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技术领域

本发明涉及汽车构造领域，尤其是涉及一种用于发动机的配气机构及具有其的车辆。

背景技术

发动机的配气机构用于驱动气门的开闭，其配气相位一般基于发动机某一狭小工况范 围的局部优化而确定，在工作过程中固定不变，且气门运动规律完全由凸轮型线决定。但 是由于凸轮型线单一，不能根据发动机实际工况需求情况而调整气门运动规律，不能同时 适应发动机不同的运行工况，油耗较高，排放较差，同时不利于提高发动机的动力性能， 且一般的可变气门升程技术只能改变气门开启最大升程，改变方式比较单一，且结构复杂， 零部件多，控制繁琐。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种用于发动机的配气机构，该配气机构可以实现 气门的二次开启，同时还可以延长气门开启持续的时间，且结构简单，零部件少。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述配气机构的车辆。

根据本发明实施例的用于发动机的配气机构，包括：气门机构，所述气门机构包括气 门和气门摇臂，所述气门的顶部与气门摇臂的一端配合，所述气门摇臂具有气门摇臂轴； 摇臂组件，所述摇臂组件的底部构造有驱动滑槽，所述气门摇臂轴配合在所述驱动滑槽的 顶面与底面之间，所述驱动滑槽的顶面构成驱动型面，所述驱动型面适于驱动所述气门沿 平行于气门中心线的方向运动；第一滚子和第二滚子，所述第一滚子和所述第二滚子均可 枢转地设在所述摇臂组件上；第一凸轮轴和第二凸轮轴，所述第一凸轮轴具有第一凸轮且 所述第二凸轮轴具有第二凸轮，所述第一凸轮抵靠所述第一滚子且所述第二凸轮抵靠所述 第二滚子；连接臂，所述连接臂的第一端与所述摇臂组件可枢转地相连，所述连接臂的第 二端可枢转地设在所述发动机的机体组上；以及用于调节所述第一凸轮轴与所述第二凸轮 轴相对相位的相位调节机构。

根据本发明实施例的用于发动机的配气机构可以实现气门二次开启及气门开启持续期 增加的目的，在实现气门二次开启时，可以实现扫气功能或提高内部EGR，同时根据本发 明实施例的配气机构其摇臂组件更加简单、紧凑，零部件少，成本低。而且，根据本发明 实施例的配气机构还简化了气门摇臂的结构，可以省略传统气门摇臂的滚子，而采用气门 摇臂轴直接与驱动型面接触的方式实现驱动目的，进一步减少了零部件。

另外，根据本发明实施例的用于发动机的配气机构，还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述摇臂组件包括：

本体部，所述第一滚子可枢转地设在所述本体部的上部，所述第二滚子分别设在所述 本体部的两侧，所述驱动滑槽设在所述本体部的底部。

根据本发明的一些实施例，所述第一滚子通过第一销轴而可枢转地设在所述本体部上， 所述本体部以及位于所述本体部两侧的第二滚子通过第二销轴相连。

根据本发明的一些实施例，所述本体部与所述驱动滑槽一体形成。

根据本发明的一些实施例，所述连接臂分别位于所述本体部的两侧，所述两个连接臂 的所述第一端与所述本体部通过第三销轴相连，每个所述连接臂的第二端通过第四销轴可 枢转地设在所述机体组上。

根据本发明的一些实施例，所述驱动滑槽的底面与所述驱动滑槽的顶面的形状相同且 彼此正对。

根据本发明的一些实施例，每个所述气门机构均包括两个气门和两个气门摇臂；

所述驱动滑槽的两侧分别敞开，所述两个气门摇臂的气门摇臂轴的彼此相对的一端相 连以构成一根长轴，所述长轴的中部配合在所述驱动滑槽内且两端分别从驱动滑槽的两侧 穿出。

