一种可变冲程发动机气门驱动装置的制作方法

本实用新型涉及点燃式内燃机领域，特别涉及可变冲程发动机的气门驱动装置。

背景技术：

根据一个工作循环的冲程数分类可以将往复循环活塞式发动机分为二冲程、三冲程、四冲程、五冲程、六冲程甚至八冲程这几类。二冲程发动机升功率大、比质量高、结构简单、成本较低。二冲程发动机在大负荷时，动力性强；小负荷时换气效果差、有大量新鲜充量流失、燃油经济性差。八冲程发动机热效率高、排放质量高。八冲程发动机小负荷时燃油经济性好、热效率高；大负荷时动力性差、燃油利用率低。四冲程发动机在不同转速负荷的动力性、经济性介于二冲程和八冲程发动机之间。而且四冲程发动机扭矩输出平稳、扭矩输出平稳。总之，不同冲程发动机各有优缺点。本可变冲程发动机气门驱动装置结合了二冲程发动机在大负荷时动力性强、升功率大、四冲程发动机做功平顺、工况范围宽，八冲程发动机在小负荷时燃油经济性好、燃油利用率高的优点，使发动机在大范围工况下可以采用最适合的冲程数工作，实现了发动机的可变冲程，也保证了发动机在大范围工况下都具有良好的动力性、经济性。本可变冲程发动机气门驱动装置对节能减排、提高发动机的热效率、动力性，改善经济性具有重要意义。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种结构简单易于加工的可变冲程发动机气门驱动装置，可以在二冲程、四冲程和八冲程之间切换，使得发动机在不同工况下有更好的动力性、经济性。并且本气门驱动装置结构简单、切换平稳。

本实用新型采用的技术方案是：所述可变冲程发动机气门驱动装置包括：摇臂轴1、进油控制阀2、摇臂复位弹簧a3、卡环a4、挡块a5、销复位弹簧a6、锁定销a7、副摇臂a8、摇臂复位弹簧b9、主摇臂10、气门11、副摇臂b12、销复位弹簧b13、锁定销b14、挡块b15、卡环b16、摇臂复位弹簧c17、出油控制阀18、挡块c19、锁定销c20、销复位弹簧c21、销复位弹簧d22、锁定销d23、挡块d24、凸轮轴25、八冲程凸轮26、主摇臂驱动块27、销轴28、四冲程凸轮29、二冲程凸轮30、凸轮轴驱动齿轮31、销复位弹簧e32、锁定销e33、挡块e34组成，主摇臂10设于副摇臂a8与副摇臂b12之间；卡环a4设于副摇臂a8左侧；卡环b16设于副摇臂b12右侧。

所述摇臂轴1分别穿过主摇臂10中部的圆孔b1001、副摇臂a8中部的圆孔a802及副摇臂b12中部的圆孔e1203，且间隙配合；进油控制阀2和出油控制阀18分别设于摇臂轴1两侧，用于控制摇臂轴1上开设的油道a102、油道b103、油道c104的通断；

所述锁定销a7、锁定销b14、锁定销c20、锁定销d23、锁定销e33分别设于主摇臂10上开设的销安装孔a1002、销安装孔b1005、销安装孔c1008、销安装孔d1011、销安装孔e1016内，且间隙配合；环形挡块a5、挡块b15、挡块c19、挡块d24和挡块e34分别通过螺纹与销安装孔a1002、销安装孔b1005、销安装孔c1008、销安装孔d1011、销安装孔e1016外侧相连，且其中部圆孔还分别与锁定销a7、锁定销b14、锁定销c20、锁定销d23、锁定销e33头部相连，间隙配合；

所述销复位弹簧a6设于锁定销a7尾部与挡块a5之间；销复位弹簧b13设于锁定销b14尾部与挡块b15之间；销复位弹簧c21设于锁定销c20尾部与挡块c19之间；销复位弹簧d22设于锁定销d23尾部与主摇臂10销安装孔d1011顶端之间；销复位弹簧e32设于锁定销e33尾部与挡块e34之间；

所述摇臂复位弹簧a3一端与摇臂轴1固定相连，另一端与副摇臂a8尾部相连；摇臂复位弹簧b9一端与主摇臂10头部相连，另一端与主摇臂10尾部和主摇臂驱动块27相连；摇臂复位弹簧c17一端与摇臂轴1固定相连，另一端与副摇臂b12尾部相连；

所述主摇臂驱动块27设于主摇臂10尾部，销轴28与其中部开设的圆孔f2702相连，且间隙配合；销轴28两端还分别与主摇臂10尾部的圆孔c1012和圆孔d1013相连；

