目前发动机气门大多采用凸轮带动气门杆,气门杆顶开气门阀就需要较大的力,增加了凸轮及其传动机构的负担和磨损,也导致了发动机输出功率的损耗、凸轮驱动机构庞杂等诸多弊端。本实用新型采用先导式气门,通过安装先导气门、先导杆、主气门等结构,实现先导排气,减少主气门内外壁之间的气压差,从而减轻了气门开启的阻力,也减轻了凸轮轴及其传动机构的工作负担和磨损,减少了发动机输出功率的损耗,为凸轮轴驱动机构的简化创造条件,同时由于采用先导式气门与主气门的双重设计,使主气门可以旋转运动,具备有效减少气门积碳的功能。
1.一种先导式气门包括先导气门(1)、先导杆(2)、主气门(3)、先导气门底(4)、导气栅(5)、导气栅支柱(6)、导气栅底网(7)、凸轮压片(8)、气门杆(9)、气门复位簧(10)、气门间复位簧(11)、气缸壁(12)、主气门锥开口(13)、主气门锥(14)、气门间气道(15)、主气道(16),其特征在于,所述凸轮压片(8)的下方安装所述气门杆(9),所述气门杆(9)的外壁安装所述气门复位簧(10),所述气门杆(9)的顶部安装所述导气栅(5),所述导气栅(5)通过所述导气栅支柱(6)固定连接所述导气栅底网(7),所述导气栅(5)和所述导气栅底网(7)为网栅状结构,所述导气栅底网(7)正中安装所述先导杆(2),所述先导杆(2)通过所述先导气门底(4)与所述先导气门(1)固定连接,所述先导气门(1)位于所述主气门(3)内,所述先导气门(1)的外壁形状与所述主气门锥(14)的内壁形状一致,所述先导气门(1)的外壁与所述主气门锥(14)的内壁贴合,所述主气门锥(14)的气缸外开口为所述主气门锥开口(13),所述先导气门(1)的外壁与所述主气门(3)的内壁之间安装所述气门间复位簧(11),所述主气门(3)的外壁与所述气缸壁(12)贴合,所述先导气门(1)的外壁和所述主气门(3)的内壁之间形成所述气门间气道(15),所述主气门(3)的外壁和所述气缸壁(12)之间形成所述主气道(16)。
2.根据权利要求1所述的先导式气门,其特征是,包括主气门锥口缘(17)、主气门卡槽(18)、卡槽外板(19)、卡槽内板(20),所述导气栅底网(7)的周边安装所述主气门卡槽(18),所述主气门卡槽(18)为所述卡槽外板(19)和所述卡槽内板(20)组成的锐角腔室,所述卡槽外板(19)和所述卡槽内板(20)为弹性结构,所述主气门卡槽(18)容纳所述主气门锥口缘(17),所述主气门卡槽(18)的内缘为凸起结构,所述主气门锥口缘(17)为强化结构。
3.根据权利要求1所述的先导式气门,其特征是,包括气门套杆滚珠(21)、主气门套杆(22)、气门杆滚珠套轨(23)、主气门锥斜形排气栅(24)、下油封环(25)、上油封环(26)、主气门套杆顶缘(27)、气门杆外壁(28)、油封腔(29)、主气门套杆滚珠套轨(30),所述主气门锥(14)向上延伸为所述主气门套杆(22),所述主气门套杆(22)为中空结构,所述主气门套杆(22)的内壁开设有数道水平排列的所述主气门套杆滚珠套轨(30),所述气门杆外壁(28)上开设有数道垂直排列的所述气门杆滚珠套轨(23),所述气门套杆滚珠(21)卡于所述气门杆滚珠套轨(23)和所述主气门套杆滚珠套轨(30)之间,所述主气门套杆(22)与所述主气门锥(14)连接处,开设有所述主气门锥斜形排气栅(24),所述主气门锥斜形排气栅(24)的开口全部相互平行且倾斜开启,所述主气门套杆(22)的底部安装所述下油封环(25),所述主气门套杆(22)的顶端安装所述上油封环(26),所述主气门套杆(22)的内壁与所述气门杆外壁(28)和所述上油封环(26)与下油封环(25),共同围成密封的所述油封腔(29),所述主气门套杆顶缘(27)为强化结构。
