一種內燃機組合式缸蓋及配氣機構的製作方法

2023-09-23 13:52:20 1

專利名稱：一種內燃機組合式缸蓋及配氣機構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種內燃機部件，具體涉及ー種內燃機組合式缸蓋及配氣機構。
背景技術：
傳統發動機 的配氣機構的配氣正時和氣門升程是固定的，其功用是按照發動機每一氣缸所進行的工作循環和發火次序的要求，定時開啟和關閉進排氣門，使新鮮可燃混合氣(汽油機)或空氣(柴油機)得以及時進入氣缸，廢氣得以及時排出。隨著內燃機技術的發展，各種先進技術被逐步開發和應用，而配氣機構應用的新技術最多也最有提升潛力的。原發動機是傳統的滾子搖臂液壓挺柱式固定升程配氣機構。該機構不能實現氣門升程可變。現有集成正時可變系統VVT (即variable valve timing的縮寫)和氣門升程可變系統VVL (即variable valve lift的縮寫)功能的發動機油道、凸輪軸和搖臂機構複雜,カロエ難度大，成本高；另外，採用步進電機驅動凸輪軸切換凸輪升程的VVL系統需要每缸配置一個電機，成本高，缸蓋系統複雜。
發明內容為克服缸蓋集成VVT和VVL功能的配氣機構的技術和成本難點，本實用新型提供ー種內燃機組合式缸蓋及配氣機構，採用可變升程的滾子搖臂配氣機構和機油控制閥OCV(即Oil Contral Valve的縮寫)，再配合相對簡單的油路系統，實現了氣門升程兩極可變和相位獨立連續可變。由於該發明採用了 VVT和VVL配氣系統，以及相匹配的油路系統，因此，缸蓋結構較傳統發動機的缸蓋的空間更緊湊，功能更全面，故須全新設計配氣機構和缸蓋，以適應新技術的空間和性能要求。本實用新型所述的ー種內燃機組合式缸蓋及配氣機構，包括缸蓋本體，其特徵是在缸蓋本體的上面配合連接有一凸輪軸支承，構成組合式缸蓋，配氣機構設在組合式缸蓋上；缸蓋本體通過螺栓與發動機缸體相連，凸輪軸支承再與缸蓋本體相配合，且通過凸輪軸蓋螺栓固定，避免了缸蓋螺栓與定/變升程搖臂和凸輪軸支承的相關部位幹渉；在凸輪軸支承上面的後部設有四個進氣滾子搖臂安裝位置、前部設有四個排氣滾子搖臂安裝位置，在凸輪軸支承上面的後部邊緣設有兩個可變升程搖臂機油控制閥座和一可變升程搖臂機油控制閥進油道，在凸輪軸支承上面的中部左邊設有兩個相位器機油控制閥座。所示配氣機構包括兩個分別配合連接在一相位器機油控制閥座上並與相位器供油道相通的相位器機油控制閥，相位器供油道與主油道相通；進氣相位器A油道的一端與一相位器機油控制閥連通、另一端與一凸輪軸前端A環槽部分連通，凸輪軸的B環槽進氣相位器B油道連通；凸輪軸中空油道通過進氣凸輪軸中空供油道與一進氣液壓挺柱安裝孔相通；排氣相位器A油道的一端與另ー相位器機油控制閥連通、另一端與另ー凸輪軸A環槽連通，另ー凸輪軸B環槽與排氣相位器B油道連通；另ー凸輪軸中空油道通過排氣凸輪軸潤滑供油道與另ー進氣液壓挺柱安裝孔相通；還包括兩個分別配合連接在一可變升程搖臂機油控制閥座的可變升程搖臂機油控制閥、分別與一可變升程搖臂機油控制閥相通的可變升程搖臂機油控制閥供油道，該可變升程搖臂機油控制閥供油道與主油道相通，一端分別與一可變升程搖臂機油控制閥相通的可變升程搖臂機油控制閥進油道和可變升程搖臂機油控制閥洩油道，可變升程搖臂機油控制閥進油道的另一端與一進氣液壓挺柱安裝孔相通；還包括兩根分別與四個進氣滾子搖臂安裝位置和四個排氣滾子搖臂安裝位置配合的凸輪軸，兩根凸輪軸的一端分別與ー相位器配合連接，兩根凸輪軸的一端均與空氣泵的曲柄直接剛性連接；設在缸蓋本體內的排氣液壓挺柱位於ー凸輪軸的內側，該排氣液壓挺柱的上端與定升程滾子搖臂的一端相切，定升程滾子搖臂的另一端與設在缸蓋本體內的排氣門的上端相切；設在缸蓋本體內的進氣液壓挺柱位於另ー凸輪軸的外側，該進氣液壓挺柱的上端與變升程滾子搖臂的一端相切，變升程滾子搖臂的另一端與設在缸蓋本體內的進氣門的上端相切。本實用新型要解決的技術問題是(I)在原滾子搖臂液壓挺柱式配氣機構的缸蓋上設計新的滾子搖臂機構且可實現VVA (氣門運動可變，Variable Valve Actuation)和驅動空氣泵的配氣機構。(2)缸蓋集成VVT和VVL功能後，成本增加少，缸蓋結構相對簡單，エ藝簡單。由於採用了多層缸蓋設計，避免了缸蓋螺栓與滾子搖臂的幹渉，發動機裝配和維修十分方便，油道設計簡單，加工エ藝簡単，缸蓋結構緊湊，實現了配氣機構既可變相位又可變氣門升程。