根据本发明的一些实施例，所述配气机构还包括：复位弹簧，所述复位弹簧的一部分 弹性地抵压所述第一滚子以使所述本体部抵靠在所述第一凸轮的外周面上。

根据本发明的一些实施例，所述相位调节机构为相位器。

根据本发明实施例的车辆，还包括上述任意一项技术方案中的用于发动机的配气机构。

附图说明

图1是根据本发明实施例的配气机构的立体图；

图2是图1中圈示D部的放大图；

图3是图1中所示配气机构的侧视图；

图4是图1中所示配气机构的摇臂组件以及连接臂的爆炸图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同 或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描 述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、 “厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、 “外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系， 仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定 的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示 或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个 以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定” 等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是 机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两 个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根 据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下” 可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通 过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上 面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第 二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特 征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

发动机的机体组是发动机的支架，是曲柄连杆机构、配气机构以及各系统装配的基体。 在本领域内，一般地，机体组主要由气缸体、气缸盖、气缸盖衬垫以及油底壳等组成，油 底壳一般设在气缸体的底部，气缸盖设在气缸体的顶部，气缸盖衬垫设在气缸体的顶面与 气缸盖的底面之间，用于密封二者之间的间隙。

气缸盖与活塞顶部和气缸一起形成燃烧室，燃烧室的顶部具有进气口和排气口，气门 机构的气门穿设在缸盖内且封闭进气口和排气口。对于现有的一般发动机而言，多采用两 进两出的气门形式，少数也有采用一进一出或三进两出的气门形式。

对同一发动机而言，一般都具有多种不同的工况，例如低速小负荷工况、高速大负荷 工况等，当发动机处于不同工况下，发动机对外输出的扭矩和功率是不同的，同时发动机 排放的有害气体的含量也不同，发动机的配气机构按照每一气缸内进行的工作循环和点火 次序的要求，定时开闭进气门和排气门。

一般地，配气机构可以调节气门的升程量，但是调节方式单一，不能很好地满足使用 要求。根据本发明实施例的配气机构可以实现气门的二次开启，同时也可适当延长气门的 打开时间，调节方式多样，从而更好地满足不同工况的要求。

可以理解，根据本发明实施例的配气机构可以用于驱动进气侧的气门动作，当然也可 以用于驱动排气侧的气门动作，或者同时用在进气侧和排气侧以驱动相应气门动作。优选 地，根据本发明实施例的配气机构用于驱动排气侧的气门动作，在下面的描述中，以该配 气机构用于驱动排气侧的气门为例。

下面参照图1-图4详细描述根据本发明实施例的用于发动机的配气机构100。

根据本发明实施例的配气机构100可以包括气门机构1、摇臂组件2、第一滚子31和 第二滚子32、第一凸轮轴41和第二凸轮轴42、连接臂5和相位调节机构（图未示出）。

其中，气门机构1已为现有技术，且为本领域的技术人员所熟知，例如气门机构1可 以包括气门11和气门摇臂12，气门11可沿着气门11的中心线在气门11导管中上下往复 移动以打开或关闭燃烧室的进气口或排气口，气门11的顶部与气门摇臂12的一端配合， 液压挺柱13与气门摇臂12的另一端配合，液压挺柱13可用于调节气门11间隙，其中气 门摇臂12具有气门摇臂轴121，气门摇臂轴121可枢转地设于气门摇臂本体上。

如图1和图4所示，摇臂组件2的底部构造有驱动滑槽22，气门摇臂轴121配合在驱 动滑槽22的顶面221和底面222之间，驱动滑槽22的顶面221构造成驱动型面，驱动型 面适于通过气门摇臂轴121驱动气门11沿平行于气门11中心线的方向运动。驱动型面可 以为靴型面，但不限于此。应当理解，本领域技术人员可以根据实际需要而灵活设计驱动 型面的具体线型，不限于上述的靴型面。

第一滚子31和第二滚子32均可枢转地设在摇臂组件2上，也就是说，第一滚子31设 在摇臂组件2上且相对于摇臂组件2可枢转，第二滚子32设在摇臂组件2上且相对于摇臂 组件2可枢转。

