一种带有球形结构的防气阀偏磨配气机构的制作方法

本实用新型涉及一种防气阀偏磨配气机构，尤其涉及一种带有球形结构的防气阀偏磨配气机构，具体适用于设置球形结构以吸收摇臂圆弧运动所产生的水平力，从而避免气阀杆与气阀导管挤压产生偏磨。

背景技术：

配气机构是发动机的主要组成部分，发动机在进、排气冲程中，摇臂推动气阀开启、关闭。摇臂工作中呈圆弧运动产生垂直于气阀轴线的水平力和沿气阀轴线方向的垂直力。气阀在水平力的作用下会产生水平位移，而在垂直力作用下又沿着气阀轴线方向做垂直方向的直线运动，气阀杆在此两种力作用下会发生偏磨。气阀偏磨是发动机实效的常见现象，特别是燃气发动机，较高的缸内燃烧温度会加速气阀磨损，严重时可引起气阀穴蚀。

授权公告号为CN203879564U，授权公告日为2014年10月15日的实用新型专利公开了一种可变气门的柴油机配气机构，其包括摇臂、两个气阀、摇臂轴和摇臂轴支架，摇臂轴上设置有润滑油路，摇臂气阀端设置有内腔，内腔中设置有堵头、弹簧、运动块和活塞，摇臂上设置有控制油路，控制油路一端设置在摇臂轴孔的内壁上，控制油路另一端位于内腔里端头处，摇臂轴上设置有电磁阀。虽然该实用新型通过改变气阀升程的方式以保证配气机构的稳定性，但其仍旧具有以下缺陷：

首先，该实用新型中，缺乏必需的引导装置，气阀杆仅凭自身沿纵向作上下运动，易发生偏移，从而与周边装置，如弹簧发生摩擦，不仅导致气阀偏磨的发生，而且会损害零部件；

其次，该实用新型中，摇臂作的是上下圆弧运动，其对气阀杆施加的力包括水平分力与垂直分力，其中，水平分力会驱使气阀杆作水平摆动，易导致其发生偏移，从而再次导致气阀偏磨的发生。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的易发生气阀偏磨的缺陷与问题，提供一种能够避免发生气阀偏磨的带有球形结构的防气阀偏磨配气机构。

为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是：一种带有球形结构的防气阀偏磨配气机构，包括摇臂、旋转轴、气阀杆与气阀头，所述摇臂的中部绕位于其底部的旋转轴作上下弧形运动，摇臂的外端与上顶装置作上顶运动配合，摇臂的内端与气阀杆的顶端作下压运动配合，气阀杆的底端与位于缸盖内部的气阀头垂直连接；

所述防气阀偏磨配气机构还包括球形结构、结构座与气阀导管，所述结构座的内部开设有结构腔，结构腔的直径、高度均大于球形结构的直径，球形结构的顶部与摇臂的内端作下压运动配合，球形结构的底部与气阀杆的顶端作下压运动配合，气阀杆的顶端位于结构腔的内部，气阀杆沿包于其外部的气阀导管作上下运动。

所述结构座的底部开设有与结构腔相通的腔杆孔，该腔杆孔与结构腔、球形结构、气阀杆同轴设置，腔杆孔的直径小于球形结构的直径。

所述结构腔包括上结构腔与下结构腔，所述上结构腔经下结构腔与腔杆孔相通，且上结构腔的直径大于下结构腔的直径。

所述防气阀偏磨配气机构还包括锁块、弹簧座与弹簧，所述弹簧座的中部与嵌入其内部的锁块固定连接，锁块与贯穿其中部而过的气阀杆固定连接，气阀杆的顶端与球形结构的底部作下压运动配合，气阀杆的底端依次穿经结构腔、锁块、缸盖后与气阀头垂直连接；所述气阀杆上位于弹簧座、缸盖之间的部位的外部套装有弹簧，该弹簧的顶部与弹簧座的底面固定连接，弹簧的底部与缸盖的顶面固定连接，且气阀导管位于弹簧的内部。

