汽车发动机可变进排气门系统的制作方法

一.技术领域

本发明涉及一种汽车发动机可变进排气门系统，它的作用是使发动机的四冲程循环运转在汽车挂档滑行时变成二冲程循环运转，即在汽车滑行时，发动机循环运转变成活塞下行时吸气，活塞上进时排气的二冲程循环运转，以自动减少汽车滑行时的发动机阻力，从而在不改变原车制动效能和可靠性的前提下减少行车油耗；以及在汽车需要减速运行时还可使发动机自动变成空气压缩机，对汽车产生制动缓速作用。

二.

背景技术：

目前，公知的汽车发动机：

在汽车挂档滑行状态中，有三种技术状态，其一，强制怠速状态；其二，停止供给燃油空转状态；其三，停止供给燃油并停止开启进气门空转状态。上述技术状态都存在着发动机运转阻力大、油耗高的技术缺陷。

在汽车需要挂档减速运行时，有五种技术状态，其一，强制怠速状态；其二，停止供给燃油空转状态；其三，停止供给燃油并封闭排气管以增加运转阻力；其四，停止供给燃油并微启排气门以增加运转阻力；其五，停止供给燃油并在压缩上止点附近打开排气门装发动机变成空气压缩机。上述前四项技术所产生的缓速效果都不佳。而采用第五项技术的发动机其挂档滑行状态仍存在着发动机运转阻力大、油耗高的技术缺陷。

三.

技术实现要素：

为了克服现有现在汽车在挂档滑行状态时的种种缺陷，以及可使发动机变成空气压缩机对汽车产生缓速作用，本发明提供一种汽车发动机可变进排气门系统，该系统可使汽车进入挂档滑行状态时，汽车发动机可自动改变循环模式，由原来的：吸气、压缩、燃烧澎涨、排气的四冲程循环模式转变成：吸气、排气、吸气、排气的二冲程循环模式；亦可在汽车需要减速运行时自动使发动机变成空气压缩机对汽车产生缓速作用。

本发明采用的技术方案是：由气缸盖、凸轮轴、第一进气门摇臂、第二进气门摇臂、变循环摇臂、第一定位弹簧、第一正时活塞、第一同步活塞、第二同步活塞、第一阻挡活塞、第一复位弹簧、第一摇臂轴、第一排气门摇臂、第二排气门摇臂、放气摇臂、第二定位弹簧、第二正时活塞、第三同步活塞、第四同步活塞、第二阻挡活塞、第二复位弹簧、第二摇臂轴、机油管、电磁阀、电动机油泵、稳压阀、可变进排气门控制电路组成。

在发动机处于动力输出时，凸轮轴中的进气凸轮通过驱动进气门摇臂摇动，使进气门在进气行程时打开，气缸进气；凸轮轴中的变循环凸轮驱动变循环摇臂作无效的自由摇动。凸轮轴中的排气凸轮通过驱动排气门摇臂摇动，使排气门在排气行程时打开，气缸排气；凸轮轴中的放气凸轮驱动放气摇臂作无效的自由摇动。

在汽车进入挂档滑行状态需要降低发动机运转阻力时，只要驾驶员同时不踩油门踏板、离合器踏板、制动踏板，发动机即自动停止燃油供应，可变气门控制电路适时接通电磁阀和电动机油泵的电源电路，令电动机油泵泵出机油，通过电磁阀的分配以推动第一正时活塞从而推动第一同步活塞、第二同步活塞，使第一进气门摇臂、第二进气门摇臂和变循环摇臂连成一体后，既随凸轮轴中的进气凸轮驱动使进气门在发动机原进气冲程时打开；也随凸轮轴中的变循环凸轮驱动，使进气门在原压缩冲程时也保持开启，将气缸内的空气排出气缸外，令发动机在原压缩冲程时不用压缩气缸内的空气，减少消耗汽车的惯性动能，在原压缩冲程终了时关闭进气门；在原澎涨冲程开始后，变循环凸轮又驱动变循环摇臂、第一进气门摇臂、第二进气门摇臂又使进气门开启以减少活塞下行的负压阻力，在原膨胀冲程将近终了时，变循环凸轮与变循环摇臂脱离接触。当汽车处于非挂档滑行状态时，可变进排气门控制电路适时令电动机油泵停止泵出机油，并卸去油压，随即第一同步活塞、第二同步活塞在复位弹簧的作用下使变循环摇臂随即与第一进气门摇臂、第二进气门摇臂解除联动关系，发动机又恢复四冲程循环模式。

