发动机、气门驱动机构及其导向销

摘要

本发明公开了一种导向销，用于气门驱动机构，气门驱动机构包括气门桥(23)，气门桥(23)的中部开设有通孔(231)，导向销(22)穿过通孔(231)，通孔(231)包括圆锥孔段(2311)和圆柱孔段(2312)，导向销(22)包括母线为圆弧线的球面段(221)和母线为直线的圆柱段(222)，球面段(221)与圆锥孔段(2311)的接触线为闭合环线，圆柱孔段(2312)的直径大于圆柱段(222)的直径。本发明所公开的导向销为方便地实现两同名气门的同时开启和同时关闭提供了结构基础，并且结构简单，受人为操作因素的影响小，具有较高的可靠性。本发明还公开了一种包括上述导向销的气门驱动机构和包括上述气门驱动机构的发动机。

权利要求

1.一种导向销，用于气门驱动机构，所述气门驱动机构包括气门桥（23），所述气门桥（23）的中部开设有通孔（231），所述导向销（22）穿过所述通孔（231），其特征在于，所述通孔（231）包括圆锥孔段（2311）和圆柱孔段（2312），所述导向销（22）包括母线为圆弧线的球面段（221）和母线为直线的圆柱段（222），所述球面段（221）与所述圆锥孔段（2311）的接触线为闭合环线，所述圆柱孔段（2312）的直径大于所述圆柱段（222）的直径，且所述导向销（22）的下端部插装于发动机气缸盖（29）上的承载孔（291）。

2.根据权利要求1所述的导向销，其特征在于，所述圆弧线为标准圆线的一段。

3.根据权利要求2所述的导向销，其特征在于，所述标准圆线的半径为6.5mm。

4.根据权利要求1所述的导向销，其特征在于，所述圆弧线为椭圆线的一段。

5.一种气门驱动机构，包括气门桥和导向销，其特征在于，所述导向销为权利要求1至

4任一项所述的导向销。

6.一种发动机，包括气门和用于驱动所述气门运动的气门驱动机构，其特征在于，所述气门驱动机构为权利要求5所述的气门驱动机构。

说明书

发动机、气门驱动机构及其导向销

技术领域

[0001] 本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种导向销。本发明还涉及一种包括上述导向销的气门驱动机构和一种包括上述气门驱动机构的发动机。

背景技术

[0002] 发动机是各种车辆以及多种机械的动力源，发动机的工作性能的好坏直接关系着车辆以及其他机械的工作性能，因此，提高发动机的工作性能始终受到人们的重视。

[0003] 发动机的配气系统是用于保证发动机在正确的时间点打开气门和关闭气门，以实现发动机新鲜空气的供给和废气的排出的系统。常规的四气门发动机，对应于同一气缸一般包括两个进气门和两个排气门，同名气门（即两个进气门或者两个排气门）一般使用整个配气系统的同一个气门驱动机构进行驱动。

[0004] 工作过程中，发动机的曲轴在活塞的作用下旋转，并利用齿轮带动凸轮轴旋转，从而凸轮轴上的凸轮驱动挺柱和推杆上下运动，进而驱动摇臂绕摇臂轴摆动，在摇臂的摆动过程中，向气门桥和气门施加往复推力，并与气门的复位弹簧相互配合作用，实现气门的开启和关闭。

[0005] 请参考图1，图1为现有技术中一种典型的气门驱动机构的结构示意图。

[0006] 如图中所示，现有技术的发动机气门驱动机构包括摇臂11、气门桥13、导向销12、调节螺钉17、锁紧螺母18和复位弹簧16，两个同名气门14分别位于气门桥13的两端，气门桥13的中间开设有通孔，导向销12插装于通孔中，且导向销12的下部插装于气缸盖19的承载孔；气门桥13的一端开设有螺纹孔和定位孔，二者的中心线重合，调节螺钉17安装于螺纹孔中，锁紧螺母18位于调节螺钉17的顶部，用于锁紧调节螺钉17的位置，两个同名气门14中一个气门的气门杆的头部插装于定位孔中，从而可以通过调节螺钉17和锁紧螺母18调节该气门的位置，并实现将摇臂11的作用力传递至气门；气门桥13的另一端通过下端面与两个同名气门14中的另一气门的气门杆顶部平面接触，实现摇臂11的作用力向该气门的传递。

