一種改善發(fā)動機性能的裝置制造方法
【專利摘要】一種改善發(fā)動機性能的裝置，包括發(fā)動機的搖臂軸、搖臂和一個固鏈式機構，固鏈式機構包括活塞和彈簧，活塞在搖臂軸中的活塞孔內具有非操作位置和操作位置，彈簧和流體使活塞在非操作位置與操作位置之間運動，在操作位置，活塞通過發(fā)動機的搖臂與發(fā)動機的氣門形成機械鏈接，使發(fā)動機的氣門無法落座而保持常量打開，在非操作位置，活塞與發(fā)動機的搖臂松開，消除與發(fā)動機氣門之間的相互作用，發(fā)動機氣門保持原有工作狀態(tài)。本發(fā)明采用新穎獨特的機構，將發(fā)動機的進氣門或排氣門保持常量打開，改善了發(fā)動機的性能，特別是發(fā)動機的停車、起動和怠速性能，減小了發(fā)動機的油耗和排放。
【專利說明】一種改善發(fā)動機性能的裝置
[0001]【技術領域】:
本發(fā)明涉及機械領域，尤其涉及車輛發(fā)動機技術，特別是一種改善發(fā)動機性能的裝置。
[0002]【背景技術】:
發(fā)動機的性能包括常規(guī)點火性能和其它輔助性能，比如發(fā)動機的制動性能、發(fā)動機的停車、起動性能和怠速運轉性能等。盡管發(fā)動機的硬件和軟件都有很大的改進，比如發(fā)動機在冷啟動時采用加熱等新技術，但在寒冷的天氣，壓燃式的柴油發(fā)動機還是很難起動。大型商用車發(fā)動機還存在怠速和停車時運轉費油、不穩(wěn)、震動和噪音等缺陷。目前用來改善發(fā)動機性能的輔助氣門驅動機構大都是液壓式機構。在發(fā)動機熄火之后，液壓式機構無法將發(fā)動機的氣門保持打開。流體(如機油)的泄漏將導致液壓式機構的失效，因為發(fā)動機熄火之后無法向液壓式機構供油，失去的流體得不到補充，從而失去液壓連接，通過高壓流體打開的發(fā)動機氣門將在氣門彈簧的作用下落座關閉。
[0003]
【發(fā)明內容】
:
本發(fā)明的目的在于提供一種改善發(fā)動機性能的裝置，所述的這種改善發(fā)動機性能的裝置要解決現有技術中發(fā)動機怠速運轉時耗油大、停車時震動和噪音大以及發(fā)動機冷啟動困難的技術問題，以及液壓式機構在發(fā)動機熄火之后無法將發(fā)動機的氣門保持打開的技術問題。
[0004]本發(fā)明的這種改善發(fā)動機性能的裝置，包括發(fā)動機的搖臂軸、搖臂和一個固鏈式機構，所述的搖臂設置在所述的搖臂軸上，搖臂軸內設置有活塞孔和流體通道，所述的固鏈式機構包括活塞和彈簧，所述的活塞和彈簧均設置在所述的活塞孔內，其中，所述的活塞在所述的活塞孔內具有一個非操作位置和一個操作位置，所述的彈簧和流體通道內的流體分別作用在活塞上，在所述的操作位置，活塞限制所述的搖臂在所述的搖臂軸上的擺動范圍，在所述的非操作位置，活塞與搖臂松開。
[0005]進一步的，搖臂與發(fā)動機的氣門之間設置有機械鏈接，活塞在操作位置上限制搖臂在搖臂軸上的擺動范圍，將發(fā)動機的氣門保持常量打開。
[0006]進一步的，所述的活塞上包括有一個非操作面和一個操作面，所述的非操作面與活塞的非操作位置對應，所述的操作面與活塞的操作位置對應。
[0007]進一步的，活塞上的非操作面和操作面之間的距離控制發(fā)動機氣門打開的常量。
[0008]進一步的，彈簧推動活塞運動的方向是從非操作位置移向操作位置，流體推動活塞運動的方向是從操作位置移向非操作位置。
[0009]進一步的，搖臂上設置有一個輔助閥隙調節(jié)機構，所述的輔助閥隙調節(jié)機構調節(jié)固鏈式機構與發(fā)動機氣門之間的相對位置。
[0010]進一步的，所述的搖臂內還含有一個環(huán)槽。
[0011]進一步的，搖臂包括有一個凸起部分，所述的輔助閥隙調節(jié)機構設置在所述的凸起部分上。
[0012]進一步的，所述的搖臂還包括有一個裝配螺栓。
