CN115013168A - 一种发动机气缸启停装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车零部件技术领域，公开了一种发动机气缸启停装置，该发动机气缸启停装置包括控制机构、停缸机构以及复位机构，控制机构包括轴套，轴套通过锁止结构套设于转轴，轴套能够随转轴绕其轴线转动，并能够沿转轴轴向滑动，轴套上设置有凸轮，凸轮的轴线与轴套的轴线平行，轴套具有使凸轮能够与用于开启或关闭气门的摇臂正对并抵接的第一工作位置，及沿转轴的轴向移动预设距离后的第二工作位置，预设距离被设定为大于或等于凸轮沿轴套的轴向的宽度，停缸机构被配置为使轴套由第一工作位置转换至第二工作位置，复位机构被配置为使轴套由第二工作位置复位至第一工作位置。本发明中的发动机气缸启停装置结构简单且便于布置，同时制造成本低。

Description

一种发动机气缸启停装置

技术领域

本发明涉及汽车零部件技术领域，尤其涉及一种发动机气缸启停装置。

背景技术

停缸技术是指当发动机处于部分负荷运行时，通过相关的机构、策略控制或者切断部分气缸的燃油供给、点火和进排气以停止其工作，使剩余工作气缸负荷率增大，以提高效率，从而达到提高燃油经济性的目的。同时，负荷率的提高也带来排气温度的升高，这对于采用SCR技术的后处理系统来说是至关重要的。排气温度的提高会提高SCR催化器的转化效率，有利于整个后处理系统的高效运行。

然而，当发动机采用停缸技术时，若仅中断停止工作气缸的喷油和点火，则停止工作的气缸仍然会不断地进气和排气，由于泵气损失，使得节油效果不明显。因此在采用停缸技术的发动机上，需要一种发动机气缸启停装置，以控制气缸的进排气门，从而停止或开启该气缸的进气和排气。

现有技术中一般通过液压机构控制闩锁组件来实现对气缸的气门的控制，上述结构利用了发动机的机油，而发动机的机油压力和发动机转速相关，不同转速下机油压力差别较大。此外不同温度下机油的粘度相差很大，粘度的不同会导致停缸机构产生巨大摩擦，并可能发生泄漏。同时不同机油压力和不同粘度下的停缸机构的响应不同，这就需要在发动机不同工况及不同温度下分别对停缸机构进行标定，同时还需要对机油的油路进行改造。综上所述，现有技术中的发动机气缸启停装置结构复杂，布置困难，制造成本高。

因此，上述问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机气缸启停装置，该发动机气缸启停装置的结构简单且便于布置，同时制造成本低。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种发动机气缸启停装置，包括：

控制机构，包括轴套，通过锁止结构套设于转轴，所述锁止结构被配置为沿所述转轴的周向锁定所述轴套，所述轴套能够随所述转轴绕其轴线转动，并能够沿所述转轴轴向滑动，所述轴套上设置有凸轮，所述凸轮的轴线与所述轴套的轴线平行，所述轴套具有使所述凸轮能够与用于开启或关闭发动机气缸的气门的摇臂正对并抵接的第一工作位置，及沿所述转轴的轴向移动预设距离后的第二工作位置，所述预设距离被设定为大于或等于所述凸轮沿所述轴套的轴向的宽度；

停缸机构，被配置为使所述轴套由所述第一工作位置转换至所述第二工作位置；以及

复位机构，被配置为使所述轴套由所述第二工作位置复位至所述第一工作位置。

作为优选，所述停缸机构包括第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽及推杆，所述第一凹槽、所述第二凹槽和所述第三凹槽均开设于所述轴套上，所述第一凹槽和所述第二凹槽均沿所述轴套的周向延伸，并沿所述轴套的轴向间隔设置，所述第一凹槽和所述第二凹槽的间距大于或等于所述凸轮沿所述轴套的轴向的宽度，所述第一凹槽和所述第二凹槽通过所述第三凹槽连通，所述推杆在垂直于其中心线的平面内固定设置，所述推杆具有远离所述轴套的第一工作状态及能够伸入所述第一凹槽内的第二工作状态，当所述轴套随所述转轴绕其轴线转动时，处于所述第二工作状态的所述推杆能够通过所述第三凹槽滑入所述第二凹槽内。

作为优选，所述第三凹槽的槽底延伸至所述第一凹槽内，延伸至所述第一凹槽内的所述第三凹槽的槽底的深度大于所述第一凹槽的深度，所述推杆的端部能够与延伸至所述第一凹槽内的所述第三凹槽的槽底贴合。

