一种发动机配气机构及方法技术

本发明专利技术公开了一种发动机配气机构及方法，涉及发动机技术领域，进气侧和排气侧中至少一侧的配气机构采用可变配气机构；可变配气机构包括输入总成、可变输出摇臂总成和输出总成；输入总成与可变输出摇臂总成驱动连接，可变输出摇臂总成与输出总成传动连接；可变输出摇臂总成包括第一摇臂体和第二摇臂体；第一摇臂体和第二摇臂体均皆转动连接于公共铰接上；第一摇臂体和第二摇臂体通过锁定组件连接并形成常开摇臂或常锁摇臂。通过本发明专利技术的设置，提供了一种采用纯机械传动方式的可变配气机构，在不改变原机传动机构并且实现多种可变气门事件的同时，避免缸内压力对气门升程的影响，实现发动机性能的大幅度提升，尤其适用于底置凸轮轴发动机。轮轴发动机。轮轴发动机。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机配气机构及方法


[0001]本专利技术涉及发动机
，尤其涉及一种发动机配气机构及方法。

技术介绍

[0002]随着发动机节能减排相关法规的日益严格，在货车、机车、船舶等发动机上亟需应用可变气门技术来提升发动机驱动性能，如部分工况下采用单气门运行，再如采用EGR事件，再如采用米勒事件等。另外，整车安全性也备受关注，在中重型货车发动机上还亟需采用发动机减压制动(包括四冲程制动和二冲程制动两类)来提升整车安全性。由于发动机制动时，排气门在上止点附近开启，在中高速下排气门受到数十个大气压的缸内压力作用，需要只开启一个排气门来尽可能降低作用在排气门上的气体力，进而提高配气机构的可靠性和零部件寿命。上述功能的实现均需要相应的可变配气机构。
[0003]由于布置方面的限制，现有针对底置凸轮轴式发动机设计的可变配气机构可实现的可变气门灵活程度受限制，例如现有机构尚无法实现发动机四冲程驱动模式和二冲程制动模式的切换，也难以实现发动机单气门运行和多气门运行的切换等。
[0004]可实现上述部分功能的现有可变配气机构大多针对顶置凸轮轴式发动机设计的，每缸的配气机构均采用多条从凸轮到气门的配气传动链。例如皆可博的HPD可变配气机构可实现发动机四冲程驱动模式和二冲程制动模式。每缸的HPD机构包括四条配气传动链，分别为进气驱动传动链、进气制动传动链、排气驱动传动链和排气制动传动链。每条传动链均为凸轮
‑
摇臂
‑
气门桥或气门驱动件，其中，在制动摇臂上设置有液压活塞，气门桥上设置有驱动切换机构。通过控制每条传动链是否起作用来实现发动机不同模式的切换。现有顶置凸轮轴式可变配气机构很难改造并应用于底置凸轮轴发动机。这是由于：(a)就布置而言，由于现有货车发动机大多采用底置凸轮轴式配气机构，每缸配气机构具有两个推杆，分别为进气驱动推杆和排气驱动推杆，各推杆周围布置有气道、冷却水道等。如果要将现有顶置凸轮轴式可变配气机构改造并应用于底置凸轮轴发动机上时，需要在凸轮和摇臂之间增加挺柱和推杆。以HPD机构为例，每缸需要布置四个推杆，即进气驱动推杆、进气制动推杆、排气驱动推杆和排气制动推杆。这将导致上述推杆与发动机气道、冷却水道等干涉，故布置问题限制了该方案的应用。(b)就成本而言，如果将现有顶置凸轮轴式发动机改造成顶置凸轮轴式布置，这必然需要修改从曲轴到凸轮轴的发动机传动机构，以及机体和缸盖等相关零部件，这将产生发动机生产厂家所无法接受的巨额改造成本。因此，布置和成本问题将限制现有顶置凸轮轴式配气机构方案改造并应用于底置凸轮轴发动机。