[0013]本發(fā)明的工作原理是:在發(fā)動機的運轉過程中，發(fā)動機的常規(guī)(主)氣門驅動機構打開發(fā)動機氣門，在達到需要的發(fā)動機轉速時，將位于搖臂軸內活塞孔中的活塞置于操作位置，活塞對搖臂在搖臂軸上的搖動構成限制，活塞、搖臂與發(fā)動機氣門形成機械鏈接(不是通過流體承載的液壓連接)，阻止打開后的發(fā)動機氣門關閉，并在達到需要的發(fā)動機轉速(包括零轉速)時，將發(fā)動機氣門保持常量打開，從而減小發(fā)動機汽缸活塞的阻力和發(fā)動機的扭矩，改善發(fā)動機的性能。舉例來說，由于發(fā)動機停車后和在發(fā)動機的起動過程中，固鏈式機構的活塞繼續(xù)處于操作位置，將發(fā)動機氣門保持打開，減小了起動扭矩，使得發(fā)動機的冷啟動更加容易。在發(fā)動機起動后，在發(fā)動機從零轉速上升到需要的發(fā)動機轉速時，將處于操作位置的活塞切換到非操作位置，與發(fā)動機的搖臂松開，停止向發(fā)動機氣門施加載荷，發(fā)動機氣門不受固鏈式機構的影響。發(fā)動機氣門被固鏈式機構保持常量打開的汽缸數量可以根據需要選擇。有時不一定需要保持所有缸均常量打開，而只是保持某些缸的發(fā)動機氣門被固鏈式機構常量打開，其余缸的發(fā)動機氣門保持原有工作狀態(tài)，不受固鏈式機構的影響。而且在有多個氣門的缸中，可以有一個或多個發(fā)動機氣門被固鏈式機構保持常量打開，而該缸中未被固鏈式機構保持常量打開的發(fā)動機氣門仍保持原有工作狀態(tài)，不受固鏈式機構的影響。
[0014]本發(fā)明和已有技術相比，其效果是積極和明顯的。本發(fā)明利用一個活塞限制搖臂在搖臂軸上的搖動，活塞、搖臂與發(fā)動機氣門通過機械鏈接方式阻止打開后的發(fā)動機氣門關閉，并在達到需要的發(fā)動機轉速(包括零轉速)時，將發(fā)動機氣門保持常量打開，從而減小發(fā)動機汽缸活塞的阻力和發(fā)動機的扭矩，改善發(fā)動機的性能。在發(fā)動機停機后和后續(xù)的發(fā)動機起動過程中，活塞可持續(xù)將發(fā)動機氣門保持常量打開，消除了汽缸壓強，減小了發(fā)動機扭矩，改善了發(fā)動機的怠速、停車和起動性能，還能夠通過降低發(fā)動機的怠速，采用發(fā)動機的閉缸(停止噴油)等手段，降低油耗，減小排放。
[0015]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1是本發(fā)明一種改善發(fā)動機性能的裝置的第一個實施例處于非操作位置時的示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明一種改善發(fā)動機性能的裝置的第一個實施例處于操作位置時的示意圖。
[0017]圖3是本發(fā)明一種改善發(fā)動機性能的裝置的第二個實施例處于非操作位置時的示意圖。
[0018]圖4是本發(fā)明一種改善發(fā)動機性能的裝置的第二個實施例處于操作位置時的示意圖。
[0019]圖5是本發(fā)明一種改善發(fā)動機性能的裝置的第三個實施例處于非操作位置時的示意圖。
[0020]圖6是本發(fā)明一種改善發(fā)動機性能的裝置的第三個實施例處于操作位置時的示意圖。
[0021]圖7是本發(fā)明一種改善發(fā)動機性能的裝置的第四個實施例處于操作位置時的示意圖。
[0022]【具體實施方式】:
實施例1:
圖1和圖2用于描述實施例一。
[0023]如圖1和圖2所示，固鏈式機構100包括活塞160和彈簧156?；钊?60安置在發(fā)動機的搖臂軸205中的活塞孔190內。搖臂軸205內設置有流體通道211和流體通道212。搖臂210搖動式地安裝在搖臂軸205上。搖臂210內設置有環(huán)槽270，環(huán)槽270與流體通道212和活塞孔190連通。搖臂210內還設置有泄流孔169。