作为优选，所述第三凹槽内与所述第二凹槽的交接处的深度小于所述第二凹槽的深度，所述推杆沿所述轴套的径向的行程大于处于所述第一工作状态的所述推杆与所述第三凹槽的最深处沿所述轴套的径向的间距。

作为优选，所述摇臂和所述推杆沿所述轴套的轴向间隔设置，所述第三凹槽在所述轴套的轴向上的投影与所述凸轮在所述轴套的轴向上的投影不重叠。

作为优选，所述发动机气缸启停装置包括电磁阀，所述推杆为所述电磁阀的阀芯。

作为优选，所述电磁阀设置有第一复位弹簧，所述第一复位弹簧能够在所述阀芯由所述第一工作状态转换至所述第二工作状态时发生弹性变形，以具有使所述阀芯在所述电磁阀断电时恢复至所述第一工作状态的弹性势能。

作为优选，所述复位机构包括第二复位弹簧及第一挡块，所述第二复位弹簧连接或抵接于所述第一挡块和所述轴套之间，当所述轴套由所述第一工作位置转换至所述第二工作位置时，所述第二复位弹簧能够发生弹性变形，以具有使所述轴套在所述推杆处于所述第一工作状态时由所述第二工作位置复位至所述第一工作位置的弹性势能。

作为优选，所述发动机气缸启停装置还包括第二挡块，所述第二挡块设置于所述轴套远离所述第一挡块的一侧，处于所述第一工作位置的所述轴套能够与所述第二挡块抵接。

作为优选，所述锁止结构包括凸台及第四凹槽，所述凸台和所述第四凹槽均沿所述转轴的轴向延伸，所述凸台能够嵌合于所述第四凹槽内，所述凸台和所述第四凹槽择一地设置于所述轴套及所述转轴上。

本发明的有益效果：在本发明中，当轴套处于第一工作位置时，摇臂能够与凸轮抵接，摇臂能够在凸轮随轴套绕转轴的轴线转动的过程中控制气缸的气门开启或关闭，当轴套由第一工作位置转换至第二工作位置时，凸轮与摇臂发生错位，凸轮在随轴套绕转轴的轴线转动的过程中不会抵接摇臂，以失去对摇臂的控制，从而使摇臂无法控制气缸的气门，进而能够在发动机停缸时保证气门始终处于关闭状态，本发明中的发动机气缸启停装置仅通过对凸轮组件进行改动即可实现对气门开启或关闭的控制，结构简单且便于布置，同时制造成本低。

附图说明

图1是本发明实施例中的发动机气缸启停装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中的停缸机构的示意图。

图中：

1、控制机构；11、轴套；111、凸轮；12、转轴；121、第四凹槽；

2、停缸机构；21、第一凹槽；22、第二凹槽；23、第三凹槽；24、电磁阀；241、推杆；242、第一复位弹簧；

3、复位机构；31、第二复位弹簧；32、第一挡块；

4、第二挡块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

请参阅图1和图2，本实施例提供了一种发动机气缸启停装置，该发动机气缸启停装置包括控制机构1、停缸机构2以及复位机构3，控制机构1包括轴套11，轴套11通过锁止结构套设于转轴12，锁止结构被配置为沿转轴12的周向锁定轴套11，轴套11能够随转轴12绕其轴线转动，并能够沿转轴12轴向滑动，轴套11上设置有凸轮111，凸轮111的轴线与轴套11的轴线平行，轴套11具有使凸轮111能够与用于开启或关闭发动机气缸的气门的摇臂(图中未示出)正对并抵接的第一工作位置，及沿转轴12的轴向移动预设距离后的第二工作位置，预设距离被设定为大于或等于凸轮111沿轴套11的轴向的宽度，停缸机构2被配置为使轴套11由第一工作位置转换至第二工作位置，复位机构3被配置为使轴套11由第二工作位置复位至第一工作位置。

在本实施例中，当轴套11处于第一工作位置时，摇臂能够与凸轮111抵接，摇臂能够在凸轮111随轴套11绕转轴12的轴线转动的过程中控制气缸的气门开启或关闭，当轴套11由第一工作位置转换至第二工作位置时，凸轮111与摇臂发生错位，凸轮111在随轴套11绕转轴12的轴线转动的过程中不会抵接摇臂，以失去对摇臂的控制，从而使摇臂无法控制气缸的气门，进而能够在发动机停缸时保证气门始终处于关闭状态，本实施例中的发动机气缸启停装置仅通过对凸轮111组件进行改动即可实现对气门开启或关闭的控制，结构简单且便于布置，同时制造成本低。

