一种用于发动机可变气门驱动的摇臂机构，包括第一摇臂，第二摇臂和一个连接机构，第一摇臂的一端和第二摇臂的一端转动式地连接在一根轴上，第一摇臂的另一端靠近发动机的气门，第二摇臂的另一端靠近发动机的凸轮，连接机构包括连接活塞和连杆机构，连接活塞安置在第一摇臂或者第二摇臂内，连杆机构与连接活塞的一端转动式地相连，连杆机构的伸缩使连接机构在第一摇臂和第二摇臂之间的长度发生变化，改变发动机凸轮传递给发动机气门的运动。本发明的摇臂机构可用于发动机的停缸和发动机制动。
(19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 114909199 A (43)申请公布日 2022.08.16 (21)申请号 1.8 (22)申请日 2021.02.10 (71)申请人 上海尤顺汽车技术有限公司 地址 200000 上海市奉贤区庄行镇钜庭路 1133号 (72)发明人 朱汝杰郉宝亮奚正 (51)Int.Cl. F01L 1/18 (2006.01) F01L 13/00 (2006.01) F01L 13/06 (2006.01) F01L 9/11 (2021.01) F01L 1/04 (2006.01) F01L 1/26 (2006.01) 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (54)发明名称 发动机可变气门驱动的摇臂机构 (57)摘要 一种用于发动机可变气门驱动的摇臂机构， 包括第一摇臂，第二摇臂和一个连接机构，第一 摇臂的一端和第二摇臂的一端转动式地连接在 一根轴上，第一摇臂的另一端靠近发动机的气 门，第二摇臂的另一端靠近发动机的凸轮，连接 机构包括连接活塞和连杆机构，连接活塞安置在 第一摇臂或者第二摇臂内，连杆机构与连接活塞 的一端转动式地相连，连杆机构的伸缩使连接机 构在第一摇臂和第二摇臂之间的长度发生变化， 改变发动机凸轮传递给发动机气门的运动。本发 明的摇臂机构可用于发动机的停缸和发动机制 动。 A 9 9 1 9 0 9 4 1 1 N C CN 114909199 A 权利要求书 1/1页 1.一种用于发动机可变气门驱动的摇臂机构，其特征在于，包括：第一摇臂，第二摇臂 和一个连接机构，所述的第一摇臂的一端和第二摇臂的一端转动式地连接在一根轴上，第 一摇臂的另一端靠近发动机的气门，第二摇臂的另一端靠近发动机的凸轮，所述的连接机 构包括连接活塞和连杆机构，所述的连接活塞安置在第一摇臂或者第二摇臂，所述的连杆 机构与连接活塞的一端转动式地相连，连接活塞的另一端靠近未安置连接活塞的第一摇臂 或者第二摇臂，连杆机构的伸缩使连接机构在第一摇臂和第二摇臂之间的长度发生变化， 改变发动机凸轮传递给发动机气门的运动。 2.如权利要求1所述的摇臂机构，其特征在于：还包括防飞脱弹簧，所述的防飞脱弹簧 将第一摇臂推向发动机的气门，将第二摇臂推向发动机的凸轮。 3.如权利要求1所述的摇臂机构，其特征在于：所述的连杆机构包括第一连杆和第二连 杆，所述的第一连杆的一端和第二连杆的一端转动式地相连，第一连杆的另一端与连接活 塞转动式地相连，第二连杆的另一端与第一摇臂或第二摇臂转动式地相连，第一连杆和第 二连杆之间的夹角在大于0°到小于等于180°之间，当所述的夹角为180°时，第一连杆和第 二连杆在连接活塞的轴线上，连杆机构完全伸开，连接机构在第一摇臂和第二摇臂之间的 长度最大，发动机凸轮的运动最大限度地传递给发动机气门，当所述的夹角减小时，连杆机 构收缩，连接机构在第一摇臂和第二摇臂之间的长度减小，发动机凸轮传递给发动机气门 的运动减小。 