[0024]發(fā)動機的常規(guī)(主)氣門致動器200包括凸輪230、凸輪滾輪235、推桿201、搖臂210和常規(guī)閥隙調節(jié)系統(tǒng)。常規(guī)閥隙調節(jié)系統(tǒng)包括調節(jié)螺釘110、固緊螺母105和象足墊114。在推桿201的一側設置有一個輔助閥隙調節(jié)系統(tǒng)，輔助閥隙調節(jié)系統(tǒng)包括調節(jié)螺釘1102和固緊螺母1052，可以調節(jié)固鏈式機構100與發(fā)動機氣門之間的間隙(相對位置)。發(fā)動機的氣門300(圖1和圖2只顯示了一個氣門，但本實施例可以有兩個以上的氣門)位于象足墊114的下面，由發(fā)動機的氣門彈簧310偏置在發(fā)動機缸體500的閥座320上，阻止氣體在發(fā)動機汽缸和排氣管600之間流動。搖臂210的一端通過推桿201和滾輪235與凸輪230相連，凸輪230在內基圓225上有常規(guī)凸臺220。凸輪230的運動通過推桿201、搖臂210，傳遞給氣門300，使其周期性的打開和關閉。
[0025]圖1所示的固鏈式機構100中的活塞160處于非操作位置。流體(如機油)從搖臂軸205內的流體通道211和流體通道212流向活塞160。活塞160上面的油壓作用力大于彈簧156的作用力，將活塞160壓在如圖1所示的非操作位置，與搖臂210松開(無作用力)，不會給發(fā)動機的氣門300施加任何載荷。凸輪230的運動通過搖臂210 (包括閥隙調節(jié)系統(tǒng))，傳遞給氣門300，產生發(fā)動機的常規(guī)(主)氣門運動。此時的固鏈式機構100與氣門300之間沒有任何相互作用，與發(fā)動機的運作沒有任何關系，發(fā)動機的氣門300保持其原有工作狀態(tài)。
[0026]當需要開啟固鏈式機構100，增加發(fā)動機的輔助氣門運動時，可以通過流體通道211和流體通道212卸流，將環(huán)槽270內的油壓降低甚至完全消除?；钊?60不受油壓的作用，在彈簧156的作用下推向操作位置。在活塞160能夠從非操作位置切換到操作位置之前，發(fā)動機的常規(guī)(主)氣門致動器200將氣門300向下推而打開，搖臂210連同其內部的環(huán)槽270在搖臂軸205上做反時針轉動(注意到搖臂軸205在發(fā)動機上面是靜止不動的)，當搖臂軸205內的活塞160完全暴露在環(huán)槽270內時，它就往外伸出到如圖2所示的操作位置。在氣門300被凸輪230完全打開之后返回其座位320的過程中，搖臂210在搖臂軸205上做順時針回轉，處于操作位置(進入環(huán)槽270內)的活塞160?？吭诃h(huán)槽270的左側，阻止搖臂210進一步的順時針回轉，在調節(jié)螺釘1102和推桿201之間形成間隙131?；钊?60通過搖臂210與氣門300形成機械鏈接，阻止被常規(guī)(主)氣門致動器200打開后的氣門300回到其座位320而關閉，保持打開一個常量130。因此，除了常規(guī)(主)氣門升程之外，還增加了一種常開的輔助氣門運動，開啟量130遠小于常規(guī)(主)氣門升程。發(fā)動機氣門300上的作用力，通過搖臂210、活塞160和搖臂軸205等形成的機械鏈接，傳遞給發(fā)動機。很顯然，本發(fā)明的機械鏈接是固體與固體之間的連接，與通過流體承載的液壓連接是完全不同的。這種常開的輔助氣門運動消除了汽缸壓強，減小了發(fā)動機扭矩，改善了發(fā)動機的怠速、停車和起動性能，還能夠通過降低發(fā)動機的怠速，采用發(fā)動機的閉缸(停止噴油)等手段，降低油耗，減小排放。
[0027]實施例2:
圖3和圖4用于描述實施例二。
