CN204492913U - 发动机冷启动机构 - Google Patents

Abstract

一种发动机冷启动机构，包括集成在发动机的摇臂内的活塞和弹簧，活塞在摇臂中的活塞孔内具有非操作位置和操作位置，弹簧和流体使活塞在操作位置和非操作位置之间运动，在操作位置，摇臂中活塞孔内的活塞的一部分进入摇臂轴上的环槽，在摇臂和摇臂轴之间形成机械链接，阻止摇臂在摇臂轴上的回转，使得发动机的气门不能落座而保持打开；在非操作位置，摇臂中的活塞与摇臂轴脱离而不起作用，摇臂可以在摇臂轴上自由转动，发动机气门回到常规工作状态。本实用新型采用简易可靠的机构和新颖独特的设计，将发动机的气门在发动机熄火、停机或启动时保持打开，改善了发动机的性能，特别是发动机的停车、启动和怠速性能，减小了发动机的油耗和排放。

Description

发动机冷启动机构

技术领域:

本实用新型涉及机械领域，尤其涉及车辆发动机技术，特别是一种发动机冷启动机构。

背景技术:

发动机的性能包括常规点火性能和其它辅助性能，比如发动机的制动性能、发动机的停车、启动性能和怠速运转性能等。尽管发动机的硬件和软件都有很大的改进，比如发动机在冷启动时采用加热等新技术，但在寒冷的天气，压燃式的柴油发动机还是很难启动。大型商用车发动机还存在怠速和停车时运转费油、不稳、震动和噪音等缺陷。目前用来改善发动机性能的辅助气门驱动机构大都是液压式机构。在发动机熄火之后，液压式机构无法将发动机的气门保持打开。流体（如机油）的泄漏将导致液压式机构的失效，因为发动机熄火之后无法向液压式机构供油，漏失的流体得不到补充，从而失去液压连接，通过流体打开的发动机气门将在气门弹簧的作用下落座关闭。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种发动机冷启动机构，所述的这种发动机冷启动机构要解决现有技术中发动机怠速运转时耗油大、停车时震动和噪音大以及发动机冷启动困难的技术问题的，以及液压式机构在发动机熄火之后无法将发动机的气门保持打开的技术问题。

本实用新型的这种发动机冷启动机构，包括发动机的摇臂，所述的摇臂转动式地设置在一个摇臂轴上，所述的摇臂轴内设置有流体通道，其中，所述的摇臂内设置有一个活塞孔，所述的摇臂轴上设置有一个环槽，环槽与所述的流体通道连通，所述的活塞孔内设置有一个活塞，所述的活塞在活塞孔内具有一个非操作位置和一个操作位置，活塞与摇臂之间设置有一个弹簧，所述的弹簧将活塞的一端向所述的操作位置偏置，利用流体通道中的流体推力实现活塞的一端从操作位置到所述的非操作位置的切换，活塞位于操作位置时，活塞的一端进入环槽，活塞在摇臂和摇臂轴之间形成机械链接，阻止摇臂在摇臂轴上的回转，使摇臂一端所连接的发动机的气门保持打开，活塞位于非操作位置时，活塞脱离摇臂轴及环槽，摇臂与摇臂轴之间形成自由转动副，摇臂一端所连接的发动机的气门按常规方式运作。

进一步的，所述的弹簧在活塞上的作用力和流体通道内的流体在活塞上的作用力具有相反的方向，当弹簧的作用力大于流体的作用力时，活塞在活塞孔内从非操作位置移向操作位置，当流体的作用力大于弹簧的作用力时，活塞在活塞孔内从操作位置移向非操作位置。

