專利名稱：發(fā)動機單桃凸輪驅(qū)動高升程-零升程可變氣門挺柱的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發(fā)動機氣門開啟升程兩級可變的氣門驅(qū)動機構。
背景技術：
汽油機部分負荷運行時，節(jié)氣門開度較小，泵氣損失增大，導致汽油機部分負荷運 行時熱效率不高，燃油經(jīng)濟性差。此時，通過停止向部分氣缸供油供氣，使這部分氣缸停止 工作，從而提高其余工作氣缸的負荷，以提高汽油機熱效率，同時降低排放的技術稱為停缸 技術。當車輛需要更強的動力，即發(fā)動機總的負荷提高到一定水平時，重新恢復向停止工作 的氣缸供油供氣，使這部分氣缸恢復正常工作，滿足車輛加速等動力需求。據(jù)公開的報道， GM、 CHRYSLER和HONDA等汽車公司已經(jīng)成功開發(fā)多款具有停缸功能的汽油機，并裝備上市 車型，受到市場的高度歡迎。 實現(xiàn)停缸功能，要求發(fā)動機能夠根據(jù)電控單元(ECU)的指令，停止/恢復向某氣缸 供油、供氣。供油的停止和恢復對于目前大多數(shù)的電噴汽油機而言比較簡單，而供氣的停止 /恢復難度要大一些，要求氣門驅(qū)動機構具備兩種可以相互切換的工作狀態(tài)，并且這種切換 動作能夠為電控單元所精確控制。 現(xiàn)有的一種具有停缸功能的氣門驅(qū)動機構由內(nèi)柱體、外筒、鎖銷機構等組成，發(fā)動 機凸輪軸上每一個凸輪必須由三個桃組成，兩個高升程的凸輪桃驅(qū)動挺桿外筒，夾在中間 的零升程凸輪桃與挺桿的內(nèi)柱體對應，內(nèi)柱體連接并驅(qū)動氣門。挺桿鎖銷機構鎖止時，挺桿 外筒與內(nèi)柱體為一整體，因此高升程的凸輪桃最終驅(qū)動氣門，實現(xiàn)正常的進排氣工作；鎖銷 機構處于解鎖狀態(tài)時，挺桿外筒與內(nèi)柱體脫離，高升程的凸輪桃驅(qū)動挺桿外筒相對于內(nèi)柱 體上下運動，不能作用到氣門上，與氣門連接的內(nèi)柱體只受零升程的中間凸輪桃驅(qū)動，氣門 實際沒有運動，即始終處于關閉狀態(tài)，這個氣缸停止進、排氣，實現(xiàn)停缸。鎖銷機構的鎖止和 解鎖由機油驅(qū)動控制，而機油由電控單元管理的電磁閥來控制，從而最終實現(xiàn)上述兩種工 作狀態(tài)的切換由電控單元靈活控制。 上述停缸用的氣門驅(qū)動機構，存在尺寸大、結構復雜、對加工精度要求高、成本高 等問題，特別是要求三桃式的凸輪，當需要在普通汽油機的基礎上開發(fā)停缸技術時，將要求 重新修改凸輪軸和氣缸蓋的設計，不能與原發(fā)動機共線生產(chǎn)，造成高額的開發(fā)成本等問題。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是提供一種尺寸小、結構簡單、成本低，能使用單桃 凸輪驅(qū)動的高升程-零升程可變氣門挺柱，可實現(xiàn)高升程(氣門正常進排氣)和零升程(氣 門始終關閉)兩種狀態(tài)，并在兩種狀態(tài)之間靈活切換。 本實用新型為解決其技術問題所采用的技術方案是一種發(fā)動機單桃凸輪驅(qū)動高 升程_零升程可變氣門挺柱，包括挺柱外殼、可相對于挺柱外殼上下運動的氣門驅(qū)動座，以 及可鎖止上述挺柱外殼和氣門驅(qū)動座的鎖銷機構，所述挺柱外殼罩在氣門驅(qū)動座的上面， 挺柱外殼與氣門驅(qū)動座的頂面之間設有頂部彈簧，所述鎖銷機構包括位于挺柱外殼上的推動銷孔和可在推動銷孔中左右滑動的推動銷；位于氣門驅(qū)動座上的傳動銷孔和可在傳動
