上置式气门控制装置
阅读说明：本技术 上置式气门控制装置 (Overhead air valve control device ) 是由 连萌 史正文 牛锦辉 于 2020-12-16 设计创作，主要内容包括：本发明上置式气门控制装置中副凸轮轴与链轮以键槽活动链接并与轴承座活动连接,副凸轮轴的一端与电磁铁动铁芯固定连接,副凸轮左右两侧设置弹簧,副凸轮与副凸轮轴以键槽活动链接,正时齿轮链轮与正时齿轮固定连接,链轮与正时齿轮链轮由传动链连接,副凸轮直接作用于进气门摇臂或排气门摇臂,使发动机具有奥托阿特金森双循环工作模式或压缩释放式制动功能。此装置结构简单,成本低,反映速度快,控制气门行程精确。(The invention relates to an overhead type air valve control device, wherein an auxiliary camshaft and a chain wheel are movably linked through a key slot and are movably connected with a bearing seat, one end of the auxiliary camshaft is fixedly connected with an electromagnet movable iron core, springs are arranged on the left side and the right side of the auxiliary cam, the auxiliary cam and the auxiliary camshaft are movably linked through the key slot, a timing gear chain wheel is fixedly connected with a timing gear, the chain wheel is connected with the timing gear chain wheel through a transmission chain, and the auxiliary cam directly acts on an intake valve rocker arm or an exhaust valve rocker arm, so that an engine has an Ottoatkinson double-cycle working mode or a compression release. The device has the advantages of simple structure, low cost, high reflecting speed and accurate control of the valve stroke.)
技术领域
本发明上置式气门控制装置涉及发动机气门控制技术领域、特别是涉及发动机奥托阿特金森双循环技术领域和压缩释放式发动机制动技术领域。
背景技术
一、发动机有100多年历史，它的循环工作方式绝大部分是吸气、压缩、膨胀做功、排气四行程循环工作，人们以发明者名称命名为奥托循环。这种循环工作方式存在一个缺陷，即压缩比与膨胀比是一样的，经过压缩的油气在膨胀做功行程结束时其动能不能充分发挥作用，存在燃油效率有待提高的空间。人们为了提高奥托发动机燃油效率，阿特金森发明了一种发动机循环工作方式，即在发动机压缩行程开始时打开进气门，活塞推出一部分气体后关闭进气门，进行压缩，使压缩行程小于膨胀做功行程，这样提高了燃油效率，也降低了排放。人们据此称为阿特金森循环，这种发动机的实现需要改动发动机的设计，改动后的发动机体积大，不适应于车辆使用且成本高。
要适应发动机全工况运行对动力的需要，达到燃油效率高，排放效果好，能使发动机在不同工况下，达到动力充沛又省油的效果，发动机具有奥托和阿特金森循环的双循环工作模式是有效途径之一，在奥托循环与阿特金森循环之间可进行切换。具体来说，在需要强大动力的时候，发动机系统采用奥托循环模式，以保证足够的动力性；如果是低负荷的情况，则切换为阿特金森循环，这样可以最大化地提高效率，获得最佳的节油效果。