进一步的，发动机气门保持打开的升程小于常规气门的升程，且小于3mm。

进一步的，所述的流体通道内的流体压力小于1.0巴。

进一步的，摇臂的另一端连接有一个发动机的推杆，摇臂与所述的推杆之间设置有防飞脱弹簧机构。

进一步的，摇臂上设置有一个辅助阀隙调节机构，利用所述的辅助阀隙调节机构调节摇臂内冷启动机构与发动机气门之间的相对位置。

本实用新型和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本实用新型利用设置在摇臂中的活塞与摇臂轴上的环槽来限制摇臂在摇臂轴上的回转，摇臂通过活塞可在摇臂轴和发动机气门之间形成机械链接，阻止摇臂回转，使得打开后的发动机气门不能关闭，并在达到需要的发动机转速（包括零转速）时，将发动机气门保持打开，从而减小发动机汽缸活塞的阻力和发动机的扭矩，改善发动机的性能。在发动机停机后和后续的发动机启动过程中，活塞可持续将发动机气门保持打开，消除了汽缸压强，减小了启动扭矩，改善了发动机的怠速、停车和启动性能，还能够通过降低发动机的怠速，采用发动机的闭缸（停止喷油）或完全停车等手段，降低油耗，减小排放。

附图说明：

图1是本实用新型一种发动机冷启动机构的第一个实施例处于非操作位置时的示意图。

图2是本实用新型一种发动机冷启动机构的第一个实施例处于操作位置时的示意图。

具体实施方式：

实施例1:

如图1和图2所示，发动机的常规（主）气门致动器200包括凸轮230、凸轮滚轮235、推杆201、摇臂210、摇臂轴205和阀隙调节系统。摇臂210转动式地设置在摇臂轴205上。摇臂210的一侧通过常规阀隙调节系统（包括调节螺钉110和固紧螺母105）和象足垫114与发动机的气门300(图1和图2只显示了一个气门，但本实施例可以有两个以上的气门)相连。 气门300由发动机的气门弹簧310偏置在发动机缸体500的阀座320上，阻止气体在发动机汽缸和排气管600之间流动。摇臂210的另一端通过辅助阀隙调节系统和推杆201和滚轮235与凸轮230相连，凸轮230在内基圆225上有常规凸台220。凸轮230的运动通过推杆201、摇臂210，传递给气门300，使其周期性的打开和关闭。辅助阀隙调节系统包括调节螺钉1102和固紧螺母1052，可以调节冷启动机构100与发动机气门300之间的间隙（相对位置）。冷启动机构100包括活塞160和弹簧156。活塞160安置在发动机的摇臂210中的活塞孔190内。摇臂轴205内设置有流体通道211和环槽260，环槽260与流体通道212连通。

在发动机正常运作时，冷启动机构100中的活塞160处于图1所示的非操作位置。流体（如机油）从摇臂轴205内的流体通道211流向活塞160。油压大于活塞上弹簧156的作用力，将活塞160压在如图1所示的非操作位置，与摇臂轴205脱开（无作用力），摇臂210可以在摇臂轴205上面自由转动。凸轮230的运动通过摇臂210（包括阀隙调节系统），传递给气门300，产生发动机的常规（主）气门运动。此时的冷启动机构100与气门300之间没有任何相互作用，与发动机的运作没有任何关系，发动机的气门300保持其原有工作状态。

当发动机关闭时，或者通过控制机构，使发动机的机油压力下降。在油压下降到一定程度或者下降到零之前（小于1.0巴，比如说发动机关闭之前），活塞160在弹簧156的作用下推向操作位置（弹簧的作用力与流体压力（如机油压力）的方向相反）。在活塞160能够从非操作位置切换到操作位置之前，也就是进入摇臂轴205上的环槽260之前，发动机的常规（主）气门致动器200将气门300向下推开，摇臂210连同其内部的活塞160在摇臂轴205上做反时针转动（注意到摇臂轴205在发动机上面是静止不动的），当活塞160完全暴露在摇臂轴205上面的环槽260时，它就往下伸，活塞160的下面部分进入摇臂轴205上的环槽260而进到如图2所示的操作位置。在气门300被凸轮230完全打开之后返回其座位320的过程中，摇臂210在摇臂轴205上做顺时针回转，进入环槽260内的活塞160将停靠在环槽260的右侧，在摇臂210和摇臂轴205之间形成机械链接，阻止摇臂210进一步的顺时针回转，使得被常规（主）气门致动器200打开后的气门300无法回到其座位320而保持常开，其开量或升程234小于3mm，远小于常规（主）气门升程。发动机气门300上的作用力，通过摇臂210、活塞160和摇臂轴205等形成的机械链接，传递给发动机。很显然，本实用新型的机械链接是固体与固体之间的连接（固链式），与通过流体承载的液压连接是完全不同的，没有任何泄漏。

在发动机停机之后，发动机气门300保持开量为234的常开状态不变。由于摇臂210被位于摇臂轴205上的环槽260内的活塞160挡住，在凸轮230转回基圆225时不能回到原位，将会在摇臂210与推杆201之间产生一定的间隙。为了防止该间隙产生气门驱动机构部件的飞脱，在摇臂210与推杆201之间设置了防飞脱弹簧198.