所述气阀导管的外壁上设置有螺纹以搁置润滑油；所述气阀导管的长度小于等于弹簧的最短长度。

所述上顶装置包括凸轮与推杆，所述凸轮与推杆的底端作上顶运动配合，推杆的顶端与摇臂的外端作上顶运动配合，且推杆与气阀杆相互平行。

所述摇臂的外端的底部连接有上顶部以与推杆的顶端作上顶运动配合，摇臂的内端的底部连接有下压部以与球形结构的顶部作下压运动配合，且上顶部、下压部为球形或半球形结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型一种带有球形结构的防气阀偏磨配气机构中，在摇臂与气阀杆之间设置有球形结构以传递力，在传递的过程中，球形结构能对摇臂传来的切向力进行分解，切向力被分解为水平分力与垂直分力，其中，球形结构在结构腔内转动以吸收水平分力，同时，球形结构在结构腔内沿其腔壁纵向下行以传递垂直分力，此时，摇臂产生的力只剩垂直分力传递到气阀杆上，不包含水平分力，从而确保气阀杆在纵向顺畅的上下移动，不发生偏移，杜绝气阀偏磨的发生。因此，本实用新型能够避免发生气阀偏磨。

2、本实用新型一种带有球形结构的防气阀偏磨配气机构中，在气阀杆的外部套装有气阀导管，使用时，气阀杆沿包于其外部的气阀导管作上下运动，气阀导管的引导效果不仅能够避免气阀杆在使用中发生偏移，造成气阀偏磨，而且能在装配时，对气阀杆进行定位以便于安装。此外，还可在气阀导管的外表面设置螺纹以盛装润滑油，从而降低摩擦，进一步避免气阀偏磨的发生。因此，本实用新型不仅能够避免发生气阀偏磨，而且能提高装配效率。

3、本实用新型一种带有球形结构的防气阀偏磨配气机构中，包括锁块、弹簧座、弹簧以对气阀杆提供回复力，使用时，在摇臂传递的垂直分力的作用下，气阀杆被驱动下行，同时，弹簧被气阀杆带动压缩，随后，在摇臂传递的垂直分力减弱或消失后，被压缩的弹簧反弹，其提供的反弹力驱动气阀杆上行回位，以便于进行下一次的气阀杆下行。因此，本实用新型不仅能实现气阀杆的循环运行，而且全自动进行。

4、本实用新型一种带有球形结构的防气阀偏磨配气机构中，优选上顶装置包括凸轮与推杆，凸轮与推杆的底端作上顶运动配合，推杆的顶端与摇臂的外端作上顶运动配合，使用时，通过凸轮的运行不断给推杆提供间歇式的上顶力，以维持气阀杆往复运动的持续进行，简单易行，传递效率较高。因此，本实用新型不仅能实现气阀杆在纵向的往复运动，而且传递效率较高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中球形结构被下压时的结构示意图。

图3是图1中结构座的结构示意图。

图4是图1中摇臂的内端的运行示意图及其施加力的力分解图。

图5是图1中增加了凸轮、推杆之后的结构示意图。

图中：上顶装置1、凸轮11、推杆12、摇臂2、上顶部21、下压部22、旋转轴23、气阀杆3、气阀头31、缸盖32、球形结构4、结构座5、结构腔51、上结构腔511、下结构腔512、腔杆孔52、气阀导管6、锁块7、弹簧座8、弹簧9。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参见图1至图5，一种带有球形结构的防气阀偏磨配气机构，包括摇臂2、旋转轴23、气阀杆3与气阀头31，所述摇臂2的中部绕位于其底部的旋转轴23作上下弧形运动，摇臂2的外端与上顶装置1作上顶运动配合，摇臂2的内端与气阀杆3的顶端作下压运动配合，气阀杆3的底端与位于缸盖32内部的气阀头31垂直连接；

所述防气阀偏磨配气机构还包括球形结构4、结构座5与气阀导管6，所述结构座5的内部开设有结构腔51，结构腔51的直径、高度均大于球形结构4的直径，球形结构4的顶部与摇臂2的内端作下压运动配合，球形结构4的底部与气阀杆3的顶端作下压运动配合，气阀杆3的顶端位于结构腔51的内部，气阀杆3沿包于其外部的气阀导管6作上下运动。

