CN117569887A - 发动机及其配气机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机及其配气机构，其中，发动机的配气机构包括配气组件，每个发动机的缸设有至少两组配气组件，至少一组配气组件为可调节配气组件，可调节配气组件包括进气门及控制进气门工作的进气调节装置。进气调节装置包括摇臂和活塞驱动组件，摇臂用于带动进气门运动；活塞驱动组件能够沿气门轴线方向运动，活塞驱动组件一端能够与进气门的阀杆端部抵接以推动进气门打开的气门第一控制位，且活塞驱动组件具有与进气门的阀杆端部隔离的气门第二控制位。由于配气组件气门打开时间及升程不同，使得气体形成涡流，提高燃烧速度，提高燃烧充分性，降低气耗及排温，本申请提供的配气机构使得发动机的工作可靠性提高。

Description

发动机及其配气机构

技术领域

本发明涉及气门驱动技术领域，特别涉及一种发动机的配气机构。本发明还涉及一种包括上述配气机构的发动机。

背景技术

传统发动机的每个缸设有至少两组配气组件，其中，配气组件包括进气门及驱动进气门工作的进气调节装置。发动机工作时，进气调节装置结构相同，进气门结构相同，两个进气门同时控制打开，且每个气门的升程相同。

然而，对于高速低负荷区时，缸内气门升程相同，导致缸内燃烧速度较慢，燃烧不充分，气耗较高，排温较高，进而使得发动机的工作可靠性降低。

因此，如何提高发动机的工作可靠性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机的配气机构，以提高发动机工作可靠性。本发明的另一目的是提供一种包括上述配气机构的发动机。

本申请提供的一种发动机的配气机构，包括配气组件，发动机的每个缸设有至少两组配气组件，至少一组所述配气组件为可调节配气组件，所述可调节配气组件包括进气门及控制所述进气门工作的进气调节装置，所述进气调节装置包括：

摇臂；

活塞驱动组件，所述摇臂带动所述活塞驱动组件运动以推动所述进气门打开，当所述发动机处于非工作状态时，所述活塞驱动组件具有与所述进气门的阀杆端部抵接的气门第一控制位及与所述气门的阀杆端部隔离的气门第二控制位。

可选地，在上述发动机的配气机构中，所述活塞驱动组件包括：

卸油活塞，所述摇臂上设有容置所述卸油活塞的卸油活塞腔，当所述发动机处于非工作状态时，所述活塞驱动组件位于气门第一控制位，所述卸油活塞腔充油时；当所述发动机处于非工作状态时，所述活塞驱动组件位于气门第二控制位，所述卸油活塞腔卸油；

第一弹性复位件，所述第一弹性复位件与所述卸油活塞连接，以使所述卸油活塞腔卸油后，所述卸油活塞回位至气门第二控制位；

卸油控制阀，所述卸油控制阀通过卸油通道与所述卸油活塞腔连通，以导出所述卸油活塞腔的油液。

可选地，在上述发动机的配气机构中，所述可调节配气组件还包括单向阀，所述摇臂设有与所述卸油活塞腔连通的进油通道，所述单向阀设置于所述进油通道，所述单向阀在所述卸油活塞腔进油时打开。

可选地，在上述发动机的配气机构中，还包括摇臂轴，所述摇臂可转动安装在所述摇臂轴上，所述摇臂轴设有上设有与所述进油通道连通的油路。

可选地，在上述发动机的配气机构中，所述卸油控制阀包括：

阀体，所述阀体上设有所述卸油通道，所述摇臂上设有与所述阀体外壁滑动密封连接的阀体卸油腔；

液压电磁阀，所述液压电磁阀用于向所述阀体卸油腔充油，以使所述卸油通道与所述卸油活塞腔的卸油口连通卸油；

第二弹性复位件，所述第二弹性复位件与所述阀体连接，以在所述阀体卸油腔卸油后，推动所述阀体封堵所述卸油活塞腔的卸油口。

可选地，在上述发动机的配气机构中，所述可调节配气组件还包括进气凸轮，所述进气凸轮安装在驱动轴上，所述摇臂第一端与所述进气凸轮抵接。

可选地，在上述发动机的配气机构中，每个所述发动机上设有至少两组所述调节配气组件，当所述发动机位于高速低负荷区时，所述发动机处于非工作状态的两组所述调节配气组件中，一个所述活塞驱动组件位于气门第一控制位，另一个所述活塞驱动组件位于气门第二控制位。

