一种气门间隙自动调节的挺柱、配气机构及发动机

摘要

本申请涉及一种气门间隙自动调节的挺柱，用于配气机构上，配气机构具有与挺柱相互作用的凸轮和气门顶杆；挺柱包括本体、膜片弹簧和油液；本体内顶面向下凸出部位形成凸台；膜片弹簧顶部边缘部分与本体顶壁面相连，并与本体形成空腔，空腔为封闭结构；膜片弹簧、凸台及气门顶杆之间沿竖直方向的中轴线一致；空腔内设置有油液，油液分布于膜片弹簧中心位置。通过本体与膜片弹簧间形成的可储存油液的封闭空腔，在凸台与膜片弹簧发生碰撞时，油液消除凸台与膜片弹簧之间的碰撞冲击；再通过膜片弹簧的回弹力会使本体移动，消除气门间隙；膜片弹簧回弹特性使被挤压的油液重新聚集在中心位置，发动机无需主动给该挺柱供油，能实现自动供油。

权利要求

1.一种气门间隙自动调节的挺柱，用于配气机构(1)上，该配气机构(1)具有与挺柱(2)相互作用的凸轮(10)和气门顶杆(11)，其特征在于，其包括：本体(20)，其内顶面向下凸出部位形成凸台(200)；

膜片弹簧(21)，其顶部边缘部分与所述本体(20)顶壁面相连，并与所述本体(20)形成空腔，所述空腔为封闭结构；

所述膜片弹簧(21)、所述凸台(200)及所述气门顶杆(11)沿竖直方向的中轴线保持一致；

其中，所述空腔内设置有油液(22)；在凸轮(10)未压动挺柱(2)时，所述油液(22)分布于膜片弹簧(21)中间位置；

所述膜片弹簧(21)为空心圆锥台结构，所述空心圆锥台结构内用于储存油液(22)；

所述膜片弹簧(21)的锥底(212)与所述气门顶杆(11)上端过盈配合；

所述锥底(212)向上凸起部位形成凹腔(2120)，所述凹腔(2120)与所述凸台(200)相对设置。

2.如权利要求1所述的气门间隙自动调节的挺柱，其特征在于，所述膜片弹簧(21)部分与所述本体(20)顶壁面相连的部位为膜片弹簧(21)的锥顶(210)的圆周边缘部分，并通过焊接或粘接连接在一起。

3.如权利要求1所述的气门间隙自动调节的挺柱，其特征在于，所述膜片弹簧(21)的锥面(211)为波纹形状。

4.如权利要求1所述的气门间隙自动调节的挺柱，其特征在于，所述空腔的封闭结构由所述本体(20)顶壁面、所述凸台(200)和所述空心圆锥台结构包围形成的。

5.一种配气机构，其特征在于，其包括：如权利要求1‑4任意一项所述的气门间隙自动调节的挺柱(2)；

凸轮(10)，其与所述本体(20)上端面接触；

气门顶杆(11)，其设置于所述本体(20)内，且其上端与所述锥底(212)过盈配合；

气门(12)，其与所述气门顶杆(11)下端连接；

气门弹簧(13)，其套设于所述气门顶杆(11)上。

6.如权利要求5所述的配气机构，其特征在于，所述气门弹簧(13)上端设置有气门弹簧上座(130)，且所述气门弹簧上座(130)与所述气门顶杆(11)相连。

7.一种发动机，其特征在于，其包括：如权利要求6所述的配气机构(1)；所述配气机构(1)设置在所述发动机上。

说明书

一种气门间隙自动调节的挺柱、配气机构及发动机

技术领域

[0001] 本申请涉及汽车发动机技术领域，特别涉及一种气门间隙自动调节的挺柱、配气机构及发动机。

背景技术

[0002] 发动机配气机构是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和点火顺序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜的可燃混合气或空气得以及时进入气缸，废气
得以及时从气缸排出；因此气门是负责向发动机内输入空气并排出燃烧后的废气；从发动
机结构上，分为进气门和排气门，进气门的作用是将空气吸入发动机内，与燃料混合燃烧，
排气门的作用是将燃烧后的废气排出并散热。

[0003] 气门间隙是为保证发动机配气机构的正常工作而设置的，由于气门是跟缸体接触的，缸体在运动的时候发出大量的热，而气门跟缸体接触了以后热量就会传到气门上，导致
气门挺杆、气门杆等零件受热后伸长，便会自动顶开气门，使气门与气门座关闭不严，造成
漏气现象，同时也会顶坏缸体或气门本身，所以要留出合适的气门间隙，保证。气门间隙通
常位于凸轮基圆与挺柱之间；挺柱是配气机构的气门传动结构中的一个从动件，其作用是
将来自凸轮的运动和作用力传给气门，并承受凸轮旋转时所施加的侧向力。