在发动机停机之前、停机之后和再次启动时，发动机气门300都处于保持开量为234的常开状态，大大减低了发动机的缸压和扭矩，改善了发动机停车和启动性能，并可以减少怠速运行，降低油耗，减小排放。

上述说明包含了一种具体的实施方式，这不应该被视为对本实用新型范围的限制，而是作为代表本实用新型的一个具体例证，许多其他演变都有可能从中产生。举例来说，这里显示的发动机冷启动机构，不但可以用于推杆式发动机，也可用于顶置凸轮式发动机；不但可以用来驱动排气门，也可用来驱动进气门；不但可以用于一个气门，也可以用于两个以上的气门，比如通过一个阀桥打开两个气门，而且气门的开量也可以不一样。

此外，发动机气门被冷启动机构保持打开的汽缸数量可以根据需要选择。有时不一定需要保持所有缸均打开，而只是保持某些缸的发动机气门被冷启动机构打开，其余缸的发动机气门保持原有工作状态，不受冷启动机构的影响。

还有，这里显示的活塞（也叫柱塞）的形状和它在非操作位置和操作位置之间转换的控制可以是多种多样的，活塞在摇臂中的位置和安装方式也可以不同。驱动活塞的弹簧力和流体压力都可以根据需要调整。

因此，本实用新型的范围不应由上述的具体例证来决定，而是由所附属的权力要求及其法律相当的权力来决定。

Claims (6)

1.一种发动机冷启动机构，包括发动机的摇臂，所述的摇臂转动式地设置在一个摇臂轴上，所述的摇臂轴内设置有流体通道，其特征在于：所述的摇臂内设置有一个活塞孔，所述的摇臂轴上设置有一个环槽，环槽与所述的流体通道连通，所述的活塞孔内设置有一个活塞，所述的活塞在活塞孔内具有一个非操作位置和一个操作位置，活塞与摇臂之间设置有一个弹簧，所述的弹簧将活塞的一端向所述的操作位置偏置，利用流体通道中的流体推力实现活塞的一端从操作位置到所述的非操作位置的切换，活塞位于操作位置时，活塞的一端进入环槽，活塞在摇臂和摇臂轴之间形成机械链接，阻止摇臂在摇臂轴上的回转，使摇臂一端所连接的发动机的气门保持打开，活塞位于非操作位置时，活塞脱离摇臂轴及环槽，摇臂与摇臂轴之间形成自由转动副，摇臂一端所连接的发动机的气门按常规方式运作。

2.如权利要求1所述的发动机冷启动机构，其特征在于：所述的弹簧在活塞上的作用力和流体通道内的流体在活塞上的作用力具有相反的方向，当弹簧的作用力大于流体的作用力时，活塞在活塞孔内从非操作位置移向操作位置，当流体的作用力大于弹簧的作用力时，活塞在活塞孔内从操作位置移向非操作位置。

3.如权利要求1所述的发动机冷启动机构，其特征在于：发动机气门保持打开的升程小于常规气门的升程，且小于3mm。

4.如权利要求1所述的发动机冷启动机构，其特征在于：所述的流体通道内的流体压力小于1.0巴。

5.如权利要求1所述的发动机冷启动机构，其特征在于：摇臂的另一端连接有一个发动机的推杆，摇臂与所述的推杆之间设置有防飞脱弹簧机构。

6.如权利要求1所述的发动机冷启动机构，其特征在于：摇臂上设置有一个辅助阀隙调节机构，利用所述的辅助阀隙调节机构调节摇臂内冷启动机构与发动机气门之间的相对位置。