本發明涉及內燃發動機技術，具體涉及一種四沖程內燃發動機機氣門升程調節緩沖裝置，可該裝置可根據燃燒排放實際需要隨意改變進氣量或排氣量，應用于內燃機凸輪通過傳動鏈驅動氣門升程，達到節能、環保的目的，進一步提高內燃機整體性能。

背景技術：

隨著能源日趨緊張和大氣污染的日益加劇，內燃發動機制造行業正面臨著新一輪創新和變革，增效、節能、環保是內燃機發展永恒的主題。特別是燃燒系統創新技術不斷提高和應用，如高壓共軌電子控制技術廣泛推廣使用，再加上可變正時技術推出，使內燃機燃燒系統得到大幅度改變和提升，完全可根據內燃機功率變化提供必要燃料，但氣門升程還沒有根據燃料供給多少而變化。進、排氣量使空燃比得不到合理匹配，以上幾項新技術沒有充分發揮更大作用，為了高性能內燃機進一步提高，可變氣門升程是全球各大內燃機制造企業、研發等機構投入大量人力物力進行研發的主要課題，如英國ABB公司、德國海因斯曼公司等都推出他們研制的樣件，結構非常復雜。我國也有很多高校和科研單位都早已立項研發，但研發進度比較緩慢。

技術實現要素：

本發明旨在克服現有可變氣門升程機構結構復雜體積龐大等問題，提供一種結構簡單且可可靠地調節氣門升程的氣門調節緩沖裝置。

本發明提供一種內燃發動機氣門升程調節緩沖裝置，包括：

凸輪；連接到凸輪的挺桿組，所述挺桿組包括下挺桿和上挺桿，以及位于下挺桿和上挺桿之間用于調節下挺桿和上挺桿之間距離的挺桿長度調節單元，所述挺桿長度調節單元可包括：設置在所述下挺桿和上挺桿之間的容納有液壓油的挺桿腔、能夠左右移動以調節所述挺桿腔的高度的活塞，以及使所述活塞左右移動的第二伺服驅動單元；氣門組，所述氣門組包括氣門、氣門彈簧和氣門彈簧座；以及一端連接到氣門組另一端連接到挺桿組的搖臂；所述凸輪的轉動帶動所述挺桿組的挺桿的上下運動，進而使所述搖臂轉動而控制氣門的開啟與關閉。

本發明人多年來對內燃機燃燒系統研究，結合國內外研究成果，著眼于改進現有的柴油機從凸輪轉動到氣門往復運動這樣一個運動鏈，通過保持凸輪曲線不變，而增加挺桿長度可調裝置根據工況改變挺桿長度，實現氣門升程可調，成功的研發出一套既簡單又可靠的氣門升程可變裝置。在此基礎上，把電子控制高壓共軌、可變正時，再加上可變氣門升程等技術有效的結合應用，這樣內燃機不管在哪個功率段，都不會存在由于空燃比匹配不合理而 造成燃燒不良，浪費能源，污染空氣。

活塞可在上下挺桿之間在左右方向上移動，借助于此，可以調節挺桿腔的高度，例如當活塞往左移動時，活塞進入挺桿腔，挺桿腔部分體積被活塞占用，而使挺桿腔中的液壓油的液面高度上升，即、所述挺桿腔的高度增加，而當活塞往右移動，挺桿腔容納液壓油的橫截面積變大，由此，挺桿腔中的液壓油的液面高度下降，即、所述挺桿腔的高度減小，借助于此，可以簡單地調節上下挺桿之間的距離而實現總挺桿長度的可變。

上述挺桿長度調節單元中，用于使所述活塞左右移動的第二伺服驅動單元可包括滑動轉軸伺服電機減速器、以及連接至滑動轉軸伺服電機減速器的左右滑動軸，所述左右滑動軸的左側端面連接至所述活塞用于推動所述活塞。

上述挺桿長度調節單元還可包括與所述挺桿腔流體連通的儲油杯，且通過所述活塞的左右移動能夠接通或阻斷挺桿腔與儲油杯之間的流體連通。

設置儲油杯可進一步調節挺桿腔的體積，從而控制挺桿長度的可調節量進而控制氣門升程的可調節量。

較佳地，所述挺桿腔由密封圈界定。借助于此，液壓油通過密封圈可靠地密封在挺桿腔內。

較佳地，在所述挺桿長度調節單元和所述上挺桿之間還設置有無間隙氣門緩沖單元，所述無間隙氣門緩沖單元包括緩沖滑動塊、設置在所述緩沖滑動塊內的活動球頭，以及設置在所述緩沖滑動塊和活動球頭之間的緩沖彈簧。

本發明充分考慮到調整氣門間隙也是調節氣門挺桿長度，若使氣門間隙無限增大，這也是不允許的，會造成氣門落座粗暴，氣門過早損壞或斷裂造成嚴重后果，所以在上挺桿和挺桿長度調節單元之間又設置一套無間隙氣門緩沖裝置，工作時做到氣門搖臂調節螺釘無間隙，又能使氣門關閉密封，使氣門落座減小沖擊，到達了延長氣門使用壽命和降低噪聲的效果。