[0005]此外，对于实现上述部分功能的现有可变配气机构大多采用液压传动方式。研究表明：不管是顶置凸轮轴式还是底置凸轮轴式结构，只要从凸轮到气门的配气传动链上存在液压传动部分，发动机缸内压力与配气机构的液压传动之间存在强耦合关系。这将导致气门运行一致性和可控性明显变差。此外，对应发动机制动模式而言，还存在：在上止点附近的排气门开启阶段，缸内压力导致排气门升程大幅度降低，后者导致发动机制动功率的大幅度降低等问题。因此，亟需一套采用纯机械传动方式的可变配气机构来避免缸内压力
对气门升程的影响，进而保证气门运行一致性和可控性等运行指标，实现发动机制动功率的大幅度提升。
[0006]综上所述，亟需一套能够在保证发动机原机改动量尽可能小的基础上，实现上述预期功能的纯机械传动式可变配气机构。也就是说需要尽可能不改变原机凸轮轴位置，即从曲轴到凸轮轴的传动机构不改变，并且不增加配气机构传动链数量，即避免干涉问题的前提下，实现可变气门功能，例如实现发动机多种运行模式，尤其是实现单个气门运行和多个气门运行的切换。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种发动机配气机构及方法。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0009]一种发动机配气机构，包括进气侧配气机构和排气侧配气机构，进气侧和排气侧中至少一侧的配气机构采用可变配气机构；可变配气机构包括输入总成、可变输出摇臂总成和输出总成；
[0010]输入总成至少包括一个凸轮；
[0011]输出总成至少包括一个气门组件；
[0012]输入总成与可变输出摇臂总成驱动连接，可变输出摇臂总成与输出总成传动连接；
[0013]可变输出摇臂总成包括第一摇臂体和第二摇臂体；第一摇臂体和第二摇臂体均皆转动连接于公共铰接上；
[0014]所述第一摇臂体和第二摇臂体通过锁定组件连接并形成常开摇臂或常锁摇臂；
[0015]所述第一摇臂体通过第一输出端与输出总成的第一输入端配合，所述第二摇臂体通过第二输出端与输出总成的第二输入端配合，所述第一摇臂体或所述第二摇臂体设置有与输入总成配合的第三输入端。
[0016]进一步的，所述输入总成包括复合凸轮；所述复合凸轮包括基圆段、缓冲段、低凸起段和高凸起段；所述第三输入端设置于第一摇臂体上；所述复合凸轮驱动第一摇臂体；
[0017]所述第一摇臂体通过第一输出端与输出总成的第一输入端配合，并且第一输出端和第一输入端之间形成第一间隙；
[0018]所述第二摇臂体通过第二输出端与输出总成的第二输入端配合，并且第二输出端与第二输入端之间形成第二间隙；
[0019]所述第一摇臂体和第二摇臂体未通过锁紧组件锁定时，通过所述第一间隙的设置，使得复合凸轮的高凸起段驱动到输出总成的第一输入端，并且复合凸轮的低凸起段不驱动到输出总成的第一输入端；
[0020]所述将第一摇臂体和第二摇臂体通过锁定组件锁定时，通过所述第二间隙的设置，使得复合凸轮低凸起段驱动到输出总成的第二输入端，并且复合凸轮的缓冲段不驱动到输出总成的第二输入端。
[0021]进一步的，所述第三输入端设置于第二摇臂体上；输出总成包括气门桥和气门驱动件；第一摇臂体上的第一输出端与气门桥连接，所述气门桥与气门驱动件活动连接；所述
第二摇臂体上的第二输出端与气门驱动件连接；
[0022]当第一摇臂体和第二摇臂体不被锁定时，所述输入总成仅驱动第二摇臂体，所述第二摇臂体驱动气门驱动件；
[0023]当第一摇臂体和第二摇臂体被锁定时，所述输入总成驱动第二摇臂体，第二摇臂体带动第一摇臂体摆动，第一摇臂体驱动气门桥，气门桥驱动气门驱动件。
[0024]进一步的，输入总成包括传动件和凸轮；所述传动件包括第一传动件和第二传动件；所述凸轮包括与第一传动件对应的第一凸轮，与第二传动件对应的第二凸轮；第一传动件驱动第三输入端；当第一传动件和第二传动件不被锁定时，第一凸轮驱动第三输入端；当第一传动件和第二传动件被锁定时，第一凸轮和第二凸轮共同驱动第三输入端。
