一種新型節能環保型配氣機構的設計

摘 要：本文主要介紹了一種新型節能環保型配氣機構，將氣門組與氣門傳動組結為一體，打開氣門不再需要克服彈簧彈力，具有有效輸出功率高、油耗小、噪聲小、發動機運轉穩定等優點。

關鍵詞：節能環保；配氣機構；電磁機構；創新設計

現代汽車發動機普遍采用的配氣機構由凸輪軸、挺桿、推桿、搖臂、搖臂軸、氣門彈簧及氣門導管等一些相關部件組成。這類配氣機構氣門彈簧彈力都是作用在氣門和汽缸蓋上，即不可避免的需要克服氣門彈簧彈力做功，將氣門打開達到進氣或排氣的目的，從而就會消耗一部分有用功。“節能環保型配氣機構”則是將氣門和凸輪作為整體使氣門彈簧彈力作用在氣門和凸輪軸上，既達到順應汽車工業的發展又能滿足節能減排的目的。

1 新型節能環保型配氣機構的結構組成與特點

本項設計目的在于提供一種汽車發動機的新型配氣機構，具有有效輸出功率高、油耗小、噪聲小、發動機運轉穩定等優點。

節能環保型配氣機構原理示意圖

該節能環保型配氣機構為了實現以上目的而提供的技術方案中包括以下組件，開槽凸輪，凸輪氣門連接件，電磁鐵，氣門彈簧上座，氣門收縮器，氣門彈簧，氣門彈簧下座，氣門，氣門導管等。當發動機工作時，凸輪軸沿順時針轉動，開槽凸輪隨凸輪軸的轉動而旋轉，通過電磁鐵的通斷來控制氣門收縮器的伸展與收縮來達到打開和關閉氣門的目的。

本節能型環保型配氣機構打破傳統，將氣門組與氣門傳動組結為一體，打開氣門不再需要克服彈簧彈力，具有有效輸出功率高、油耗小、噪聲小、發動機運轉穩定等優點。

2 新型節能環保型配氣機構的工作原理

發動機運轉過程中，高速旋轉的曲軸通過齒帶的傳動使凸輪軸高速運轉，當凸輪到達初始位置時曲軸位置傳感器產生信號 1并將該信號設為電磁鐵初始信號， ECU接收該信號后立即切斷電磁鐵的電流，氣門收縮器在輕質彈簧的作用下向兩邊沿氣門彈簧上座上表面移動，從而使氣門收縮器回復到初始位置，而且使氣門收縮器在下一個信號（信號 2）之前保持初始位置，氣門則在氣門彈簧的拉力下保證氣門不會漏氣。當凸輪軸轉到信號 2位置即曲軸轉一圈， ECU接收信號 2馬上控制電流通過電磁鐵，使電磁鐵產生磁場將控制塊吸住，保證氣門收縮器在信號 1來之前一直處于工作狀態。處于工作狀態的氣門收縮器頂頭頂住氣門，使凸輪軸的力可以通過氣門收縮器傳遞給氣門，從而打開氣門。當凸輪到達位置 3，凸輪軸繼續旋轉，將氣門彈簧上座向上提起，凸輪軸的力通過彈簧將氣門關閉，因為氣門收縮器的存在使氣門只能隨氣門彈簧上座的速度一起運動而不會在彈簧拉力的作用下瞬間關閉，在一定程度上減小了配氣機構的噪聲。（注：氣門彈簧始終保持拉伸狀態）

3 結論

傳統配氣機構中的凸輪軸無論是頂置還是下置，配氣機構彈簧彈力都是作用在氣門和汽缸蓋上，即不可避免的需要克服氣門彈簧彈力做功，將氣門打開達到進氣或排氣的目的，從而消耗了一部分有用功，“節能環保型配氣機構”則是將氣門和凸輪作為整體使氣門彈簧彈力作用在氣門和凸輪軸上，只需用較少且清潔的電能即可實現其功能，達到順應汽車工業的發展且節能減排的目的。

參考文獻：

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