本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，具體涉及一種四沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)氣門升程調(diào)節(jié)緩沖裝置，可該裝置可根據(jù)燃燒排放實(shí)際需要隨意改變進(jìn)氣量或排氣量，應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)凸輪通過傳動(dòng)鏈驅(qū)動(dòng)氣門升程，達(dá)到節(jié)能、環(huán)保的目的，進(jìn)一步提高內(nèi)燃機(jī)整體性能。

背景技術(shù)：

隨著能源日趨緊張和大氣污染的日益加劇，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)制造行業(yè)正面臨著新一輪創(chuàng)新和變革，增效、節(jié)能、環(huán)保是內(nèi)燃機(jī)發(fā)展永恒的主題。特別是燃燒系統(tǒng)創(chuàng)新技術(shù)不斷提高和應(yīng)用，如高壓共軌電子控制技術(shù)廣泛推廣使用，再加上可變正時(shí)技術(shù)推出，使內(nèi)燃機(jī)燃燒系統(tǒng)得到大幅度改變和提升，完全可根據(jù)內(nèi)燃機(jī)功率變化提供必要燃料，但氣門升程還沒有根據(jù)燃料供給多少而變化。進(jìn)、排氣量使空燃比得不到合理匹配，以上幾項(xiàng)新技術(shù)沒有充分發(fā)揮更大作用，為了高性能內(nèi)燃機(jī)進(jìn)一步提高，可變氣門升程是全球各大內(nèi)燃機(jī)制造企業(yè)、研發(fā)等機(jī)構(gòu)投入大量人力物力進(jìn)行研發(fā)的主要課題，如英國(guó)ABB公司、德國(guó)海因斯曼公司等都推出他們研制的樣件，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。我國(guó)也有很多高校和科研單位都早已立項(xiàng)研發(fā)，但研發(fā)進(jìn)度比較緩慢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有可變氣門升程機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜體積龐大等問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且可可靠地調(diào)節(jié)氣門升程的氣門調(diào)節(jié)緩沖裝置。

本發(fā)明提供一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)氣門升程調(diào)節(jié)緩沖裝置，包括：

凸輪；連接到凸輪的挺桿組，所述挺桿組包括下挺桿和上挺桿，以及位于下挺桿和上挺桿之間用于調(diào)節(jié)下挺桿和上挺桿之間距離的挺桿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)單元，所述挺桿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)單元可包括：設(shè)置在所述下挺桿和上挺桿之間的容納有液壓油的挺桿腔、能夠左右移動(dòng)以調(diào)節(jié)所述挺桿腔的高度的活塞，以及使所述活塞左右移動(dòng)的第二伺服驅(qū)動(dòng)單元；氣門組，所述氣門組包括氣門、氣門彈簧和氣門彈簧座；以及一端連接到氣門組另一端連接到挺桿組的搖臂；所述凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述挺桿組的挺桿的上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使所述搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)而控制氣門的開啟與關(guān)閉。

本發(fā)明人多年來對(duì)內(nèi)燃機(jī)燃燒系統(tǒng)研究，結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究成果，著眼于改進(jìn)現(xiàn)有的柴油機(jī)從凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)到氣門往復(fù)運(yùn)動(dòng)這樣一個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈，通過保持凸輪曲線不變，而增加挺桿長(zhǎng)度可調(diào)裝置根據(jù)工況改變挺桿長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)氣門升程可調(diào)，成功的研發(fā)出一套既簡(jiǎn)單又可靠的氣門升程可變裝置。在此基礎(chǔ)上，把電子控制高壓共軌、可變正時(shí)，再加上可變氣門升程等技術(shù)有效的結(jié)合應(yīng)用，這樣內(nèi)燃機(jī)不管在哪個(gè)功率段，都不會(huì)存在由于空燃比匹配不合理而 造成燃燒不良，浪費(fèi)能源，污染空氣。

