一种摩托车发动机的可变气门结构的制作方法

本发明属于摩托车，涉及一种摩托车发动机的可变气门结构。

背景技术：

1、发动机工作时曲轴能够带动凸轮轴旋转，凸轮轴上固连有凸轮，该凸轮与摇臂一端相抵靠，转动的凸轮能够带动气门开合，即凸轮包括基圆部和桃尖部，基圆部指的是凸轮上外轮面呈圆筒状的部分，而桃尖部则是凸轮上凸出基圆部的部分，即当摇臂与基圆部抵靠时气门处于闭合状态，而桃尖部与摇臂抵靠时气门开启，然而上述气门开启的大小是固定的，即气门升程是固定的，而发动机的转速会发生变化，当发动机的转速升高时对进气量的需求的增大，气门升程固定的发动机将导致气体燃烧不充分，影响排放和燃油经济性。

2、鉴于上述问题的存在，发动机上便衍生出了可变气门结构。由于进气门的升程大小由凸轮轴上凸轮的形状决定，因此目前摩托车上常规的可变气门结构普遍采用在凸轮轴组件设置两个不同型面的进气凸轮，通过进气凸轮位置的移动来切换两个不同型面的进气凸轮分别与进气门摇臂接触，以改变进气门摇臂的动作姿态进而改变进气量。如专利文献公开的一种发动机两级可调式气门升程装置(申请号：201711169541.7)，其通过凸轮轴上套设凸轮轴套，凸轮轴套上固连有高速凸轮和低速凸轮，通过控制针阀带动凸轮轴套轴向移动，从而使高速凸轮和低速凸轮相互切换，实现进气门的升程可变。该类型的可变气门结构存在一些不足：凸轮轴套相对于凸轮轴周向固定、轴向移动的方式，要求凸轮轴套需要具有较高的加工精度来保证其与凸轮轴滑动配合稳定。然而，由于凸轮轴组件的高速凸轮和低速凸轮在发动机运转过程中承受着高负荷和高压力的作用，在发动机运行中需要经历数以百万次的往复运动，为了保证凸轮轴组件的可靠性和耐久性，凸轮轴套、高速凸轮和低速凸轮都需要使用强度很高的材料制成，这便会极大的增加凸轮轴组件的加工难度，使得凸轮轴组件切削和加工的过程更加困难，因此往往需要配备高端精良的加工设备，导致加工成本较高。

3、另外，还有一种常规的可变气门结构是利用发动机转动时离心力的改变来调节进气门的升程，如专利文献公开的一种摩托车挺杆式发动机的可变气门升程装置(申请号：201620498502.6)，该装置中，当摩托车发动机在高速运转时，高速凸轮滑块克服滑块定位弹簧的作用力，高速凸轮滑块发生向上偏移，离心块克服离心块弹簧作用力发生一定转动并带动高速转轴发生转动，进而利用高速转轴推动高速凸轮滑块向上偏移，此时高速凸轮滑块带动摇臂转动，使排气门和进气门能升程。该可变气门结构在实际使用过程中，存在一些不足：高速凸轮滑块的径向位移受离心力以及滑块定位弹簧以及离心块弹簧的影响，然而，由于使用时间的延长或其他因素，弹簧的预紧力可能会发生变化，弹簧的弹性会变得不稳定，如果预紧力发生变化，高速凸轮滑块以及离心块的复位力也会受到影响，可能导致高速凸轮滑块复位不到位，复位之后还凸出低速凸轮表面的情况，导致气门升程异常，影响可变气门结构的可靠性。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种摩托车发动机的可变气门结构，本发明能提升可变气门结构的可靠性，同时降低加工难度。

2、本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种摩托车发动机的可变气门结构，所述发动机包括缸体和进气门，所述缸体内设有摇臂轴和凸轮轴，所述可变气门结构包括连接于摇臂轴上的进气摇臂一，其特征在于，所述凸轮轴上具有进气凸轮一和进气凸轮二，进气凸轮二的桃尖部高于进气凸轮一的桃尖部，所述进气摇臂一的一端与进气门联接，另一端抵靠在进气凸轮一的外周面上，所述摇臂轴上还连接有抵靠在进气凸轮二外周面上且能相对进气摇臂一独立摆动的进气摇臂二，所述缸体上还设有能将进气摇臂一和进气摇臂二相结合并使得进气摇臂一和进气摇臂二以相同的幅度进行摆动的离合组件。