4.根据权利要求1所述的先导式气门,其特征是,包括气门杆加强段(31)、气门杆滑块套轨(32)、压盘(33)、击盘(34)、排气栅楔形支柱(35)、楔形支柱内缘(36)、加厚型主气门锥(37)、加厚型先导气门(38)、击盘通孔(39),所述气门杆(9)的下半部分固定安装所述压盘(33),所述压盘(33)的底面正中固定安装所述气门杆加强段(31),所述气门杆加强段(31)的外壁垂直开设有数道相互平行的所述气门杆滑块套轨(32),所述主气门锥(14)为所述加厚型主气门锥(37),所述加厚型主气门锥(37)的顶面等距固定安装有数个所述排气栅楔形支柱(35),所述楔形支柱内缘(36)卡位于所述气门杆滑块套轨(32)内,所述排气栅楔形支柱(35)的顶部固定连接于所述击盘(34)的斜行底面上,所述击盘(34)的正中有所述击盘通孔(39),所述击盘通孔(39)内容纳所述气门杆加强段(31),所述先导气门(1)为所述加厚型先导气门(38)。技术领域
本实用新型涉及一种气门,尤其是涉及一种先导式气门。
背景技术
目前发动机气门大多采用凸轮带动气门杆,再由气门杆带动气门阀的方式来调节气门的开闭,位于气缸内的气门阀要承受燃气压强,每平方厘米约六公斤力,因此凸轮带动气门杆顶开气门阀就需要较大的力,增加了凸轮及其传动机构的负担和磨损,而凸轮的运转完全靠发动机带动,这也导致了发动机输出功率的损耗、凸轮驱动机构庞杂等诸多弊端。本实用新型采用先导式气门结构,减轻了气门开启的阻力,从而也减轻了凸轮轴及其传动机构的工作负担和磨损,减少发动机输出功率的损耗,为凸轮轴驱动机构的简化创造条件,同时由于采用先导式气门与主气门的双重设计,使主气门可以旋转运动,能够有效减少气门积碳。实用新型内容本实用新型的目的在于:提供一种先导式气门,以减轻气门开闭阻力,减轻凸轮及其传动机构的工作负担和磨损,减少发动机输出功率的损耗,还使主气门具备旋转功能,能够有效减少气门积碳。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种先导式气门包括先导气门、先导杆、主气门、先导气门底、导气栅、导气栅支柱、导气栅底网、凸轮压片、气门杆、气门复位簧、气门间复位簧、气缸壁、主气门锥开口、主气门锥、气门间气道、主气道,凸轮压片的下方安装气门杆,气门杆的外壁安装气门复位簧,气门杆的顶部安装导气栅,导气栅通过导气栅支柱固定连接导气栅底网,导气栅和导气栅底网为网栅状结构,导气栅底网正中安装先导杆,先导杆通过先导气门底与先导气门固定连接,先导气门位于主气门内,先导气门的外壁形状与主气门锥的内壁形状一致,先导气门的外壁与主气门锥的内壁贴合,主气门锥的气缸外开口为主气门锥开口,先导气门的外壁与主气门的内壁之间安装气门间复位簧,主气门的外壁与气缸壁贴合,先导气门的外壁和主气门的内壁之间形成气门间气道,主气门的外壁和所述气缸壁之间形成主气道。作为一种优选方式之一,一种先导式气门包括主气门锥口缘、气门卡槽、卡槽外板、卡槽内板,导气栅底网的周边安装主气门卡槽,主气门卡槽为卡槽外板和卡槽内板组成的锐角腔室,卡槽外板和卡槽内板为弹性结构,主气门卡槽容纳主气门锥口缘,主气门卡槽的内缘为凸起结构,主气门锥口缘为强化结构。作为一种优选方式之一,一种先导式气门包括气门套杆滚珠、主气门套杆、气门杆滚珠套轨、主气门锥斜形排气栅、下油封环、上油封环、主气门套杆顶缘、气门杆外壁、油封腔、主气门套杆滚珠套轨,主气门锥向上延伸为所述主气门套杆,主气门套杆为中空结构,主气门套杆的内壁开设有数道水平排列的主气门套杆滚珠套轨,气门杆外壁上开设有数道垂直排列的气门杆滚珠套轨,气门套杆滚珠卡于气门杆滚珠套轨和所述主气门套杆滚珠套轨之间,主气门套杆与主气门锥连接处开设主气门锥斜形排气栅,主气门锥斜形排气栅的开口全部相互平行且倾斜开启,主气门套杆的底部安装下油封环,主气门套杆的顶端安装上油封环,主气门套杆的内壁与气门杆外壁和上油封环与下油封环,共同围成密封结构的油封腔,主气门套杆顶缘为强化结构。作为优选方式之一,一种先导式气门包括气门杆加强段、气门杆滑块套轨、压盘、击盘、排气栅楔形支柱、楔形支柱内缘、加厚型主气门锥、加厚型先导气门、击盘通孔,气门杆的中下部分固定安装压盘,压盘的底面正中固定安装气门杆加强段,气门杆加强段的外壁垂直开设有数道相互平行的气门杆滑块套轨,主气门锥为加厚型主气门锥,加厚型主气门锥的顶面等距固定安装有数个排气栅楔形支柱,楔形支柱内缘卡位于气门杆滑块套轨内,排气栅楔形支柱的顶部固定连接于击盘的斜行底面上,击盘的斜行底面为下行斜面,击盘的正中有击盘通孔,击盘通孔内容纳气门杆加强段,先导气门为加厚型先导气门。
