頂蓋與氣缸蓋緊固在一起，旋轉(zhuǎn)軸閥通過(guò)軸承裝配 在氣缸蓋和頂蓋結(jié)合形成的軸孔內(nèi)。在氣缸蓋的軸座與氣缸對(duì)應(yīng)的部位設(shè)置氣缸進(jìn)排氣口 與氣缸相通，在頂蓋的側(cè)面設(shè)置進(jìn)排氣通道與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣歧管相連接。在旋軸軸閥上按 配氣相位設(shè)置徑向進(jìn)排氣閥道，分別與氣缸蓋軸座上的氣缸進(jìn)排氣口和頂蓋側(cè)面的進(jìn)排氣 通道相對(duì)應(yīng)，適時(shí)形成進(jìn)排氣通路。旋轉(zhuǎn)軸閥的一端安裝正時(shí)齒輪，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)機(jī)構(gòu) 控制旋轉(zhuǎn)軸閥產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使旋轉(zhuǎn)軸閥的進(jìn)排氣閥口運(yùn)動(dòng)相位與曲軸活塞系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)相 位配合，完成氣缸進(jìn)排氣控制功能。氣缸蓋軸座上的進(jìn)排氣口設(shè)計(jì)為圓形，旋轉(zhuǎn)軸閥上的進(jìn)排氣閥口設(shè)計(jì)為沿圓周向長(zhǎng)圓 形，兩者連通和關(guān)閉的相位就是進(jìn)排氣開(kāi)閉相位。改變旋轉(zhuǎn)中空軸閥上的進(jìn)排氣閥口設(shè)計(jì) 相位，配合正式齒輪與曲輪的傳動(dòng)比，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)四行程和二行程發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣控制。氣缸蓋內(nèi)的冷卻液和潤(rùn)滑油通道與機(jī)體的相應(yīng)通道連通，起到對(duì)氣缸蓋冷卻和對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) 部件潤(rùn)滑的作用。旋轉(zhuǎn)軸閥外圓各閥口之間設(shè)置組合密封圈，與氣缸蓋和頂蓋軸座上的密 封槽配合起到密封作用。氣缸蓋與機(jī)體之間及頂蓋與氣缸蓋之間通過(guò)密封墊分別采用螺栓 方式緊固，拆下頂蓋即可完成配氣機(jī)構(gòu)的調(diào)整維修。旋轉(zhuǎn)軸閥式配氣機(jī)構(gòu)的實(shí)施形式有單軸閥和雙軸閥兩種。單軸閥形式按配氣相位在旋 轉(zhuǎn)軸閥軸向上交替設(shè)置進(jìn)排氣閥道，形成單列進(jìn)排氣形式。雙軸閥形式其旋轉(zhuǎn)軸閥分為進(jìn) 氣旋轉(zhuǎn)軸閥和排氣旋轉(zhuǎn)軸閥，由齒輪傳動(dòng)做相向旋轉(zhuǎn)，分別形成進(jìn)排氣通路，雙軸閥形式
可以實(shí)現(xiàn)多氣口配氣結(jié)構(gòu)，適用于大功率發(fā)動(dòng)機(jī)。旋轉(zhuǎn)軸閥有實(shí)體軸閥和中空軸閥兩種。中空單軸閥式其旋轉(zhuǎn)中空軸閥內(nèi)設(shè)有進(jìn)排氣隔 斷，形成軸向獨(dú)立的進(jìn)排氣腔室，分別與進(jìn)排氣通道和氣缸進(jìn)排氣口對(duì)應(yīng)形成進(jìn)排氣通路。 中空雙軸閥式其旋轉(zhuǎn)中空軸閥分為進(jìn)氣旋轉(zhuǎn)中空軸閥和排氣旋轉(zhuǎn)中空軸閥，其內(nèi)部中空部 分為貫通結(jié)構(gòu)，分別與進(jìn)排氣通道和氣缸進(jìn)排氣口形成進(jìn)排氣通路。中空軸閥上各閥口不 在同一斷面，進(jìn)排氣通道設(shè)置在氣缸蓋側(cè)面，合理設(shè)計(jì)中空部分的容積可以提高進(jìn)排氣效 率?？勺兣錃庀辔豢刂萍夹g(shù)，將旋轉(zhuǎn)軸閥和j下.時(shí)齒輪通過(guò)螺旋齒鍵配合，另一端設(shè)置液壓 油缸，旋轉(zhuǎn)軸閥上進(jìn)排氣閥口形狀為軸向圓角梯形。在油壓的作用下，旋轉(zhuǎn)軸閥由液壓油 缸推動(dòng)產(chǎn)生一定的軸向位移，通過(guò)螺旋齒鍵在軸向移動(dòng)的同時(shí)相對(duì)正時(shí)齒輪產(chǎn)生一定角度 的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)可變配氣相位和進(jìn)排氣時(shí)間雙重控制。液壓油通過(guò)電磁閥控制由機(jī)體主油道 提供，電磁閥由電控單元根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量及相關(guān)參數(shù)控制。本發(fā)明的有益效果是，在完善活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)配氣功能的同時(shí)，達(dá)到簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)、提 高可靠性、降低功率消耗、方便拆解維修及減小重量、體積、噪音的效果。