3、摩托车在低速行驶而发动机处于低转速时，离合组件处于分离状态，使得进气摇臂一和进气摇臂二两者各自独立摆动，此时进气门的升程由进气摇臂一进行控制，而进气摇臂二不与进气门抵靠因此其动作并不会影响进气门的升程。而由于进气凸轮一的桃尖部较低，使得该过程中进气门的升程较小，进气量较小。当摩托车高速行驶而发动机处于高转速时，离合组件切换至结合状态，使进气摇臂一和进气摇臂二相结合，此时进气摇臂二带着进气摇臂一以相同的幅度进行摆动，而由于进气摇臂二抵靠在进气凸轮二的外周面上且进气凸轮二的桃尖部高于进气凸轮一的桃尖部，因此使得进气摇臂一的摆幅增大至于进气摇臂二的摆幅相同，从而使得进气门的升程增大，进气量增加，保证发动机燃烧更加充分，减少排放，优化发动机性能。

4、本可变气门结构通过增加进气摇臂二以及离合组件的独特设计，来满足可变气门升程的设计要求，该设计中，无需在凸轮轴表面加工出复杂的异形表面来实现进气门升程的切换，因此能避免太复杂的形状使得凸轮轴切削和加工的过程更加困难的情况，进而降低凸轮轴组件的加工成本。

5、另外该设计中，由于进气凸轮一和进气凸轮二的位置无需相对凸轮轴发生改变，进气凸轮一和进气凸轮二可以与凸轮轴一体成型，这样即使摩托车经过长时间的使用驾驶，离合组件在离合状态和结合状态之间切换时，气门升程的改变幅度始终能保持一致，而并不会出现如背景技术中专利“一种摩托车挺杆式发动机的可变气门升程装置(申请号：201620498502.6)”使用时间延长后由于高速凸轮滑块复位不到位而导致进气门升程异常的情况，因此本可变气门结构具有较好的可靠性和工作稳定性。

6、在上述的摩托车发动机的可变气门结构中，所述进气摇臂一的顶部具有联动部一，所述进气摇臂二的顶部具有联动部二，所述离合组件包括驱动件和与凸轮轴平行设置的联动销，所述联动销沿其轴向滑动穿设在所述联动部二上，所述联动部一上开设有与联动销外径相匹配的销孔，所述驱动件能推动联动销移动使联动销的一端伸入所述销孔内以使进气摇臂一和进气摇臂二相结合。联动销沿其轴向滑动穿设在联动部二上，保证联动销能稳定地进行轴向移动。当发动机转速提高之后，驱动件顶推联动销，在当联动销与销孔正对时，联动销便能伸入销孔内，而联动销依旧受到驱动件的顶推力而保持在销孔内，此时进气摇臂一和进气摇臂二相结合，使进气摇臂二带着进气摇臂一以相同的摆动幅度进行摆动，从而使得进气门的升程增大，进气量增加。本离合组件主要是通过进气摇臂一和进气摇臂二结构的改进来实现离合组件的离合功能，而无需对强度较高的凸轮轴组件进行较大结构的改进，因此能降低制造加工的难度和加工成本。

7、在上述的摩托车发动机的可变气门结构中，所述进气摇臂二上还设有能带动联动销脱出所述销孔以使进气摇臂一和进气摇臂二各自独立摆动的复位弹簧。当发动机转速降低时，驱动件退回松开联动销，联动销在复位弹簧的作用下脱出销孔，此时进气摇臂一和进气摇臂二各自独立摆动，进气门的升程减小，进气量减小。利用复位弹簧实现联动销的复位具有可靠性好、成本低的优点。

8、在上述的摩托车发动机的可变气门结构中，所述联动部一和联动部二两者相对的端面均为平面，且所述联动部一和联动部二相贴近或者相贴靠。该结构能保证联动部一和联动部二位置接近，从而便于联动销稳定、顺畅地伸入或脱出销孔，提升本可变气门结构的运行稳定性和可靠性。

9、在上述的摩托车发动机的可变气门结构中，所述联动销能够伸入销孔内的一端为前端，另一端为后端，所述驱动件为固连在缸体上的电磁铁，所述驱动件与联动销之间同轴设置有驱动轴，所述驱动轴的一端端面与联动销的后端端面抵靠，所述驱动件能顶推驱动轴的另一端端面并带动驱动轴轴向移动。电磁铁为现有技术，可以在市场上直接购买得到，其是在电流通过电磁铁的线圈时产生磁场，并通过磁力的吸引或排斥带动驱动轴的移动。采用电磁铁来动联动销移动，具有效率高、可靠性好的优点。

10、在上述的摩托车发动机的可变气门结构中，所述联动部二呈套筒状，所述联动部二内具有沿其轴向设置的安装孔，所述联动销设置在所述安装孔内，所述联动销的外壁上具有沿周向设置且与安装孔的内壁滑动配合的导向凸沿，所述复位弹簧套设于联动杆上，所述复位弹簧的两端分别与导向凸沿和安装孔的内壁抵靠。套筒状的联动部二制造较为方便，而且通过联动部二的安装孔能保证联动销稳定的进行轴向滑动，提升离合组件运行的稳定性和可靠性。复位弹簧的两端分别与导向凸沿和安装孔的内壁抵靠，使得联动销在复位弹簧的作用下能顺利脱出销孔。