活塞可在上下挺桿之間在左右方向上移動(dòng)，借助于此，可以調(diào)節(jié)挺桿腔的高度，例如當(dāng)活塞往左移動(dòng)時(shí)，活塞進(jìn)入挺桿腔，挺桿腔部分體積被活塞占用，而使挺桿腔中的液壓油的液面高度上升，即、所述挺桿腔的高度增加，而當(dāng)活塞往右移動(dòng)，挺桿腔容納液壓油的橫截面積變大，由此，挺桿腔中的液壓油的液面高度下降，即、所述挺桿腔的高度減小，借助于此，可以簡(jiǎn)單地調(diào)節(jié)上下挺桿之間的距離而實(shí)現(xiàn)總挺桿長(zhǎng)度的可變。

上述挺桿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)單元中，用于使所述活塞左右移動(dòng)的第二伺服驅(qū)動(dòng)單元可包括滑動(dòng)轉(zhuǎn)軸伺服電機(jī)減速器、以及連接至滑動(dòng)轉(zhuǎn)軸伺服電機(jī)減速器的左右滑動(dòng)軸，所述左右滑動(dòng)軸的左側(cè)端面連接至所述活塞用于推動(dòng)所述活塞。

上述挺桿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)單元還可包括與所述挺桿腔流體連通的儲(chǔ)油杯，且通過所述活塞的左右移動(dòng)能夠接通或阻斷挺桿腔與儲(chǔ)油杯之間的流體連通。

設(shè)置儲(chǔ)油杯可進(jìn)一步調(diào)節(jié)挺桿腔的體積，從而控制挺桿長(zhǎng)度的可調(diào)節(jié)量進(jìn)而控制氣門升程的可調(diào)節(jié)量。

較佳地，所述挺桿腔由密封圈界定。借助于此，液壓油通過密封圈可靠地密封在挺桿腔內(nèi)。

較佳地，在所述挺桿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)單元和所述上挺桿之間還設(shè)置有無間隙氣門緩沖單元，所述無間隙氣門緩沖單元包括緩沖滑動(dòng)塊、設(shè)置在所述緩沖滑動(dòng)塊內(nèi)的活動(dòng)球頭，以及設(shè)置在所述緩沖滑動(dòng)塊和活動(dòng)球頭之間的緩沖彈簧。

本發(fā)明充分考慮到調(diào)整氣門間隙也是調(diào)節(jié)氣門挺桿長(zhǎng)度，若使氣門間隙無限增大，這也是不允許的，會(huì)造成氣門落座粗暴，氣門過早損壞或斷裂造成嚴(yán)重后果，所以在上挺桿和挺桿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)單元之間又設(shè)置一套無間隙氣門緩沖裝置，工作時(shí)做到氣門搖臂調(diào)節(jié)螺釘無間隙，又能使氣門關(guān)閉密封，使氣門落座減小沖擊，到達(dá)了延長(zhǎng)氣門使用壽命和降低噪聲的效果。

本發(fā)明中，所述緩沖彈簧的強(qiáng)度小于所述氣門彈簧的強(qiáng)度。借助于此，可以避免凸輪軸頂住挺桿球頭，而在氣門沒工作時(shí)就頂開氣門。