結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一歩說(shuō)明。圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。圖2是本發(fā)明單軸閥式實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明雙軸閥式實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明中空單軸閥式實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明中空雙軸閥式實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是可變配氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中l(wèi).頂蓋，2.旋轉(zhuǎn)軸閥，3.氣缸蓋，4.正時(shí)齒輪，5.進(jìn)氣閥道，6.排氣閥道，7. 進(jìn)氣通道，8.氣缸進(jìn)氣口， 9.排氣通道，IO.氣缸排氣口， ll.軸承，12.組合密封圈，13.進(jìn) 氣旋轉(zhuǎn)軸閥，14.排氣旋轉(zhuǎn)軸閥，15.傳動(dòng)齒輪，16.旋轉(zhuǎn)中空軸閥，17.進(jìn)排氣隔斷，18.進(jìn) 氣通道閥口， 19.氣缸進(jìn)氣閥口， 20.排氣通道閥口， 21.氣缸排氣閥口， 22.進(jìn)氣旋轉(zhuǎn)中空 軸閥，23.排氣旋轉(zhuǎn)中空軸閥，24.電磁閥，25.電控單元，26.螺旋齒鍵，27.復(fù)位彈簧，28. 推力軸承，29.主油道，30.液壓油缸。
具體實(shí)施方式
在圖l所示結(jié)構(gòu)原理圖中，單軸閥式設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)軸閥(2)通過(guò)軸承(11)裝配在由頂蓋 (1)和氣缸蓋(3)結(jié)合形成的軸孔內(nèi)，旋軸軸閥(2)上按配氣相位設(shè)置徑向進(jìn)排氣閥道。 在氣缸處于進(jìn)氣相位時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸閥(2)上的進(jìn)氣閥道(5)分別與氣缸蓋(3)上的氣缸進(jìn) 氣口 (8)和頂蓋(1)上的進(jìn)氣通道(7)相連通，形成進(jìn)氣通路，此時(shí)排氣通路因排氣閥 道(6)的相位關(guān)系處于關(guān)閉狀態(tài)。在氣缸處于排氣相位時(shí)，旋轉(zhuǎn)中空軸閥(2)上的排氣 閥道(6)分別與氣缸蓋(3)上的氣缸排氣口 (10)和頂蓋(1)上的排氣通道(9)相連 通，形成排氣通路，此時(shí)進(jìn)氣通路因進(jìn)氣閥道(6)的相位關(guān)系處于關(guān)閉狀態(tài)。各進(jìn)排氣閥 口之間設(shè)置密封圈(12)起到密封作用。正時(shí)齒輪(4)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸閥(2)與曲軸旋轉(zhuǎn)相 位配合，完成氣缸進(jìn)排氣循環(huán)控制功能。在圖2所示實(shí)施例中，單軸閥式旋轉(zhuǎn)軸閥(2)上按配氣相位在軸向交替設(shè)置進(jìn)氣閥道 (5)和排氣閥道(6)，形成單列進(jìn)排氣形式，在旋轉(zhuǎn)軸閥(2)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)雙向交替連通，其 轉(zhuǎn)速為四沖程機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速的四分之一。頂蓋(1)上的進(jìn)氣通道(7)和排氣通道(9)同側(cè) 排列，以簡(jiǎn)化頂蓋(1)結(jié)構(gòu)。在圖3所示雙軸闊式實(shí)施例中，其旋轉(zhuǎn)軸閥分為進(jìn)氣旋轉(zhuǎn)軸閥(13)和排氣旋轉(zhuǎn)軸閥(14)，由傳動(dòng)齒輪(15)帶動(dòng)做相對(duì)旋轉(zhuǎn)，在進(jìn)氣旋轉(zhuǎn)軸閥(13)上按配氣相位設(shè)置徑向進(jìn)氣閥道 (5)，排氣旋轉(zhuǎn)軸閥(14)上按配氣相位設(shè)置徑向排氣閥道(6)，分別與氣缸蓋(3)軸座 上呈雙列側(cè)向設(shè)置的氣缸進(jìn)氣口 (8)和氣缸排氣口 (10)及頂蓋兩側(cè)的進(jìn)排氣通道相對(duì)應(yīng)， 適時(shí)形成進(jìn)排氣通路，可以實(shí)現(xiàn)多氣口配置。