所述气门11与主摇臂10头部的凸台b1017相接；八冲程凸轮26、四冲程凸轮29、二冲程凸轮30固接在凸轮轴25外表面上，且分别与副摇臂a8尾部的凸台a805、主摇臂驱动块27尾部的凸台d2701和副摇臂b12尾部的凸台c 1205滑动相接；凸轮轴驱动齿轮31与凸轮轴25固定相连。

所述摇臂轴1上设有控制阀安装孔a101、油道a102、油道b103、油道c104、定位环槽a105、导油环槽a106、导油环槽b107、导油环槽c108、油孔a109、定位环槽b110、控制阀安装孔b111、油孔b112、油孔c113，其中油道a102、导油环槽c108和油孔a109三者相通；油道b103、导油环槽b107和油孔b112三者相通；油道c104、导油环槽a106和油孔c113三者相通；控制阀安装孔a101和控制阀安装孔b111分别与油道a102、油道b103、油道c104相通；定位环槽a105和定位环槽b110分别与卡环a4和卡环b16相连。

所述副摇臂a8上设有定位孔a801、圆孔a802、定位孔b803、凹台a804、凸台a805，其中定位孔a801和定位孔b803，在发动机两冲程工作时分别与锁定销a7和锁定销e33相接；圆孔a802与摇臂轴1相接；凹台a804与主摇臂10的圆台a1004相接，凸台a805与二冲程凸轮30相接，且间隙配合。

所述主摇臂10设有圆孔b1001、销安装孔a1002、油道d1003、圆台a1004、销安装孔b1005、油道e1006、油道f1007、销安装孔c1008、定位环槽c1009、油道g1010、销安装孔d1011、圆孔c1012、圆孔d1013、定位环槽d1014、油道h1015、销安装孔e1016、凸台b1017、圆台b1018，其中油道d1003与销安装孔a1002顶端相通；油道e1006与销安装孔b1005顶端相通；油道f1007与销安装孔c1008顶端相通；油道g1010与销安装孔d1011中下部相通；油道h1015与销安装孔e1016顶端相通；凸台b1017与气门11相接；圆孔c1012和圆孔d1013与销轴28固定相接；圆孔b1001与摇臂轴1相接，间隙配合。

所述副摇臂b12上设有凹台b1201、定位孔c1202、圆孔e1203、定位孔d1204、凸台c1205，其中定位孔c1202和定位孔d1204，若八冲程工作时分别与锁定销b14和锁定销c20头部相接；圆孔e1203与摇臂轴1相接，凹台b1201与主摇臂10的圆台b1018相接，凸台c1205与八冲程凸轮26滑动相接。

所述主摇臂驱动块27设有凸台d2701、圆孔f2702、定位孔e2703，其中凸台d2701与四冲程凸轮29相接，圆孔f2702与销轴28相连，定位孔e2703与锁定销d23头部相接，且间隙配合。

所述主摇臂10上的油道d1003和油道h1015与摇臂轴1上的导油环槽a106相通，油道e1006和油道f1007与导油环槽c108相通，油道g1010与导油环槽b107相通。

所述八冲程凸轮26具有一个凸起；所述四冲程凸轮29具有两个凸起；所述二冲程凸轮30具有四个凸起。

所述凸轮轴驱动齿轮31与发动机曲轴转动速度之比为1：4。

所述进油控制阀2和出油控制阀18均为三进三出的三通道控制阀，各通道独立互不干涉，且可以独立控制任意一个通道的开闭。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：

对原来的发动机改动不大，兼顾二冲程、四冲程和八冲程发动机的优点，使得发动机在不同的工况条件下具备良好的动力性、经济性和低的排放。而且本可变冲程发动机气门驱动装置结构简单、紧凑，易于加工，成本低。