可选地，在上述发动机的配气机构中，还包括控制模块，所述控制模块控制所述活塞驱动组件工作，当在高速低负荷区时，控制至少一个所述活塞驱动组件位于气门第二控制位。

可选地，在上述发动机的配气机构中，所有所述配气组件均为所述可调节配气组件，且所有所述可调节配气组件通过所述控制模块控制。

一种发动机，包括配气机构，所述配气机构为上述任一项所述的配气机构。

在上述技术方案中，本发明提供的发动机的配气机构包括配气组件，发动机的每个缸设有至少两组配气组件，至少一组配气组件为可调节配气组件，可调节配气组件包括进气门及控制进气门工作的进气调节装置。进气调节装置包括摇臂和活塞驱动组件，摇臂带动活塞驱动组件运动以推动进气门打开，当发动机处于非工作状态时，活塞驱动组件具有与进气门的阀杆端部抵接的气门第一控制位及与进气门的阀杆端部隔离的气门第二控制位。

通过上述描述可知，在本申请提供的发动机的配气机构中，当气门不需要调节升程时，活塞驱动组件与进气门一直抵接，当需要调节气门升程时，使得活塞驱动组件位于气门第二控制位，即位于气门第一控制位的配气组件与位于气门调节为的配气组件气门打开时间及升程不同，使得气体形成涡流，提高燃烧速度，提高燃烧充分性，降低气耗及排温，因此，本申请提供的配气机构使得发动机的工作可靠性提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的可调节配气组件的结构示意图；

图2为本发明实施例所提的两组可调节配气组件的安装位置图；

图3为本发明实施例所提供的卸油活塞腔处于充油状态中的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的卸油活塞腔处于进油状态中的结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的卸油活塞腔处于卸油状态中的结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的卸油活塞腔处于卸油完成状态的结构示意图；

图7为本发明实施例所提供的可调节配气组件处于气门第一控制位的结构示意图；

图8为本发明实施例所提供的可调节配气组件处于气门第二控制位的结构示意图；

图9为本发明实施例所提供的发动机在各个曲轴转角位置两个气门的气门升程的结构示意图；

图10为本发明实施例所提供的发动机在各个转速及发动机扭矩对应配气机构调节状态示意图。

其中图1-8中：1-进气凸轮、2-摇臂、3-卸油活塞、301-卸油活塞腔、302-卸油口、4-气门弹簧、5-进气门、6-阀体卸油腔、7-卸油控制阀、8-单向阀、9-液压电磁阀、10-摇臂轴。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种发动机的配气机构，以提高发动机工作可靠性。本发明的另一核心是提供一种包括上述配气机构的发动机。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图10。

在一种具体实施方式中，本发明具体实施例提供的发动机的配气机构包括配气组件，每个发动机的缸设有至少两组配气组件，至少一组配气组件为可调节配气组件，可调节配气组件包括进气门5及控制进气门5工作的进气调节装置。具体的，进气门5外侧套设有气门弹簧4，气门弹簧4用于进气门5复位至进气门5关闭的初始位置。

进气调节装置包括摇臂2和活塞驱动组件，摇臂2用于带动进气门5运动。摇臂2可以通过进气凸轮1带动运动，其中进气凸轮1安装在驱动轴上，摇臂2第一端与进气凸轮1抵接，具体的，每个可调节配气组件的进气凸轮1安装在同一个驱动轴上，通过同一个驱动轴带动同步运动。具体的，沿驱动轴的轴线方向投影，所有进气凸轮1投影重合。

摇臂带动活塞驱动组件运动，活塞驱动组件推动进气门5打开，具体的，活塞驱动组件可以为伸缩杆或伸缩缸等。活塞驱动组件一端与摇臂2连接。

当发动机处于非工作状态时，活塞驱动组件具有与进气门5的阀杆端部抵接的气门第一控制位及与气门的阀杆端部隔离的气门第二控制位。具体的，通调节位于气门第二控制位时，气门的阀杆端部与活塞驱动组件的间距来调节气门升程。如图9所示，具体的，当发动机处于非工作状态时，活塞驱动组件与进气门5的阀杆端部隔离的可调节配气组件在气门升程顶端低于活塞驱动组件一直处于与进气门5接触的可调节配气组件在气门升程顶端。

如图10所示，黑色线表示在不同发动机转速下发动机扭矩值，需将将发动机扭矩值形成的区域划分为两个，分别为A区域和B区域，配气机构在A区域中，同一个缸内两个进气门5进气升程相同。在B区域，同一个缸内两个进气门5升程不同。