本發(fā)明中，所述挺桿組還包括分別用于引導(dǎo)下挺桿和上挺桿的下挺桿導(dǎo)套和上挺桿導(dǎo)套。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是由于增加了液壓挺桿長(zhǎng)短可調(diào)裝置，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)工況需要變動(dòng)進(jìn)氣時(shí)，由控制系統(tǒng)發(fā)指令，伺服電機(jī)帶動(dòng)蝸桿蝸輪，轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪內(nèi)徑與輸出軸螺紋配合，轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪時(shí)輸出軸不轉(zhuǎn)，只能左右移動(dòng)，推拉頂板使偏斜推桿前后移動(dòng)，改變 挺桿長(zhǎng)度。此外，本發(fā)明考慮到由于縮短挺桿氣門間隙會(huì)無限增大，這是不允許的，必須有一套消除氣門間隙緩沖裝置綜合使用，才能確保運(yùn)行安全可靠，緩沖裝置、下挺桿中間有一緩沖彈簧，彈簧強(qiáng)度弱于氣門彈簧，免于凸輪軸頂住挺桿球頭，是氣門升程調(diào)整沒工作時(shí)就頂開氣門，到最小時(shí)氣門關(guān)閉也一樣沒有間隙，由于兩邊彈簧力相互作用，氣門落座減小沖擊力。本裝置是在凸輪升程范圍內(nèi)可變，只能變小，不能變大，所以設(shè)計(jì)柴油機(jī)凸輪時(shí)應(yīng)考慮升程要大些，另外優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好、安裝位置合理、制造成本低等。

附圖說明

圖1為一種柴油機(jī)機(jī)械式氣門升程調(diào)節(jié)緩沖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為一種柴油機(jī)液壓式氣門升程調(diào)節(jié)緩沖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中的機(jī)械式挺桿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖2中的液壓式挺桿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖1和圖2中的無間隙氣門緩沖單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖1和圖2中氣門升程(A部)放大圖；

其中，1-凸輪；2-滾輪；3-滾輪銷；4-滾輪座；5-殼體；6-下挺桿；7-下挺桿彈簧；8-下挺桿導(dǎo)套；9-機(jī)械式挺桿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)單元；9-1固定轉(zhuǎn)軸伺服電機(jī)減速器；9-2固定轉(zhuǎn)軸；9-3內(nèi)卡環(huán)；9-4導(dǎo)柱；9-5推力板；9-6軸承；9-7軸承軸；9-8偏斜推桿；9’-液壓式升程可調(diào)裝置；9’-1滑動(dòng)轉(zhuǎn)軸伺服電機(jī)減速器；9’-2左右滑動(dòng)軸；9’-3螺帽；9’-4密封圈；9’-5活塞；9’-6儲(chǔ)油杯；9’-7挺桿腔；10-無間隙氣門緩沖單元；10-1緩沖滑動(dòng)體；10-2活動(dòng)球頭；10-3緩沖彈簧；11上挺桿；12-上挺桿導(dǎo)套；13-搖臂座；14-搖臂軸；15-搖臂；16-可調(diào)頂頭螺釘；17-氣門哈夫鎖夾；18-氣門彈簧上座；19-氣門彈簧；20-氣門彈簧下座；21-氣門導(dǎo)套；22-氣門；23-氣門座；24-氣缸蓋；25-柴油機(jī)機(jī)體。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和下述實(shí)施方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，應(yīng)理解，附圖及下述實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。

參見圖1和圖2，本發(fā)明涉及一種四沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)氣門升程調(diào)節(jié)緩沖裝置，可包括凸輪1、滾輪2、滾輪銷3、滾輪座4、下挺桿6、下挺桿彈簧7、下挺桿導(dǎo)套8、機(jī)械(液壓)式挺桿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)單9，9’、無間隙氣門緩沖單元10、上挺桿11、上挺桿導(dǎo)套12、搖臂座13、搖臂軸14、搖臂15、可調(diào)頂頭螺釘16、氣門哈夫鎖夾17、氣門彈簧上座18、氣門彈簧19、氣門彈簧下座20、氣門導(dǎo)套21、氣門22、氣門座23、氣缸蓋24和柴油機(jī)機(jī)體25。

凸輪1固定在凸輪軸(未圖示)上，滾輪座4安裝在殼體5內(nèi)，滾輪3固定在滾輪座4上，殼體5固定在柴油機(jī)機(jī)體25上，下挺桿6安裝在滾輪座4上以借助于滾輪3連接至凸輪1，下挺桿彈簧7安裝在滾輪座4與下挺桿導(dǎo)套8之間，下挺桿導(dǎo)套8可固定在滾輪座導(dǎo)套上。