附图说明

图1为整个气门驱动装置的装配图；

图2为摇臂轴的部分纵向剖视图；

图3、图4、图5分别为摇臂轴的三个横向剖视图；

图6、图7、图8分别为二冲程副摇臂的全剖视图、左视图、右视图；

图9、图10、图11、图12分别为主摇臂的部分剖视图、D-D全剖视图、左视图、右视图；

图13、图14、图15分别为八冲程副摇臂的全剖视图、左视图、右视图；

图16为主摇臂驱动块的左视图、图17为主摇臂驱动块的全剖视图；

图18为凸轮轴和凸轮轴驱动齿轮的主视图；

图19、图20、图21分别为二冲程凸轮、四冲程凸轮、八冲程凸轮；

以上图中；1摇臂轴；2进油控制阀；3摇臂复位弹簧a；4卡环a；5挡块a；6销复位弹簧a；7锁定销a；8副摇臂a；9摇臂复位弹簧b；10主摇臂；11气门；12副摇臂b；13销复位弹簧b；14锁定销b；15挡块b；16卡环b；17摇臂复位弹簧c；18出油控制阀；19挡块c；20锁定销c；21销复位弹簧c；22销复位弹簧d；23锁定销d；24挡块d；25凸轮轴；26八冲程凸轮；27主摇臂驱动块；28销轴；29四冲程凸轮；30二冲程凸轮；31凸轮轴驱动齿轮；32销复位弹簧e；33锁定销e；34挡块e；101控制阀安装孔a；102油道a；103油道b；104油道c；105定位环槽a；106导油环槽a；107导油环槽b；108导油环槽c；109油孔a；110定位环槽b；111控制阀安装孔b；112油孔b；113油孔c；801定位孔a；802圆孔a；803定位孔b；804凹台a；805凸台a；1001圆孔b；1002销安装孔a；1003油道d；1004圆台a；1005销安装孔b；1006油道e；1007油道f；1008销安装孔c；1009定位环槽c；1010油道g；1011销安装孔d；1012圆孔c；1013圆孔d；1014定位环槽d；1015油道h；1016销安装孔e；1017凸台b；1018圆台b；1201凹台b；1202定位孔c；1203圆孔e；1204定位孔d；1205凸台c；2701凸台d；2702圆孔f；2703定位孔e。

具体实施方式

本实用新型实例提供了一种可变冲程发动机气门驱动装置，参照附图1，所述可变冲程发动机气门驱动装置包括摇臂轴1、进油控制阀2、摇臂复位弹簧a3、卡环a4、挡块a5、销复位弹簧a6、锁定销a7、副摇臂a8、摇臂复位弹簧b9、主摇臂10、气门11、副摇臂b12、销复位弹簧b13、锁定销b14、挡块b15、卡环b16、摇臂复位弹簧c17、出油控制阀18、挡块c19、锁定销c20、销复位弹簧c21、销复位弹簧d22、锁定销d23、挡块d24、凸轮轴25、八冲程凸轮26、主摇臂驱动块27、销轴28、四冲程凸轮29、二冲程凸轮30、凸轮轴驱动齿轮31、销复位弹簧e32、锁定销e33、挡块e34组成，主摇臂10设于副摇臂a8与副摇臂b12之间；卡环a4设于副摇臂a8左侧，起到定位副摇臂a8的作用；卡环b16设于副摇臂b12右侧，起到定位副摇臂b12的作用；

参照图1、2、3、4、5，所述摇臂轴1上设有控制阀安装孔a101、油道a102、油道b103、油道c104、定位环槽a105、导油环槽a106、导油环槽b107、导油环槽c108、油孔a109、定位环槽b110、控制阀安装孔b111、油孔b112、油孔c113，其中油道a102、导油环槽c108和油孔a109三者相通；油道b103、导油环槽b107和油孔b112三者相通；油道c104、导油环槽a108和油孔c113三者相通；控制阀安装孔a101和控制阀安装孔b111分别与油道a102、油道b103、油道c104相通，因此进油控制阀2和出油控制阀18分别安装在控制阀安装孔a101和控制阀安装孔b111中控制油道a102、油道b103、油道c104进油端和出油端的通闭；定位环槽a105和定位环槽b110分别与卡环a4和卡环b16相连，起到定位副摇臂a8和副摇臂b12的作用。

参照图1、9、10、11、12，所述主摇臂10设有圆孔b1001、销安装孔a1002、油道d1003、圆台a1004、销安装孔b1005、油道e1006、油道f1007、销安装孔c1008、定位环槽c1009、油道g1010、销安装孔d1011、圆孔c1012、圆孔d1013、定位环槽d1014、油道h1015、销安装孔e1016、凸台b1017、圆台b1018，其中油道d1003与销安装孔a1002顶端相通，液压油可以通过油道d1003进入销安装孔a1002；油道e1006与销安装孔b1005顶端相通，液压油可以通过油道e1006进入销安装孔b1005；油道f1007与销安装孔c1008顶端相通，液压油可以通过油道f1007进入销安装孔c1008；油道g1010与销安装孔d1011中下部相通，液压油可以通过油道g1010进入销安装孔d1011；油道h1015与销安装孔e1016顶端相通，液压油可以通过油道h1015进入销安装孔e1016；凸台b1017与气门11相接，发动机二冲程、四冲程和八冲程工作时气门11都由凸台b1017驱动；圆孔c1012和圆孔d1013与销轴28固定相接，将主摇臂驱动块27和主摇臂10连接起来；圆孔b1001与摇臂轴1相接，间隙配合。