具体地，在本实施例中，当气缸处于正常工作模式时，轴套11处于第一工作位置，摇臂能够与凸轮111正对并抵接至凸轮111上，当轴套11随转轴12转动时，凸轮111能够驱动摇臂绕摇臂轴(图中未示出)转动，其中，气门和凸轮111分别位于摇臂轴的两侧，摇臂能够在凸轮111的驱动下控制气门开启或关闭，可以理解的是，本实施例中的摇臂、摇臂轴及气门的连接结构为现有技术，因此，本实施例中对此不做赘述。当气缸处于停缸模式时，停缸机构2使轴套11由第一工作位置转换至第二工作位置，以使凸轮111与摇臂错位，当轴套11随转轴12转动时，摇臂无法与凸轮111抵接，因此摇臂便无法控制气门在开启和关闭之间切换，从而实现控制气门保持常闭状态，当气缸恢复正常工作模式时，复位机构3使轴套11恢复至第一工作位置，摇臂能够重新与凸轮111正对并抵接至凸轮111上，从而能够重新控制气门在开启和关闭之间切换。

优选地，本实施例中的停缸机构2包括第一凹槽21、第二凹槽22、第三凹槽23及推杆241，第一凹槽21、第二凹槽22和第三凹槽23均开设于轴套11上，第一凹槽21和第二凹槽22均沿轴套11的周向延伸，并沿轴套11的轴向间隔设置，第一凹槽21和第二凹槽22的间距大于或等于凸轮111沿轴套11的轴向的宽度，第一凹槽21和第二凹槽22通过第三凹槽23连通，推杆241在垂直于其中心线的平面内固定设置，推杆241具有远离轴套11的第一工作状态及能够伸入第一凹槽21内的第二工作状态，当轴套11随转轴12绕其轴线转动时，处于第二工作状态的推杆241能够通过第三凹槽23滑入第二凹槽22内，即，当轴套11处于第一工作位置时，推杆241与第一凹槽21正对，本实施例中的推杆241能够沿轴套11的径向移动，以伸入第一凹槽21内，当轴套11随转轴12转动时，推杆241能够在第一凹槽21内相对滑动，直至与第一凹槽21与第三凹槽23的交接处对齐，推杆241能够由第一凹槽21与第三凹槽23的交接处滑入第三凹槽23内，并在第三凹槽23内相对滑动，同时推杆241能够通过推抵第三凹槽23侧壁的方式使轴套11沿转轴12的轴向由第一工作位置向第二工作位置滑动，当推杆241由第三凹槽23与第二凹槽22的交接处滑入第二凹槽22内后，轴套11处于第二工作位置。当气缸恢复正常工作模式时，推杆241移出第二凹槽22，复位机构3使轴套11由第二工作位置复位至第一工作位置。

可以理解的是，本实施例中的轴套11上设置有两个凸轮111，其中一个凸轮111用于控制进气气门，另一个凸轮111用于控制排气气门，本实施例中的第一凹槽21、第二凹槽22及第三凹槽23均设置于两个凸轮111中的一个远离两个凸轮111中的另一个的一侧，当然，在其它可选的实施例中，第一凹槽21、第二凹槽22及第三凹槽23也可均设置于两个凸轮111之间，本实施例中对此不作具体限制。

进一步地，本实施例中的第三凹槽23的槽底延伸至第一凹槽21内，延伸至第一凹槽21内的第三凹槽23的槽底的深度大于第一凹槽21的深度，推杆241的端部能够与延伸至第一凹槽21内的第三凹槽23的槽底贴合，即推杆241沿轴套11的径向的行程大于处于第一工作状态的推杆241与延伸至第一凹槽21内的第三凹槽23的槽底沿轴套11的径向的间距，当推杆241在第一凹槽21内相对滑动至第一凹槽21与第三凹槽23的交接处时，推杆241的端部与延伸至第一凹槽21内的第三凹槽23的槽底贴合，由于延伸至第一凹槽21内的第三凹槽23的槽底的深度大于第一凹槽21的深度，因此推杆241的端部能够与第一凹槽21与第三凹槽23的交接处的侧壁抵接，从而保证推杆241能够滑入第三凹槽23内，并相对第三凹槽23滑动，而不会继续相对第一凹槽21滑动。