通过上述描述可知，在本申请具体实施例所提供的发动机的配气机构中，当气门不需要调节升程时，活塞驱动组件与进气门5一直抵接，当需要调节气门升程时，使得活塞驱动组件位于气门第二控制位，即位于气门第一控制位的配气组件与位于气门调节为的配气组件气门打开时间及升程不同，使得气体形成涡流，提高燃烧速度，提高燃烧充分性，降低气耗及排温，因此，本申请提供的配气机构使得发动机的工作可靠性提高。

如图3和图5所示，活塞驱动组件包括卸油活塞3、第一弹性复位件和卸油控制阀7，摇臂2上设有容置卸油活塞3的卸油活塞腔301。如图3和图7所示，当卸油活塞腔301充油时，卸油活塞3的端部伸出与进气门5的阀杆端部抵接。如图8所示，当卸油活塞腔301卸油时，卸油活塞3的端部具有与气门的阀杆端部隔离气门第二控制位。

如图1所示，此时卸油活塞3处于气门第一控制位，此时卸油活塞3在工作过程中始终与进气门5接触。

具体的，第一弹性复位件与卸油活塞3连接，以使卸油活塞腔301卸油后，卸油活塞3回位至气门第二控制位。卸油控制阀7通过卸油通道与卸油活塞腔301连通，以用于导出卸油活塞腔301的油液。

具体的，第一弹性复位件优选为弹簧。

可调节配气组件还包括单向阀8，进气摇臂2设有与卸油活塞腔301连通的进油通道，进油通道上设有单向阀8，单向阀8在卸油活塞腔301进油时打开。当然，进油通道的单向阀8可以通过电磁阀或其它阀门替代，优选还需要控制结构操作阀门动作，优选，进油通道设置单向阀8。

如图4所示，本申请提供的配气机构还包括摇臂轴10，摇臂2可转动安装在摇臂轴10上，摇臂轴10上设有与进油通道连通的油路，通过摇臂轴10内部的油路，将发动机的液压油输送至各个可调节配气组件的卸油活塞腔301。

卸油控制阀7包括阀体、液压电磁阀9和第二弹性复位件，具体的，第二弹性复位件优选为弹簧。阀体上设有卸油通道，摇臂2上设有与阀体外壁滑动密封连接的阀体卸油腔6。液压电磁阀9用于向阀体卸油腔6充油，以使卸油通道与卸油活塞腔301连通卸油。第二弹性复位件与阀体连接，以在阀体卸油腔6卸油后，控制推动阀体封堵卸油活塞腔301的卸油口302。具体的，卸油活塞腔301处于进油状态中时，单向阀8处于打开状态，如图6所示，通过液压电磁阀9将阀体卸油腔6泄出，阀体封堵卸油活塞腔301的卸油口302。卸油活塞腔301处于卸油状态时，如图5所示，通过液压电磁阀9向阀体卸油腔6充油，推动阀体上移，直至，阀体与卸油口302连通，此时可以将卸油活塞腔301的油液排出。

优选，每个发动机上设有至少两组调节配气组件，当发动机位于高速低负荷区时，发动机处于非工作状态的两组调节配气组件中，一个活塞驱动组件位于气门第一控制位，另一个活塞驱动组件位于气门第二控制位，即当发动机位于高速低负荷区时，两个活塞与推动对应进气门5的气门升程不同。

在上述各方案的基础上，该配气机构还包括控制模块，控制模块控制活塞驱动组件工作，具体的，该控制模块可以为发动机内部控制芯片，而控制模块获取发动机的工作状态，其中发动机的工作状态包括高速高负荷区、高速低负荷区、低速高负荷区和低速低负荷区。当在高速低负荷区时，控制至少一个活塞驱动组件位于气门第二控制位。

为了便于组装，优选，所有配气组件均为可调节配气组件，且所有可调节配气组件通过控制模块控制。

本申请通过摇臂2增加泄油活塞，并采用同一个缸内两个进气门5通过独立摇臂2实现两个进气门5分开控制相位、升程，进而控制缸内滚流和涡流的变化。具体的，主要依靠两个进气门5的不同升程形成涡流，小升程的最大升程可以从大升程的100%-50%变化，涡流比的变化范围为0-1.6，滚流比的变化不大。具体的，小升程的持续期与大升程相当或者开启两个进气门5相差10度-20度，一个进气门5晚于另外一个进气门5，10度-20度，一个进气门5晚于另外一个进气门5关闭提前10度-20度。