11、在上述的摩托车发动机的可变气门结构中，所述进气摇臂一上具有摇臂孔一，所述进气摇臂二上具有摇臂孔二，所述摇臂轴分别穿过所述摇臂孔一和摇臂孔一，所述进气摇臂一朝向进气摇臂二的端面上具有围绕摇臂孔一设置的配合平面一，所述进气摇臂二朝向进气摇臂一的端面上具有围绕摇臂孔二设置的配合平面二，所述配合平面一和配合平面二相贴靠。进气摇臂一和进气摇臂二分别通过摇臂孔一和摇臂孔二套设在摇臂轴上，能使得进气摇臂一和进气摇臂二安装方便、安装稳定性好。通过设置配合平面一和配合平面二并使两者相贴靠，能提升进气摇臂一和进气摇臂二的运行精度，避免进气摇臂一或进气摇臂二运行精度降低而引起安装位置出现偏差、联动销与销孔同心度降低的情况，进而避免出现联动销难以伸入销孔的情况，从而保证本可变气门结构具有较高的运行稳定性和可靠性。

12、在上述的摩托车发动机的可变气门结构中，所述进气摇臂一的顶部具有联动部一，所述进气摇臂二的顶部具有联动部二，所述离合组件包括与凸轮轴平行设置的联动销和固连在缸体上的电动推杆，所述联动销沿其轴向滑动穿设在所述联动部二上，所述联动部一上开设有与联动销外径相匹配的销孔，所述联动销的后端伸出所述联动部二，且联动销的后端具有弯折部，所述弯折部上连接有能带动联动销轴向移动并使联动销的前端伸入销孔内的拉伸弹簧，所述电动推杆具有与联动销平行设置且能轴向伸缩的伸缩杆，所述伸缩杆的端面抵靠在弯折部上并能推动联动销脱出销孔。

13、电动推杆为现有技术，可以在市场是直接购买得到，其原理是将电机的旋转运动变成直线运动，利用电动机正反转完成伸缩杆动作。当发动机转速提高之后，电动推杆回退，联动销在拉伸弹簧的作用下能够伸入销孔内，此时进气摇臂一和进气摇臂二相结合，使进气摇臂二带着进气摇臂一以相同的摆动幅度进行摆动，从而使得进气门的升程增大，进气量增加。当发动机转速降低时，电动推杆的伸缩杆顶出，从而带动联动销朝远离销孔的方向移动并使联动销脱出销孔，此时进气摇臂一和进气摇臂二各自独立摆动，发动机进气门的升程减小，进气量减小。

14、在上述的摩托车发动机的可变气门结构中，所述缸体上开设有导向孔，所述驱动轴滑动设置在所述导向孔内，所述驱动件固连于缸体的外壁上。电磁铁固连于缸体外壁上，能方便电磁铁的安装和维护。通过设置导向孔与驱动轴滑动配合，能提升驱动轴的运行精度，从而保证驱动轴能稳定、精准地顶压联动轴移动，提升装置的稳定性和可靠性。

15、在上述的摩托车发动机的可变气门结构中，所述缸体外壁上开设有与导向孔相通的台阶孔，所述驱动轴上套设有油封，所述油封与台阶孔的内壁密封配合。为了保证驱动轴能顺畅的移动，驱动轴上会涂抹润滑物质如油脂，此时通过设置油封，能隔绝外界环境对油脂的污染并避免油脂的泄露，从而保证驱动轴始终能稳定、精准地顶压联动轴移动。

16、与现有技术相比，本摩托车发动机的可变气门结构具有以下优点：

17、1、本可变气门结构通过增加进气摇臂二以及离合组件的独特设计，来满足可变气门升程的设计要求，该设计中，进气凸轮一和进气凸轮二一体成型于凸轮轴上，因此进气凸轮一和进气凸轮二能与凸轮轴同步加工成型，而且无需在凸轮轴表面加工出复杂的异形表面来实现进气门升程的切换，因此能避免太复杂的形状使得凸轮轴切削和加工的过程更加困难的情况，进而降低凸轮轴组件的加工成本。

18、2、由于进气凸轮一和进气凸轮二一体成型于凸轮轴上，因此进气凸轮一和进气凸轮二的位置不会相对凸轮轴发生改变，即使摩托车经过长时间的使用驾驶，离合组件在离合状态和结合状态之间切换时，进气门升程的改变幅度始终能保持一致，因此本可变气门结构具有较好的可靠性和工作稳定性。