在圖4所示中空單軸閥式實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)中空軸閥(16)其中空部分由進(jìn)排氣隔斷(17) 分為互相獨(dú)立的中空腔室，進(jìn)氣通道閥口 (18)和氣缸進(jìn)氣閥口 (19)不在同一斷面，由 中空腔室連通，進(jìn)氣通道(7)設(shè)置在氣缸蓋(3)上。排氣部分同樣設(shè)置，以簡(jiǎn)化頂蓋(1) 的結(jié)構(gòu)。在氣缸處于進(jìn)氣相位時(shí)，旋轉(zhuǎn)中空軸閥(16)上的進(jìn)氣通道閥口 (18)和氣缸進(jìn) 氣閥口 (19)分別與氣缸蓋(3)上的進(jìn)氣通道(7)和氣缸進(jìn)氣口 (8)相連通，形成進(jìn)氣 通路，此時(shí)排氣通路因排氣閥口的相位關(guān)系處于關(guān)斷狀態(tài)。在氣缸處于排氣相位時(shí)，旋轉(zhuǎn) 中空軸閥(16)上的氣缸排氣閥口 (21)和排氣通道閥口 (20)分別與氣缸蓋(3)上的氣 缸排氣口 (10)和排氣通道(9)相連通，形成排氣通路，此時(shí)進(jìn)氣通路因進(jìn)氣閥口的相位 關(guān)系處于關(guān)斷狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)中空軸閥的轉(zhuǎn)速為四沖程機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速的二分之一。在多缸發(fā)動(dòng)機(jī) 中將相鄰兩個(gè)氣缸的進(jìn)氣和排氣設(shè)置采用組合方式，各進(jìn)排氣閥口之間設(shè)置組合密封圈 (12)起到密封作用。在圖5所示中空雙軸閥式實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)中空軸閥分設(shè)為進(jìn)氣旋轉(zhuǎn)中空軸閥(22)和排 氣旋轉(zhuǎn)中空軸閥(23)，其內(nèi)部中空部分為貫通結(jié)構(gòu)，通過(guò)傳動(dòng)齒輪(15)帶動(dòng)做相對(duì)旋轉(zhuǎn)， 分別形成進(jìn)排氣通路。進(jìn)氣通道(7)和進(jìn)氣通道閥口 (18)及排氣通道(9)和排氣通道閥 口 (20)可以?xún)筛坠灿靡唤M。氣缸蓋(3)上的氣缸進(jìn)氣口 (8)和氣缸排氣口 (10)向氣缸 中線呈雙列側(cè)向設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)多氣口配置。在圖6所示可變配氣控制系統(tǒng)中，可變配氣控制系統(tǒng)可根椐需要同時(shí)改變配氣相位和氣 口開(kāi)閉時(shí)間。旋轉(zhuǎn)軸閥(2)和正式齒輪(4)通過(guò)螺旋齒鍵(26)配合，旋轉(zhuǎn)軸閥(2)上 進(jìn)排氣閥口形狀做成軸向圓角梯形，寬度為氣缸蓋(3)上對(duì)應(yīng)氣口的寬度和旋轉(zhuǎn)軸閥(2) 控制軸向位移的總和。在旋轉(zhuǎn)軸閥(2)的另一端設(shè)置液壓油缸(30)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高， 在油壓的作用下，液壓油缸(30)通過(guò)推力軸承(28)推動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸閥(2)產(chǎn)生一定的軸向 移動(dòng)，通過(guò)螺旋齒鍵(26)在軸向移動(dòng)的同時(shí)相對(duì)正時(shí)齒輪(4)產(chǎn)生一定角度的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn) 可變配氣相位和進(jìn)排氣時(shí)間雙重控制。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，液壓油缸(30)油壓消失，在 復(fù)位彈簧(27)作用下旋轉(zhuǎn)軸閥(2)復(fù)位。液壓油通過(guò)電磁閥(24)控制由機(jī)體主油道(29) 提供，電磁閥(24)由電控單元(25)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量等相關(guān)參數(shù)控制。
權(quán)利要求