在汽车进入减速运行状态需要发动机变成空气压缩机提供缓速作用时，只要驾驶员只踩下制动踏板，发动机即自动停止燃油供应，可变气门控制电路适时接通电磁阀和电动机油泵的电源电路，令电动机油泵泵出机油，通过电磁阀的分配以推动第二正时活塞从而推动第三同步活塞、第二四同步活塞，使第一排气门摇臂、第二排气门摇臂和放气摇臂连成一体后，既随凸轮轴中的排气凸轮驱动使排气门在发动机排气冲程时打开；也随凸轮轴中的放气凸轮驱动，在压缩冲程将近终了时打开排气门，将气缸内的消耗了汽车惯性动能的压缩空气排出气缸外；在澎涨冲程开始后不久，放气凸轮与放气摇臂脱离接触，排气门关闭以增加活塞下行的负压阻力。只要驾驶员或踩下油门踏板、或同时踩下其它踏板时，可变进排气门控制电路适时令电动机油泵停止泵出机油，并卸去油压，随即第三同步活塞、第四同步活塞在复位弹簧的作用下使放气摇臂随即与第一排气门摇臂、第二排气门摇臂解除联动关系。

本发明的优点是：车辆在挂档滑行时，在不改变车辆原有制动的可靠性、不改变原车辆正常的驾驶操作习惯、不用空档、不用踩离合器的情况下，汽车可不改变相应车速的空调效能， 不改变相应车速的发电效能，发动机无需压缩缸内气体，节油效率高；车辆减速运行时，发动机又可以自动变成空气压缩机提供缓速作用；而且发动机循环模式的变换以及发动机变成空气压缩机等各状态之间的变换都无需改变正常的驾驶操作习惯。

四.附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明的凸轮轴，及各凸轮的相对位置示意图；

图2是本发明的各凸轮配气相位相对关系示意图；

图3是本发明的结构示意图

图4是本发明的第二进气门摇臂与气门及第二进气凸轮的相对位置关系示意图；

图5是本发明的第一进气门摇臂与气门及第一进气凸轮的相对位置关系示意图；

图6是本发明的变循环摇臂与变循环凸轮的对应位置关系示意图；

图7是本发明的第二排气门摇臂与气门及第二排气凸轮的相对位置关系示意图；

图8是本发明的第一排气门摇臂与气门及第一排气凸轮的相对位置关系示意图；

图9是本发明的放气摇臂与放气凸轮的对应位置关系示意图；

图中：1.第一进气凸轮，2.第二进气凸轮，3.第一排气凸轮，4.第二排气凸轮，5.变循环凸轮，6.放气凸轮，7.凸轮轴，8.第一同步活塞，9.第二同步活塞，10.第一定位飘台，11.第二定位飘台，12.第一定位平面，13.第一阻挡活塞，14第一复位弹簧，15.第一正时活塞，16.第一油道，17.第一摇臂轴，18.第一油孔，19.第一进气门摇臂，20.变循环摇臂，21.第二进气门摇臂，22.第一排气门摇臂，23.放气摇臂，24.第二排气门摇臂，25.第二摇臂轴，26.第二空心油管，27.第二油道，28.第二正时活塞，29.第三同步活塞，30.第四同步活塞，31.第三定位飘台，32.第四定位飘台，33.第二定位平面，34.第二复位弹簧，35.第二油孔，36.第二阻挡活塞，37.电磁阀，38.第一阀芯，39.第二阀芯，40.第三阀芯，41.第四阀芯，42.稳压阀，43.电动机油泵，44.机油管，45.可变进排气门控制电路，46.第三复位弹簧，47.第四复位弹簧，48.第二同步活塞孔49.第二磁吸线圈，50.第一磁吸线圈，51.第一空心油管，52.第一阻挡活塞孔，53.气缸盖，54.第一同步活塞孔，55.第一定位弹簧，56.第二阻挡活塞孔，57.第三同步活塞孔，58.第二定位弹簧，59.第四同步活塞孔，60.阀体。