[0004] 在凸轮驱动挺柱使气门开启和关闭时，由于气门间隙的存在，凸轮挺柱间的碰撞冲击较大，产生较大振动噪声。为消除气门间隙，减少气门开启和关闭的冲击，降低配气机
构的振动噪声，需要一种气门间隙自动调节机构。

[0005] 在相关技术中，液压挺柱是常用的气门间隙自动调节装置。液压挺柱通过由发动机缸体内油道提供的液压油压力推动挺柱移动，使挺柱与凸轮基圆接触或者使凸轮驱动机
构内各部件接触，在液压油压力的作用下，凸轮与气门之间部件一直保持接触，从而消除气
门间隙。但该液压挺柱结构复杂，零部件多，且需要在发动机缸体中给每个液压挺柱设置供
油油道，液压挺柱消耗发动机主油道油压，增加发动机机油泵负荷。

发明内容

[0006] 本申请实施例提供一种气门间隙自动调节的挺柱、配气机构及发动机，可实现气门间隙自动调节，且能自动供油的简易结构。

[0007] 一方面，本申请实施例提供了一种气门间隙自动调节的挺柱，用于配气机构上，该配气机构具有与所述挺柱相互作用的凸轮和气门顶杆；该挺柱包括本体、膜片弹簧和油液，
本体内顶面向下凸出部位形成凸台；膜片弹簧顶部边缘部分与所述本体顶壁面相连，并与
所述本体形成空腔，所述空腔为封闭结构；所述膜片弹簧、所述凸台及所述气门顶杆之间沿
竖直方向的中轴线保持一致；其中，所述空腔内设置有油液，在凸轮未压动挺柱时，所述油
液分布于膜片弹簧中间位置。

[0008] 一些实施例中，所述膜片弹簧为空心圆锥台结构，所述空心圆锥台结构内用于储存油液。

[0009] 一些实施例中，所述膜片弹簧部分与所述本体顶壁面相连的部位为膜片弹簧的锥顶的圆周边缘部分，并通过焊接或粘接连接在一起。

[0010] 一些实施例中，所述膜片弹簧的锥面为波纹形状。

[0011] 一些实施例中，所述膜片弹簧的锥底与所述气门顶杆上端过盈配合。

[0012] 一些实施例中，所述锥底向上凸起部位形成凹腔，所述凹腔与所述凸台相对设置。

[0013] 一些实施例中，所述空腔的封闭结构由所述本体顶壁面、所述凸台和所述空心圆锥台结构包围形成的。

[0014] 另一方面，本发明实施例提供了一种配气机构，包含上述所述的挺柱；凸轮、气门顶杆、气门和气门弹簧，凸轮与所述本体上端面接触；气门顶杆设置于所述本体内，且其上
端与所述第二凹腔过盈配合；气门，其与所述气门顶杆下端连接；气门弹簧套设于所述气门
顶杆上。

[0015] 一些实施例中，所述气门弹簧上端设置有气门弹簧上座，且所述气门弹簧上座与所述气门顶杆相连。

[0016] 另一方面，本发明实施例还提供了一种发动机，包含上述所述的配气机构，所述配气机构设置在所述发动机上。

[0017] 本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：通过本体与膜片弹簧间形成的可储存油液的密封空腔，在凸台与膜片弹簧发生碰撞时，油液被挤压流动，可提供较大的碰撞阻
尼，消除凸台与膜片弹簧之间的碰撞冲击，降低振动噪声和表面磨损；由于膜片弹簧的回弹
力会使本体移动，使本体与凸轮之间保持接触，从而可消除气门间隙；膜片弹簧恢复形状，
被挤压的油液由于重力作用在空腔内重新聚集，发动机无需主动给该挺柱供油，该挺柱结
构简单且油液能重复利用，实现自动供油。

附图说明

[0018] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于
本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他
的附图。

[0019] 图1为本申请实施例的挺柱的结构示意图；

[0020] 图2为本申请实施例的膜片弹簧的立体结构示意图；

[0021] 图3为本申请实施例的膜片弹簧的剖视结构示意图；

[0022] 图4为本申请实施例的配气机构的结构示意图。

[0023] 图中：1、配气机构；10、凸轮；11、气门顶杆；12、气门；13、气门弹簧；130、气门弹簧上座；2、挺柱；20、本体；200、凸台；21、膜片弹簧；210、锥顶；211、锥面；212、锥底；2120、凹
腔；22、油液。