参照图1、10，主摇臂驱动块27设于主摇臂10尾部，销轴28与其中部开设的圆孔f2702相连，且间隙配合，销轴28两端还分别与主摇臂10尾部的圆孔c1012和圆孔d1013相连，将主摇臂驱动块27与主摇臂10连接起来；

参照图1、2、10，销复位弹簧a6设于锁定销a7尾部与挡块a5之间，在油道a102进出油口关闭的时候保持锁定销a7头部与定位孔b803不相连；销复位弹簧b13设于锁定销b14尾部与挡块b15之间，在油道c104进出油口关闭的时候保持锁定销b14头部与定位孔c1202不相连；销复位弹簧c21设于锁定销c20尾部与挡块c19之间，在油道c104进出油口关闭的时候保持锁定销c20头部与定位孔d1204不相连；销复位弹簧d22设于锁定销d23尾部与主摇臂10销安装孔d1011顶端之间，在油道b103进出油口关闭的时候保持锁定销d23头部与定位孔e2703相连；销复位弹簧e32设于锁定销e33尾部与挡块e34之间，在油道a102进出油口关闭的时候保持锁定销e33头部与定位孔a801不相连；

参照图1、6、7、8、10，所述副摇臂a8上设有定位孔a801、圆孔a802、定位孔b803、凹台a804、凸台a805，其中定位孔a801和定位孔b803，在发动机两冲程工作时分别与锁定销a7和锁定销e33相接；圆孔a802与摇臂轴1相接；凹台a804与主摇臂10的圆台a1004相接，凸台a805与二冲程凸轮30相接，且间隙配合。

参照图1、9、10、11、12，所述主摇臂10上的油道d1003和油道h1015与摇臂轴1上的导油环槽a106相通，油道c104中的液压油通过油孔c113和导油环槽a106，进入油道d1003和油道h1015；油道e1006和油道f1007与导油环槽c108相通，油道a102中的液压油通过油孔a109和导油环槽c108进入油道e1006和油道f1007；油道g1010与导油环槽b107相通，油道b103中的液压油通过油孔b112和导油环槽b107进入油道g1010。

参照图1、13、14、15，所述副摇臂b12上设有凹台b1201、定位孔c1202、圆孔e1203、定位孔d1204、凸台c1205，其中定位孔c1202和定位孔d1204，在八冲程工作时分别与锁定销b14和锁定销c20头部相接；圆孔e1203与摇臂轴1相接，凹台b1201与主摇臂10的圆台b1018相接，凸台c1205与八冲程凸轮26滑动相接。

参照图1、2、6、9、14，摇臂轴1分别穿过主摇臂10中部的圆孔b1001、副摇臂a8中部的圆孔a802及副摇臂b12中部的圆孔e1203，且间隙配合；进油控制阀2和出油控制阀18分别设于摇臂轴1两侧，用于控制摇臂轴1油道a102、油道b103、油道c104的通断；

参照图1、16、17，所述主摇臂驱动块27设有凸台d2701、圆孔f2702、定位孔e2703，其中凸台d2701与四冲程凸轮29相接，圆孔f2702与销轴28相连，定位孔e2703与锁定销d23头部相接，且间隙配合。

参照图1、8、11、15、16，摇臂复位弹簧a3一端与摇臂轴1固定相连，另一端与副摇臂a8尾部相连，保持副摇臂a8尾部凸台a805与二冲程凸轮30滑动相接；摇臂复位弹簧b9一端与主摇臂10头部相连，保持主摇臂10头部凸台b1017与气门11相接，另一端与主摇臂10尾部的主摇臂驱动块27相连，保持主摇臂驱动块27尾部的凸台d2701与四冲程凸轮29滑动相接；摇臂复位弹簧c17一端与摇臂轴1固定相连，另一端与副摇臂b12尾部相连，保持副摇臂b12尾部凸台c1205与八冲程凸轮26滑动相接；

参照图1、8、11、15、16，在摇臂复位弹簧b9的作用下，气门11与主摇臂10头部的凸台b1017相接；八冲程凸轮26、四冲程凸轮29、二冲程凸轮30固接在凸轮轴25外表面上，且在三个摇臂复位弹簧的作用下分别与副摇臂a8尾部的凸台a805、主摇臂驱动块27尾部的凸台d2701和副摇臂b12尾部的凸台c 1205滑动相接；凸轮轴驱动齿轮31与凸轮轴25固定相连。

