高速船用发动机连续可变气门升程机构的制作方法

本发明是关于发动机领域，特别是关于一种高速船用发动机连续可变气门升程机构。

背景技术：

目前，往复活塞式内燃机的气门升程通常固定不变，发动机的进排气系统难以配合燃油系统及增压系统来兼顾发动机高速和中低速性能需要，尤其对于高速大功率船用发动机而言，通常要做出取舍，某些用途的船机强调高速性能，而某些用途的船机又强调中低速性能，中低速性能好的发动机在高速工况下性能却不理想，反之亦然，从而导致发动机的使用范围受到限制，通用化程度不高，社会效益及经济效益不佳。

通常，中低速低负荷时，需要进气有适当的涡流强度，以提高燃烧室内的进气混合效果；而中低速高负荷以及高速高负荷工况下，又需要进气充足。这些对于气门升程是固定的发动机而言难以兼顾。

现有技术的缺点：

其一：气门升程固定不变难以兼顾中低速低负荷及中低速高负荷工况。发动机的性能难以得到充分发挥，中低速的动力输出，以及燃油经济性受到影响。

其二：气门升程固定不变难以兼顾高速低负荷及高速高负荷工况。发动机的性能难以得到充分发挥，高速工况下的动力输出，以及燃油经济性受到影响。

其三：气门升程固定的配气机构，从气门开启到最大开度的时间较长，进气或排气阻力大，充气或排气效率低，进排气能量损失大，限制了发动机的性能发挥。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构简单合理的高速船用发动机连续可变气门升程机构，该高速船用发动机连续可变气门升程机构通过改变气门摇臂的摇臂比，实现对气门开启升程的连续调节，从而提高发动机的扭矩输出，降低燃油消耗。

为实现上述目的，本发明提供了一种高速船用发动机连续可变气门升程机构，包括：摇臂组件，其包括：气门摇臂和摇臂轴，所述气门摇臂的中部能够转动的穿设在摇臂轴上，所述气门摇臂的一端与推杆抵接，另一端开设有导向槽；滑块调节组件，其包括：调整螺钉、导向滑块、拉杆、驱动机构和球头座限位块，所述导向滑块能够滑动的布设在导向槽内，并通过拉杆与所述驱动机构连接；所述调整螺钉将导向滑块和球头座连接在一起；所述驱动机构通过拉杆拉动导向滑块沿导向槽前后移动来改变气门摇臂的摇臂比，实现对气门开启升程的连续调节；以及气门组件，其包括：气门和气门桥，所述气门桥通过气门桥顶面与所述球头座抵接，所述气门与气门桥的底面抵接。

在一优选的实施方式中，滑块调节组件还包括：限位块，其布设在所述导向槽的下方，通过调整螺钉与导向滑块连接。

在一优选的实施方式中，驱动机构为伺服电机、电磁阀、液压缸或气动缸。

在一优选的实施方式中，气门组件还包括：气门桥导向杆，其固定在气缸盖中，所述气门桥穿设在气门桥导向杆上，沿着气门桥导向杆做上下移动。

在一优选的实施方式中，气门组件还包括：气门弹簧底座和气门弹簧顶座，该气门弹簧底座和气门弹簧顶座分别布设在气门上，所述气门弹簧底座安装在气缸盖的相应座孔中。

与现有技术相比，根据本发明的高速船用发动机连续可变气门升程机构具有如下有益效果：

1、可以实现对气门升程的连续可调，发动机的工况适应性更好，能同时兼顾中低速与高速性能，发动机动力响应性，中低速扭矩，以及经济性均得到提升。

2、可以分别对进气门以及排气门升程的独立控制。

3、当发动机或发动机所配套的产品出现紧急情况需要立即停机时，可以将进气门或排气门升程降至最小，活塞运行阻力增大，直至发动机熄火停机，提高了发动机运行的安全性。

4、所改动的零件数量较少，对现有结构的匹配适应性强，尤其结合发动机电子控制系统后，通过合理的电子技术标定后，气门升程的控制将更加精准，整机性能将得到有效提升。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的高速船用发动机连续可变气门升程机构的主视结构示意图。

图2是根据本发明一实施方式的高速船用发动机连续可变气门升程机构的俯视角度结构示意图。

图3是根据本发明一实施方式的高速船用发动机连续可变气门升程机构的调整前结构示意图。

图4是根据本发明一实施方式的高速船用发动机连续可变气门升程机构的调整后结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1和图2所示，本发明的高速船用发动机连续可变气门升程机构包括：摇臂组件、滑块调节组件和气门组件，其中，滑块调节组件通过在气门组件的气门摇臂上设置能够调节摇臂比的滑块，实现对气门开启升程的连续调节，当气门升程增大时，进气通道截面或排气通道截面随之加大，可改善发动机在中低速高负荷工况下气缸内的进气不足问题，以及排气背压和排温过高问题，从而提高发动机的扭矩输出，降低燃油消耗。

