齿轮啮合驱动双顶置凸轮轴配气机构 本发明涉及汽油发动机气缸进气/排气配气控制技术，具体地说，涉及一种双顶置凸轮轴配气机构。
汽油发动机的气缸通常采用下置凸轮轴式配气机构或顶置凸轮驱动方式，以控制和调节气缸的进气门及排气门与缸内活塞协调配合，借以实现四冲程工作。从实际使用情况看，多采用所谓“单顶置凸轮轴配气机构”，即在每个气缸的顶部或曲轴箱上设置一个凸轮，通过挺柱(或下摇臂)、推杆、摇臂驱动进/排气门，用以控制气缸气门的启闭，藉以实现配气控制。图1和图2分别示出两种常用的单顶置凸轮轴配气机构(本说明书各图中相同的标号代表相同的部件)。
图1所示配气机构中的凸轮2可交替地与摇臂21、22接触，选择凸轮相关部分的几何尺寸，与缸内活塞的行程配合，即可通过摇臂21、22的杠杆作用，克服气门弹簧的弹力，交替地驱动进气门5和排气门14，实现对进气与排气动作的控制。这种配气机构结构复杂、零件数目多、配气定时精度低，运动件的惯性质量大。
图2以示意的方式示出另一种单顶置凸轮轴的配气机构纵向剖面图(图中只示出两个气门之一)，其中凸轮2的表面可与桶形垫3的上表面接触，克服气门弹簧4的弹力，即可实现对气门5的驱动。目前很多轿车均采用这种配气机构，如1997年1月由机械工业出版社出版的《奥迪轿车构造》第34页至第37页即有此报道。采用这种配气机构，只能适用于每个气缸有单一进气门和单一排气门的发动机。
然而，实践证明，对于只有单一进气门和排气门的气缸，无论将其进气门和排气门各自偏置于气缸顶部的一侧，亦或将它们置于缸顶地中部，都存在就缸内横截面而言进气或排气不均匀的缺点。
本发明的目的在于提供一种能改善配气机构的动力性能，使气缸均匀进气和均匀排气，提高换气质量的双顶置凸轮轴配气机构。
为实现上述目的，本发明提出一种齿轮啮合驱动双顶置凸轮轴配气机构，包括进气凸轮和排气凸轮，以及分别与进气凸轮和排气凸轮紧固连接的啮合齿轮，且进气凸轮和排气凸轮分别与进气门和排气门的桶形垫外表面接触，其特征在于，所述进气凸轮和排气凸轮共有两组，对称地并排设在气缸顶部中心线两侧，每个凸轮都共轴地配置一个啮合齿轮，且每个凸轮与各自共轴的啮合齿轮均为紧固连接。
所述进气凸轮和排气凸轮分别与相应的进气门桶形垫或排气门桶形垫的外表面接触，每个桶形垫的内表面分别与相应的进气门或排气门接触。
发动机多个气缸的各组进气凸轮的啮合齿轮以及各组排气凸轮的啮合齿轮分别共轴地由各自的动力轮驱动。
采用本发明的双顶置凸轮轴的配气机构，其结构紧凑，便于实现使气缸多气门配气工作，并可使进/排气门都更靠近燃烧室中心，不仅有利于提高充量系数和进气门的充气效率，而且使排气更顺畅以及残留气缸中的废气量最少，从而可大幅度地增加气体通过断面积，使废气温度下降。此外，采用多气门配气，可减小单个气门的尺寸，从而增加气门的刚度，还能改善气门的散热条件，使气门热负荷下降。另外，使用多气门机构，使气体通过断面增大，可以适当地减少气门升程，有利于改善配气机构的动力性能。
本发明双顶置凸轮轴配气机构的零件数目较少，减少了运动件的惯性质量，从而改善运动件的刚性，并且可使运动件的自振频率得到提高。此外，由于使气门运动规律与凸轮外形所规定的运动规律接近，因而可准确地控制配气定时。
以下将结合附图进一步详细描述本发明双顶置凸轮配轴气机构的具体实施例，其中：
图1是现有技术一种单顶置凸轮轴配气机构的断面结构示意图；
图2是现有技术另一种单顶置凸轮轴配气机构的断面结构示意图；
图3是说明本发明双顶置凸轮轴配气机构顶视布置的示意图；
图4是表示本发明双顶置凸轮轴配气机构的主视图。
参照图3，图中示出一种采用本发明双顶置凸轮轴配气机构的四气缸车用汽油发动机的顶视结构布置。沿垂直于气缸顶部表面的方向，即沿气缸20的纵向轴线观察，图中示出两组进气道15，15和排气道7，7，它们关于发动机对称轴A-A线左右对称地设置。与所述进气道15，15和排气道7，7对应地分别设置进气侧凸轮11，11和排气侧凸轮2，2，并有与之对应地紧固配置的进气侧啮合齿轮10，10和排气侧啮合齿轮1，1。进气侧凸轮11，11和进气侧啮合齿轮10，10，以及排气侧凸轮2，2和排气侧啮合齿轮1，1各自对应地组成两组配气机构，图中标号19处为每组中的进气侧啮合齿轮10与排气侧啮合齿轮1的啮合区。各组中的进气侧凸轮11和排气侧凸轮2分别与垫3和12接触；每组中的进气侧凸轮11与排气侧凸轮2各自的初始位相不同，可依气缸各相关部件的几何尺寸及发动机转速等实际工况条件，初始设定其间的初始位相差。
图3中还示意地示出，作为发动机多个气缸每组中的进气侧啮合齿轮10，10和进气侧凸轮11，11以及每组中的排气侧啮合齿轮1，1和排气侧凸轮2，2分别共轴(如图中的点划线11和12所示)，并分别由各自的动力轮(图中未示出)驱动。
图4表示本发明双顶置凸轮轴配气机构的主视图，它示出沿图3中B-B线所取的断面结构布置。该实施例所示气缸直径Φ78.8mm，气缸间距88mm，活塞行程69mm。每只气缸采用两进气门、两排气门的4气门结构，分别由进气侧凸轮11和排气侧凸轮2驱动进气门14和排气门5，其中排气门5长88mm，杆径Φ6mm，气门直径Φ25mm；进气门14长88mm，杆径Φ6mm，气门直径Φ31mm。每组中的两个凸轮11和2工作所在的轴间距离75mm，分别由一对1.75模数、40齿的齿轮10和1啮合驱动。进气侧凸轮11的最大升程7.8mm，排气侧凸轮的最大升程8.1mm。
本说明书各图中其余标号6为气缸盖，8为活塞，9为气缸壁。
本领域的技术人员不难理解，仿照上面的实施例，还可设计成诸如3组，乃至4组的齿轮啮合驱动多顶置凸轮轴配气机构，实现汽油发动机气缸的多路配气。