4.如权利要求1所述的摇臂机构，其特征在于：所述的连接机构还包括驱动弹簧，所述 的驱动弹簧使连杆机构展开。 5.如权利要求1所述的摇臂机构，其特征在于：所述的连接机构还包括驱动活塞，所述 的驱动活塞使连杆机构缩回。 6.如权利要求1所述的摇臂机构，其特征在于：还包括止位机构，所述的止位机构限制 第一摇臂和第二摇臂在轴上的相互转动。 7.如权利要求1所述的摇臂机构，其特征在于：还包括发动机阀桥的定位机构，所述的 阀桥定位机构包括定位片，所述的定位片固定于第一摇臂并与发动机的气门或气门上方的 阀桥相连。 8.一种发动机制动装置，其特征在于：包括制动摇臂和制动凸轮，所述的制动摇臂与摇 臂机构并排地安置在发动机的上，当摇臂机构的连杆机构处于缩回状态时，制动摇臂处于 制动状态，将制动凸轮的运动传递给发动机的气门，产生发动机制动的气门运动，其中，所 述摇臂机构为权利要求1‑7任意一项所述的摇臂机构。 2 2 CN 114909199 A 说明书 1/4页 发动机可变气门驱动的摇臂机构 技术领域 [0001] 本发明涉及机械领域，尤其涉及发动机气门驱动领域，特别是一种发动机可变气 门驱动的摇臂机构。 背景技术 [0002] 已有技术中，车辆发动机的常规气门驱动为人熟知，其应用已有一百多年的历史。 常规气门驱动利用常规气门致动器(包括摇臂)控制发动机气门的运动，用于发动机的常规 点火运作。但由于对发动机燃油效率、尾气排放和发动机制动的额外要求，越来越多的发动 机采用可变气门驱动，包括完全消除气门运动的发动机停缸，而发动机制动也已经为商用 车发动机广泛采用。 [0003] 中国发明专利CN104411925B(2018)公开了一种用于控制汽车发动机中的可变气 门操作的系统、方法和装置，两个凸轮具有不同的升程轮廓，两个摇臂分别跨置在两个凸轮 上，通过锁闩将两个摇臂锁定，将不同的凸轮升程轮廓传递给发动机的气门。该发明为顶置 凸轮作用于摇臂中央的滚轮之上，其应用局限于乘用车。 [0004] 中国发明专利CN102373979B(2015)公开了一种用于发动机闭缸的摇臂机构，包括 外摇臂和内摇臂，内、外摇臂由一个锁闩连接，将凸轮的运动传递给气门。当锁闩连接断开 时，凸轮的运动丢失，气门升程为零，发动机停缸。同样，该发明为顶置凸轮作用于摇臂中央 的滚轮之上，其应用局限于乘用车。 [0005] 美国专利US 5,537,976(1996)披露了另一种两冲程发动机制动的装置和方法，采 用了凸轮驱动、液压连接、高速电磁阀和电子控制的手段，实现不同的气门运动，实现发动 机点火或发动机制动。由于每一个周期内，电磁阀都需要开启至少一次，对电磁阀的可靠性 和耐久性有特别高的要求。加上液压驱动的其它问题，如气门落座速度的控制、发动机的冷 启动等等，该发明也没有得到实际应用。 [0006] 美国专利US 6,293,248(2001)年披露了又一种两冲程发动机制动的装置和方法。 为了在四冲程发动机上实现两冲程发动机制动，除了需要四个凸轮之外，还必须采用四根 摇臂：两根排气摇臂(其中一根制动用)和两根进气摇臂(其中一根制动用)，结构与控制都 很复杂，而且采用的也是液压驱动打开发动机的气门。 发明内容 [0007] 本发明的目的在于提供一种发动机可变气门驱动的摇臂机构，要解决现有技术中 结构与控制复杂、液压驱动开启气门的可靠性与耐久性差和应用有限的技术问题。 [0008] 本发明提供一种用于发动机可变气门驱动的摇臂机构，其特征在于，包括：第一摇 臂，第二摇臂和一个连接机构，所述的第一摇臂的一端和第二摇臂的一端转动式地连接在 一根轴上，第一摇臂的另一端靠近发动机的气门，第二摇臂的另一端靠近发动机的凸轮，所 述的连接机构包括连接活塞和连杆机构，所述的连接活塞安置在第一摇臂或者第二摇臂， 所述的连杆机构与连接活塞的一端转动式地相连，连接活塞的另一端靠近未安置连接活塞 3 3 CN 114909199 A 说明书 2/4页 的第一摇臂或者第二摇臂，连杆机构的伸缩使连接活塞与未安置连接活塞的第一摇臂或者 第二摇臂之间的距离发生变化，改变发动机凸轮传递给发动机气门的运动。 [0009] 进一步的，还包括防飞脱弹簧，所述的防飞脱弹簧将第一摇臂推向发动机的气门， 将第二摇臂推向发动机的凸轮。 [0010] 进一步的，所述的连杆机构包括第一连杆和第二连杆，所述的第一连杆的一端和 第二连杆的一端转动式地相连，第一连杆的另一端与连接活塞转动式地相连，第二连杆的 另一端与第一摇臂或第二摇臂转动式地相连，第一连杆和第二连杆之间的夹角在大于0°至 小于等于180°之间，当所述的夹角为180°时，第一连杆和第二连杆在连接活塞的轴线上，连 杆机构完全伸开，连接机构在第一摇臂或者第二摇臂之间的长度最大，发动机凸轮的运动 最大限度地传递给发动机气门，当所述的夹角减小时，连杆机构收缩，连接机构在的第一摇 臂或者第二摇臂之间的长度减小，发动机凸轮传递给发动机气门的运动减小。 [0011] 进一步的，所述的连接机构还包括驱动弹簧，所述的驱动弹簧使连杆机构伸开。 [0012] 进一步的，所述的连接机构还包括驱动活塞，所述的驱动活塞使连杆机构缩回。 [0013] 进一步的，还包括止位机构，所述的止位机构限制第一摇臂和第二摇臂在轴上的 相互转动。 [0014] 进一步的，还包括发动机阀桥的定位机构，所述的阀桥定位机构包括定位片，所述 的定位片固定于第一摇臂并与发动机的气门或气门上方的阀桥相连。 [0015] 本发明还提供一种发动机制动装置，包括制动摇臂和制动凸轮，所述的制动摇臂 与摇臂机构并排地安置在发动机的摇臂轴上，当摇臂机构的连杆机构处于缩回状态时，制 动摇臂处于制动状态，将制动凸轮的运动传递给发动机的气门，产生发动机制动的气门运 动，其中，摇臂机构为上述的摇臂机构。 [0016] 本发明和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本发明的摇臂机构由第一、第二 摇臂组成，通过连杆机构的伸缩，连接或分开前、第二摇臂，产生或丢失发动机的气门运动， 实现发动机点火与发动机停缸或制动等之间的转换，具有结构简单可靠、制造组装容易和 应用广泛等优点，尤其是连杆机构的升缩量大(也就是第一连杆和第二连杆之间的夹角可 变范围大)，可应用于大升程的发动机可变气门驱动，包括取消整个气门升程的发动机停缸 和大冲程的发动机制动。 附图说明 [0017] 图1是本发明的发动机可变气门驱动的摇臂机构的实施例1中连杆机构缩回状态 的示意图。 [0018] 图2是本发明的发动机可变气门驱动的摇臂机构的实施例1中连杆机构伸出状态 的示意图。 [0019] 图3是本发明的发动机可变气门驱动的摇臂机构的实施例1中连杆机构伸出状态 中，第一摇臂第二种连接方式的示意图。 具体实施方式 [0020] 实施例1： [0021] 图1和图2用来描述本发明的发动机可变气门驱动的摇臂机构的实施例1。图中的 4 4 CN 114909199 A 说明书 3/4页 摇臂机构包括第一摇臂10，第二摇臂210和一个连接机构100，第一摇臂10的一端和第二摇 臂210的一端转动式地连接在轴120上，第一摇臂10的另一端靠近发动机的气门300，第二摇 臂210的另一端靠近发动机的凸轮230。