如图1和图3所示，第一凸轮轴41和第二凸轮轴42平行设置，第一凸轮轴41和第二 凸轮轴42共同驱动摇臂组件2。第一凸轮轴41具有第一凸轮411，第二凸轮轴42具有第 二凸轮421，第一凸轮411和第二凸轮421可分别压装在相应的轴上。根据本发明的一些 实施例，第一凸轮411和第二凸轮421中的每一个均具有大基圆（图3中的A段）、小基圆 （图3中的B段）以及连接在大基圆与小基圆之间的过渡段（图3中的C段），但不限于此， 对于本领域的技术人员而言，可以根据实际需要而适应性设定凸轮的型线。

如图1和图2所示，第一凸轮411抵靠第一滚子31且第二凸轮421抵靠第二滚子32， 由此在第一凸轮轴41和第二凸轮轴42旋转时，第一凸轮411的大基圆、小基圆以及过渡 段会分别与第一滚子31接触，同样地，第二凸轮轴42的大基圆、小基圆以及过渡段会分 别与第二滚子32接触，在相应凸轮的不同位置与相应滚子接触时，摇臂组件2动作后驱动 气门11的升程量可以是变化的。

例如，在两种凸轮（即第一凸轮411和第二凸轮421）的大基圆与相应滚子（即第一滚 子31或第二滚子32）接触时，气门11的升程量可以是最大的。在两种凸轮中存在至少一 种凸轮的小基圆与相应滚子接触时，气门11可以处于关闭状态，即气门11的升程量最小。 而在两种凸轮的过渡段与相应滚子接触或者一个为过渡段、另一个为大基圆与相应滚子接 触时，则气门11升程量可以介于零升程和最大升程之间。但是，应当理解，本发明并不限 于此，对于本领域的技术人员而言，在阅读了说明书此处公开内容的基础之上，显然可以 灵活设计上述两种凸轮的型线，在两种凸轮型线与相应滚子接触的位置发生变化时，气门 11的升程量也可以适应性变化，这对于本领域的技术人员而言，应当是容易理解的。

连接臂5的第一端（图4中F端）与摇臂组件2可枢转地相连，连接臂5的第二端（图 4中的E端）可枢转地设在发动机的机体组上。采用连接臂5结构可以限制摇臂组件2的 运动轨迹，同时能很好地保持摇臂组件2的稳定性，且结构简单。

这里，需要说明一点，在本领域内，机体组主要包括气缸体、气缸盖、气缸盖衬垫以 及油底壳等部件，但是在本发明中，机体组应当作广义理解，即可以理解为该机体组不仅 包括上述传统意义上机体组所包括的部件，还可以包括一些附属安装部件等。例如，在上 面的描述中，“连接臂5的第二端可枢转地设在发动机的机体组上”，可以理解为连接臂5 的第二端直接可枢转地（例如通过第四销轴54）设在机体组如气缸盖上，或者气缸盖上可 以固定设置中间部件，连接臂5的第二端可枢转地设在该中间部件上，即这里的中间部件 可以理解为是机体组的一部分。

相位调节机构用于调节第一凸轮轴41与第二凸轮轴42的相对相位，从而改变第一凸 轮411与第二凸轮421的相对相位。根据本发明的一个实施例，相位调节机构可以是相位 器，相位器可以是单转子相位器，即只有一个转子，转子可以与第一凸轮轴41和第二凸轮 轴42之一相连，以调节该凸轮轴相对另一凸轮轴的相位，应当理解，相位器调节两个凸轮 轴的相对相位已经为现有技术，这里对相位器的具体构造、相位器的具体工作原理以及调 节过程不作特殊说明。

可以理解，由于根据本发明实施例的配气机构100驱动同侧气门11采用两根凸轮轴（即 第一凸轮轴41和第二凸轮轴42），因此根据本发明实施例的配气机构100通过相位器调节 该两个凸轮轴的相对相位后，可以实现气门11的二次开启以及延长气门11开启时间。