附图说明
下面结合附图和对本实用新型做进一步说明,其中:图1先导式气门关闭状态示意图图2先导式气门开启状态示意图图3先导式气门全开状态示意图图4主气门全开状态示意图图5主气门卡槽工作示意图图6主气门卡槽示意图图7套叠先导式气门示意图图8加强型先导式气门示意图图中:先导气门-1,先导杆-2,主气门-3,先导气门底-4,导气栅-5,导气栅支柱-6,导气栅底网-7,凸轮压片-8,气门杆-9,气门复位簧-10,气门间复位簧-11,气缸壁-12,主气门锥开口-13,主气门锥-14,气门间气道-15,主气道-16,主气门锥口缘-17,主气门卡槽-18,卡槽外板-19,卡槽内板-20,气门套杆滚珠-21,主气门套杆-22,气门杆滚珠套轨-23,主气门锥斜形排气栅-24,下油封环-25,上油封环-26,主气门套杆顶缘-27,气门杆外壁-28,油封腔-29,主气门套杆滚珠套轨-30,气门杆加强段-31,气门杆滑块套轨-32,压盘-33,击盘-34,排气栅楔形支柱-35,楔形支柱内缘-36,加厚型主气门锥-37,加厚型先导气门-38,击盘通孔-39。
具体实施方式
如图1、2、3、4所示,所述凸轮压片8的下方安装所述气门杆9,所述气门杆9的外壁安装所述气门复位簧10,所述气门杆9的顶部安装所述导气栅5,所述导气栅5通过导所述气栅支柱6固定连接所述导气栅底网7,所述导气栅5和导气栅底网7为网栅状结构,所述导气栅底网7正中安装所述先导杆2,所述先导杆2通过所述先导气门底4与所述先导气门1固定连接,所述先导气门1位于所述主气门3内,所述先导气门1的外壁形状与所述主气门锥14的内壁形状一致,所述先导气门1的外壁与所述主气门锥14的内壁贴合,所述主气门锥14的气缸外开口为所述主气门锥开口13,所述先导气门1的外壁与所述主气门3的内壁之间安装所述气门间复位簧11,所述主气门3的外壁与所述气缸壁12贴合,所述先导气门1的外壁和所述主气门3的内壁之间形成所述气门间气道15,所述主气门3的外壁和所述气缸壁12之间形成所述主气道16。上述先导式气门的作动过程为,由于气门排气时阻力最大故以排气气门为例,首先气门处于关闭状态,如图1所示先导式气门关闭状态示意图。图2所示的为先导式气门开启状态示意图,当外部的凸轮轴下压所述凸轮压片8时进行排气时,带动所述气门杆9向下运动,所述气门杆9顶部的导气栅5通过正中安装的所述先导杆2,带动所述先导气门1向下运动,从而使所述主气门锥开口13被打开,在所述先导气门1的外壁和所述主气门3的内壁之间形成了半开状态的所述气门间气道15。图3所示的为先导式气门全开状态示意图,当所述气门杆9继续向下运动,使所述导气栅5顶部的所述导气栅底网7顶住所述主气门锥开口13,从而在所述先导气门1的外壁和所述主气门3的内壁之间形成了全开状态的所述气门间气道15。在上述打开所述先导气门1的全过程中,当所述气门间气道15打开时,气缸内的高压燃气经过所述气门间气道15,由所述主气门锥开口13,经所述导气栅底网7,再由所述导气栅5排出,从而减小所述主气门3的内壁和外壁之间气压差,减小了打开所述主气门3的阻力。如图4所示,当所述气门杆9继续向下运动,所述导气栅底网7顶住所述主气门锥开口13并向下运动,带动所述主气门3向下运动,直至完全打开所述主气道16,完成一次全过程排气。在具体设计中,所述导气栅5可做成孔状结构,以加强气门杆的结构强度,但存在排气不畅的可能。另外在排气时间上,先导排气的过程相对较短,而主气道的排气过程要较长。如图5、6所示,所述主气门锥口缘17和所述导气栅底网7的作用对应位置均为强化结构,可设计为加宽加厚型,能经受反复冲击。