基于上述，本实施例中的第三凹槽23内与第二凹槽22的交接处的深度小于第二凹槽22的深度，推杆241沿轴套11的径向的行程大于处于第一工作状态的推杆241与第三凹槽23的最深处沿轴套11的径向的间距，其中，在本实施例中，第三凹槽23的深度由其与第一凹槽21的交接处向其与第二凹槽22的交接处逐渐增加，即第三凹槽23的最深处位于其与第二凹槽22的交接处，当然，在其它可选的实施例中，第三凹槽23也可设置为其各个位置的深度均等于其与第一凹槽21的交接处的深度，本实施例中对此不作具体限制。由于推杆241沿轴套11的径向的行程大于处于第一工作状态的推杆241与第三凹槽23的最深处沿轴套11的径向的间距，且第三凹槽23内与第二凹槽22的交接处的深度小于第二凹槽22的深度，因此，当推杆241滑入第二凹槽22内后，推杆241能够与第二凹槽22内与第三凹槽23的交接处的侧壁抵接，而不会由第二凹槽22滑入第三凹槽23内。

进一步地，本实施例中的摇臂和推杆241沿轴套11的轴向间隔设置，第三凹槽23在轴套11的轴向上的投影与凸轮111在轴套11的轴向上的投影不重叠，即当推杆241伸入第三凹槽23内，并相对第三凹槽23滑动时，摇臂与轴套11的柱形面抵接，并不会与凸轮111抵接，以避免因摇臂和凸轮111之间产生较大的摩擦而阻碍轴套11沿其轴向移动。

在本实施例中，发动机气缸启停装置优选为包括电磁阀24，推杆241为电磁阀24的阀芯，当电磁阀24通电时，阀芯能够由第一工作状态转换至第二工作状态，当电磁阀24断电时，阀芯能够由第二工作状态转换至第一工作状态。相较于设置专门的驱动结构驱动独立的杆件沿轴套11的径向移动，本实施例中通过电磁阀24使轴套11沿转轴12轴向移动的方式结构简单。

为保证阀芯在电磁阀24断电时能够由第二工作状态转换至第一工作状态，电磁阀24设置有第一复位弹簧242，第一复位弹簧242能够在阀芯由第一工作状态转换至第二工作状态时发生弹性变形，以具有使阀芯在电磁阀24断电时恢复至第一工作状态的弹性势能，即第一复位弹簧242能够在阀芯由第一工作状态转换至第二工作状态时被压缩，当电磁阀24断电时，第一复位弹簧242恢复变形，以使阀芯复位。

优选地，本实施例中的复位机构3包括第二复位弹簧31及第一挡块32，第二复位弹簧31连接或抵接于第一挡块32和轴套11之间，当轴套11由第一工作位置转换至第二工作位置时，第二复位弹簧31能够发生弹性变形，以具有使轴套11在推杆241处于第一工作状态时由第二工作位置复位至第一工作位置的弹性势能，即，当电磁阀24断电时，推杆241恢复至第一工作状态，推杆241解除对轴套11的限制，第二复位弹簧31便能够使轴套11复位。可以理解的是，第一挡块32能够对轴套11沿转轴12的轴向的移动进行限制。

进一步地，发动机气缸启停装置还包括第二挡块4，第二挡块4设置于轴套11远离第一挡块32的一侧，处于第一工作位置的轴套11能够与第二挡块4抵接，第二挡块4能够对复位过程中的轴套11进行限位，以保证复位后的轴套11上的凸轮111能够准确地与摇臂正对。

在本实施例中，锁止结构优选为包括凸台及第四凹槽121，凸台(图中未示出)和第四凹槽121均沿转轴12的轴向延伸，凸台能够嵌合于第四凹槽121内，凸台和第四凹槽121择一地设置于轴套11及转轴12上，在本实施例中，凸台设置于轴套11朝向转轴12的一侧，第四凹槽121开设于转轴12上，凸台和第四凹槽121相配合，以沿转轴12的周向锁定轴套11。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机气缸启停装置，其特征在于，包括：

控制机构(1)，包括轴套(11)，通过锁止结构套设于转轴(12)，所述锁止结构被配置为沿所述转轴(12)的周向锁定所述轴套(11)，所述轴套(11)能够随所述转轴(12)绕其轴线转动，并能够沿所述转轴(12)轴向滑动，所述轴套(11)上设置有凸轮(111)，所述凸轮(111)的轴线与所述轴套(11)的轴线平行，所述轴套(11)具有使所述凸轮(111)能够与用于开启或关闭发动机气缸的气门的摇臂正对并抵接的第一工作位置，及沿所述转轴(12)的轴向移动预设距离后的第二工作位置，所述预设距离被设定为大于或等于所述凸轮(111)沿所述轴套(11)的轴向的宽度；

