一种高速柴油机组合式气门及其驱动机构的制作方法

文档序号:15578926发布日期:2018-09-29 06:19

本发明属于发动机技术领域,尤其是涉及一种高速柴油机组合式气门及其驱动机构。



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油耗标准和排放法规。

传统发动机的气门都带有气门预紧弹簧,这使得发动机的气门机构设计要考虑运动学设计以及应力设计,避免因转速过高导致气门飞脱以及因接触应力过大导致凸轮磨损破坏。

对于柴油机来讲,为了获得较好的油气混合过程以及较优的性能指标,常采用带涡流的深坑形燃烧室(如ω燃烧室);在高速工况,一般采用较大的气门重叠角(进气门早开、排气门晚关)以尽可能提高充量系数,而为了防止柴油机气门与活塞碰撞,活塞上设有一定深度的气门坑,但与此同时燃烧室余隙容积的增加导致空气利用率降低,燃烧开始恶化。因此需要在提高充量系数与提高空气利用率之间进行权衡。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明旨在提出一种高速柴油机组合式气门结构,在提高充量系数的同时还可以提高空气利用率,有效改善发动机高速性能。

为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

一种高速柴油机组合式气门结构,包括:

凸轮,其外轮廓壁上周圈分别设有第一导向槽和第二导向槽;

第一气门,其上端连接有与所述第一导向槽滑动配合的第一滚轮,其下端与活塞的凹坑对应;

第二气门,其上端连接有与所述第二导向槽滑动配合的第二滚轮,其下端与活塞的顶部对应。

进一步的,所述第一导向槽的内部型线与所述第二导向槽的内部型线不完全相同。

进一步的,所述第一气门与所述第二气门之间可相互滑动。

相对于现有技术,本发明所述的高速柴油机组合式气门结构,具有以下优势:

本发明通过取消传统的气门弹簧,可有效降低凸轮与气门之间的接触应力,提高凸轮的加速度,增大凸轮的丰满系数;在取消气门坑的同时,仍可以在高速工况下获得较高的充量系数,有效改善发动机高速性能。同时结构简单紧凑,有利于工程化应用。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1为本发明实施例所述的一种高速柴油机组合式气门及其驱动机构示意图;

图2为本发明实施例所述的凸轮示意图;

图3为图2的A-A向剖视图。

附图标记说明:

1-凸轮;2-第一滚轮;3-第一气门;4-气缸盖;5-第二气门;6-第二滚轮;7-第二导向槽;8-第一导向槽;9-活塞。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示,本发明提出一种高速柴油机组合式气门及其驱动机构,包括凸轮1,其外轮廓壁上周圈分别设有第一导向槽8和第二导向槽7,所述第一导向槽8的内部型线与所述第二导向槽7的内部型线不完全相同;第一气门3,其上端连接有第一滚轮2,其下端与活塞9的凹坑对应;第二气门5,其上端连接有第二滚轮6,其下端与活塞9的顶部对应;所述第一滚轮2与所述第一导向槽8滑动配合,所述第二滚轮6与所述第二导向槽7滑动配合;所述第一气门3与所述第二气门5之间可相互滑动。

其中,利用滚轮与导向槽配合,一方面可以有效降低摩擦损失,另一方面也可防止气门偏转。

本发明的工作过程为:

如图1所示,所述第一气门3与所述第二气门5的运动规律分别由所述第一导向槽8和第二导向槽7控制。当第一导向槽8和第二导向槽7中的型线都处于基圆时,所述第一气门3与所述第二气门5都处于关闭状态,且所述第一气门3与所述第二气门5可组合成一个整体气门,与传统气门一样;当第一导向槽8中的型线处于凸起状态而第二导向槽7中的型线处于基圆状态时,所述第一气门3可以提前开启,而所述第二气门5仍处于关闭状态。

假设图中气门为进气门,由于第一气门3下端与活塞9的凹坑对应,第一气门3的适当提前开启将不会与活塞9碰撞,在上至点附近的进排气过程中,利用第一气门3的早开可以有效提高发动机的充量系数;

假设图中气门为排气门,由于第一气门3下端与活塞9的凹坑对应,第一气门3的适当推迟关闭将不会与活塞9碰撞,在上至点附近的进排气过程中,利用第一气门3的晚关可以利用气流惯性充分排气,有效降低泵气损失。

本发明所述的一种高速柴油机组合式气门及其驱动机构,通过取消传统的气门弹簧,可有效降低凸轮与气门之间的接触应力,提高凸轮的加速度,增大凸轮的丰满系数;在取消气门坑的同时,仍可以在高速工况下获得较高的充量系数与较低泵气损失,有效改善发动机高速性能。同时结构简单紧凑,有利于工程化应用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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