[发明专利]一种机械式可变气门装置

说明书

本发明创造提供了一种机械式可变气门装置，包括气门，所述气门中部设有气门弹簧，顶端安装齿轮，所述齿轮可绕所述气门做旋转运动，所述齿轮的外圆周连接控制杆，顶端安装平板，所述平板内部设有两个凹槽，所述凸轮转速与发动机转速比为1:2，所述凸轮外圆周表面自两端向中心设有一对第二型线和一对第一型线，所述第一型线可与所述凹槽互相配合。本发明创造所述的机械式可变气门装置，通过调节控制杆的直线运动距离使平板旋转90°，可以改变凸轮与平板之间的配合规律，从而实现2/4冲程可变。本装置不需要在每一个工作循环下都对控制机构进行操作，而是在冲程需要改变的工况下才进行调整，控制简单，有利于可变气门技术的工程化应用。

技术领域

本发明创造属于发动机领域，尤其是涉及一种机械式可变气门装置。

背景技术

内燃机至今仍然是热效率最高、单位体积和单位重量功率最大的原动机，应用非常广泛，然而随着世界能源的逐渐短缺以及环境资源的不断恶化，我们需要内燃机满足更严格的排放法规与经济性指标。传统内燃机采取固定型线的凸轮轴驱动气门，这使得内燃机的排放与油耗并不能在所有的工况点达到最佳，因此，大多新型内燃机都采用可变气门技术控制排放，降低油耗。

可变气门技术目前主要分为基于凸轮轴的可变配气技术及无凸轮配气技术。前者主要改变机械结构，因此结构简单，响应速度快，但是因为保留了凸轮，其气门只是相对可变，并不能任意可变。而无凸轮配气技术则可以任意的改变气门正时、升程及持续期。就驱动方式来分，无凸轮配气技术分为电磁驱动、电气驱动、电机驱动、电液驱动等方式。相对于电磁驱动的能耗大，电气驱动的响应速度低及不稳定，电机驱动的系统复杂等缺点，电液驱动的无凸轮配气技术结构相对简单、响应速度较快。然而它也有不可避免的缺点：高转速下液压系统流量不够，气门达到最大升程处及落座处速度快、冲击力大。因此主要用于柴油机这种转速较低的发动机上，除此之外，还必须要采用昂贵的电液伺服系统及相对复杂的控制技术来精确的控制气门行程避免落座冲击，大大增加了发动机的成本。因此，需要针对发动机具体的用途来采用合适的可变气门技术。已经公知的是，如发明专利(名称：多模式2冲程/4冲程内燃发动机；专利号：200880102440.0)中所描述的，通过将发动机冲程从4冲程运行切换到2冲程运行可以使得燃烧频率被翻倍,甚至在每一循环的输出功相同时也实现发动机功率的翻倍。由此，有必要针对上述需求，研究耗能低、结构简单而又灵活可变的气门机构，以实现2/4冲程互换功能。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种机械式可变气门装置，通过改变凸轮型线与平板之间的配合规律，从而改变凸轮与气门之间的配合关系，最终实现2/4冲程互换功能。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种机械式可变气门装置，包括凸轮、平板、齿轮和控制杆，所述齿轮顶部安装所述平板，所述平板内部设有两个凹槽，所述齿轮的下方安装气门，外圆周连接所述控制杆，所述凸轮外圆周表面自两端向中心设有一对第二型线和一对第一型线，所述第一型线为双桃形，所述第二型线为单桃形，当所述第一型线与所述凹槽互相配合时，所述第一型线与所述平板无接触，所述第二型线驱动所述气门开启和关闭；当所述控制杆控制所述齿轮相对于所述气门旋转90°时，所述第二型线与所述平板无接触，所述第一型线驱动所述气门开启和关闭。

进一步的，两个所述凹槽的最短距离大于所述凹槽的长度。

进一步的，所述平板为矩形，其短边与所述凹槽平行，且所述短边的长度小于两个所述第二型线之间的最短距离。

进一步的，所述气门中部设有气门弹簧。

进一步的，所述平板与所述凸轮之间设有气门间隙。

进一步的，所述控制杆上设有直齿轮。

进一步的，所述第一型线与所述平板接触配合时，所述凸轮每转一圈，所述第一型线驱动所述平板两次。