[发明专利]一种用于内燃机可控停缸的气门摇臂机构

说明书

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种用于内燃机可控停缸的气门摇臂机构。

背景技术

停缸技术也称为可变排量技术，是指发动机在部分负荷下运行时，通过相关机构切断部分气缸的燃油供给、点火和进排气，停止其工作，使剩余工作气缸负荷率增大，以提高效率，降低燃油消耗。

在需要停缸时，通过停缸机构立即关闭进 、排气门，同时相应的喷油系统也被关闭。此时活塞在压缩冲程中，缸内气体被压缩，消耗功；吸气冲程和膨胀冲程中，已经压缩的气体发生膨胀，对外做功。理论上，如果没有洩漏损失和热损失，那么压缩功和膨胀功正好相抵，使气缸形成空气弹簧腔；另外由于气门弹簧也停止工作， 从而也减少了相应的机械损失。汽油发动机在部分负荷时, 因节气门开度小, 节流作用变大, 致使进气歧管压力降低, 发动机的充气效率下降。假如在此工况下, 停止部分气缸工作(停缸),要让发动机输出停缸前的功率, 必须给工作缸更多的可燃混合气, 就得开大节气门, 使节流作用变小, 发动机进气管内的压力上升, 充气效率提高, 滞留在缸内的残余废气量相对减少, 从而提高混合气的燃烧品质,减少了发动机的循环波动。发动机停缸后, 燃烧室总表面积的减少可降低燃烧过程的传热损失, 从而提高了发动机的循环热效率,这也是停缸节油的一个原因。

现有的停缸技术结构上一般多为做行程切换的摇臂绕一固定位置的轴旋转，在结构上难以规避和气门挺杆干涉碰撞的问题。且因为设置了轴和其定位装置，整个机构的惯量大，导致气门阀系在工作中的负载很大，对系统的稳定性产生了影响。而且，因摇臂本身结构较小，其复杂的轴、卡环、转动臂结构对生产和装配的要求很高。

发明内容

本发明要解决现有技术的问题，提供一种用于内燃机可控停缸的气门摇臂机构，改变摇臂的运动行程，避免和气门挺杆干涉碰撞，减小了系统惯量。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于内燃机可控停缸的气门摇臂机构，包括摇臂，摇臂内设有销轴，销轴上从内向外分别设有滚针及滚针轴承，所述摇臂分为外摇臂和内摇臂，内摇臂嵌在外摇臂中,外摇臂连接气门挺杆，内摇臂与凸轮相抵；所述外摇臂前端内腔设为滑槽，所述内摇臂前端设有与滑槽相匹配的弧形端部，滑槽和弧形端部的结构设计使内摇臂可在外摇臂中作滑移运动。当内摇臂和外摇臂之间相对固定时，在凸轮的作用力下，摇臂组合正常驱动气门开闭，当解除固定关系时，在凸轮的作用力下，内摇臂沿滑槽作滑移运动，无法带动外摇臂驱动气门挺杆，为空行程运动，达到停闭汽缸的目的。

优选的，所述外摇臂两侧设有弧形孔，所述内摇臂两侧设有轴孔, 所述销轴穿过弧形孔和轴孔。进一步限定内摇臂的运动轨迹，使内摇臂在停缸工作状态时，内摇臂的运动为沿外摇臂滑槽的滑移运动和沿弧形孔的旋转运动组成的复合运动。

优选的，设有控制机构，控制机构使外摇臂和内摇臂之间相对固定或解除固定，控制机构包括所述外摇臂后端内腔设为前小后大的阶梯状孔，所述内摇臂后端设有定位槽，阶梯状孔内设有形状相匹配的液压柱塞，液压柱塞前端可凸出阶梯状孔伸入定位槽与之相抵。当液压柱塞伸入定位槽并与之相抵时，外摇臂和内摇臂相对固定，摇臂组合正常工作，当液压柱塞缩回阶梯状孔中时，解除了外摇臂和内摇臂之间的固定关系，达到停缸的目的。

优选的，所述外摇臂位于阶梯状孔的较大孔和较小孔的交界处设有排油孔和进油孔，所述液压柱塞后端与阶梯状孔后端之间设有回位弹簧。此为实现液压柱塞活动的机构，排油孔和进油孔用于使由液压间隙调节器流入的液压油通过。通过改变油压的大小控制液压柱塞是否从阶梯状孔中伸出：当油压相对于圆柱回位弹簧作用力较小时，液压柱塞端部从阶梯状孔中伸出，将内摇臂锁止使之保持与外摇臂相对固定,并一同驱动气门开闭；当油压作用力大于圆柱回位弹簧作用力时，液压油将液压柱塞压至阶梯状孔内，使其失去对内摇臂的支撑固定作用，凸轮驱动内摇臂沿外摇臂的弧形孔及滑槽的轨迹滑动，使之无法带动外摇臂驱动气门挺杆，达到停闭汽缸的目的。

优选的，所述外摇臂的阶梯状孔后端设有旋转槽, 旋转槽内设有固定环，固定环上设有弹簧限位环。回位弹簧固定于弹簧限位环，起到限位的作用。

优选的，所述外摇臂外壁两侧对称位置设有凸台和限位槽，所述销轴两端设有旋转槽，凸台上套有复位扭簧，复位扭簧两端设为较短臂和较长臂，较短臂设于限位槽中，起固定位置作用，较长臂与旋转槽相抵，起到使内摇臂在做空行程后的复位作用。其中，上述外摇臂上弧形孔的弧线圆心设计在凸台的圆心上，使内摇臂做空行程运动时，复位扭簧与旋转槽的接触位置始终一致，防止摩擦。