[0007] 调节螺钉17和锁紧螺母18的设置，能够实现对气门位置的调整，保证两个同名气门同时开启和关闭，然而由于结构复杂，装配过程受人为因素的影响较大，如果装配或者调整不当，则可能会出现气门插入定位孔的深度不足，造成气门与气门桥相互脱离的现象，引起重大的故障，另一方面，锁紧螺母18在工作过程中比较容易松动，也可能会引起重大的事故。

[0008] 因此，如何在保证同名气门同时开启和同时关闭的基础上，提高结构的可靠性，降低结构的复杂度，就成为本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

[0009] 本发明的目的是提供一种导向销，该导向销为方便地实现两同名气门的同时开启和同时关闭提供了结构基础，并且结构简单，受人为操作因素的影响小，具有较高的可靠性。本发明的另一目的是提供一种包括上述导向销的气门驱动机构和包括上述气门驱动机构的发动机。

[0010] 为解决上述技术问题，本发明提供一种导向销，用于气门驱动机构，所述气门驱动机构包括气门桥，所述气门桥的中部开设有通孔，所述导向销穿过所述通孔，所述通孔包括圆锥孔段和圆柱孔段，所述导向销包括母线为圆弧线的球面段和母线为直线的圆柱段，所述球面段与所述圆锥孔段的接触线为闭合环线，所述圆柱孔段的直径大于所述圆柱段的直径，且所述导向销（22）的下端部插装于发动机气缸盖（29）上的承载孔（291）。

[0011] 优选地，所述圆弧线为标准圆线的一段。

[0012] 优选地，所述标准圆线的半径为6.5mm。

[0013] 优选地，所述圆弧线为椭圆线的一段。

[0014] 为解决上述技术问题，本发明提供一种气门驱动机构，包括气门桥和导向销，所述导向销为上述任一项所述的导向销。

[0015] 为解决上述技术问题，本发明还提供一种发动机，包括气门和用于驱动所述气门运动的气门驱动机构，所述气门驱动机构为上述的气门驱动机构。

[0016] 本发明所提供的导向销，用于气门驱动机构，其中气门驱动机构包括气门桥，气门桥的中部开设有通孔，导向销穿过通孔，通孔包括圆锥孔段和圆柱孔段，导向销包括母线为圆弧线的球面段和母线为直线的圆柱段，球面段与圆锥孔段的接触线为闭合环线，圆柱孔段的直径大于圆柱段的直径。工作过程中，发动机的摇臂作用于导向销，导向销将作用力传递至气门桥，进而传递至发动机的气门，使气门在上述作用力和复位弹簧的共同作用下上下往复运动，实现气门的开启和关闭，当同一气门桥推动的两气门不能同时开启或者关闭时，由于通孔中的圆锥孔段和导向销的球面段的配合，从而可以调整导向销与通孔的接触位置，改变气门桥所承受的作用力，最终改变两气门所承受的作用力，自动保证两气门同时开启或者关闭。可以看出，本发明所提供的导向销，由于包括球面段，能够与气门驱动机构的气门桥的通孔的圆锥孔段相互配合，实现对两气门的初始不平衡的自适应，保证了两气门的同时开启和闭合，完全取消了调整螺钉和锁紧螺母，彻底地避免了由于人为调整不当而造成的故障，以及由于螺母松动而引起的故障，不仅降低了结构的复杂度，而且保证了工作的可靠性和安全性。

[0017] 本发明所提供的气门驱动机构和发动机的有益效果均与气门驱动机构的有益效果类似，在此不再赘述。

附图说明

[0018] 图1为现有技术中一种典型的气门驱动机构的结构示意图；

[0019] 图2为本发明一种具体实施方式所提供的导向销的结构示意图；

[0020] 图3为本发明一种具体实施方式所提供的气门驱动机构的结构示意图；

[0021] 图4为图3所示A部分的放大示意图；

[0022] 图5为图3所示与本发明一种具体实施方式所提供的导向销相配合的气门桥的结构示意图。

具体实施方式

[0023] 本发明的核心是提供一种导向销，该导向销为方便地实现两同名气门的同时开启和同时关闭提供了结构基础，并且结构简单，受人为操作因素的影响小，具有较高的可靠性。本发明的另一核心是提供一种包括上述导向销的气门驱动机构和包括上述气门驱动机构的发动机。