1. 一種旋轉(zhuǎn)軸閥式發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)，主要由頂蓋、旋轉(zhuǎn)軸閥、氣缸蓋、組合密封圈、 正時(shí)齒輪和可變配氣控制部分組成，其特征是 一體化旋轉(zhuǎn)軸閥通過(guò)軸承裝配在頂蓋和氣 缸蓋結(jié)合形成的軸孔中，氣缸蓋的軸座與氣缸對(duì)應(yīng)的部位設(shè)置氣缸進(jìn)排氣口與氣缸相通， 頂蓋側(cè)面設(shè)置進(jìn)排氣通道與進(jìn)排氣歧管連接，在旋轉(zhuǎn)軸閥上按配氣相位設(shè)置徑向進(jìn)排氣閥 道，分別與氣缸蓋上的氣缸進(jìn)排氣口和頂蓋側(cè)面進(jìn)排氣通道相對(duì)應(yīng)，旋轉(zhuǎn)軸閥的一端安裝 正時(shí)齒輪，進(jìn)排氣閥道按配氣相位相應(yīng)形成進(jìn)排氣通路，完成進(jìn)排氣控制功能。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)軸閥式發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)，其特征是 -體化旋轉(zhuǎn)軸閥有 單軸閥和雙軸閥兩種形式，單軸閥形式按配氣相位在旋轉(zhuǎn)軸閥軸向上交替設(shè)置進(jìn)排氣閥口， 形力交單列進(jìn)排氣形式，雙軸閥形式其旋轉(zhuǎn)軸閥分為進(jìn)氣旋轉(zhuǎn)軸閥和排氣旋轉(zhuǎn)軸閥，由齒輪 傳動(dòng)做相向旋轉(zhuǎn)，分別形成進(jìn)排氣通路，可以實(shí)現(xiàn)多氣門(mén)結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)軸閥式發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)，其特征是旋轉(zhuǎn)軸閥有實(shí)體軸 閥和中空軸閥兩種形式，單中空軸閥形式其內(nèi)部中空部分設(shè)置進(jìn)排氣隔斷，在軸向上分為 互相獨(dú)立的進(jìn)排氣腔室，雙軸閥形式其旋轉(zhuǎn)中空軸閥分為中空部分貫通的進(jìn)氣中空軸閥和 排氣中空軸閥，旋轉(zhuǎn)中空軸閥上按配氣相位設(shè)置徑向進(jìn)排氣閥口，分別形成進(jìn)排氣通路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)軸閥式發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)，其特征是旋轉(zhuǎn)軸閥和正時(shí)齒 輪通過(guò)螺旋齒鍵配合，旋轉(zhuǎn)軸閥上進(jìn)排氣閥口為軸向圓角梯形，在油壓作用下，旋轉(zhuǎn)軸閥 在軸向移動(dòng)的同時(shí)相對(duì)I卜:時(shí)齒輪產(chǎn)生一定角度的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)可變配氣控制。
全文摘要
一種旋轉(zhuǎn)軸閥式發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)。一體化旋轉(zhuǎn)軸閥通過(guò)軸承裝配在頂蓋和氣缸蓋結(jié)合形成的軸孔中，旋轉(zhuǎn)軸閥的一端安裝正時(shí)齒輪，氣缸蓋的軸座與氣缸對(duì)應(yīng)的部位設(shè)置氣缸進(jìn)排氣口與氣缸相通，頂蓋側(cè)面設(shè)置進(jìn)排氣通道與進(jìn)排氣歧管連接，在旋轉(zhuǎn)軸閥上按配氣相位設(shè)置徑向進(jìn)排氣閥道，分別與氣缸蓋上的氣缸進(jìn)排氣口和頂蓋上進(jìn)排氣通道相對(duì)應(yīng)，按配氣相位相應(yīng)形成進(jìn)排氣通路，完成進(jìn)排氣控制功能。旋轉(zhuǎn)軸閥式配氣機(jī)構(gòu)有單軸閥和雙軸閥兩種形式，旋轉(zhuǎn)軸閥有實(shí)體軸閥和中空軸閥兩種形式?？勺兣錃饪刂朴梢簤和苿?dòng)實(shí)現(xiàn)。旋轉(zhuǎn)軸閥式配氣機(jī)構(gòu)可以簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，提高可靠性，降低功率消耗，適用各種活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F01L9/00GK101122244SQ20061010436
公開(kāi)日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2006年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月10日
發(fā)明者張振華 申請(qǐng)人:張振華