在先导排气过程中,所述先导气门1可以经过所述气门间复位簧11牵拉所述主气门3向下运动,减小所述主气门锥口缘17受到的冲击。关于排气后气门的复位,由于所述先导气门1的外壁与所述主气门3的内壁之间安装有所述气门间复位簧11,保证了先导气门1与主气门3的位置稳定,在具体设计过程中,也可去除所述气门间复位簧11,由于先导气门1与主气门3外形完全相似,所述先导气门1向上复位运动时,就能带动所述主气门3牢固卡位于所述气缸壁12上,同时实现所述先导气门1外壁与所述主气门锥14的内壁紧密贴合,而不发生泄漏现象。如图5、6所示,所述导气栅底网7的周边安装主气门卡槽18,所述主气门卡槽18为所述卡槽外板19和所述卡槽内板20组成的锐角腔室,所述卡槽外板19和所述卡槽内板20为弹性结构,所述主气门卡槽18容纳所述主气门锥口缘17,所述主气门卡槽18内缘为凸起结构,所述主气门锥口缘17为强化结构。为了便于所述主气门3复位,如图5、6所示还可在所述导气栅底网7的边缘安装所述主气门卡槽18,所述主气门卡槽18为锐角且带弹性的腔隙结构,在向下运动过程中,能够容纳所述主气门锥口缘17,由于所述主气门卡槽18的内缘为凸起结构,能够夹持住所述主气门锥口缘17的强化结构,减轻了主气门锥口缘17的冲击,也减少了所述主气门锥口缘17的强化结构的重量,在复位过程中,所述气门卡槽18向上运动,与所述主气门锥口缘17脱离,所述先导气门1带动所述主气门3卡位于所述气缸壁12上,完成复位过程。如图7所示,所述主气门锥14向上延伸为所述主气门套杆22,所述主气门套杆22为中空结构,所述主气门套杆22的内壁开设有数道水平排列的所述主气门套杆滚珠套轨30,所述气门杆外壁28上开设有数道垂直排列的所述气门杆滚珠套轨23,所述气门套杆滚珠21卡于所述气门杆滚珠套轨23和所述主气门套杆滚珠套轨30之间,所述主气门套杆22与所述主气门锥14连接处,开设有所述主气门锥斜形排气栅24,所述主气门锥斜形排气栅24的开口全部相互平行且倾斜开启,所述主气门套杆22的底部安装所述下油封环25,所述主气门套杆22的顶端安装所述上油封环26,所述主气门套杆22的内壁与所述气门杆外壁28和所述上油封环26与所述下油封环25,共同围成密封的所述油封腔29,所述主气门套杆顶缘27为强化结构。为增加先导式气门的结构强度和功能,图7中,所述主气门锥14向上延伸,过度为所述主气门套杆22,所述主气门套杆22的内壁安装所述气门套杆滚珠21,所述气门套杆滚珠21可在所述气门杆滚珠套轨23内上向滑动,因此当所述气门杆9向下运动进行排气时,首先打开下方的所述先导气门1,从而打开所述气门间气道15实现先导排气,当所述气门杆9继续向下运动,所述凸轮压片8下压所述主气门套杆顶缘27,从而打开所述主气道16,完成排气全过程。由于所述气门套杆滚珠21卡于垂直的所述气门杆滚珠套轨23和水平的所述主气门套杆滚珠套轨30之间,保证了所述气门杆9上下运动以实现排气,还能实现所述主气门3的水平旋转以清除积碳。所述主气门锥斜形排气栅24的开口全部相互平行且倾斜开启,在先导排气过程中,所述主气门3仍贴于所述气缸壁12上,所述气门间气道15流出的先导气流作用于所述主气门锥斜形排气栅24的倾斜开口上,使所述主气门3发生旋转,实现所述主气门3的外壁与所述气缸壁12的内壁之间的发生摩擦,达到较好清除积碳的目的,由于先导排气过程较短,因此也不会对所述主气门3的外壁与所述气缸壁12的内壁造成过大磨损,由于有所述气门套杆滚珠21的存在,所述主气门3的转动摩擦也较小,设计时,还可将所述主气门套杆顶缘17加强型结构下方安装滑轨、滑轮等结构,并连接于所述主气门套杆22上,从而减少所述主气门套杆22旋转时与所述凸轮压片8产生的摩擦力,达到减少所述凸轮压片8和外部凸轮轴磨损的目的,另外由于在整个排气过程中,所述气门间气道15均处于开启状态,使得所述主气门锥斜形排气栅24的倾斜开口能够带动所述主气门3旋转,在气门复位时,旋转的所述主气门3的内壁与所述先导气门1的外壁接触,也能清除所述主气门3内壁与所述先导气门1的外壁的积碳。