銷孔中左右滑動的傳動銷；位于挺柱外殼上的回位銷孔和可在回位銷孔左右滑動的回位
銷；所述傳動銷的頭部伸入所述推動銷孔中；所述回位銷的頭部伸入所述傳動銷孔中；所
述回位銷的尾部與一回位彈簧相抵靠。 優(yōu)選地，所述推動銷孔與一進油孔相連通。 進一步地，所述推動銷孔內(nèi)固定裝配一進油套筒，所述推動銷位于進油套筒內(nèi)。 進一步地，所述挺柱外殼上設有一環(huán)形油槽，所述進油孔與環(huán)形油槽相連通。 優(yōu)選地，所述挺柱外殼包括一殼體和固定裝配在殼體內(nèi)壁上的內(nèi)圈。 優(yōu)選地，所述頂部彈簧為錐形彈簧。 優(yōu)選地，所述傳動銷上套有定位彈簧，傳動銷孔的端部固定裝配有定位套筒與定 位彈簧相抵靠。 優(yōu)選地，還包括與所述回位銷孔相連通的氣孔。 優(yōu)選地，所述氣門驅(qū)動座上設有沿軸向的定向槽，所述定向槽的頂端設有定位凸 起。 本實用新型的有益效果是，利用鎖銷機構可以鎖止或解鎖挺柱外殼和氣門驅(qū)動 座，從而在利用單桃凸輪驅(qū)動挺柱外殼時，就可以使氣門工作于高升程、零升程兩種狀態(tài)， 用于實現(xiàn)汽油機停缸技術和柴油機進氣渦流，降低發(fā)動機排放和油耗；本實用新型結構簡 單、體積小、重量輕、成本低，并且裝配時對發(fā)動機缸蓋的改動較小。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步說明。
圖1是應用本實用新型單桃凸輪驅(qū)動高升程-零升程可變氣門挺柱的氣門驅(qū)動機 構的剖視圖。
圖2是
圖1所示氣門驅(qū)動機構的立體圖。 圖3是本實用新型單桃凸輪驅(qū)動高升程_零升程可變氣門挺柱的左視圖。 圖4是本實用新型單桃凸輪驅(qū)動高升程-零升程可變氣門挺柱的仰視圖。 圖5是本實用新型可變氣門挺柱應用于發(fā)動機可實現(xiàn)的氣門升程曲線圖。 圖6是本實用新型可變氣門挺柱的剖視結構圖(高升程狀態(tài))。 圖7、圖8是本實用新型可變氣門挺柱的剖視結構圖(零升程狀態(tài))。 圖中1發(fā)動機凸輪軸，2發(fā)動機氣門，3氣門彈簧座及鎖夾，4氣門彈簧，5單桃凸 輪驅(qū)動高升程_零升程可變氣門挺柱，6環(huán)形油槽，7進油孔，8定向槽，9氣孔，10頂部彈簧， 11內(nèi)圈，12氣門驅(qū)動座，13進油套筒，14推動銷，15定位套筒，16傳動銷，17定位彈簧，18 回位銷，19回位彈簧，20挺柱外殼，21定位凸起
具體實施方式參見圖l 圖4，將說明本實用新型實施例的高升程-零升程可變氣門挺柱的單桃 凸輪驅(qū)動實現(xiàn)方式。 如
圖1和圖2所示，發(fā)動機運轉(zhuǎn)帶動凸輪軸1做旋轉(zhuǎn)運動，凸輪軸1與氣門挺柱5 的挺柱外殼20相接觸，帶動氣門挺柱5在氣缸蓋的挺柱孔內(nèi)上下運動。[0028] 發(fā)動機氣門2上固定有彈簧座及鎖夾3，彈簧座下設有氣門彈簧4，發(fā)動機氣門2 的上端與氣門驅(qū)動座12相連接，氣門驅(qū)動座12和挺柱外殼20之間設有一鎖銷機構，當鎖 銷機構鎖止時，氣門驅(qū)動座12和挺柱外殼20可一同上下運動，從而驅(qū)動氣門2開啟和關 閉，實現(xiàn)發(fā)動機氣缸進、排氣，此為高升程狀態(tài)；當鎖銷機構解鎖時，氣門驅(qū)動座12可相對 于挺柱外殼20上下運動，凸輪軸1的運動無法傳遞到氣門2，氣門2在氣門彈簧4的作用下 保持關閉，此為零升程狀態(tài)，可實現(xiàn)的氣門升程曲線圖如圖5所示。 