连接机构100包括连接活塞160、连杆机构150，连接 活塞160和连杆机构150均设置在第二摇臂210：连接活塞160安置在第二摇臂210上(具体 地，可以设置在第二摇臂210的相配的活塞腔内)，连杆机构150的一端与第二摇臂210在153 处转动式地相连，连杆机构150的另一端与连接活塞160的一端162转动式地相连，连接活塞 160的另一端164靠近未安置连接活塞160的第一摇臂10，连杆机构150的伸缩使连接机构 100在第一摇臂10与第二摇臂210之间的长度发生变化(见图1和图2中153和164之间的长度 变化)，改变发动机凸轮230传递给发动机气门300的运动。当然，在另一实施例中，连接活塞 160和连杆机构150均设置在第一摇臂10：连接活塞160也安置在第一摇臂10，此时连接活塞 160的另一端164靠近未安置连接活塞的第二摇臂210(还可能包括连接件20)。 [0022] 连杆机构150包括第一连杆152和第二连杆154，第一连杆152的一端和第二连杆 154的一端通过柱销151(也可以是球面)转动式地相连，第一连杆152的另一端与连接活塞 160的一端162转动式地相连，第二连杆154的另一端与第二摇臂210(当连接活塞160和连杆 机构150均设置在第一摇臂10，第二连杆154的另一端与第一摇臂10)通过柱销153(也可以 是球面)转动式地相连，第一连杆152和第二连杆154之间的夹角在大于0°(折角，本文所述 的折角，即指大于0°并小于180°的角)到小于等于平角之间(包括图1所示的折角)，当夹角 为平角(180°，见图2)时，第一连杆152和第二连杆154在连接活塞160的轴线移动方向的轴线)之 间锁止，不能相对运动(见图2)，连接机构100在第一摇臂10和第二摇臂210之间的长度(153 与164之间的长度)最大，发动机凸轮230的运动最大限度地传递给发动机气门300；当驱动 活塞130推动连杆机构150，使夹角减小时(小于180°)，连杆机构150缩回解锁(见图1)，连接 机构100在第一摇臂10与第二摇臂210之间的长度减小(图1中153和164之间的长度小于图2 中的长度)，发动机凸轮230传递给发动机气门300的运动减小，甚至完全丢失(发动机停 缸)。 [0023] 连接机构100还包括驱动弹簧156，通过驱动弹簧156的作用力能使得连杆机构150 被完全展开(伸开)，也即第一连杆152和第二连杆154展开到在连接活塞160的轴线的预紧力满足：在第一连杆152和第二连杆154夹角较小时，连 杆机构150也能被顺利展开，从而得到较大的行程。 [0025] 连接机构还包括驱动活塞，当驱动活塞130推动连杆机构150，使夹角减小时(小于 180°)，连杆机构150缩回解锁(见图1)，连接机构100在第一摇臂10与第二摇臂210之间的长 度减小(图1中153和164之间的长度小于图2中的长度)，发动机凸轮230传递给发动机气门 300的运动减小，甚至完全丢失(发动机停缸)。 [0026] 注意到驱动弹簧156同时有防飞脱的作用。但如果需要，还可以增加安置在第一摇 臂10和第二摇臂210之间的防飞脱弹簧198。防飞脱弹簧198将第二摇臂210推向发动机的凸 轮230，第二摇臂该防飞脱弹簧也可安装在其他位置，其作用是帮助驱动弹簧156，减小前、 第二摇臂之间的冲击。 [0027] 本实施例在第一摇臂10和第二摇臂210之间122处设置了止位机构，限制第一摇臂 10和第二摇臂210在轴120上的相互转动太大，方便于搬运和安装。 