所述主气门套杆22的内壁与所述气门杆外壁28和所述上油封环26与下油封环25,共同围成密封的所述油封腔29,所述油封腔29外接机油孔,油封腔29内封装机油,由于有所述上油封环26、下油封环25密封,保证所述油封腔29不发生泄漏。在复位时,所述先导气门1在所述气门复位簧10的作用下带动所述主气门3压贴于所述气缸壁12的内壁上,完成复位。所述气门套杆滚珠21还可改成滑块结构,以增加结构强度,但只能做上下运动以完成先导排气,存在运动中产生的摩擦力较大、所述主气门3不能旋转清除积碳等缺陷。所述主气门锥斜形排气栅24的倾斜开口应适当,不能影响其排气的主要功能。所述主气门套杆顶缘27为强化结构,可适当加厚加宽,能经受反复冲击。如图8所示,所述气门杆9的下半部分固定安装所述压盘33,所述压盘33的底面正中固定安装所述气门杆加强段31,所述气门杆加强段31的外壁垂直开设有数道相互平行的所述气门杆滑块套轨32,所述主气门锥14为所述加厚型主气门锥37,所述加厚型主气门锥37的顶面等距固定安装有数个所述排气栅楔形支柱35,所述楔形支柱内缘36卡位于所述气门杆滑块套轨32内,所述排气栅楔形支柱35的顶部固定连接于所述击盘34的斜行底面上,所述击盘34的斜行底面为下行斜面,所述击盘34的正中有所述击盘通孔39,所述击盘通孔39内容纳所述气门杆加强段31,所述先导气门1为所述加厚型先导气门38。为进一步增强先导式气门的结构强度,图8所示为加强型先导式气门。其中,所述气门杆加强段31的直径大于所述气门杆2的直径,所述气门杆加强段31可设计为中空结构以减轻重量,所述排气栅楔形支柱35为板状结构,所述排气栅楔形支柱35的外缘宽度大于内缘宽度,其功能在于能增强所述排气栅楔形支柱35的结构强度,同时保证所述排气栅楔形支柱35相邻之间的排气口畅通,同时板状结构还具有较好的散热功能,所述击盘通孔39的直径稍大于所述气门杆加强段31的直径,能容纳所述气门杆加强段31并保证自由进行上下运动,还要在排气过程中减少从所述击盘通孔39中排出的气流,以减小气流对所述压盘33产生的上行阻力,所述击盘34的斜行底面为下行斜面,排气时气流通过此下行斜面能对所述主主气门3产生向下的反作用力,从而减轻打开所述主气门3的阻力。加强型先导式气门的作动过程为,当所述气门杆9向下运动进行排气时,所述气门杆加强段31向下运动,带动底部的所述加厚型先导气门38向下打开,气缸气流经所述主气门锥开口13,由所述排气栅楔形支柱35相邻之间的空隙排出,进行先导排气,先导排气过程中所述气门杆滑块套轨32在所述楔形支柱内缘36上向下滑动,由于气门杆9向下运动,带动所述压盘33向下运动,当所述压盘33的底面贴住所述击盘34的顶面时,先导排气过程完成,此时气门杆9继续向下运动,述压盘33的带动所述击盘34向下运动,所述击盘34通过固定连接于其斜行底面的所述排气栅楔形支柱35,下压所述加厚型主气门锥37,带动所述主气门3向下运动,直至所述主气门3完全打开,完成一次全过程排气。复位过程与排气过程相反,复位过程中所述加厚型先导气门38在所述气门杆9的作用下向上作复位运动时,带动所述加厚型主气门锥37向上运动,使所述加厚型先导气门38的外壁卡位于所述加厚型主气门锥37的内壁上,最终使所述主气门3牢固卡位于所述气缸壁12上,完成复位全过程。相对于现有技术,本实用新型具备先导排气功能,明显减轻了气门开启的阻力,因此本实用新型的结构强度完成能满足设计需求,具有可操作性。另外由于先导排气使气门开启的阻力减小,还有减轻凸轮轴及其传动机构的工作负担和相互之间磨损的功能,能够减少发动机输出功率的损耗,为凸轮驱动机构的简化创造条件,也为优化发动机结构打下基础。最后由于主气门处于相对游离状态,还具备使主气门旋转运动,以减少气门积碳的功能。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。