五.具体实施方式

汽车发动机可变进排气门系统是由：由气缸盖(53)、凸轮轴(7)、第一进气门摇臂(19)、第二进气门摇臂(21)、变循环摇臂(20)、第一定位弹簧(55)、第一正时活塞(15)、第一同步活塞(8)、 第二同步活塞(9)、第一阻挡活塞(13)、第一复位弹簧(14)、第一摇臂轴(17)、第一排气门摇臂(22)、第二排气门摇臂(24)、放气摇臂(23)、第二定位弹簧(58)、第二正时活塞(28)、第三同步活塞(29)、第四同步活塞(30)、第二阻挡活塞(36)、第二复位弹簧(34)、第二摇臂轴(25)、机油管(44)、电磁阀(37)、电动机油泵(43)、稳压阀(42)、可变进排气门控制电路(45)组成。

如图1所示，凸轮轴(7)上设有第一进气凸轮(1)、第二进气凸轮(2)、变循环凸轮(5)、第一排气凸轮(3)、第二排气凸轮(4)、放气凸轮(6)。

如图2所示，第一进气凸轮(1)、变循环凸轮(5)、第一排气凸轮(3)、放气凸轮(6)的旋转方向n以及它们的配气相位关系。

如图3所示，第一进气门摇臂(19)、第二进气门摇臂(21)、变循环摇臂(20)都安装在第一摇臂轴(17)上，安装配合为间隙配合。第一进气门摇臂(19)上设有第一油道(16)、第一同步活塞孔(54)、第一定位飘台(10)，第一油道(16)与第一同步活塞孔(54)连通，在第一同步活塞孔(54)中安装有第一正时活塞(15)及第一同步活塞(8)，第一进气门摇臂(19)由第一进气凸轮(1)驱动。变循环摇臂(20)上设有第二同步活塞孔(48)、第一定位平面(12)，在第二同步活塞孔(48)中安装有第二同步活塞(9)，变循环摇臂(20)由变循环凸轮(5)驱动。第二进气门摇臂(21)上设有第一阻挡活塞孔(52)、第二定位飘台(11)，在第一阻挡活塞孔(52)内安装有第一阻挡活塞(13)和第一复位弹簧(14)，第二进气门摇臂(21)由第二进气凸轮(2)驱动。第一摇臂轴(17)内部是第一空心油管(51)，在第一空心油管(51)上设有第一油孔(18)，第一油孔(18)与第一油道(16)口相对安装，第一空心油管(51)与电磁阀(37)的a1接口连通。第一定位飘台(10)及第二定位飘台(11)与第一定位平面(12)接触时，第一同步活塞孔(54)、第二同步活塞孔(48)、第一阻挡活塞孔(52)的中心线重合。第一排气门摇臂(22)、第二排气门摇臂(24)、放气摇臂(23)都安装在第二摇臂轴(25)上，安装配合为间隙配合。第一排气门摇臂(22)上设有第二油道(27)、第三同步活塞孔(57)、第三定位飘台(31)，第二油道(27)与第三同步活塞孔(57)连通，在第三同步活塞孔(57)中安装有第二正时活塞(28)及第三同步活塞(29)，第一排气门摇臂(22)由第一排气凸轮(3)驱动。放气摇臂(23)上设有第四同步活塞孔(59)、第二定位平面(33)，在第四同步活塞孔(59)中安装有第四同步活塞(30)，放气摇臂(23)由放气凸轮(6)驱动。第二排气门摇臂(24)上设有第二阻挡活塞孔(56)、第四定位飘台(32)，在第二阻挡活塞孔(56)内安装有第二阻挡活塞(36)和第二复位弹簧(34)，第二排气门摇臂(24)由第二排气凸轮(4)驱动。第二摇臂轴(25)内部是第二空心油管(26)， 在第二空心油管(26)上设有第二油孔(35)，第二油孔(35)与第二油道(27)口相对安装，第二空心油管(26)与电磁阀(37)的c1接口连通。第三定位飘台(31)及第四定位飘台(32)与第二定位平面(33)接触时，第三同步活塞孔(57)、第四同步活塞孔(59)、第二阻挡活塞孔(56)的中心线重合。机油管(44)与电磁阀(37)的a2接口、b2接口、c2接口、电动机油泵(43)出油口连通，机油管(44)上安装有稳压阀(42)。电磁阀(37)由阀体(60)第一磁吸线圈(50)、第二磁吸线圈(49)、第三复位弹簧(46)、第四复位弹簧(47)、第一阀芯(38)、第二阀芯(39)、第三阀芯(40)、第四阀芯(41)所组成，第一阀芯(38)、第二阀芯(39)、第三阀芯(40)、第四阀芯(41)相互之间为刚性连接，b1接口泄油口。可变进排气门控制电路(45)控制着第一磁吸线圈(50)、第二磁吸线圈(49)、电动机油泵(43)的电源电路的导通或断开。