5 5 CN 114909199 A 说明书 4/4页 [0028] 本实施例的操作过程如下：当发动机需要停缸(消除发动机的常规气门运动)时， 停缸控制阀(未显示)开通供油，发动机的机油通过油路(如摇臂轴205内的轴向油孔211)， 向驱动活塞130供油，油压将驱动活塞130推出(如图中为向上)，将图2中处于完全伸开为平 角的连接机构150推到图1所示的缩回位置，连接机构100在第二摇臂210与第一摇臂10之间 的长度减小(图1中153和164之间的长度小于图2中的长度)，第一摇臂第二摇臂凸轮230驱 动第二摇臂210的运动被吸收(丢失)，第一摇臂10保持不动，气门300的运动为零，发动机停 缸。在该过程中，由于上述长度减小，驱动弹簧被压缩。 [0029] 当需要恢复发动机的常规气门运动时，停缸控制阀(未显示)断开卸油，驱动活塞 130失去油压的作用(可以为驱动活塞130增加一根回位弹簧)，使得驱动弹簧156从被压缩 状态伸开，将连杆机构150从收缩状态(图1中第一连杆152和第二连杆154的夹角小于平角) 展开到平直状态(图2中第一连杆152和第二连杆154的夹角为平角)，连接活塞160与第二摇 臂210(或第一摇臂10)之间通过连杆机构150形成锁止，连接机构100在第一摇臂10和第二 摇臂210之间的长度(153与164之间的长度)最大。发动机凸轮230的运动通过滚轮235、第二 摇臂210、连杆机构150、连接活塞160、第一摇臂10(连接件20)、象足机构50、阀桥400(气门 帽，未显示)，传递给发动机气门300。 [0030] 注意到上述的描述同时适用于发动机的排气门和进气门的驱动。 [0031] 同时，第一摇臂10的一端，也可以转动式连接在摇臂轴205上。如图3 [0032] 上述说明包含了许多不同的具体实施方式，这不应该被视为对本发明范围的限 制，而是作为代表本发明的一些具体例证，许多其他演变都有可能从中产生。举例来说，这 里显示的发动机制动方法或系统，不但可用于顶置式凸轮发动机，也可用于推杆/推管式发 动机；不但可以开单气门，也可以开双气门；不但可以用来驱动排气门，也可用来驱动进气 门；制动凸轮所含的凸台的数量、大小、形状和相位等都可以变化。 [0033] 此外，这里显示的连接机构，不但可以是活塞‑弹簧机构，也可以是其它的机构，如 液压、气动、电磁、机械等机构及上述机构的组合；不但可以集成在摇臂内，也可以位于发动 机的其它部件上。连接机构的种类、形状、大小和安装位置，油路的设计和液流控制阀的结 构与排列等，都可以变化。 [0034] 第二摇臂还有，这里的摇臂机构还可以包括发动机阀桥的定位机构，比如固定于 第一摇臂并与发动机的气门或气门上方的阀桥相连的定位片。 [0035] 此外，这里的摇臂机构还可以用于发动机制动，此时，提供一种发动机制动装置， 包括制动摇臂和制动凸轮，制动摇臂与摇臂机构并排地安置在发动机的摇臂轴上，当摇臂 机构的连杆机构处于缩回状态时，制动摇臂处于制动状态，将制动凸轮的运动传递给发动 机的气门，产生发动机制动的气门运动。 [0036] 还有，制动摇臂机构的种类也可以是多种多样，除了如本申请的分体式(前、第二 摇臂)摇臂，还可以是整体的液压式专用制动摇臂，固链式制动摇臂等。 [0037] 因此，本发明的范围不应由上述的具体例证来决定，而是由所附属的权利要求及 其法律相当的权利来决定。 6 6 CN 114909199 A 说明书附图 1/2页 图1 图2 7 7 CN 114909199 A 说明书附图 2/2页 图3 8 8
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