具体实施方式

[0024] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

[0025] 参见图1所示，本申请实施例提供了一种气门间隙自动调节的挺柱，用于配气机构1上，该配气机构1具有与挺柱2相互作用的凸轮10和气门顶杆11，该挺柱2包括本体20、膜片
弹簧21和油液22，本体20内顶面向下凸出部位形成凸台200；膜片弹簧21顶部边缘部分与本
体20顶壁面相连，并与本体20形成空腔，该空腔为封闭结构；膜片弹簧21、凸台200及气门顶
杆11之间沿竖直方向的中轴线保持一致；其中，该空腔内设置有油液22，在凸轮10未压动挺
柱2时，该油液22分布于膜片弹簧21中间位置。

[0026] 当本体20在受到凸轮驱动作用后向气门顶杆11方向运动，此时由于膜片弹簧21具有较好的弹性变形特性，在本体20向下压动时，膜片弹簧21被压缩，使得本体20内腔顶面的
凸台200与膜片弹簧21碰撞接触；由于在凸轮10未压动挺柱2时，该油液22分布于膜片弹簧
21中间位置，在凸台200与膜片弹簧21发生碰撞时，油液22被挤压流动，可提供较大的碰撞
阻尼，消除凸台200与膜片弹簧21之间的碰撞冲击，降低振动噪声和表面磨损。

[0027] 由于凸轮10的旋转带动本体20往复移动，而膜片弹簧21具有较好的回弹特性，膜片弹簧21的回弹力会使本体20移动，使本体20与凸轮10之间保持接触，从而可消除气门间
隙；因此无论发动机处于何种温度，气门顶杆11等零部件的膨胀变形均会被膜片弹簧21的
回弹变形特性所抵消，因此可实现气门间隙的自动调节。

[0028] 由于膜片弹簧21与本体20顶壁面相连形成的空腔为封闭结构；油液只能在该空腔内流动；油液22在未被凸台200挤压时，因为重力作用，油液22会聚集到膜片弹簧21较低位
置，当油液22被凸台200挤压时，由于膜片弹簧21和凸台200之间沿竖直方向的中轴线一致，
因此聚集在膜片弹簧21较低位置的油液会被挤压到膜片弹簧21的其它空间，当膜片弹簧21
恢复形状后，被凸台200挤压的油液被挤压的油液22会由于重力作用重新聚集到膜片弹簧
21较低位置，因此发动机无需主动给该挺柱2供油，油液能重复利用；该挺柱2结构简单且能
实现自动供油。

[0029] 上述说明的是膜片弹簧21在本体20驱动作用下运动时的弹性变化；当该膜片弹簧21在装配时安装到发动机配气机构1中后，膜片弹簧21具有一定的预压紧变形，膜片弹簧21
的回弹力也可使挺柱2移动，使挺柱2与凸轮10之间保持接触，消除气门间隙，减少配气机构
1各零件之间的冲击，降低配气机构1的振动噪声。

[0030] 为了更清楚说明膜片弹簧21的形状，请同时参考图2和图3，图2为本申请实施例的膜片弹簧的立体结构示意图；图3为本申请实施例的膜片弹簧的剖视结构示意图。在本实施
例中，膜片弹簧21为的空心圆锥台结构；该空心圆锥台结构相比平面形状的膜片弹簧具有
更优的特性，除用于储存油液22外，还可使膜片弹簧21被本体20向下压时，能提供在被本体
20瞬间压动时提供缓冲力，不宜使膜片弹簧21的弹性变形特性失效损坏；同时也可使油液
22在该空心圆锥台结构内流动性更强。

[0031] 可选的，该膜片弹簧21部分与本体20顶壁面相连的部位为膜片弹簧21的锥顶210的圆周边缘部分，并通过焊接或粘接连接在一起；焊接是两种或两种以上同种或异种材料
通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程；粘接是通过粘接剂将两种结构
粘接在一起。因此锥顶210与本体20顶壁面通过焊接或粘接的方式连接在一起，使该本体20
与膜片弹簧21成一体化结构，从而使该空腔内空间更具密封性，油液22被密封在空腔内，不
易有漏油的风险发生。