具体而言，第一凸轮轴41和第二凸轮轴42可以通过发动机的曲轴以及中间传动部件 驱动，该第一凸轮轴41和第二凸轮轴42可以实现反向（示意说明，当然也可以是同向） 同步旋转（已为现有技术），例如可以通过齿数相同的齿轮啮合传动来实现，但不限于此。 在第一凸轮轴41和第二凸轮轴42反向旋转的过程中，会出现上述的两种凸轮的大基圆均 与对应的滚子接触，此时气门11的升程量可为最大，同时还会出现一种凸轮的大基圆与对 应滚子接触且另一种凸轮的过渡段与对应滚子接触的情况，此时气门11升程量相对最大升 程有所减小，这样气门11会有两次开启动作，其中一次开启至最大升程，另一此开启的升 程相对最大升程减小，即实现了气门11二次开启的目的。

进一步，气门11二次开启的间隔较大时，如排气侧的气门11二次开启接近进气侧的 气门关闭时刻时，可以实现扫气功能。若气门11二次开启时间较小时，如排气侧的气门 11二次开启接近进气侧的气门开启时刻时，能够实现较大内部的EGR。具体控制气门11二 次开启的时间间隔，可以通过适应性设计凸轮型线实现，但不限于此。

在相位器调节两个凸轮轴的相对相位后，第一凸轮411和第二凸轮421的相对相位发 生改变，此时可以实现增加气门11开启时间的目的，例如在调节完两个凸轮轴的相对相位 后，两个凸轮会出现持续大基圆与相应滚子接触的情况，此时可以大大延长气门11开启持 续时间。

由此，根据本发明实施例的用于发动机的配气机构100可以实现气门11二次开启及气 门11开启持续期增加的目的，在实现气门11二次开启时，可以实现扫气功能或提高内部 EGR，同时根据本发明实施例的配气机构100其摇臂组件2更加简单、紧凑，零部件少，成 本低。而且，根据本发明实施例的配气机构100还简化了气门摇臂12的结构，可以省略传 统气门摇臂12的滚子，而采用气门摇臂轴121直接与驱动型面接触的方式实现驱动目的， 进一步减少了零部件。

根据本发明的一些实施例，如图2和图4所示，摇臂组件2包括本体部21，第一滚子 31可枢转地设在本体部21的上部，第二滚子32分别设在本体部21的两侧，驱动滑槽22 设在本体部21的底部。进一步，第一滚子31通过第一销轴而可枢转地设在本体部21上， 例如，本体部21上具有第一侧板部211和第二侧板部212，第一滚子31夹设于第一侧板 部211和第二侧板部212之间，第一销轴依次穿过第一侧板部211、第一滚子31和第二侧 板部212。本体部21以及位于本体部21两侧的第二滚子32通过第二销轴相连。

优选地，本体部21与驱动滑槽22一体铸造形成。由此，可以简化工艺步骤，有利于 提高摇臂组件2的整体强度。但是，应当理解，本发明并不限于此，在本发明的其它实施 例中，本体部21与驱动滑槽22也可以分别单独成型，然后可以通过焊接工艺焊接成一体。

根据本发明的一些实施例，连接臂5分别位于本体部21的两侧，即本体部21的两侧 各设置有一个连接臂5。该两个连接臂5的第一端与本体部21通过一根第三销轴53相连， 即第三销轴53依次穿过一个连接臂5、本体部21以及另一个连接臂5，从而将三者连接在 一起。每个连接臂5的第二端通过第四销轴54可枢转地设在机体组上。由此，可以减少销 轴的数量，减少零部件，降低成本，而且可以更好地保持摇臂组件2动作时的稳定性。

在该一些实施例中，连接臂5可以构造为长圆形的平板，由此结构简单，加工方便， 成本低，占用空间小，方便布置。

为了避免气门摇臂轴121在动作时与驱动滑槽22之间发生冲击，优选地，驱动滑槽22 的底面222与驱动滑槽22的顶面221（即，驱动型面）的形状相同且彼此正对。更优选地， 驱动滑槽22的顶面221与底面222之间的距离与气门摇臂轴121适配，例如略大于气门摇 臂轴121的直径。由此，气门摇臂轴121可以更平顺地在驱动滑槽22内动作，减少气门摇 臂轴121与驱动滑槽22之间的冲击，降低噪音和磨损，提高了驱动滑槽22和气门摇臂轴 121的使用寿命。