[0025]进一步的，输入总成包括传动件和凸轮；所述传动件包括第一传动件、中间传动件和第二传动件；所述凸轮包括与第一传动件对应的第一凸轮、与第二传动件对应的第二凸轮；中间传动件驱动第三输入端；当第一传动件和中间传动件被锁定，并且中间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机配气机构，其特征在于，包括进气侧配气机构和排气侧配气机构，进气侧和排气侧中至少一侧的配气机构采用可变配气机构；可变配气机构包括输入总成、可变输出摇臂总成和输出总成；输入总成至少包括一个凸轮；输出总成至少包括一个气门组件；输入总成与可变输出摇臂总成驱动连接，可变输出摇臂总成与输出总成传动连接；可变输出摇臂总成包括第一摇臂体和第二摇臂体；第一摇臂体和第二摇臂体均皆转动连接于公共铰接上；所述第一摇臂体和第二摇臂体通过锁定组件连接并形成常开摇臂或常锁摇臂；所述第一摇臂体通过第一输出端与输出总成的第一输入端配合，所述第二摇臂体通过第二输出端与输出总成的第二输入端配合，所述第一摇臂体或所述第二摇臂体设置有与输入总成配合的第三输入端。2.根据权利要求1所述的一种发动机配气机构，其特征在于，所述输入总成包括复合凸轮；所述复合凸轮包括基圆段、缓冲段、低凸起段和高凸起段；所述第三输入端设置于第一摇臂体上；所述复合凸轮驱动第一摇臂体；所述第一摇臂体通过第一输出端与输出总成的第一输入端配合，并且第一输出端和第一输入端之间形成第一间隙；所述第二摇臂体通过第二输出端与输出总成的第二输入端配合，并且第二输出端与第二输入端之间形成第二间隙；所述第一摇臂体和第二摇臂体未通过锁紧组件锁定时，通过所述第一间隙的设置，使得复合凸轮的高凸起段驱动到输出总成的第一输入端，并且复合凸轮的低凸起段不驱动到输出总成的第一输入端；所述将第一摇臂体和第二摇臂体通过锁定组件锁定时，通过所述第二间隙的设置，使得复合凸轮低凸起段驱动到输出总成的第二输入端，并且复合凸轮的缓冲段不驱动到输出总成的第二输入端。3.根据权利要求1所述的一种发动机配气机构，其特征在于，所述第三输入端设置于第二摇臂体上；输出总成包括气门桥和气门驱动件；第一摇臂体上的第一输出端与气门桥连接，所述气门桥与气门驱动件活动连接；所述第二摇臂体上的第二输出端与气门驱动件连接；当第一摇臂体和第二摇臂体不被锁定时，所述输入总成仅驱动第二摇臂体，所述第二摇臂体驱动气门驱动件；当第一摇臂体和第二摇臂体被锁定时，所述输入总成驱动第二摇臂体，第二摇臂体带动第一摇臂体摆动，第一摇臂体驱动气门桥，气门桥驱动气门驱动件。4.根据权利要求1所述的一种发动机配气机构，其特征在于，输入总成包括传动件和凸轮；所述传动件包括第一传动件和第二传动件；所述凸轮包括与第一传动件对应的第一凸轮，与第二传动件对应的第二凸轮；第一传动件驱动第三输入端；当第一传动件和第二传动件不被锁定时，第一凸轮驱动第三输入端；当第一传动件和第二传动件被锁定时，第一凸轮和第二凸轮共同驱动第三输入端。5.根据权利要求1所述的一种发动机配气机构，其特征在于，输入总成包括传动件和凸
轮；所述传动件包括第一传动件、中间传动件和第二传动件；所述凸轮包括与第一传动件对应的第一凸轮、与第二传动件对应的第二凸轮；中间传动件驱动第三输入端；当第一传动件和中间传动件被锁定，并且中间传动件和第二传动件不被锁定时，第一凸轮驱动第三输入端；当第一传动件和中间传动件不被锁定，并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔靖晨，隆武强，田华，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：