如圖6所示，挺柱外殼20罩在氣門驅(qū)動座12的上面，挺柱外殼20與氣門驅(qū)動座 12的頂面之間設有頂部彈簧IO，挺柱外殼20包括一殼體和一內(nèi)圈11，內(nèi)圈11通過過盈配 合的方式固定在殼體內(nèi)壁上。氣門驅(qū)動座12與內(nèi)圈11的內(nèi)孔滑動配合，頂部彈簧10為錐 形彈簧。 氣門驅(qū)動座12的頂部設有一傳動銷孔，傳動銷16可在傳動銷孔中左右滑動，傳動 銷16上套有定位彈簧17，傳動銷孔的一端固定有定位套筒15，定位彈簧17的左端抵靠定 位套筒15上，右端抵靠在傳動銷16表面的環(huán)形凸起上，當傳動銷16的兩端不受外力時，定 位彈簧17使傳動銷16定位于傳動銷孔的中間，其兩端正好與傳動銷孔的兩端平齊。內(nèi)圈 11的一側設有一推動銷孔，一推動銷14可在推動銷孔中左右滑動。內(nèi)圈11的另一側設有 一回位銷孔，回位銷孔為一盲孔，其中依次裝有回位彈簧19和回位銷18，回位銷18可在回 位銷孔中左右滑動，當回位彈簧19處于最大壓縮狀態(tài)時，回位銷18的端部正好與回位銷孔 的孔口平齊。為了保證回位銷18能在回位銷孔中順暢地滑動，內(nèi)圈11上開有與回位銷孔 相連通的氣孔9。 氣門驅(qū)動座12上設有一個與進油套筒13的端部相配合的定向槽8(如圖4所示)， 以阻止挺柱外殼20與氣門驅(qū)動座12之間的相對轉(zhuǎn)動；定向槽8是在氣門驅(qū)動座12的外柱 面上沿軸向加工出的一段平面，但并沒有加工到頭，從而在定向槽8的頂端形成定位凸起 21 (如圖6、8所示)。進油套筒13的端部可在定向槽8內(nèi)上下滑動，當進油套筒13的端部 與定向槽8頂端的定位凸起21相接觸時，上述的推動銷孔、傳動銷孔和回位銷孔正好在一 條直線上，在回位彈簧19的推動下，回位銷18的頭部向左伸入傳動銷孔中并與傳動銷16 的尾部相抵靠；進而，傳動銷16的頭部向左伸入推動銷孔并與推動銷14相抵靠。這樣，鎖 銷機構就處于鎖止狀態(tài)，挺柱外殼20與氣門驅(qū)動座12被鎖合在一起，可由發(fā)動機凸輪軸驅(qū) 動上下運動，帶動氣門開啟或關閉，實現(xiàn)高升程狀態(tài)。 推動銷孔內(nèi)設有一進油套筒13，推動銷14在進油套筒13內(nèi)滑動。推動銷孔與一 進油孔7相連通，進油孔7與挺柱外殼上的一環(huán)形油槽6相連通，如圖3所示。由電磁閥控 制，發(fā)動機氣缸蓋機油道中的高壓機油經(jīng)環(huán)形油槽6、進油孔7進入進油套筒13內(nèi)，驅(qū)動推 動銷14、傳動銷16、回位銷18向右移動，直至回位彈簧19處于最大壓縮狀態(tài)，如圖7所示， 此時，鎖銷機構處于解鎖狀態(tài)，挺柱外殼20與氣門驅(qū)動座12分離。當凸輪1驅(qū)動挺柱外殼 20時，由于氣門彈簧4的彈力數(shù)倍大于頂部彈簧10的彈力，挺柱外殼20克服頂部彈簧10 的彈力相對氣門驅(qū)動座12向下運動，如圖8所示，而氣門驅(qū)動座12和發(fā)動機氣門2保持不 動，即氣門2始終關閉，實現(xiàn)零升程狀態(tài)。當凸輪轉(zhuǎn)動到其基圓段型線與挺柱外殼20接觸 后，在頂部彈簧10作用下，挺柱外殼20向上運動回到圖7所示狀態(tài)。如果此時電磁閥切斷 發(fā)動機氣缸蓋機油道的機油供給，即推動銷14不再受到高壓機油的作用力，在回位彈簧19 的作用下，回位銷18、傳動銷16、推動銷14向左移動到圖6所示位置，鎖銷機構鎖止，氣門恢復到高升程狀態(tài)。 本實用新型結構簡單，元件較少，可以減少生產(chǎn)成本，并且應用本實用新型的可變 氣門機構可由單桃凸輪驅(qū)動，無需更改原發(fā)動機凸輪軸和氣缸蓋設計，實現(xiàn)汽油機停缸和 柴油機進氣渦流控制，降低發(fā)動機的油耗和排放。這種可變氣門挺柱可用于汽油機實現(xiàn)前 面描述的停缸技術，還可以用在多進氣門柴油機上，通過始終關閉其中某個進氣門，實現(xiàn)需 要的特定進氣運動形式。 上述實施例的描述是用來更清楚地理解本實用新型，但是本實用新型不局限于所 公開的實施例。