本申请具体可以根据仿真不同工况对缸内流动的差异化需求，在高速低负荷区采用一个气门晚于另外一个气门打开，形成涡流，提高燃烧速度。由于进气量不同形成差异，差异越大涡流越大，可通过升程差异调节涡流强度，对进气量影响较小。根据工况需求实现低气耗、低排温，提升产品经济性及可靠性。

本申请提供的一种发动机，包括配气机构，其中配气机构为上述任一种配气机构。前文叙述了关于配气机构的具体结构，本申请包括上述配气机构，同样具有上述技术效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种发动机的配气机构，其特征在于，包括配气组件，发动机的每个缸设有至少两组配气组件，至少一组所述配气组件为可调节配气组件，所述可调节配气组件包括进气门（5）及控制所述进气门（5）工作的进气调节装置，所述进气调节装置包括：

摇臂（2）；

活塞驱动组件，所述摇臂（2）带动所述活塞驱动组件运动以推动所述进气门（5）打开，当所述发动机处于非工作状态时，所述活塞驱动组件具有与所述进气门（5）的阀杆端部抵接的气门第一控制位及与所述进气门（5）的阀杆端部隔离的气门第二控制位。

2.根据权利要求1所述的发动机的配气机构，其特征在于，所述活塞驱动组件包括：

卸油活塞（3），所述摇臂（2）上设有容置所述卸油活塞（3）的卸油活塞腔（301），当所述发动机处于非工作状态，所述活塞驱动组件位于气门第一控制位时，所述卸油活塞腔（301）充油；当所述发动机处于非工作状态，所述活塞驱动组件位于气门第二控制位时，所述卸油活塞腔（301）卸油；

第一弹性复位件，所述第一弹性复位件与所述卸油活塞（3）连接，以使所述卸油活塞腔（301）卸油后，所述卸油活塞（3）回位至气门第二控制位；

卸油控制阀（7），所述卸油控制阀（7）通过卸油通道与所述卸油活塞腔（301）连通，以导出所述卸油活塞腔（301）的油液。

3.根据权利要求2所述的发动机的配气机构，其特征在于，所述可调节配气组件还包括单向阀（8），所述摇臂（2）设有与所述卸油活塞腔（301）连通的进油通道，所述单向阀（8）设置于所述进油通道，所述单向阀（8）在所述卸油活塞腔（301）进油时打开。

4.根据权利要求3所述的发动机的配气机构，其特征在于，还包括摇臂轴（10），所述摇臂（2）可转动安装在所述摇臂轴（10）上，所述摇臂轴（10）上设有与所述进油通道连通的油路。

5.根据权利要求2所述的发动机的配气机构，其特征在于，所述卸油控制阀（7）包括：

阀体，所述阀体上设有所述卸油通道，所述摇臂（2）上设有与所述阀体外壁滑动密封连接的阀体卸油腔（6）；

液压电磁阀（9），所述液压电磁阀（9）用于向所述阀体卸油腔（6）充油，以使所述卸油通道与所述卸油活塞腔（301）的卸油口（302）连通卸油；

第二弹性复位件，所述第二弹性复位件与所述阀体连接，以在所述阀体卸油腔（6）卸油后，推动所述阀体封堵所述卸油活塞腔（301）的卸油口（302）。

6.根据权利要求1所述的发动机的配气机构，其特征在于，所述可调节配气组件还包括进气凸轮（1），所述进气凸轮（1）安装在驱动轴上，所述摇臂（2）第一端与所述进气凸轮（1）抵接。

7.根据权利要求1所述的发动机的配气机构，其特征在于，每个所述发动机上设有至少两组所述调节配气组件，当所述发动机位于高速低负荷区时，所述发动机处于非工作状态的两组所述调节配气组件中，一个所述活塞驱动组件位于气门第一控制位，另一个所述活塞驱动组件位于气门第二控制位。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的发动机的配气机构，其特征在于，还包括控制模块，所述控制模块控制所述活塞驱动组件工作，当在高速低负荷区时，控制至少一个所述活塞驱动组件位于气门第二控制位。

9.根据权利要求8所述的发动机的配气机构，其特征在于，所有所述配气组件均为所述可调节配气组件，且所有所述可调节配气组件通过所述控制模块控制。

10.一种发动机，包括配气机构，其特征在于，所述配气机构为权利要求1-9中任一项所述的配气机构。