根据上述情况，中国发明专利申请号：202010029931.X，名称：具有奥托米勒双循环工作模式的发动机，提出了一种发动机实现奥托阿特金森双循环的技术方案。该申请名称是具有奥托米勒双循环工作模式的发动机，但它的实际内容是奥托阿特金森双循环技术，该专利名称属于文字错误。该专利申请的同时还申请了实用新型，申请号：202020079852.5，名称：具有奥托米勒双循环工作模式的发动机，后经补正，改为具有奥托阿特金森双循环工作模式的发动机。该方案以上置式副凸轮作用于进气门实现阿特金森循环。
二、随着车辆装载量、行驶速度的提高，与车辆相关的交通事故也越来越多，车辆事故中，很多都是因为车辆制动系统的问题造成的。提高车辆安全性刻不容缓，对此国家颁布强制标准，要求车辆安装辅助制动装置，发动机辅助制动技术首推压缩释放式制动系统，它是利用一个压缩释能装置将输出动力的发动机转换成一个吸收动力的空气压缩机，可提供优于同类产品数倍的制动性能，制动功率最高，大幅缩短车辆制动距离，确保安全。
国内外的压缩释放式制动技术及产品采用的均是液压技术，存在反映时间长的缺陷，且它的结构复杂，可靠性差，成本高缺陷。目前压缩释放式制动技术及产品基本被国外垄断，国内开发的压缩释放式制动产品中的关键部件仍依赖国外提供。
根据以上情况，中国发明专利申请号：202010984494.7，名称：压缩释放式制动装置。提出了一种发动机实现压缩释放式制动的技术方案。该方案以上置式副凸轮作用于排气门实现压缩释放式制动。
以上两项发明申请是为了实现提高发动机燃油效率和实现压缩释放式发动机制动两个不同的技术目的，但它们为实现这技术目的所采用的技术路线和设计的上置式副凸轮作用于进气门或排气门，其装置是一样的，这样造成这两项发明的混乱。基于此，以上两项发明申请，其申请人已经向国家专利局提出撤回申请并得到批准。
发明内容
为了克服以上两项发明申请存在的混乱现象，以一种技术路线，一种装置控制排气门实现压缩释放式制动，控制进气门实现奥托阿特金森双循环。本发明提出一种上置式气门控制装置，主要由电磁铁、副凸轮轴、右弹簧卡箍、右弹簧、副凸轮、链轮、传动链、排气门摇臂、排气门、进气门摇臂、进气门、活塞、曲轴、正时齿轮、正时齿轮链轮、凸轮轴、链轮左挡块、链轮右挡块、左弹簧卡箍、左弹簧、螺栓、螺母组成，其特征是：副凸轮轴与链轮以键槽活动链接，和轴承座活动连接，副凸轮轴的一端与电磁铁动铁芯固定连接，副凸轮与副凸轮轴以键槽活动链接，副凸轮右侧设置右弹簧卡箍、右弹簧，副凸轮左侧设置左弹簧卡箍、左弹簧，链轮由链轮左挡块、链轮右挡块定位，链轮左挡块、链轮右挡块由螺栓、螺母固定连接，正时齿轮链轮与正时齿轮固定连接，链轮与正时齿轮链轮由传动链连接，副凸轮轴位于相对于气门一端的气门摇臂上方直接作用于气门摇臂。
附图说明
附图1是本发明实施例1结构示意图。
附图2是本发明实施例2结构示意图。
图1及图2中，1电磁铁；2副凸轮轴；3右弹簧卡箍；4右弹簧；5副凸轮；6链轮；7传动链；8排气门摇臂；9排气门；8-1进气门摇臂；9-1进气门；10活塞；11曲轴；12正时齿轮；13正时齿轮链轮；14凸轮轴；15链轮左挡块；16链轮右挡块；17左弹簧卡箍；18左弹簧；19螺栓；20螺母。21；轴承座 22；凸轮。
图2中，23；液压挺柱 24；副正时齿轮链轮 25；副传动链。
具体实施方式
本发明实施例1
附图1是本发明上置式气门控制装置一种实施方案，图中， 2副凸轮轴与6链轮以键槽活动连接，与21轴承座活动链接，2副凸轮轴的一端与1电磁铁动铁芯固定连接，5副凸轮与2副凸轮轴以键槽活动链接，5副凸轮右侧设置3右弹簧卡箍、4右弹簧，5副凸轮左侧设置17左弹簧卡箍、18左弹簧，6链轮由15链轮左挡块、 16链轮右挡块定位，15链轮左挡块、16链轮右挡块由19螺栓、20 螺母固定连接，13正时齿轮链轮与12正时齿轮固定连接，6链轮与13正时齿轮链轮由7传动链连接，与12正时齿轮固定连接的13正时齿轮链轮在7传动链的作用下带动6链轮、2副凸轮轴、5副凸轮运转，2副凸轮轴位于8排气门摇臂相对于9排气门一端的上方直接作用于8排气门摇臂，8排气门摇臂使9排气门在压缩行程接近上止点时打开，实现压缩释放式发动机制动。发动机正常运行过程中，5 副凸轮不与8排气门摇臂发生相互作用。当需要处于压缩释放式制动运行时时，1电磁铁拉动2副凸轮轴位移实现5副凸轮与8排气门摇臂的结合，5副凸轮与8排气门摇臂发生相互作用，在5副凸轮的作用下，9排气门在压缩行程接近上止点时打开。