如图4、图5、图6所示，第二进气门摇臂(21)的一端被第二进气凸轮(2)驱动绕着第一摇臂轴(17)旋转使另一端推动进气门，第二进气门摇臂(21)上设有第一阻挡活塞孔(52)和第二定位飘台(11)。第一进气门摇臂(19)的一端被第一进气凸轮(1)驱动绕着第一摇臂轴(17)旋转使另一端推动进气门。第一进气门摇臂(19)中设有第一油道(16)和第一定位飘台(10)及第一同步活塞孔(54)。变循环摇臂(20)被变循环凸轮(5)驱动绕着第一摇臂轴(17)旋转使另一端压缩第一定位弹簧(55)，变循环摇臂(20)上设有第二同步活塞孔(48)和第一定位平面(12)，在变循环凸轮(5)不驱动变循环摇臂(20)时，在气缸盖(53)和第一定位弹簧(55)的作用下将第一定位平面(12)向上弹起，使第一定位平面(12)保持与第一定位飘台(10)及第二定位飘台(11)接触，从而使第一阻挡活塞孔(52)、第二同步活塞孔(48)、第一同步活塞孔(54)的中心线保持重合。

如图7、图8、图9所示，第二排气门摇臂(24)的一端被第二排气凸轮(4)驱动绕着第二摇臂轴(25)旋转使另一端推动排气门，第二排气门摇臂(24)上设有第二阻挡活塞孔(56)和第四定位飘台(32)。第一排气门摇臂(22)的一端被第一排气凸轮(3)驱动绕着第二摇臂轴(25)旋转使另一端推动排气门，第一排气门摇臂(22)中设有第二油道(27)和第三定位飘台(31)及第三同步活塞孔(57)。放气摇臂(23)被放气凸轮(6)驱动绕着第二摇臂轴(25)旋转使另一端压缩第二定位弹簧(58)，放气摇臂(23)上设有第四同步活塞孔(59)和第二定位平面(33)，在放气凸轮(6)不驱动放气摇臂(23)时，在气缸盖(53)和第二定位弹簧(58)的作用下将第二定位平面(33)向上弹起，使第二定位平面(33)保持与第三定位飘台(31)及第四定位飘台(32)接触，从而使第二阻挡活塞孔(56)、第四同步活塞孔(59)、第三同步 活塞孔(57)的中心线保持重合。

本发明的工作过程：

1.如图3所示，只要驾驶员踩下油门踏板或离合器踏板，又或者汽车处于空挡状态：可变进排气门控制电路(45)便断开了电磁阋(37)的第一磁吸线圈(50)、第二磁吸线圈(49)及电动机油泵(43)的电源电路，电动机油泵(43)随即停止工作，电磁阀(37)的第一阀芯(38)、第一阀芯(39)、第三阀芯(40)、第四阀芯(41)在第三复位弹簧(46)、第四复位弹簧(47)共同作用下处于可使a1接口、a2接口、b1接口、b2接口、c1接口、c2接口相互连通的位置，这使得机油管(44)、第一空心油管(51)、第二空心油管(26)内的机油可通过b1接口泄出流回油底壳。这也导致第一正时活塞(15)及第二正时活塞(28)没有了机油压力。在第一复位弹簧(14)的作用下，第一同步活塞(8)不能进入第二同步活塞孔(48)、第二同步活塞(9)不能进入第一阻挡活塞孔(52)；在第二复位弹簧(34)的作用下，第三同步活塞(29)不能进入第四同步活塞孔(59)、第四同步活塞(30)不能进入第二阻挡活塞孔(56)。此时的第一进气门摇臂(19)和第二进气门摇臂(21)只能在第一进气凸轮(1)及第二进气凸轮(2)驱动下摇动，在进气冲程时打开对应的进气门；第一排气门摇臂(22)和第二排气门摇臂(24)只能在第一排气凸轮(3)及第二排气凸轮(4)驱动下摇动，在排气冲程时打开对应的排气门。变循环摇臂(20)可在变循环凸轮(5)的驱动独自作无效摇动，也在第一飘台(10)、第二飘台(11)作用下随同第一进气门摇臂(19)、第二进气门摇臂(21)摇动。放气摇臂(23)可在放气凸轮(6)驱动下独自作无效摇动，也在第三飘台(31)、第四飘台(32)作用下随同第一排气门摇臂(22)、第二排气门摇臂(24)摇动。