根据本发明的一个实施例，每个气门机构1均包括两个气门11和两个气门摇臂12。驱 动滑槽22的两侧分别敞开，即沿轴向的两侧敞开，上述两个气门摇臂12的气门摇臂轴121 的彼此相对的一端相连以构成一根长轴122（如图4所示），长轴122的中部配合在驱动滑 槽22内且两端从驱动滑槽22的两侧穿出以适于与相应侧的气门摇臂本体配合。换言之， 在该实施例中，由于气门11为两个，因此其顶部的气门摇臂12也为两个，对应的气门摇 臂轴121也为两个，该两个气门摇臂轴121可以一体形成以构成上述的长轴122，其一端 与一侧的气门摇臂本体配合，另一端与另一侧的气门摇臂本体配合，中部则配合在驱动滑 槽22内，由此只需一个驱动滑槽22即可驱动两个气门11同时且同步动作，使得根据本发 明实施例的配气机构100结构更加紧凑、简单。

但是，应当理解的是，本发明并不限于此，在另一些实施例中，两个气门摇臂轴121 也可分别伸入并配合在驱动滑槽22内，其彼此相对的一端间隔开。进一步，驱动滑槽22 可以是一个，只要在轴向上具有较长的长度即可。或者，驱动滑槽22也可以是两个，每个 分别与该侧的气门摇臂轴121配合，该两个驱动滑槽22可以均固定在本体部的底部，但本 发明不限于此。

可以理解，在上述的实施例中，为了保证第一凸轮411与第一滚子31以及第二凸轮421 与第二滚子32能够时刻保持接触状态，防止出现滑脱现象，配气机构100还具有复位弹簧 7，如图1-图3所示，复位弹簧7可以弹性地推抵第一滚子31和第二滚子32之一以使第 一滚子31常抵靠在第一凸轮411的外周面上且第二滚子32常抵靠在第二凸轮421上，对 于本领域的技术人员而言，可以根据上述摇臂组件2的结构特性而设计不同结构、尺寸、 形式的复位弹簧，可以是一体结构，可以是分体结构，只要能够保证相应凸轮与相应滚子 时刻接触即可，这对于本领域的技术人员而言，应当是容易理解的。

例如，根据本发明的一些示例，复位弹簧7的一部分弹性地抵压本体部以使第一滚子 31抵靠在第一凸轮411的外周面上，同时使得第二滚子32抵靠在第二凸轮421的外周面 上。

更具体地，如图1-图3所示，复位弹簧7可以包括第一端部71、第二端部72、中间部 73、第一卷曲部74和第二卷曲部75，其中第一卷曲部74连接在第一端部71与中间部73 之间，第二卷曲部75连接在第二端部72与中间部73之间，其中中间部73（即上述“复 位弹簧的一部分”）可以弹性地抵压本体部，由此可保证第一滚子31与第一凸轮411常接 触且第二滚子32与第二凸轮421常接触，防止发生滑脱现象而影响配气机构100正常工作 运行。

其中，上述的第一卷曲部74和第二卷曲部75可以定位在机体组上，例如机体组上可 以设置定位柱用于定位上述卷曲部，或者机体组上的气缸盖上可以设置其它中间部件，该 中间部件可以设有用于定位上述卷曲部的定位柱，但不限于此。

需要说明一点，对于本领域的技术人员而言，复位弹簧7的具体构造以及与其它部件 的配合方式并不限于此。

下面简单描述根据本发明实施例的车辆。

根据本发明实施例的车辆包括根据本发明上述实施例中描述的用于发动机的配气机构 100。由此，根据本发明实施例的车辆动力性好，有害气体排放少，节能环保。

应当理解的是，根据本发明实施例的车辆的其它构成例如发动机、变速器、差速器、 制动系统等均已为现有技术且为本领域的普通技术人员所熟知，因此这里不再一一详细描 述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示 例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者 特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述 不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以 在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将 本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的， 不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例 进行变化、修改、替换和变型。