參見圖1和圖3，在機(jī)械式升程可調(diào)裝置中，機(jī)械式挺桿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)單元9及其上的由伺服電機(jī)控制蝸輪減速箱(固定轉(zhuǎn)軸伺服電機(jī)減速器9-1)固定在柴油機(jī)機(jī)體25上，渦輪輸出軸(固定轉(zhuǎn)軸9-2)固定在固定轉(zhuǎn)軸伺服電機(jī)減速器9-1上，導(dǎo)柱9-4固定在固定轉(zhuǎn)軸伺服電機(jī)減速器9-1上，推力板9-5安裝在導(dǎo)柱9-4和固定轉(zhuǎn)軸9-2上，軸承9-6安裝在軸承軸9-7上，軸承軸9-7固定在偏斜推桿9-8上，偏斜推桿9-8安裝在下挺桿6與無間隙氣門緩沖單元10，之間，即、安裝無間隙氣門緩沖單元10，在偏斜推桿9-8和上挺桿11之間。由伺服電機(jī)控制蝸輪減速箱，推動(dòng)輸出軸(固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸9-2)滑動(dòng)，完成挺桿長(zhǎng)短可調(diào)功能)。

參見圖5其示出無間隙氣門緩沖單元10的結(jié)構(gòu)示意圖，其中緩沖滑動(dòng)體10-1可安裝在下挺桿導(dǎo)套8內(nèi)，活動(dòng)球頭10-2安裝在緩沖滑動(dòng)體10-1內(nèi)，緩沖彈簧10-3安裝在緩沖滑動(dòng)體10-1與活動(dòng)球頭10-2之間，上挺桿11安裝在活動(dòng)球頭10-2上。

返回圖1和圖2，上挺桿導(dǎo)套12固定在下挺桿導(dǎo)套8和氣缸蓋24之間，上頂桿11的頂部與氣缸蓋24連接，搖臂座13固定在氣缸蓋24上，搖臂軸14固定在搖臂座13上；搖臂15安裝在搖臂軸14上，可調(diào)頂頭螺釘16固定在搖臂15上，氣門哈夫鎖夾17固定在氣門彈簧上座18上，氣門彈簧19固定在氣門彈簧上座18和氣門彈簧下座20之間，氣門彈簧下座20、氣門導(dǎo)套21固定在氣缸蓋24上，氣門22安裝在氣門導(dǎo)套21中，氣門座23固定在氣缸蓋24上，氣缸蓋24固定在柴油機(jī)機(jī)體25上。

根據(jù)圖1、圖3、圖5和圖6所示，工作時(shí)，凸輪1轉(zhuǎn)動(dòng)，滾輪2、滾輪座4、下挺桿6、扁斜推桿9-8、緩沖滑動(dòng)體10-1、活動(dòng)球頭10-2和上挺桿11一起向上運(yùn)動(dòng)，搖臂15繞搖臂軸14轉(zhuǎn)動(dòng)，可調(diào)頂頭螺釘16將氣門22下壓，氣門22向下移動(dòng)一段距離H開啟，當(dāng)工況需要，控制滑動(dòng)轉(zhuǎn)軸伺服電機(jī)減速器9-1上的9-2固定轉(zhuǎn)軸滑動(dòng)，使導(dǎo)柱9-4左右滑動(dòng)；推動(dòng)軸承9-5和扁斜推桿9-8向左或向右移動(dòng)，改變緩沖滑動(dòng)體10-1、活動(dòng)球頭10-2和上挺桿11上升或下降的高度，從而改變氣門22開啟間隙H的大小(參見圖6)。，(液壓式升程可調(diào)裝置，左右滑動(dòng)軸安裝在滑動(dòng)轉(zhuǎn)軸伺服電機(jī)減速器上，密封圈固定在下挺桿導(dǎo)套中)。