[0028]如圖3和圖4所示，本實施例中的常規(guī)(主)氣門致動器200是頂置凸輪機構，沒有推桿。此外，本實施例的輔助閥隙調節(jié)機構移到了固鏈式機構100的活塞160附近，用來調節(jié)固鏈式機構100與發(fā)動機氣門300之間的相對位置?；钊?60上面的小圓柱面為非操作面140,與圖3所示的活塞160的非操作位置相對應；活塞160上面的大圓柱面為操作面141，與圖4所示的活塞160的操作位置相對應。搖臂210上還有一個裝配螺栓1103，由螺母1053固緊在搖臂210上。整個機構的裝配過程是先松開輔助調節(jié)螺栓1102，再用裝配螺栓1103將活塞160往下壓到非操作位置，然后用閥隙調節(jié)螺釘110調節(jié)象足114和氣門300之間的氣門間隙，接下來是將輔助調節(jié)螺栓1102與活塞160的非操作面140接觸并用螺母1052固緊(圖3)，最后將裝配螺栓1103往上調，直到其底面與環(huán)槽270的頂面齊平(圖4)?；钊?60上非操作面140與操作面141之間的距離決定氣門300的常開量130。本實施例的工作原理與實施例一相同，在此不再細述。
[0029]實施例3:
圖5和圖6用于描述實施例三。
[0030]如圖5和圖6所示，本實施例中的常規(guī)(主)氣門致動器200也是頂置凸輪機構，但是搖臂210內的環(huán)槽270是敞開式的(類似一個天窗)。此外，本實施例的固鏈式機構100的活塞160為多節(jié)的圓柱形狀組成(也可以是多個活塞的組合)?；钊装ㄐ』钊?90和大活塞孔260，兩個活塞孔之間與流體通道211連通。彈簧156的一端作用在活塞160上，另一端安置在彈簧座179上面，彈簧座179由卡環(huán)178固定在活塞孔260內。由于敞開式的環(huán)槽270，不需要裝配螺栓。
[0031]圖5所示的固鏈式機構100的活塞160處于非操作位置，流體(如機油)從搖臂軸205內的流體通道(軸向孔)211流向大小兩個活塞孔之間?；钊?60上(大小活塞孔之間的環(huán)狀面)的油壓作用力大于彈簧156的作用力，將活塞160壓在如圖5所示的非操作位置，與搖臂210 (調節(jié)螺栓1102)松開(無作用力)，不會給發(fā)動機的氣門300施加任何載荷。凸輪230的運動通過搖臂210 (包括閥隙調節(jié)系統(tǒng))，傳遞給氣門300，產生發(fā)動機的常規(guī)(主)氣門運動。此時的固鏈式機構100與氣門300之間沒有任何相互作用，與發(fā)動機的運作沒有任何關系。
[0032]當需要開啟固鏈式機構100，增加發(fā)動機的輔助氣門運動時，可以通過流體通道211卸流，將兩個活塞孔之間的油壓降低甚至完全消除?；钊?60不受油壓的作用，在彈簧156的作用下向上推向操作位置。在活塞160能夠從非操作位置切換到操作位置之前，發(fā)動機的常規(guī)(主)氣門致動器200將氣門300向下推而打開，搖臂210連同其內部的環(huán)槽270在搖臂軸205上做反時針轉動，當搖臂軸205內的活塞160完全暴露在環(huán)槽270內時，它就往外伸出到如圖6所示的操作位置。在氣門300被凸輪230完全打開之后返回其座位320的過程中，搖臂210在搖臂軸205上做順時針回轉，處于操作位置(進入環(huán)槽270內)的活塞160的操作面141?？吭趽u臂環(huán)槽270的左側(調節(jié)螺栓1102上)，阻止搖臂210進一步的順時針回轉，在滾輪235和凸輪230之間形成間隙131(圖6)?；钊?60通過搖臂210與氣門300形成機械鏈接，阻止被常規(guī)(主)氣門致動器200打開后的氣門300回到其座位320而關閉，保持打開一個常量130。因此，除了常規(guī)(主)氣門升程之外，還增加了一種常開的輔助氣門運動，氣門的常開量130由活塞160的非操作面140與操作面141之間的距離決定。
[0033]實施例4:
圖7用于描述實施例四，是一個俯視圖。