2.如图3所示，当汽车处于挂档滑行状态时，在驾驶员同时不踩下油门踏板、离合器踏

板、制动踏板的情况下，可变进排气门控制电路(45)随即接通电磁阋(37)的第二磁吸线圈(49)及电动机油泵(43)的电源电路，电磁阀(37)的第一阀芯(38)、第一阀芯(39)、第三阀芯(40)、第四阀芯(41)在磁吸力的作用下压缩第四复位弹簧(47)后，第四阀芯(41)处于封闭c1接口、c2接口及第二阀芯(39)处于封闭b1接口、b2接口的位置。电动机油泵(43)工作、泵出机油，通过机油管(44)、a2接口、a1接口、第一空心油管(51)、第一油孔(18)、第一油道(16)进入到第一同步活塞孔(54)推动第一正时活塞(15)，第一正时活塞(15)将第一同步活塞(8)推入到第二同步活塞孔(48)内，第一同步活塞(8)也同步将第二同步活塞(9)推入到第一阻挡活塞孔(52)内。此时的第一进气摇臂(19)、变循环摇臂(20)、第二进气摇臂(21)连成一体，既在第一进气凸轮(1)及第二进气凸轮(2) 驱动下摇动，在原进气冲程时打开对应的进气门，也在变循环凸轮(5)驱动下摇动，在原压缩冲程时打开进气门，直至原压缩冲程终了时关闭进气门，又在原膨胀冲程时打开进气门，在原膨胀冲程终了时关闭进气门；在驱动轮通过传动系统的拖带下汽车发动机随即由四冲程循环的高阻力运转变成二冲程循环的低阻力运转。当机油管(44)内的油压高于设定值时，机油通过稳压阀(42)泄出流回油底壳。

3.当汽车外于挂档减速运行时，只要驾驶员只踩下制动踏板，可变进排气门控制电路(45)随即接通电磁阋(37)的第一磁吸线圈(50)及电动机油泵(43)的电源电路，电磁阀(37)的第一阀芯(38)、第一阀芯(39)、第三阀芯(40)、第四阀芯(41)在磁吸力的作用下压缩第三复位弹簧(46)后第一阀芯(38)处于封闭a1接口、a2接口及第三阀芯(40)处于封闭b1接口、b2接口的位置。电动机油泵(43)工作泵出机油，通过机油管(44)、c2接口、c1接口、第二空心油管(26)、第二油孔(35)、第二油道(27)进入到第三同步活塞孔(57)推动第二正时活塞(28)，第二正时活塞(28)将第三同步活塞(29)推入到第四同步活塞孔(59)内，第三同步活塞(29)也同步将第四同步活塞(30)推入到第二阻挡活塞孔(56)内。此时的第一排气摇臂(22)、放气摇臂(23)、第二排气摇臂(24)连成一体，既在第一排气凸轮(3)及第二排气凸轮(4)驱动下摇动，在排气冲程时打开对应的排气门，也在放气凸轮(6)驱动下摇动，在压缩冲程终了、活塞处于上止点附近时打开排气门，在驱动轮通过传动系统的拖带下汽车发动机随即变成空气压缩机，消耗汽车的惯性动能的压缩空气又通过排气门排出气缸外。当机油管(44)内的油压高于设定值时，机油通过稳压阀(42)泄出流回油底壳。