參見圖2、圖4，其示出本發(fā)明的氣門升程調(diào)節(jié)緩沖裝置的又一示例，即、液壓式氣 門升程調(diào)節(jié)緩沖裝置(以下相同的部件標(biāo)以相同的符號(hào))：凸輪1固定在凸輪軸上，滾輪2用滾輪銷3安裝在滾輪座4內(nèi)，殼體5固定柴油機(jī)機(jī)體25上，下挺桿6安裝在滾輪座4上，下挺桿彈簧7安裝在滾輪座4與下挺桿導(dǎo)套8之間，下挺桿導(dǎo)套8固定在滾輪座4上，液壓式挺桿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)單元9’及其上的滑動(dòng)轉(zhuǎn)軸伺服電機(jī)減速器9’-1固定在柴油機(jī)機(jī)體24上，左右滑動(dòng)軸9’-2安裝在滑動(dòng)轉(zhuǎn)軸伺服電機(jī)減速器8’-1上，密封圈9’-4固定在下挺桿導(dǎo)套8中，液壓油被密封在密封圈9’-4之間形成挺桿腔9’-7，無間隙氣門緩沖單元10安裝在挺桿腔9’-7和上挺桿11之間，緩沖滑動(dòng)體10-1安裝在下挺桿導(dǎo)套8內(nèi)，活動(dòng)球頭10-2安裝在緩沖滑動(dòng)體10-1內(nèi)，緩沖彈簧10-3安裝在緩沖滑動(dòng)體10-1與活動(dòng)球頭10-2之間，上挺桿11安裝在活動(dòng)球頭10-2上，上挺桿導(dǎo)套12固定在下挺桿導(dǎo)套8和氣缸蓋24之間，搖臂座13固定在氣缸蓋24上，搖臂軸14固定在搖臂座13上；搖臂15安裝在搖臂軸14上，可調(diào)頂頭螺釘16固定在搖臂15上，氣門哈夫鎖夾17固定在氣門彈簧上座18上，氣門彈簧19固定在氣門彈簧上座18和氣門彈簧下座20之間，氣門彈簧下座20、氣門導(dǎo)套21固定在氣缸蓋24上，氣門22安裝在氣門導(dǎo)套21中，氣門座23固定在氣缸蓋24上，氣缸蓋24固定在柴油機(jī)機(jī)體25上。

根據(jù)附圖2、4、5和6所示，工作時(shí)，凸輪1轉(zhuǎn)動(dòng)，滾輪2、滾輪座4、下挺桿6、液壓腔9’-7中的液壓油、無間隙氣門緩沖裝置10和上挺桿11一起向上運(yùn)動(dòng)，搖臂15繞搖臂軸14轉(zhuǎn)動(dòng)，可調(diào)頂頭螺釘16將氣門22下壓，氣門22向下移動(dòng)一段距離H開啟，當(dāng)工況需要，控制滑動(dòng)轉(zhuǎn)軸伺服電機(jī)減速器9’-1上的左右滑動(dòng)軸9’-2轉(zhuǎn)動(dòng)并左右滑動(dòng)，液壓油9’-7的液面高或低位置，緩沖滑動(dòng)體10-1、活動(dòng)球頭10-2和上挺桿11上升或下降的高度，從而改變氣門22開啟間隙H的大小(參見圖6)。

同理，如果是多缸柴油機(jī)，只要在每個(gè)氣缸上的都設(shè)置這樣一種柴油機(jī)氣門升程調(diào)節(jié)裝置和無間隙氣門緩沖裝置，就可以實(shí)現(xiàn)多缸柴油機(jī)氣門升程的調(diào)節(jié)。

應(yīng)理解，上述挺桿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)單元9，9’僅是優(yōu)選的示例，可以省略或改變其中部分部件，只要能實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)上下挺桿之間距離即可。