本發明中，所述緩沖彈簧的強度小于所述氣門彈簧的強度。借助于此，可以避免凸輪軸頂住挺桿球頭，而在氣門沒工作時就頂開氣門。

本發明中，所述挺桿組還包括分別用于引導下挺桿和上挺桿的下挺桿導套和上挺桿導套。

本發明提供的技術方案的有益效果是由于增加了液壓挺桿長短可調裝置，當內燃機工況需要變動進氣時，由控制系統發指令，伺服電機帶動蝸桿蝸輪，轉動，蝸輪內徑與輸出軸螺紋配合，轉動渦輪時輸出軸不轉，只能左右移動，推拉頂板使偏斜推桿前后移動，改變 挺桿長度。此外，本發明考慮到由于縮短挺桿氣門間隙會無限增大，這是不允許的，必須有一套消除氣門間隙緩沖裝置綜合使用，才能確保運行安全可靠，緩沖裝置、下挺桿中間有一緩沖彈簧，彈簧強度弱于氣門彈簧，免于凸輪軸頂住挺桿球頭，是氣門升程調整沒工作時就頂開氣門，到最小時氣門關閉也一樣沒有間隙，由于兩邊彈簧力相互作用，氣門落座減小沖擊力。本裝置是在凸輪升程范圍內可變，只能變小，不能變大，所以設計柴油機凸輪時應考慮升程要大些，另外優點在于結構簡單、可靠性好、安裝位置合理、制造成本低等。

附圖說明

圖1為一種柴油機機械式氣門升程調節緩沖裝置的結構示意圖；

圖2為一種柴油機液壓式氣門升程調節緩沖裝置的結構示意圖；

圖3為圖1中的機械式挺桿長度調節單元的結構示意圖；

圖4為圖2中的液壓式挺桿長度調節單元的結構示意圖；

圖5為圖1和圖2中的無間隙氣門緩沖單元的結構示意圖；

圖6為圖1和圖2中氣門升程(A部)放大圖；

其中，1-凸輪；2-滾輪；3-滾輪銷；4-滾輪座；5-殼體；6-下挺桿；7-下挺桿彈簧；8-下挺桿導套；9-機械式挺桿長度調節單元；9-1固定轉軸伺服電機減速器；9-2固定轉軸；9-3內卡環；9-4導柱；9-5推力板；9-6軸承；9-7軸承軸；9-8偏斜推桿；9’-液壓式升程可調裝置；9’-1滑動轉軸伺服電機減速器；9’-2左右滑動軸；9’-3螺帽；9’-4密封圈；9’-5活塞；9’-6儲油杯；9’-7挺桿腔；10-無間隙氣門緩沖單元；10-1緩沖滑動體；10-2活動球頭；10-3緩沖彈簧；11上挺桿；12-上挺桿導套；13-搖臂座；14-搖臂軸；15-搖臂；16-可調頂頭螺釘；17-氣門哈夫鎖夾；18-氣門彈簧上座；19-氣門彈簧；20-氣門彈簧下座；21-氣門導套；22-氣門；23-氣門座；24-氣缸蓋；25-柴油機機體。

具體實施方式

以下結合附圖和下述實施方式進一步說明本發明，應理解，附圖及下述實施方式僅用于說明本發明，而非限制本發明。

參見圖1和圖2，本發明涉及一種四沖程內燃發動機氣門升程調節緩沖裝置，可包括凸輪1、滾輪2、滾輪銷3、滾輪座4、下挺桿6、下挺桿彈簧7、下挺桿導套8、機械(液壓)式挺桿長度調節單9，9’、無間隙氣門緩沖單元10、上挺桿11、上挺桿導套12、搖臂座13、搖臂軸14、搖臂15、可調頂頭螺釘16、氣門哈夫鎖夾17、氣門彈簧上座18、氣門彈簧19、氣門彈簧下座20、氣門導套21、氣門22、氣門座23、氣缸蓋24和柴油機機體25。

凸輪1固定在凸輪軸(未圖示)上，滾輪座4安裝在殼體5內，滾輪3固定在滾輪座4上，殼體5固定在柴油機機體25上，下挺桿6安裝在滾輪座4上以借助于滾輪3連接至凸輪1，下挺桿彈簧7安裝在滾輪座4與下挺桿導套8之間，下挺桿導套8可固定在滾輪座導套上。

參見圖1和圖3，在機械式升程可調裝置中，機械式挺桿長度調節單元9及其上的由伺服電機控制蝸輪減速箱(固定轉軸伺服電機減速器9-1)固定在柴油機機體25上，渦輪輸出軸(固定轉軸9-2)固定在固定轉軸伺服電機減速器9-1上，導柱9-4固定在固定轉軸伺服電機減速器9-1上，推力板9-5安裝在導柱9-4和固定轉軸9-2上，軸承9-6安裝在軸承軸9-7上，軸承軸9-7固定在偏斜推桿9-8上，偏斜推桿9-8安裝在下挺桿6與無間隙氣門緩沖單元10，之間，即、安裝無間隙氣門緩沖單元10，在偏斜推桿9-8和上挺桿11之間。由伺服電機控制蝸輪減速箱，推動輸出軸(固定轉動軸9-2)滑動，完成挺桿長短可調功能)。