具体来讲，摇臂组件包括：气门摇臂1和摇臂轴6，气门摇臂1的中部能够转动的穿设在摇臂轴6上，气门摇臂1的一端与推杆7抵接，另一端开设有导向槽17。发动机工作过程中，凸轮轴9旋转，凸轮轴9上的凸轮推动挺柱8向上移动，并带动推杆7上移，顶压气门摇臂1的一端上移，气门摇臂1的另一端将围绕摇臂轴6做相应的下移运动。

滑块调节组件包括：调整螺钉2、导向滑块3、拉杆4、驱动机构5、球头座15和限位块16。其中，导向滑块3能够滑动的布设在导向槽17内，通过拉杆4与驱动机构5连接；限位块16布设在导向槽17的下方，球头座15布设在限位块16的下方，调整螺钉2将导向滑块3、限位块16和球头座15连接在一起。驱动机构5通过拉杆4拉动导向滑块3沿着导向槽17前后移动。

优选的，驱动机构为伺服电机、电磁阀、液压缸或气动缸。

气门组件包括：气门10、气门弹簧底座11、气门桥导向杆12、气门弹簧顶座13和气门桥14。气门桥导向杆12固定在气缸盖中，气门桥14穿设在气门桥导向杆12上，沿着气门桥导向杆12做上下移动，确保气门桥14在工作过程中不发生翘起或分离脱落。气门桥14通过气门桥顶面18与滑块调节组件的球头座15抵接，气门10与气门桥14的底面抵接，气门弹簧底座11和气门弹簧顶座13分别布设在气门10上。气门弹簧底座11安装在气缸盖的相应座孔中。

如图3和图4所示，具体实施过程：气门摇臂1安装在摇臂轴6上，在气门摇臂1中设置有导向槽17，在导向槽中安装有导向滑块3，在导向槽17下方，设置有限位块16，通过调整螺钉2，将导向滑块3，限位块16，球头座15进行连接。导向滑块3可以在导向槽17中自由滑动。在气门摇臂1上安装有驱动机构5，并通过拉杆4拉动导向滑块3沿着导向槽17前后移动。

气门桥导向杆12固定在气缸盖中，气门桥14沿着气门桥导向杆12做上下移动，确保气门桥14在工作过程中不发生翘起或分离脱落。气门弹簧底座11安装在气缸盖的相应座孔中。

发动机工作过程中，凸轮轴9旋转，凸轮轴9上的凸轮推动挺柱8向上移动，并带动推杆7上移，顶压气门摇臂1的一端上移，气门摇臂1的另一端将围绕摇臂轴6做相应的下移运动，此时气门摇臂1的摇臂比例或者称为杠杆比为x：y，通过顶压限位块16，压动球头座15，气门桥14，向下移动，螺旋弹簧受压，气门10打开，当凸轮轴9上的凸轮转过挺柱8之后，螺旋弹簧回弹，并顶起气门摇臂1，气门摇臂1的另一端下移，带动推杆7，挺柱8同步下移。

当发动机的负荷增大，喷油量增多，需要更多进气时，驱动机构5推动拉杆4伸出一定位移量，拉杆4推动导向滑块3沿着导向槽17同步前移，假定前移量为δ，则此时摇臂比例，或者称为杠杆比为(x+δ)：y，相比之前的x：y，相同的凸轮轴9的凸轮型线下，气门的升程量增加值为δ：y，气门开度加大。当发动机负荷减小时，喷油量减少，需要的进气量减少，驱动机构5将缩回拉杆4一定位移量，此时摇臂比例或杠杆比为(x-δ)：y,气门升程减少量为δ：y，气门开度减小，以形成较高的喘流强度，改善对进气气流的组织，提高燃烧效率。

综上，该高速船用发动机连续可变气门升程机构通过在气门摇臂上设置滑块，以及设置拉动滑块做直线移动的柱塞式气缸或者伺服电机，通过拉动滑块来改变气门摇臂的摇臂比，实现对气门开启升程的连续调节，当气门升程增大时，进气通道截面或排气通道截面随之加大，可改善发动机在中低速高负荷工况下气缸内的进气不足问题，以及排气背压和排温过高问题，从而提高发动机的扭矩输出，降低燃油消耗。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。