所述八冲程凸轮26具有一个凸起；所述四冲程凸轮29具有两个凸起；所述二冲程凸轮30具有四个凸起。

所述凸轮轴驱动齿轮31与发动机曲轴转动速度之比为1:4。

所述进油控制阀2和出油控制阀18均为三进三出的三通道控制阀，各通道独立互不干涉，且可以独立控制任意一个通道的开闭。

具体实施方式如下：

发动机四冲程工作时，控制进油控制阀2和出油控制阀18保持油道a102、油道b103、油道c104的进油端和出油端关闭，锁定销a7、锁定销b14、锁定销c20、锁定销e33分别在销复位弹簧a6、销复位弹簧b13、销复位弹簧c21、销复位弹簧e32的作用下分别与定位孔b803、定位孔c1202、定位孔d1204、定位孔a801不相接。锁定销d23在销复位弹簧d22的作用下与主摇臂驱动块27上开设的定位孔e2703相接。此时，四冲程凸轮29驱动主摇臂10，主摇臂10驱动气门11，发动机进行四冲程工作。

发动机由四冲程向二冲程切换时，控制进油控制阀2保持油道a102进油端关闭，油道b103、油道c104进油端开启；控制出油控制阀18保持油道a102、油道b103、油道c103出油端关闭。油道b103、油道c104进油端开启，液压油进入油道b103、油道c104。油道b103中的液压油通过油孔b112和导油环槽b107进入油道g1010，然后液压油进入销安装孔d1011。锁定销d23在液压油的作用下与主摇臂驱动块27上开设的定位孔2703分开。油道c104中的液压油通过油孔c113和导游环槽a106进入油道d1003、油道h1016，然后液压油分别进入销安装孔a1002、销安装孔e1016，锁定销a7、锁定销e33在液压油的作用下分别与副摇臂a8上开设的定位孔b803、定位孔a801相接。锁定销b14、锁定销c20分别在销复位弹簧b13、销复位弹簧c21的作用下分别保持与副摇臂b12上开设的定位孔c1202、定位孔d1204不相接。此时二冲程凸轮30驱动副摇臂8，副摇臂8驱动气门11，发动机由四冲程切换到二冲程工作。

发动机由四冲程向八冲程切换时，控制进油控制阀2保持油道c104进油端关闭，油道a102、油道b103进油端开启；控制出油控制阀18保持油道a102、油道b103、油道c103出油端关闭。油道a102、油道b103进油端开启，液压油进入油道a102、油道b103。油道a102中的液压油通过油孔a109和导油环槽c108进入油道e1006、油道f1007，然后液压油分别进入销安装孔b1005、销安装孔c1008，锁定销b14、锁定销c20在液压油的作用下分别与副摇臂b12上开设的定位孔c1202、定位孔d1204相接。油道b103中的液压油通过油孔b112和导油环槽b107进入油道g1010，然后液压油进入销安装孔d1011，锁定销d23在液压油的作用下与主摇臂驱动块27上开设的定位孔2703分开。锁定销a7、锁定销e33分别在销复位弹簧a6、销复位弹簧e32的作用下分别保持与副摇臂a8上开设的定位孔b803、定位孔a801不相接。此时八冲程凸轮26驱动副摇臂12，副摇臂12驱动气门11，发动机由四冲程切换到八冲程工作。

发动机由二冲程向八冲程切换时，控制进油控制阀2使得油道c104进油端由开启变为关闭，油道b103进油端保持开启不变，油道a102进油端由关闭变为开启；控制出油控制阀18使得油道c104出油端由关闭变为开启，油道a102、油道b103出油端保持关闭不变。油道c104进油端关闭、出油端开启，销安装孔a1002、销安装孔e1016中的液压油分别在销复位弹簧a6、销复位弹簧e32的作用下分别通过油道d1003、油道h1015流出，锁定销a7、锁定销e33分别在销复位弹簧a6、销复位弹簧e32的作用下分别与副摇臂a8上开设的定位孔b803、定位孔a801分开；油道a102进油端开启、出油端关闭，油道b103进油端保持开启不变，液压油进入油道a102、油道b103。油道a102中的液压油通过油孔a109和导油环槽c108进入油道e1006、油道f1007，然后液压油分别进入销安装孔b1005、销安装孔c1008，锁定销b14、锁定销c20在液压油的作用下分别与副摇臂b12上开设的定位孔c1202、定位孔d1204相接。油道b103中的液压油通过油孔b112和导游环槽b107进入油道g1010，然后液压油进入销安装孔d1011，锁定销d23在液压油的作用下与主摇臂驱动块27上开设的定位孔2703保持分开状态。气门11由副摇臂8驱动变为由副摇臂12驱动，发动机由二冲程切换到八冲程工作。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。