停缸机构(2)，被配置为使所述轴套(11)由所述第一工作位置转换至所述第二工作位置；以及

复位机构(3)，被配置为使所述轴套(11)由所述第二工作位置复位至所述第一工作位置。

2.根据权利要求1所述的发动机气缸启停装置，其特征在于，所述停缸机构(2)包括第一凹槽(21)、第二凹槽(22)、第三凹槽(23)及推杆(241)，所述第一凹槽(21)、所述第二凹槽(22)和所述第三凹槽(23)均开设于所述轴套(11)上，所述第一凹槽(21)和所述第二凹槽(22)均沿所述轴套(11)的周向延伸，并沿所述轴套(11)的轴向间隔设置，所述第一凹槽(21)和所述第二凹槽(22)的间距大于或等于所述凸轮(111)沿所述轴套(11)的轴向的宽度，所述第一凹槽(21)和所述第二凹槽(22)通过所述第三凹槽(23)连通，所述推杆(241)在垂直于其中心线的平面内固定设置，所述推杆(241)具有远离所述轴套(11)的第一工作状态及能够伸入所述第一凹槽(21)内的第二工作状态，当所述轴套(11)随所述转轴(12)绕其轴线转动时，处于所述第二工作状态的所述推杆(241)能够通过所述第三凹槽(23)滑入所述第二凹槽(22)内。

3.根据权利要求2所述的发动机气缸启停装置，其特征在于，所述第三凹槽(23)的槽底延伸至所述第一凹槽(21)内，延伸至所述第一凹槽(21)内的所述第三凹槽(23)的槽底的深度大于所述第一凹槽(21)的深度，所述推杆(241)的端部能够与延伸至所述第一凹槽(21)内的所述第三凹槽(23)的槽底贴合。

4.根据权利要求3所述的发动机气缸启停装置，其特征在于，所述第三凹槽(23)内与所述第二凹槽(22)的交接处的深度小于所述第二凹槽(22)的深度，所述推杆(241)沿所述轴套(11)的径向的行程大于处于所述第一工作状态的所述推杆(241)与所述第三凹槽(23)的最深处沿所述轴套(11)的径向的间距。

5.根据权利要求2所述的发动机气缸启停装置，其特征在于，所述摇臂和所述推杆(241)沿所述轴套(11)的轴向间隔设置，所述第三凹槽(23)在所述轴套(11)的轴向上的投影与所述凸轮(111)在所述轴套(11)的轴向上的投影不重叠。

6.根据权利要求2所述的发动机气缸启停装置，其特征在于，所述发动机气缸启停装置包括电磁阀(24)，所述推杆(241)为所述电磁阀(24)的阀芯。

7.根据权利要求6所述的发动机气缸启停装置，其特征在于，所述电磁阀(24)设置有第一复位弹簧(242)，所述第一复位弹簧(242)能够在所述阀芯由所述第一工作状态转换至所述第二工作状态时发生弹性变形，以具有使所述阀芯在所述电磁阀(24)断电时恢复至所述第一工作状态的弹性势能。

8.根据权利要求2所述的发动机气缸启停装置，其特征在于，所述复位机构(3)包括第二复位弹簧(31)及第一挡块(32)，所述第二复位弹簧(31)连接或抵接于所述第一挡块(32)和所述轴套(11)之间，当所述轴套(11)由所述第一工作位置转换至所述第二工作位置时，所述第二复位弹簧(31)能够发生弹性变形，以具有使所述轴套(11)在所述推杆(241)处于所述第一工作状态时由所述第二工作位置复位至所述第一工作位置的弹性势能。

9.根据权利要求8所述的发动机气缸启停装置，其特征在于，所述发动机气缸启停装置还包括第二挡块(4)，所述第二挡块(4)设置于所述轴套(11)远离所述第一挡块(32)的一侧，处于所述第一工作位置的所述轴套(11)能够与所述第二挡块(4)抵接。

10.根据权利要求1所述的发动机气缸启停装置，其特征在于，所述锁止结构包括凸台及第四凹槽(121)，所述凸台和所述第四凹槽(121)均沿所述转轴(12)的轴向延伸，所述凸台能够嵌合于所述第四凹槽(121)内，所述凸台和所述第四凹槽(121)择一地设置于所述轴套(11)及所述转轴(12)上。

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