[0024] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

[0025] 请参考图2至图5，图2为本发明一种具体实施方式所提供的导向销的结构示意图；图3为本发明一种具体实施方式所提供的气门驱动机构的结构示意图；图4为图3所示A部分的放大示意图；图5为图3所示与本发明一种具体实施方式所提供的导向销相配合的气门桥的结构示意图。

[0026] 如图中所示，本发明所提供的导向销，用于气门驱动机构，气门导向机构具体包括摇臂21、气门桥23和复位弹簧26，摇臂21的头部与导向销22的顶面接触，气门桥23的中部开设有通孔231，位于气门桥23下方的发动机气缸盖29上开设有承载孔291，导向销22穿过通孔231，且导向销22的下端部插装于承载孔291，发动机的一气缸的两同名气门24分别位于气门桥23的两端，两气门24的气门杆的顶端与气门桥接触，气门杆上套装复位弹簧26和气门导管25，复位弹簧26的两端分别由支撑座支撑，其中，通孔231包括圆锥孔段2311和圆柱孔段2312，导向销22包括母线为圆弧线的球面段221和母线为直线的圆柱段
222，其中球面段221基本位于圆锥孔段2311内，且球面段221与圆锥孔段2311的接触线为闭合环线，圆柱孔段2312的直径大于圆柱段222的直径。

[0027] 具体地，本文所述的圆弧线为所有具有圆弧形状的线段，并非只是标准圆上的一段，因此，所形成的球面段并非仅包括标准球，还可以包括椭球等球面。

[0028] 上述圆弧线可以为标准圆线的一段。标准球面不仅可以很方便地实现球面段221与锥面孔段2311的配合，而且加工简单，加工质量高。当然，上述圆弧线也可以为椭圆线的一段。

[0029] 另一方面，受气门桥23所承受应力的影响，球面段的尺寸应当适中，不能太大，也不能太小，以保证球面段221与锥面孔段2311的接触线基本处在锥面孔段2311的中间部位，如果尺寸过大或过小，则接触线会上移或下移，从而使得气门桥23最大应力点往上部交界处或下部交界处转移，带来应力大幅上升，在一种具体实施方式中，球面段的半径的尺寸可以为6.5mm。

[0030] 工作过程中，发动机的曲轴在活塞的作用下旋转，并利用齿轮带动凸轮轴旋转，从而凸轮轴上的凸轮驱动挺柱和推杆上下运动，进而驱动摇臂21绕摇臂轴往复摆动，当摇臂21向下摆动时，将作用力作用于导向销22，导向销22将作用力传递至气门桥23，进而传递至发动机的气门24，使气门24在上述作用力的作用下向下运动，实现气门24的开启，同时，复位弹簧26在此过程中受到压缩；当摇臂21向上摆动时，复位弹簧26的弹力作用于支撑座，进而作用于气门桥23，使气门24、气门桥23和导向销22向上运动实现气门的关闭，当同一气门桥23推动的两气门24不能同时开启或者关闭时，由于通孔231中的圆锥孔段
2311和导向销22的球面段221的配合，球面段221可以在圆锥孔段2311改变位置和方向，从而可以改变导向销22和气门桥23所承受的作用力，最终改变两气门24所承受的作用力，自动保证两气门24同时开启或者关闭。

[0031] 特别地，圆柱孔段的直径大于圆柱段的直径，为球面段221可以在圆锥孔段2311改变位置和方向提供了保证，为导向销22的倾斜预留了空间，具体地，导向销22圆柱段222的直径与圆柱孔段2312的直径之差的范围可以为0.1mm-0.15mm，直径之差过小容易对导向销22的倾斜范围造成较大的限制，使得自适应能力不能充分发挥，直径之差过大又会导致球面段221和圆锥孔段2311的尺寸都大，而受气门桥23的尺寸的限制，球面段221和圆锥孔段2311的尺寸都不可能太大。

[0032] 具体地，圆柱孔段2312的直径与圆柱段222的直径之差可以为0.125mm。

[0033] 然而，在上述工作过程中，摇臂21在围绕摇臂轴旋转时，摇臂21的头部与导向销22的接触位置不仅会发生垂向位移，而且会产生水平方向的位移，即摇臂21的头部与导向销22之间会产生横向相对滑动，从而会使导向销22承受横向的摩擦力，上述摩擦力可能会经过气门桥23传递至气门24，最终传递至气门导管25，使气门导管产生偏磨。