所述结构座5的底部开设有与结构腔51相通的腔杆孔52，该腔杆孔52与结构腔51、球形结构4、气阀杆3同轴设置，腔杆孔52的直径小于球形结构4的直径。

所述结构腔51包括上结构腔511与下结构腔512，所述上结构腔511经下结构腔512与腔杆孔52相通，且上结构腔511的直径大于下结构腔512的直径。

所述防气阀偏磨配气机构还包括锁块7、弹簧座8与弹簧9，所述弹簧座8的中部与嵌入其内部的锁块7固定连接，锁块7与贯穿其中部而过的气阀杆3固定连接，气阀杆3的顶端与球形结构4的底部作下压运动配合，气阀杆3的底端依次穿经结构腔51、锁块7、缸盖32后与气阀头31垂直连接；所述气阀杆3上位于弹簧座8、缸盖32之间的部位的外部套装有弹簧9，该弹簧9的顶部与弹簧座8的底面固定连接，弹簧9的底部与缸盖32的顶面固定连接，且气阀导管6位于弹簧9的内部。

所述气阀导管6的外壁上设置有螺纹以搁置润滑油；所述气阀导管6的长度小于等于弹簧9的最短长度。

所述上顶装置1包括凸轮11与推杆12，所述凸轮11与推杆12的底端作上顶运动配合，推杆12的顶端与摇臂2的外端作上顶运动配合，且推杆12与气阀杆3相互平行。

所述摇臂2的外端的底部连接有上顶部21以与推杆12的顶端作上顶运动配合，摇臂2的内端的底部连接有下压部22以与球形结构4的顶部作下压运动配合，且上顶部21、下压部22为球形或半球形结构。

一种上述带有球形结构的防气阀偏磨配气机构的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：

先由上顶装置1沿纵向对摇臂2的外端施加上顶力，以使摇臂2绕旋转轴23作向下的圆弧运动，此时，摇臂2的内端对球形结构4施加一个切向力，该切向力分解为一个水平分力与一个垂直分力，水平分力推动球形结构4在结构腔51内转动以被吸收，垂直分力经球形结构4推动气阀杆3沿气阀导管6作纵向的下行运动，并使气阀头31在缸盖32内部作纵向的下行运动，下行运动结束后，再驱动气阀杆3沿气阀导管6作纵向的上行运动，上行的气阀杆3经球形结构4给摇臂2的内端施加一个上顶力，同时使球形结构4回位，该上顶力驱动摇臂2绕旋转轴23作向下的圆弧运动，以使摇臂2的外端下压上顶装置1以使其回位，以为下一次上顶作准备，依次循环进行。

所述防气阀偏磨配气机构还包括锁块7、弹簧座8与弹簧9，所述弹簧座8的中部与嵌入其内部的锁块7固定连接，锁块7与贯穿其中部而过的气阀杆3固定连接，气阀杆3的顶端与球形结构4的底部作下压运动配合，气阀杆3的底端依次穿经结构腔51、锁块7、缸盖32后与气阀头31垂直连接；所述气阀杆3上位于弹簧座8、缸盖32之间的部位的外部套装有弹簧9，该弹簧9的顶部与弹簧座8的底面固定连接，弹簧9的底部与缸盖32的顶面固定连接，且气阀导管6位于弹簧9的内部；所述再驱动气阀杆3沿气阀导管6作纵向的上行运动是指：压缩的弹簧9作反弹运动，弹簧9的反弹力依次经弹簧座8、锁块7后对气阀杆3施加一个上行力，以驱使气阀杆3沿气阀导管6作纵向的上行运动。

所述上顶装置1包括凸轮11与推杆12，所述凸轮11与推杆12的底端作上顶运动配合，推杆12的顶端与摇臂2的外端作上顶运动配合，且推杆12与气阀杆3相互平行；所述由上顶装置1沿纵向对摇臂2的外端施加上顶力是指：凸轮11的转动过程中，凸轮11的凸点对推杆12的底端施加一个沿纵向的上行力，此时，上行的推杆12对摇臂2的外端施加一个沿纵向的上顶力。

本实用新型的原理说明如下：

参见图1至图5，本实用新型在气阀杆、摇臂之间设置球形结构，此球形结构可沿任何方向旋转，使用时，摇臂运动产生的水平分力推动球形结构在结构腔内转动以将水平分力吸收，同时，摇臂运动产生的垂直分力推动球形结构沿结构腔的腔壁作纵向的下行运动，从而推动气阀杆沿纵向下行，且杜绝偏移的发生，从根本上消除气阀偏磨。