圖I是本實用新型的軸測示意圖；圖2是本實用新型的油路的布置示意圖；圖3是本實用新型的俯視圖；圖4是圖3的B-B剖視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進ー步的說明。參見圖I、圖2、圖3和圖4所示的ー種內燃機組合式缸蓋及配氣機構，其缸蓋本體14的上面配合連接有一凸輪軸支承13，構成組合式缸蓋，配氣機構設在組合式缸蓋上；缸蓋本體通過螺栓與發動機缸體相連，凸輪軸支承再與缸蓋本體相配合，且通過凸輪軸蓋螺栓固定，避免了缸蓋螺栓與定/變升程搖臂和凸輪軸支承的相關部位幹渉；在凸輪軸支承13上面的後部設有四個進氣滾子搖臂安裝位置8、前部設有四個排氣滾子搖臂安裝位置12，在凸輪軸支承13上面的後部邊緣設有兩個可變升程搖臂機油控制閥座9和一可變升程搖臂機油控制閥進油道10，在凸輪軸支承13上面的中部左邊設有兩個相位器機油控制閥座11。、[0023]所示配氣機構包括兩個分別配合連接在一相位器機油控制閥座11上並與相位器供油道24相通的相位器機油控制閥15，相位器供油道24與主油道23相通；進氣相位器A油道16的一端與一相位器機油控制閥15連通、另一端與一凸輪軸前端A環槽部分連通，凸輪軸的B環槽進氣相位器B油道25連通；凸輪軸中空油道28通過進氣凸輪軸中空供油道21與一進氣液壓挺柱安裝孔22相通；排氣相位器A油道29的一端與另ー相位器機油控制閥15連通、另一端與另ー凸輪軸A環槽連通，另ー凸輪軸B環槽與排氣相位器B油道26連通；另一凸輪軸中空油道28通過排氣凸輪軸潤滑供油道27與另ー進氣液壓挺柱安裝孔22相通；還包括兩個分別配合連接在一可變升程搖臂機油控制閥座9的可變升程搖臂機油控制閥18、分別與一可變升程搖臂機油控制閥相通的可變升程搖臂機油控制閥供油道20，該可變升程搖臂機油控制閥供油道與主油道23相通，一端分別與一可變升程搖臂機油控制閥相通的可變升程搖臂機油控制閥進油道19和可變升程搖臂機油控制閥洩油道17，可變升程搖臂機油控制閥進油道19的另一端與一進氣液壓挺柱安裝孔22相通；還包括兩根分別與四個進氣滾子搖臂安裝位置8和四個排氣滾子搖臂安裝位置12配合的凸輪軸30，兩根凸輪軸30的一端分別與ー相位器31配合連接，兩根凸輪軸30的一端均與空氣泵32的曲柄直接剛性連接；設在缸蓋本體14內的排氣液壓挺柱34位於ー凸輪軸30的內側，該排氣液壓挺柱34的上端與定升程滾子搖臂33的一端相切，定升程滾子搖臂33的另一端與設在缸蓋本體14內的排氣門35的上端相切；設在缸蓋本體14內的進氣液壓挺柱38位於另ー凸輪軸30的外側，該進氣液壓挺柱38的上端與變升程滾子搖臂39的一端相切，變升程滾子搖臂39的另一端與設在缸蓋本體14內的進氣門36的上端相切。 可變升程搖臂機油控制閥18分別控制I、II缸和III、IV缸的中部，可變升程搖臂機油控制閥18以及如圖5所示的油道設計，通過機油壓カ的建立和解除從而實現進氣門的升程靈活可變。相位器31通過中央螺栓固定在凸輪軸30的前端，相位器機油控制閥15並列垂直布置在凸輪軸支承13上，位於組合式缸蓋的前端；排氣氣門驅動機構是定升程滾子搖臂33，排氣液壓挺柱34與排氣門35呈10度的夾角布置，且把液壓挺柱布置在組合式缸蓋的內側，進氣採用可變升程的滾子搖臂39，進氣液壓挺柱布置在組合式缸蓋的外側且與進氣門36呈12度的夾角布置，噴嘴和壓縮空氣通道37布置在組合式缸蓋的中部，與液壓挺柱38油道平行。 空氣泵32的曲柄與兩凸輪軸30直接剛性連接，並由凸輪軸驅動，產生的高壓空氣通過壓縮空氣通道37均勻分配到四個噴嘴，附加的空氣泵32不會影響到配氣機構的功能和性能，空氣泵增加的轉動扭矩和波動通過排氣相位器的補償彈簧來平衡。通過相位器機油控制閥15和A、B油道的設計，控制機油流向，從而實現配氣機構的相位調整，以適應不同燃燒エ況下的相位需求。該配氣機構可同時、獨立、連續實現相位和氣門升程的調整。