參見圖5其示出無間隙氣門緩沖單元10的結構示意圖，其中緩沖滑動體10-1可安裝在下挺桿導套8內，活動球頭10-2安裝在緩沖滑動體10-1內，緩沖彈簧10-3安裝在緩沖滑動體10-1與活動球頭10-2之間，上挺桿11安裝在活動球頭10-2上。

返回圖1和圖2，上挺桿導套12固定在下挺桿導套8和氣缸蓋24之間，上頂桿11的頂部與氣缸蓋24連接，搖臂座13固定在氣缸蓋24上，搖臂軸14固定在搖臂座13上；搖臂15安裝在搖臂軸14上，可調頂頭螺釘16固定在搖臂15上，氣門哈夫鎖夾17固定在氣門彈簧上座18上，氣門彈簧19固定在氣門彈簧上座18和氣門彈簧下座20之間，氣門彈簧下座20、氣門導套21固定在氣缸蓋24上，氣門22安裝在氣門導套21中，氣門座23固定在氣缸蓋24上，氣缸蓋24固定在柴油機機體25上。

根據圖1、圖3、圖5和圖6所示，工作時，凸輪1轉動，滾輪2、滾輪座4、下挺桿6、扁斜推桿9-8、緩沖滑動體10-1、活動球頭10-2和上挺桿11一起向上運動，搖臂15繞搖臂軸14轉動，可調頂頭螺釘16將氣門22下壓，氣門22向下移動一段距離H開啟，當工況需要，控制滑動轉軸伺服電機減速器9-1上的9-2固定轉軸滑動，使導柱9-4左右滑動；推動軸承9-5和扁斜推桿9-8向左或向右移動，改變緩沖滑動體10-1、活動球頭10-2和上挺桿11上升或下降的高度，從而改變氣門22開啟間隙H的大小(參見圖6)。，(液壓式升程可調裝置，左右滑動軸安裝在滑動轉軸伺服電機減速器上，密封圈固定在下挺桿導套中)。

參見圖2、圖4，其示出本發明的氣門升程調節緩沖裝置的又一示例，即、液壓式氣 門升程調節緩沖裝置(以下相同的部件標以相同的符號)：凸輪1固定在凸輪軸上，滾輪2用滾輪銷3安裝在滾輪座4內，殼體5固定柴油機機體25上，下挺桿6安裝在滾輪座4上，下挺桿彈簧7安裝在滾輪座4與下挺桿導套8之間，下挺桿導套8固定在滾輪座4上，液壓式挺桿長度調節單元9’及其上的滑動轉軸伺服電機減速器9’-1固定在柴油機機體24上，左右滑動軸9’-2安裝在滑動轉軸伺服電機減速器8’-1上，密封圈9’-4固定在下挺桿導套8中，液壓油被密封在密封圈9’-4之間形成挺桿腔9’-7，無間隙氣門緩沖單元10安裝在挺桿腔9’-7和上挺桿11之間，緩沖滑動體10-1安裝在下挺桿導套8內，活動球頭10-2安裝在緩沖滑動體10-1內，緩沖彈簧10-3安裝在緩沖滑動體10-1與活動球頭10-2之間，上挺桿11安裝在活動球頭10-2上，上挺桿導套12固定在下挺桿導套8和氣缸蓋24之間，搖臂座13固定在氣缸蓋24上，搖臂軸14固定在搖臂座13上；搖臂15安裝在搖臂軸14上，可調頂頭螺釘16固定在搖臂15上，氣門哈夫鎖夾17固定在氣門彈簧上座18上，氣門彈簧19固定在氣門彈簧上座18和氣門彈簧下座20之間，氣門彈簧下座20、氣門導套21固定在氣缸蓋24上，氣門22安裝在氣門導套21中，氣門座23固定在氣缸蓋24上，氣缸蓋24固定在柴油機機體25上。

根據附圖2、4、5和6所示，工作時，凸輪1轉動，滾輪2、滾輪座4、下挺桿6、液壓腔9’-7中的液壓油、無間隙氣門緩沖裝置10和上挺桿11一起向上運動，搖臂15繞搖臂軸14轉動，可調頂頭螺釘16將氣門22下壓，氣門22向下移動一段距離H開啟，當工況需要，控制滑動轉軸伺服電機減速器9’-1上的左右滑動軸9’-2轉動并左右滑動，液壓油9’-7的液面高或低位置，緩沖滑動體10-1、活動球頭10-2和上挺桿11上升或下降的高度，從而改變氣門22開啟間隙H的大小(參見圖6)。

同理，如果是多缸柴油機，只要在每個氣缸上的都設置這樣一種柴油機氣門升程調節裝置和無間隙氣門緩沖裝置，就可以實現多缸柴油機氣門升程的調節。

應理解，上述挺桿長度調節單元9，9’僅是優選的示例，可以省略或改變其中部分部件，只要能實現連續調節上下挺桿之間距離即可。