[0032] 可选的，膜片弹簧21的锥面211为波纹形状，该波纹形状主要是为了使膜片弹簧具有较好的弹性变形和回弹特性，同时也可便于油液22在该空腔内流动；弹性变形特性表现
在：在本体20向下压动时，膜片弹簧21被压缩，使得本体20内腔顶面的凸台200与膜片弹簧
21碰撞接触，可一定程度上抵消凸台200与膜片弹簧21之间的碰撞冲击，降低振动噪声和表
面磨损。回弹特性表现在：膜片弹簧21的回弹力会使本体20移动，使本体20与凸轮10之间保
持接触，从而可消除气门间隙；因此无论发动机处于何种温度，气门顶杆11等零部件的膨胀
变形均会被膜片弹簧21的回弹变形特性所抵消。

[0033] 可选的，膜片弹簧21的锥底212与气门顶杆11上端过盈配合。通过过盈配合使锥底212和气门顶杆11装配在一起是为了防止膜片弹簧21与气门顶杆11之间由于碰撞冲击而飞
脱，可使膜片弹簧21与气门顶杆11在工作过程中更具稳定性。

[0034] 可选的，锥底212向上凸起部位形成凹腔2120，凹腔2120与凸台200相对设置；由于本体20向下压动时，膜片弹簧21被压缩，使得本体20内腔顶面的凸台200与膜片弹簧21碰撞
接触，因此凹腔2120与凸台200相对设置，是为了更方便凸台200与锥底212相接触，从而能
给气门顶杆11提供最佳的推动力。

[0035] 可选的，该空腔的封闭结构由本体20顶壁面、凸台200和空心圆锥台结构包围形成的。由于锥顶210与本体20顶壁面通过焊接的方式连接在一起，同时本体20顶壁面、凸台200
和空心圆锥台结构相互包围形成一封闭空间，因此油液22可密封储存在该封闭结构中。

[0036] 本申请实施例提供的一种气门间隙自动调节的挺柱，在该挺柱2在工作前，锥顶210与本体20顶壁面通过焊接或粘接的方式连接在一起，同时本体20顶壁面、凸台200和膜
片弹簧21的空心圆锥台结构相互包围形成一封闭空间，因此油液22可密封储存在该封闭结
构中。当本体20在受到凸轮10驱动作用后向气门顶杆11方向运动，在本体20向下压动时，膜
片弹簧21被压缩，使得本体20内腔顶面的凸台200与膜片弹簧21碰撞接触；由于在凸轮10未
压动挺柱2时，该油液22分布于膜片弹簧21中间位置，在凸台200与膜片弹簧21发生碰撞时，
油液22被挤压流动，可提供较大的碰撞阻尼，消除凸台200与膜片弹簧21之间的碰撞冲击，
降低振动噪声和表面磨损。由于膜片弹簧21的回弹力会使本体20移动，使本体20与凸轮10
之间保持接触，从而可消除气门间隙。当膜片弹簧21恢复形状后，被挤压的油液22由于重力
作用在空腔内重新聚集，发动机无需主动给该挺柱2供油，该挺柱2能实现自动供油。

[0037] 请同时参见图4所示，图4是本申请实施例的配气机构的结构示意图；在本申请实施例中，包括如图1至图3所示的气门间隙自动调节的挺柱；还包括凸轮10、气门顶杆11、气
门12和气门弹簧13，凸轮10与本体20上端面接触；气门顶杆11设置于本体20内，且其上端与
锥底212过盈配合；气门12与气门顶杆11下端连接；气门弹簧13套设于气门顶杆11上。

[0038] 由于凸轮10的旋转带动本体20往复移动，当本体20在受到凸轮10驱动后向气门顶杆11方向运动时，从而可推动气门12开启，此时膜片弹簧21被压缩；当气门12在气门弹簧13
作用下反方向运动时，此时气门12关闭，压缩的膜片弹簧21可由于自身回弹特性恢复初始
形状，回弹力消除本体20与凸轮10间的气门间隙，从而可使该配气机构在工作时更稳定，更
少碰撞磨损。

[0039] 可选的，气门弹簧13上端设置有气门弹簧上座130，且气门弹簧上座130与气门顶杆11相连。气门弹簧上座130不可转动地固定在气门顶杆11上，在气门12开启和关闭过程
中，气门弹簧上座130仅能随气门顶杆11沿气门12的轴向方向运动，而不会使气门顶杆11和
气门12发生转动。

[0040] 本申请实施例提供的发动机包括如图1至图4所示的气门间隙自动调节的挺柱2及配气机构1，配气机构1设置在发动机上。

[0041] 在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示
所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本
申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例
如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连
接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本
领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0042] 需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作
之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、或者其任何其他变体意在涵盖
非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要
素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。

[0043] 以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的
一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请
将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一
致的最宽的范围。