气阀导管的作用：首先，运行中对气阀杆进行引导，预防其偏向或与其它部件发生摩擦，额外的，气阀导管表面设置外螺纹以蕴含润滑油，进一步降低或避免摩擦；其次，安装时起引导作用，即先开设引导孔以插入气阀导管，再以气阀导管定位气阀杆以对气阀杆进行安装，降低安装难度，提高装配效率。

实施例1：

参见图1至图5，一种带有球形结构的防气阀偏磨配气机构，包括摇臂2、旋转轴23、气阀杆3、气阀头31、球形结构4、结构座5与气阀导管6；所述摇臂2的中部绕位于其底部的旋转轴23作上下弧形运动，摇臂2的外端与上顶装置1作上顶运动配合，所述结构座5的内部开设有结构腔51，结构腔51的直径、高度均大于球形结构4的直径，球形结构4的顶部与摇臂2的内端作下压运动配合，球形结构4的底部与气阀杆3的顶端作下压运动配合，气阀杆3的顶端位于结构腔51的内部，气阀杆3的底端与位于缸盖32内部的气阀头31垂直连接，气阀杆3沿包于其外部的气阀导管6作上下运动。

一种上述带有球形结构的防气阀偏磨配气机构的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：

先由上顶装置1沿纵向对摇臂2的外端施加上顶力，以使摇臂2绕旋转轴23作向下的圆弧运动，此时，摇臂2的内端对球形结构4施加一个切向力，该切向力分解为一个水平分力与一个垂直分力，水平分力推动球形结构4在结构腔51内转动以被吸收，垂直分力经球形结构4推动气阀杆3沿气阀导管6作纵向的下行运动，并使气阀头31在缸盖32内部作纵向的下行运动，下行运动结束后，再驱动气阀杆3沿气阀导管6作纵向的上行运动，上行的气阀杆3经球形结构4给摇臂2的内端施加一个上顶力，同时使球形结构4回位，该上顶力驱动摇臂2绕旋转轴23作向下的圆弧运动，以使摇臂2的外端下压上顶装置1以使其回位，以为下一次上顶作准备，依次循环进行。

实施例2：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述结构座5的底部开设有与结构腔51相通的腔杆孔52，该腔杆孔52与结构腔51、球形结构4、气阀杆3同轴设置，腔杆孔52的直径小于球形结构4的直径。所述结构腔51包括上结构腔511与下结构腔512，所述上结构腔511经下结构腔512与腔杆孔52相通，且上结构腔511的直径大于下结构腔512的直径。

实施例3：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

结构上——本防气阀偏磨配气机构还包括锁块7、弹簧座8与弹簧9，所述弹簧座8的中部与嵌入其内部的锁块7固定连接，锁块7与贯穿其中部而过的气阀杆3固定连接，气阀杆3的顶端与球形结构4的底部作下压运动配合，气阀杆3的底端依次穿经结构腔51、锁块7、缸盖32后与气阀头31垂直连接；所述气阀杆3上位于弹簧座8、缸盖32之间的部位的外部套装有弹簧9，该弹簧9的顶部与弹簧座8的底面固定连接，弹簧9的底部与缸盖32的顶面固定连接，且气阀导管6位于弹簧9的内部。

使用中——所述再驱动气阀杆3沿气阀导管6作纵向的上行运动是指：压缩的弹簧9作反弹运动，弹簧9的反弹力依次经弹簧座8、锁块7后对气阀杆3施加一个上行力，以驱使气阀杆3沿气阀导管6作纵向的上行运动。

实施例4：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

结构上——所述上顶装置1包括凸轮11与推杆12，所述凸轮11与推杆12的底端作上顶运动配合，推杆12的顶端与摇臂2的外端作上顶运动配合，且推杆12与气阀杆3相互平行。

使用中——所述由上顶装置1沿纵向对摇臂2的外端施加上顶力是指：凸轮11的转动过程中，凸轮11的凸点对推杆12的底端施加一个沿纵向的上行力，此时，上行的推杆12对摇臂2的外端施加一个沿纵向的上顶力。

实施例5：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述气阀导管6的外壁上设置有螺纹以搁置润滑油；所述气阀导管6的长度小于等于弹簧9的最短长度。所述摇臂2的外端的底部连接有上顶部21以与推杆12的顶端作上顶运动配合，摇臂2的内端的底部连接有下压部22以与球形结构4的顶部作下压运动配合，且上顶部21、下压部22为球形或半球形结构。