權利要求一種發(fā)動機單桃凸輪驅(qū)動高升程-零升程可變氣門挺柱，包括挺柱外殼(20)、可相對于挺柱外殼上下運動的氣門驅(qū)動座(12)，以及可鎖止上述挺柱外殼(20)和氣門驅(qū)動座(12)的鎖銷機構，其特征是所述挺柱外殼(20)罩在氣門驅(qū)動座(12)的上面，挺柱外殼(20)與氣門驅(qū)動座(12)的頂面之間設有頂部彈簧(10)，所述鎖銷機構包括位于挺柱外殼(20)上的推動銷孔和可在推動銷孔中左右滑動的推動銷(14)；位于氣門驅(qū)動座(12)上的傳動銷孔和可在傳動銷孔中左右滑動的傳動銷(16)；位于挺柱外殼(20)上的回位銷孔和可在回位銷孔左右滑動的回位銷(18)；所述傳動銷(16)的頭部伸入所述推動銷孔中；所述回位銷(18)的頭部伸入所述傳動銷孔中；所述回位銷(18)的尾部與一回位彈簧(19)相抵靠。
2. 根據(jù)權利要求1所述的可變氣門挺柱，其特征是所述推動銷孔與一進油孔(7)相 連通。
3. 根據(jù)權利要求2所述的可變氣門挺柱，其特征是所述推動銷孔內(nèi)固定裝配有一進油套筒(13)，所述推動銷(14)位于進油套筒(13)內(nèi)。
4. 根據(jù)權利要求2所述的可變氣門挺柱，其特征是所述挺柱外殼(20)上設有一環(huán)形 油槽(6)，所述進油孔(7)與環(huán)形油槽(6)相連通。
5. 根據(jù)權利要求1所述的可變氣門挺柱，其特征是所述挺柱外殼(20)包括一殼體和 固定裝配在殼體內(nèi)壁上的內(nèi)圈(11)。
6. 根據(jù)權利要求l所述的可變氣門挺柱，其特征是所述頂部彈簧(10)為錐形彈簧。
7. 根據(jù)權利要求l所述的可變氣門挺柱，其特征是所述傳動銷(16)上套有定位彈簧(17)，傳動銷孔的端部固定裝配有定位套筒(15)與定位彈簧(17)相抵靠。
8. 根據(jù)權利要求1所述的可變氣門挺柱，其特征是還包括與所述回位銷孔相連通的氣孔(9)。
9. 根據(jù)權利要求l所述的可變氣門挺柱，其特征是所述氣門驅(qū)動座(12)上設有沿軸向的定向槽(8)，所述定向槽(8)的頂端設有定位凸起(21)。
專利摘要本實用新型公開了一種發(fā)動機單桃凸輪驅(qū)動高升程-零升程可變氣門挺柱，包括挺柱外殼、氣門驅(qū)動座，以及鎖銷機構，挺柱外殼罩在氣門驅(qū)動座的上面，挺柱外殼與氣門驅(qū)動座的頂面之間設有頂部彈簧，鎖銷機構包括位于挺柱外殼上的推動銷孔和可在推動銷孔中左右滑動的推動銷；位于氣門驅(qū)動座上的傳動銷孔和可在傳動銷孔中左右滑動的傳動銷；位于挺柱外殼上的回位銷孔和可在回位銷孔左右滑動的回位銷；傳動銷的頭部伸入推動銷孔中；回位銷的頭部伸入傳動銷孔中；回位銷的尾部與一回位彈簧相抵靠。利用單桃凸輪就可以使氣門工作于高升程、零升程兩種狀態(tài)，結構簡單、成本低，并且裝配時對發(fā)動機缸蓋的改動較小。
文檔編號F01L1/14GK201461012SQ20092007193
公開日2010年5月12日 申請日期2009年5月8日 優(yōu)先權日2009年5月8日
發(fā)明者李元平, 李沖霄 申請人:上海汽車集團股份有限公司