[0034] 在上述气门驱动机构中，由于导向销22的下端部插装于气缸盖29的承载孔291，从而可以将将导向销22所承受的横向力传递至气缸盖29，避免了上述作用力通过气门桥23和气门24传递至气门导管25，避免了气门导管25单边磨损，延长了气门导管25的使用寿命，避免了机油通过气门导管25的间隙流入气道，降低了使用成本；更进一步地，本发明所提供的导向销22还包括球面段221，并与气门桥23的通孔231中的圆锥孔段2311相互配合，实现了对两气门24的初始不平衡的自适应，保证了两气门24的同时开启和闭合，完全取消了调整螺钉和锁紧螺母，彻底地避免了由于人为调整不当而造成的故障，以及由于螺母松动而引起的故障，不仅降低了结构的复杂度，而且保证了工作的可靠性和安全性。

[0035] 综上，本发明所提供的导向销22，在结构上提供了保证两气门24的同时开启和关闭的基础，免去了人为调整过程，保证了工作的可靠性和安全性，而且结构简单，加工方便，成本较低。

[0036] 另一方面，上述气门驱动机构的气门桥23的圆柱孔段2312还可以包括第一圆柱孔段23121和第二圆柱孔段23122，第一圆柱孔段23121连接圆锥孔段2311和第二圆柱孔段23122，且第一圆柱孔段23121的直径小于第二圆柱孔段23122的直径。

[0037] 球面段221与圆锥孔段2311的接触线（即闭合环线），最好能够保证在圆锥孔段2311的中间部位，如果接触线太靠上，或者太靠下，则会使得气门桥23所承受的最大应力点会向上部交界处或者下部交界处移动，从而造成应力的大幅上升，因此，合理地设置圆锥孔段2311和球面段221的尺寸就非常的重要，而圆柱孔段2312的直径尺寸小，则可以在锥角不变的情况下，使圆锥孔段2311的坡面长度可选择的范围更大，也可以在圆锥孔段2311的坡面长度不变的情况下，使锥角的可选择范围更大，以便在球面段221的尺寸确定的情况下，保证接触线在大体中间部位，另一方面，由于在加工球面段221的时候受加工工艺的影响，必然会产生退刀槽223，退刀槽223的直径尺寸通常小于圆柱段222的直径尺寸，因此，这也为减小一部分的圆柱孔段的直径尺寸提供了保证，因此可以将圆柱孔段2312设置成具有台阶结构，使圆锥孔段2311的选择范围更大，以保证在圆锥孔段2311能够始终与球面段221形成闭合环线的基础上，改善二者的受力。

[0038] 特别地，为了加工方便，可以将圆锥孔段2311的锥角设定为90度。从而可以通过调整圆锥孔段2311的坡面长度来保证接触线基本位于圆锥孔段2311的中间部位。

[0039] 具体地，请参考图4，气门桥23上还可以设置有气门凹槽232，以将发动机的气门杆的头部插装于气门凹槽232。由于气门杆的位置是确定的，将气门杆的头部插装于气门凹槽232，可以限制气门桥23的位置，防止气门桥23绕导向销22旋转；同时气门凹槽232的加工方便，无需占用额外的空间。

[0040] 当然，也可以采用其他的方式限定气门桥23的位置，比如：在气门桥23的下表面焊接挡板或者挡环，只要能够实现通过气门杆限制气门桥23的运动即可。

[0041] 进一步地，气门凹槽232的顶面可以为圆弧面，如图4中所述，圆弧面可以具体为圆柱表面的一段或球面的一段，在外力的作用下，气门24可能会发生倾斜，当气门24倾斜时，由于气门凹槽232的顶面为圆弧面或球面，减小了气门桥23与气门杆的顶部的力的作用点的偏移量，使二者的接触点仍然基本处于气门杆的中心位置，从而保证了气门杆的受力的均匀性，进而保证了气门的正常开启和关闭。

[0042] 相应地，气门驱动机构的摇臂21的头部与导向销22的顶面接触的接触面也可以为圆弧面。以尽量减小由于摇臂21或者导向销22的倾斜而造成的作用力点的位移量，改善导向销22的受力。

[0043] 此外，本发明还提供了一种气门驱动机构，包括导向销22和气门桥23，导向销22为上述的导向销22，该气门驱动机构的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

[0044] 此外，本发明还提供了一种发动机，包括气门和用于驱动所述气门运动的气门驱动机构，气门驱动机构为上述的气门驱动机构，该发动机的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

[0045] 以上对本发明所提供的发动机、气门驱动机构及其导向销进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。