一种新型节能环保型配气机构的设计

摘 要：本文主要介绍了一种新型节能环保型配气机构，将气门组与气门传动组结为一体，打开气门不再需要克服弹簧弹力，具有有效输出功率高、油耗小、噪声小、发动机运转稳定等优点。

关键词：节能环保；配气机构；电磁机构；创新设计

现代汽车发动机普遍采用的配气机构由凸轮轴、挺杆、推杆、摇臂、摇臂轴、气门弹簧及气门导管等一些相关部件组成。这类配气机构气门弹簧弹力都是作用在气门和汽缸盖上，即不可避免的需要克服气门弹簧弹力做功，将气门打开达到进气或排气的目的，从而就会消耗一部分有用功。“节能环保型配气机构”则是将气门和凸轮作为整体使气门弹簧弹力作用在气门和凸轮轴上，既达到顺应汽车工业的发展又能满足节能减排的目的。

1 新型节能环保型配气机构的结构组成与特点

本项设计目的在于提供一种汽车发动机的新型配气机构，具有有效输出功率高、油耗小、噪声小、发动机运转稳定等优点。

节能环保型配气机构原理示意图

该节能环保型配气机构为了实现以上目的而提供的技术方案中包括以下组件，开槽凸轮，凸轮气门连接件，电磁铁，气门弹簧上座，气门收缩器，气门弹簧，气门弹簧下座，气门，气门导管等。当发动机工作时，凸轮轴沿顺时针转动，开槽凸轮随凸轮轴的转动而旋转，通过电磁铁的通断来控制气门收缩器的伸展与收缩来达到打开和关闭气门的目的。

本节能型环保型配气机构打破传统，将气门组与气门传动组结为一体，打开气门不再需要克服弹簧弹力，具有有效输出功率高、油耗小、噪声小、发动机运转稳定等优点。

2 新型节能环保型配气机构的工作原理

发动机运转过程中，高速旋转的曲轴通过齿带的传动使凸轮轴高速运转，当凸轮到达初始位置时曲轴位置传感器产生信号 1并将该信号设为电磁铁初始信号， ECU接收该信号后立即切断电磁铁的电流，气门收缩器在轻质弹簧的作用下向两边沿气门弹簧上座上表面移动，从而使气门收缩器回复到初始位置，而且使气门收缩器在下一个信号（信号 2）之前保持初始位置，气门则在气门弹簧的拉力下保证气门不会漏气。当凸轮轴转到信号 2位置即曲轴转一圈， ECU接收信号 2马上控制电流通过电磁铁，使电磁铁产生磁场将控制块吸住，保证气门收缩器在信号 1来之前一直处于工作状态。处于工作状态的气门收缩器顶头顶住气门，使凸轮轴的力可以通过气门收缩器传递给气门，从而打开气门。当凸轮到达位置 3，凸轮轴继续旋转，将气门弹簧上座向上提起，凸轮轴的力通过弹簧将气门关闭，因为气门收缩器的存在使气门只能随气门弹簧上座的速度一起运动而不会在弹簧拉力的作用下瞬间关闭，在一定程度上减小了配气机构的噪声。（注：气门弹簧始终保持拉伸状态）

3 结论

传统配气机构中的凸轮轴无论是顶置还是下置，配气机构弹簧弹力都是作用在气门和汽缸盖上，即不可避免的需要克服气门弹簧弹力做功，将气门打开达到进气或排气的目的，从而消耗了一部分有用功，“节能环保型配气机构”则是将气门和凸轮作为整体使气门弹簧弹力作用在气门和凸轮轴上，只需用较少且清洁的电能即可实现其功能，达到顺应汽车工业的发展且节能减排的目的。

参考文献：

[1]丁志华，郭永清，李志楠等 .一种发动机配气机构 .国家实用新型专利，2014.8

[2]于兴芝，宋立权，赵孝峰等 .发动机配气机构的配气定时研究与应用 .武汉理工大学学报，2008.10