權利要求1.ー種內燃機組合式缸蓋及配氣機構，包括缸蓋本體(14)，其特徵是在缸蓋本體的上面配合連接有一凸輪軸支承(13)，構成組合式缸蓋，配氣機構設在組合式缸蓋上；在凸輪軸支承(13)上面的後部設有四個進氣滾子搖臂安裝位置(8)、前部設有四個排氣滾子搖臂安裝位置(12)，在凸輪軸支承(13)上面的後部邊緣設有兩個可變升程搖臂機油控制閥座(9)和一可變升程搖臂機油控制閥進油道(10)，在凸輪軸支承(13)上面的中部左邊設有兩個相位器機油控制閥座(11)。
2.根據權利要求I所述的ー種內燃機組合式缸蓋及配氣機構，其特徵是所述配氣機構包括兩個分別配合連接在一相位器機油控制閥座(11)上並與相位器供油道(24)相通的相位器機油控制閥(15)，相位器供油道(24)與主油道(23)相通；進氣相位器A油道(16)的一端與一相位器機油控制閥(15)連通、另一端與一凸輪軸前端A環槽部分連通，凸輪軸的B環槽進氣相位器B油道(25)連通；凸輪軸中空油道(28)通過進氣凸輪軸中空供油道(21)與一進氣液壓挺柱安裝孔(22)相通；排氣相位器A油道(29)的一端與另ー相位器機油控制閥(15)連通、另一端與另ー凸輪軸A環槽連通，另ー凸輪軸B環槽與排氣相位器B油道(26)連通；另一凸輪軸中空油道(28)通過排氣凸輪軸潤滑供油道(27)與另ー進氣液壓挺 柱安裝孔(22)相通；還包括兩個分別配合連接在一可變升程搖臂機油控制閥座(9)的可變升程搖臂機油控制閥(18)、分別與一可變升程搖臂機油控制閥相通的可變升程搖臂機油控制閥供油道(20)，該可變升程搖臂機油控制閥供油道與主油道(23)相通，一端分別與一可變升程搖臂機油控制閥相通的可變升程搖臂機油控制閥進油道(19)和可變升程搖臂機油控制閥洩油道(17)，可變升程搖臂機油控制閥進油道(19)的另一端與一進氣液壓挺柱安裝孔(22)相通。
3.根據權利要求I或2所述的ー種內燃機組合式缸蓋及配氣機構，其特徵是所述配氣機構還包括兩根分別與四個進氣滾子搖臂安裝位置(8)和四個排氣滾子搖臂安裝位置(12)配合的凸輪軸(30)，兩根凸輪軸(30)的一端分別與ー相位器(31)配合連接，兩根凸輪軸(30)的一端均與空氣泵(32)的曲柄直接剛性連接；設在缸蓋本體(14)內的排氣液壓挺柱(34)位於ー凸輪軸(30)的內側，該排氣液壓挺柱(34)的上端與定升程滾子搖臂(33)的一端相切，定升程滾子搖臂(33)的另一端與設在缸蓋本體(14)內的排氣門(35)的上端相切；設在缸蓋本體(14)內的進氣液壓挺柱(38)位於另ー凸輪軸(30)的外側，該進氣液壓挺柱(38)的上端與變升程滾子搖臂(39)的一端相切，變升程滾子搖臂(39)的另一端與設在缸蓋本體(14)內的進氣門(36)的上端相切。
專利摘要本實用新型公開一種內燃機組合式缸蓋及配氣機構，包括缸蓋本體，其特徵是在缸蓋本體的上面配合連接有一凸輪軸支承，構成組合式缸蓋，配氣機構設在組合式缸蓋上；在凸輪軸支承上面的後部設有四個進氣滾子搖臂安裝位置、前部設有四個排氣滾子搖臂安裝位置，在凸輪軸支承上面的後部邊緣設有兩個可變升程搖臂機油控制閥座和一可變升程搖臂機油控制閥進油道，在凸輪軸支承上面的中部左邊設有兩個相位器機油控制閥座。本實用新型由於採用了多層缸蓋設計，避免了缸蓋螺栓與滾子搖臂的幹涉，發動機裝配和維修十分方便；油道設計簡單，加工工藝簡單，缸蓋結構緊湊，實現了配氣機構既可變相位又可變氣門升程。
文檔編號F02F1/24GK202402153SQ20112045970
公開日2012年8月29日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者張曉宇, 成衛國, 林靈, 王茂輝, 詹樟松 申請人:重慶長安汽車股份有限公司