[0034]如圖7所示，本實施例中的常規(guī)(主)氣門致動器200還是頂置凸輪機構，但是搖臂210上沒有環(huán)槽，而是帶有一個側向凸起2102 (與搖臂一體或與搖臂之間沒有相對運動)。輔助閥隙調節(jié)機構的調節(jié)螺栓1102和螺母1052安置在凸起2102上。固鏈式機構100與上面的實施例相似，活塞160在位于搖臂軸205中的活塞孔190內具有非操作位置和操作位置。在非操作位置時，活塞160與搖臂210 (調節(jié)螺栓1102)松開(無作用力)，不會給發(fā)動機的氣門300施加任何載荷；在操作位置時，活塞160通過搖臂210與氣門300形成機械鏈接，阻止被常規(guī)(主)氣門致動器200打開后的氣門300回到其座位320而關閉，保持打開一個常量130。
[0035]上述說明包含了很多具體的實施方式，這不應該被視為對本發(fā)明范圍的限制，而是作為代表本發(fā)明的一些具體例證，許多其他演變都有可能從中產生。舉例來說，這里顯示的改善發(fā)動機性能的裝置和裝置，不但可以用來驅動進氣門，也可用來驅動排氣門；不但可以用于一個氣門，也可以用于兩個以上的氣門，比如通過一個閥橋打開兩個氣門。
[0036]還有，這里顯示的活塞(也叫柱塞)在非操作位置和操作位置之間轉換的切換系統(tǒng)包括含有彈性元件的機械式驅動系統(tǒng)，或含有液壓元件的液壓式驅動系統(tǒng)，或含有氣動元件的氣動式驅動系統(tǒng)，或上述驅動系統(tǒng)的組合形成的驅動系統(tǒng)。
[0037]此外，這里顯示的固鏈式機構也可以多種多樣，比如活塞的種類和形式，舉例說，其中的活塞可以不是活塞，而是其它形狀的零部件；活塞也可以不直接作用在搖臂上，而是通過一個連接件，直接作用在發(fā)動機的氣門上；活塞上的非操作面和操作面可以合成為一個斜面。
[0038]因此，本發(fā)明的范圍不應由上述的具體例證來決定，而是由所附屬的權力要求及其法律相當的權力來決定。
【權利要求】
1.一種改善發(fā)動機性能的裝置，包括發(fā)動機的搖臂軸、搖臂和一個固鏈式機構，所述的搖臂設置在所述的搖臂軸上，搖臂軸內設置有活塞孔和流體通道，所述的固鏈式機構包括活塞和彈簧，所述的活塞和彈簧均設置在所述的活塞孔內，其特征在于:所述的活塞在所述的活塞孔內具有一個非操作位置和一個操作位置，所述的彈簧和流體通道內的流體分別作用在活塞上，在所述的操作位置，活塞限制所述的搖臂在所述的搖臂軸上的擺動范圍，在所述的非操作位置，活塞與搖臂松開。
2.如權利要求1所述的改善發(fā)動機性能的裝置，其特征在于:搖臂與發(fā)動機的氣門之間設置有機械鏈接，活塞在操作位置上限制搖臂在搖臂軸上的擺動范圍，將發(fā)動機的氣門保持常量打開。
3.如權利要求2所述的改善發(fā)動機性能的裝置，其特征在于:所述的活塞上包括有一個非操作面和一個操作面，所述的非操作面與活塞的非操作位置對應，所述的操作面與活塞的操作位置對應。
4.如權利要求3所述的改善發(fā)動機性能的裝置，其特征在于:活塞上的非操作面和操作面之間的距離控制發(fā)動機氣門打開的常量。
5.如權利要求1所述的改善發(fā)動機性能的裝置，其特征在于:彈簧推動活塞運動的方向是從非操作位置移向操作位置，流體推動活塞運動的方向是從操作位置移向非操作位置。
6.如權利要求1所述的改善發(fā)動機性能的裝置，其特征在于:搖臂上設置有一個輔助閥隙調節(jié)機構，所述的輔助閥隙調節(jié)機構調節(jié)固鏈式機構與發(fā)動機氣門之間的相對位置。
7.如權利要求1所述的改善發(fā)動機性能的裝置，其特征在于:所述的搖臂內還含有一個環(huán)槽。
8.如權利要求6所述的改善發(fā)動機性能的裝置，其特征在于:搖臂包括有一個凸起部分，所述的輔助閥隙調節(jié)機構設置在所述的凸起部分上。
9.如權利要求1所述的改善發(fā)動機性能的裝置，其特征在于:所述的搖臂還包括有一個裝配螺栓。
【文檔編號】F01L13/00GK104454067SQ201310437155
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月23日 優(yōu)先權日:2013年9月23日
【發(fā)明者】奚勇 申請人:上海尤順汽車部件有限公司