[發(fā)明專利]一種有緩沖功能無間隙內(nèi)燃機機械式氣門挺柱

在審

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• 申請日: 2016-08-16
• 公開（公告）號: CN107762582A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何才田
• 申請（專利權(quán)）人: 上海高斯通船舶配件有限公司
• 主分類號: F01L1/16
• 分類號: F01L1/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的氣門傳動機構(gòu)，具體涉及可調(diào)節(jié)氣門間隙的機械式氣門挺柱。

背景技術(shù)

隨著內(nèi)燃機各項性能指標不斷提高，內(nèi)燃機缸內(nèi)燃燒壓力，排氣溫度等都隨之有大幅提高。這對內(nèi)燃機的咽喉——進氣門、排氣門提出更高要求。目前全球所有大功率四沖程內(nèi)燃機幾乎都存在由于氣門破、斷裂，過快磨損，造成缸蓋、活塞、增壓器等重要零部件嚴重損壞。氣門使用壽命不長，是內(nèi)燃機發(fā)生重大故障的最大原因之一。

為了進一步提高氣門安全可靠性，各大內(nèi)燃機制造研發(fā)企業(yè)與各氣門制造廠合作共同研發(fā)提高，減小事故發(fā)生，延長使用壽命。如全球最大船用柴油機研發(fā)制造企業(yè)德國MAN Diesel&Turbo公司在2015年11月與本申請人合作研發(fā)新一代四沖程內(nèi)燃機DuraSpindle氣門，來提高安全可靠性并延長使用壽命。幾乎所有人都考慮在氣門質(zhì)量上提高確保安全可靠性，延長使用壽命。由于氣門長期處在高溫高壓高沖擊力高腐蝕的特殊環(huán)境下工作，想要進一步提高氣門本身質(zhì)量難度很高，成本也很高。

為了解決以上長期存在的問題，首先要明確氣門損壞主要原因。由于氣門氣門座在燃燒高溫下工作，密封面硬度大幅下降，加上高壓氣體和高強度氣門彈簧雙重作用，氣門關(guān)閉落座沖擊力很大。特別是氣門挺柱離開凸輪控制后，氣門間隙越大，氣門落座沖擊力越大，越粗暴，對氣門傷害就越大，這是造成氣門、氣門座過早損壞的主要原因。如果在能確保氣門準時開啟關(guān)閉密封的前提下，怎樣有效降低氣門落座沖擊力是確保氣門安全可靠，延長使用壽命的有力保障。

目前已有公開自動調(diào)節(jié)發(fā)動機氣門間隙的液壓挺柱，例如參見CN103437847。然而，對于機械式挺柱，并沒有很好地可以自動隨著氣門運動自動調(diào)節(jié)氣門間隙的機構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上長期存在問題，結(jié)合本發(fā)明人多年來對于內(nèi)燃機進排氣機構(gòu)的研究，本發(fā)明旨在提供一種簡單、可靠的有緩沖功能無間隙機械式氣門挺柱，應(yīng)用于內(nèi)燃機凸輪。具體而言，本發(fā)明著眼于改進現(xiàn)有的柴油機從凸輪轉(zhuǎn)動到氣門往復(fù)運動這樣一個運動鏈，保持運動鏈中其它零部件不變，在氣門挺柱頭部增加一套緩沖裝置，實現(xiàn)氣門落座緩沖功能，具體地，通過傳動鏈驅(qū)動氣門升程中，緩沖裝置的間隙在間隙調(diào)整彈簧的作用下慢慢釋放，彌補原有氣門間隙，減小氣門間隙存在從而減小氣門落座沖擊力，確保氣門落座在最后零點幾毫米時起到有效緩沖作用，同時又做到氣門與搖臂調(diào)節(jié)螺栓無間隙，并能使氣門正常開啟關(guān)閉密封，使氣門落座沖擊力減小70％以上，達到延長氣門使用壽命，提高安全可靠性，降低噪聲效果。

本發(fā)明提供一種內(nèi)燃發(fā)動機的機械式挺柱，所述機械式挺柱具有空心圓柱狀的挺柱主體，以及位于所述挺柱主體和搖臂之間的挺柱緩沖裝置，所述挺柱緩沖裝置包括：安裝在所述挺柱主體的上端的導(dǎo)程，所述導(dǎo)程包括容納腔和插入部，所述容納腔和插入部均為空心圓柱狀，所述容納腔的內(nèi)徑大于所述插入部的內(nèi)徑，所述插入部插入所述挺柱主體的上端；容納在所述容納腔內(nèi)的間隙調(diào)整彈簧；安裝在所述間隙調(diào)整彈簧上的壓桿，所述壓桿包括頭部、下部以及位于所述頭部和下部之間的且直徑大于頭部、下部的肩部，所述壓桿的頭部抵接所述搖臂，所述壓桿的下部抵接所述間隙調(diào)整彈簧；以及安裝在所述容納腔上端的壓蓋；所述壓蓋抵住所述壓桿的肩部，且所述壓桿的頭部從所述壓蓋上伸出。

本發(fā)明在挺柱頭部安裝一套帶有彈簧的緩沖裝置。根據(jù)設(shè)定，氣門間隙尺寸在彈簧作用下能自由伸縮，緩沖裝置壓蓋可調(diào)整彈簧升程與設(shè)定氣門間隙尺寸保持一致，大一點確保壓桿頂緊搖臂無間隙。當凸輪運轉(zhuǎn)挺柱頂上搖臂，先消除緩沖裝置間隙后，在搖臂杠桿作用下打開氣門工作。工作時挺柱有效長度長度與設(shè)計要求是不變的，變得是氣門間隙部分尺寸挺柱申長。當氣門最后關(guān)落座閉時，由于氣門緩沖裝置彈簧與氣門彈簧力相互作用下(緩沖裝置彈簧強度必須弱于氣門彈簧，否則氣門關(guān)閉不到位)氣門落座沖擊力會大量減小，同時也減少噪聲。另外優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單，可靠性好，內(nèi)燃機其它零部件不要改動，安裝方便合理，制造成本低等。

較佳地，所述容納腔的上部側(cè)壁具有臺階。借助于此，可以限定壓桿的肩部向下運動的最大范圍。

附圖說明

圖1為一種包括有緩沖功能無間隙內(nèi)燃機機械式氣門挺柱的氣門配氣機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中中的挺柱緩沖裝置放大示意圖；