5副凸轮左右两侧的 18左弹簧、4右弹簧是为了适应8排气门摇臂的不同升降高度而使5 副凸轮与8排气门摇臂是否发生相互作用。如8排气门摇臂在9排气门开启位置，5副凸轮在无障碍情况下进入与8排气门摇臂相互作用的位置。如8排气门摇臂不在9排气门开启位置，5副凸轮进入工作位置有障碍，18左侧弹簧受到压缩力，在8排气门摇臂下行时，18 左侧弹簧就将5副凸轮推向工作位置。反之，恢复正常运行时同理， 1电磁铁推动2副凸轮轴位移实现5副凸轮与8排气门摇臂的分离，发动机恢复正常运行。如8排气门摇臂在9排气门开启位置，5副凸轮在无障碍情况下与8排气门摇臂分离，如8排气门摇臂不在9排气门开启位置，5副凸轮与8排气门摇臂分离有障碍，4右侧弹簧受到压缩力，在8排气门摇臂下行时，4右侧弹簧就将5副凸轮推向与8 排气门摇臂分离位置。
本发明实施例2
本发明图1的结构和部件除了将5副凸轮作用于9排气门上方的8排气门摇臂改为5副凸轮作用于9-1进气门上方的8-1进气门摇臂之外，其结构和所有部件都不予改变，5副凸轮作用于进气门和 5副凸轮作用于9排气门的机理一样，当发动机工况需要进入阿特金森循环时，5副凸轮作用于9-1进气门上方的8-1进气门摇臂，使9-1 进气门在压缩行程开始时打开，放出部分气体后关闭。当发动机工况需要进入奥托循环时，5副凸轮与9-1进气门上方的8-1进气门摇臂脱离。这样实现了奥托阿特金森双循环。
本发明实施例3
附图2是本发明实施凸轮上置排气门摇臂式配气机构中控制排气门的技术方案，图2中，2副凸轮轴与14凸轮轴位于缸盖上部由21轴承座支撑连接，24副正时齿轮链轮与6链轮由7传动链连接，带动14凸轮轴工作的13正时齿轮链轮与位于发动机下部自身已有的齿轮由25副传动链连接，23液压挺柱作为8排气门摇臂的支点，22凸轮直接作用于8排气门摇臂使9排气门循环启闭，2副凸轮轴位于8排气门摇臂相对于气门一端的上方，直接作用于8排气门摇臂使9排气门在压缩行程接近上止点时打开，2副凸轮轴上安装的 3右弹簧卡箍、4右弹簧、5副凸轮、6链轮、15链轮左挡块、16链轮右挡块、17左弹簧卡箍、18左弹簧图1中的结构形式一样，与1 电磁铁的连接方式一样。
2副凸轮轴在14凸轮轴带动下运转，在发动机以正常运行过程中，5副凸轮不与8排气门摇臂发生相互作用。当需要处于压缩释放式制动时，1电磁铁拉动2副凸轮轴位移实现5副凸轮与8排气门摇臂的结合，5副凸轮与8排气门摇臂发生相互作用，在5副凸轮的作用下，9排气门在压缩行程接近上止点时打开，实现压缩释放式发动机制动。5副凸轮左右两侧的18左弹簧、4右弹簧是为了适应8排气门摇臂的不同升降高度而使5副凸轮与8排气门摇臂是否发生相互作用。如8排气门摇臂在9排气门开启位置，5副凸轮在无障碍情况下进入与8排气门摇臂相互作用的位置。如8排气门摇臂不在9排气门开启位置，5副凸轮进入工作位置有障碍，18左侧弹簧受到压缩力，在8排气门摇臂下行时，18左侧弹簧就将5副凸轮推向工作位置。反之，恢复正常运行时同理，1电磁铁推动2副凸轮轴位移实现5副凸轮与8排气门摇臂的分离，发动机恢复正常运行。如8排气门摇臂在9排气门开启位置，5副凸轮在无障碍情况下与8排气门摇臂分离，如8排气门摇臂不在9排气门开启位置，与5副凸轮8排气门摇臂分离有障碍，4右侧弹簧受到压缩力，在8排气门摇臂下行时，4右侧弹簧就将5副凸轮推向与8排气门摇臂分离位置。
本发明实施例4
本发明图2中的结构和部件除了5副凸轮作用于9排气门上方的8排气门摇臂改为5副凸轮作用于9-1进气门上方的8-1进气门摇臂之外，其结构和所有部件都不予改变，5副凸轮作用于9-1进气门和5副凸轮作用于9排气门的机理一样，当发动机工况需要进入阿特金森循环时，5副凸轮作用于9-1进气门，当发动机工况需要进入奥托循环时，5副凸轮与9-1进气门摇臂脱离，这样实现了奥托阿特金森双循环。
由于采取了以上技术措施，本发明使发动机具有压缩释放式制动功能和奥托阿特金森双循环工作模式。重要的是，本技术不改变现发动机的结构，只是在现发动机的基础上增加一套可与现有配气机构配合、相互作用的部件组成排气门工作状况的可控改变或进气门工作状况的可控改变，与液压式结构相比反映速度快，结构简单，成本低，易于推广应用，打破国外对压缩释放式制动技术和奥托阿特金森双循环的垄断局面。