CN101004150A - 改变凸轮控制的执行件运动规律的方法和可变配气机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改变凸轮机构控制的执行件的运动规律的方法以及采用此方法的内燃机可变配气机构。在该可变配气机构中，气门定时调节器(19)可以控制凸轮轴(21)相对于定时链轮(20)转过一定角度，从而产生移相作用，使气门的相位超前或滞后，并且实现对气门早开角的调节。凸轮推动挺柱(22)和气门(24)向下运动，到达气门的最大升程后，电磁铁(23)的吸力作用于挺柱，并且克服了气门弹簧(25)的弹力，使气门在最大升程处停留，通过控制气门的停留时间，可以实现对气门关闭时间的调节和气门晚关角的调节。

Description

改变凸轮控制的执行件运动规律的方法和可变配气机构

技术领域

本发明涉及一种改变凸轮机构控制的执行件的运动规律的方法，该方法可以控制执行件在行程的末端停留预期的时间。

本发明还涉及一种应用于内燃机的可变配气机构，该配气机构可以根据曲轴的转速连续调节进气早开角、进气晚关角、排气早开角、排气晚关角。

背景技术

目前广泛使用的内燃机配气机构是采用凸轮机构控制气门定时开启和关闭的。当配气凸轮设计已定，则内燃机的配气定时也就确定下来，在运转过程中不能改变，因此无法根据转速调节进排气相位角，不能实现最佳配气定时。

为了使高速和低速都能得到最佳的配气定时，20世纪80年代以后，出现了一些可变配气定时的控制机构。典型的有日本本田公司的VTEC机构，其配气凸轮轴上布置了高速和低速两种凸轮，根据发动机转速高低自动切换。它的缺点是结构复杂且不能连续调节。

另一种配气定时可变的机构是Alfa Romeo公司开发的可变气门定时机构。在该机构中，通过液压装置和一个特殊的定时套筒迫使配气凸轮轴与定时链轮之间产生相对角位移，从而改变进排气相位角，实现调节的作用。这种机构的缺点是：首先，因为采取移相的方法，使得气门开启时间和关闭时间相互关联，进气晚关角增大一定角度后，进气早开角就减小与之相同的角度，不能分别调节这两个角度。其次，这种机构不能用于控制排气早开角，因为在增大排气早开角的同时，会减小排气晚关角，甚至使该相位角为负值，进一步造成残余废气增加，减小内燃机功率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种改变凸轮机构控制的执行件的运动规律的方法，使执行件在行程的端点处停留预期的时间。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种配气定时可变的配气机构，该机构使得内燃机的进排气相位角能够连续调节，在不同的转速下实现最佳配气定时。

对于本发明要解决的第一个技术问题，首先分析涉及该问题的机械装置：通过凸轮机构控制执行件来实现预期运动规律的机械装置包括：机架、凸轮、推杆、弹簧和执行件，还可以包括1个或多个传动构件，推杆直接驱动执行件运动，或者通过传动构件把运动传递给执行件，弹簧力作用于执行件或传动构件或推杆，使推杆和凸轮保持接触。上述的“传动构件”是指：在“从凸轮到执行件的运动链”当中，处于推杆和执行件之间，传递运动和动力的构件。为了解决第一个技术问题，即改变上述机械装置中执行件的运动规律，技术方案如下：在上述机械装置中增加电磁铁，使电磁铁的吸力直接或间接作用于机械装置中的1个或多个构件。当推杆在凸轮的推动下运动到推程的终点时，相应地执行件运动到行程的一个端点附近，这时用电磁铁的吸力来克服弹簧力，使执行件在行程的端点处停留预期的一段时间，然后减小电磁铁的电流，释放衔铁，执行件在弹簧力的作用下向行程的另一端运动。通过控制电磁铁的电流控制执行件在行程端点处停留的时间，从而改变执行件的运动规律。在上面叙述中提到“使电磁铁的吸力直接作用于构件”是指：电磁铁与构件相互接近，电磁铁的铁心、空气间隙和构件共同构成闭合磁路，铁心和构件通过电磁力相互作用。在此情况下构件具有双重作用，即它还是电磁铁的衔铁。“电磁铁的吸力间接作用于构件”是指电磁铁具有独立的衔铁，该独立衔铁不在“从推杆到执行件的运动链”当中，电磁铁的吸力首先作用于独立衔铁，再传递给其他构件。

对于本发明要解决的第二个技术问题，需要分成两个步骤解决。第一步，对现有的内燃机配气机构的结构作一定的修改，然后加装电磁铁，通过电磁铁控制气门的关闭时间，实现进气晚关角和排气晚关角的连续调节。现有的内燃机配气机构包括气门组和气门传动组，气门组包括气门和气门弹簧，气门传动组中的零件构成凸轮机构，凸轮轴转动过程中推动气门定时开启和关闭。在上述的配气机构中加装电磁铁，并且满足以下要求：电磁铁的吸力作用于气门或气门传动组中的1个或多个零件，电磁铁的结构和安装方式使它的吸力能够克服气门弹簧的弹力，从而迫使气门在最大升程处停留。加装电磁铁之后的可变配气机构的工作过程如下：凸轮转动，推动气门开启，气门升程不断增大，同时气门弹簧被压缩，控制电磁铁的电流，使电磁铁的吸力在气门达到最大升程时足够克服气门弹簧的弹力，气门在最大升程处停留，经过预期的一段时间，减小电磁铁的电流，释放衔铁，气门在弹簧力的作用下，升程不断减小，最后关闭。在上述的过程中通过控制电磁铁的电流控制气门在最大升程处停留的时间，从而实现对气门关闭时间的调节和进气晚关角、排气晚关角的调节。

以上是第一个步骤，下面叙述第二个步骤，实现气门开启时间的调节。采用的方法是：在配气机构中增加“气门定时调节器”，使凸轮轴通过“气门定时调节器”和定时齿轮或定时链轮或定时带轮相联接，其作用是：控制凸轮轴相对于定时齿轮或定时链轮或定时带轮绕两者的共同轴线转过一定角度，从而产生移相作用，使该凸轮轴控制的气门相位超前或滞后。当气门相位超前时，进气早开角和排气早开角都增大，而进气晚关角和排气晚关角都减小，当气门相位滞后时，进气早开角和排气早开角都减小，而进气晚关角和排气晚关角都增大。因此可以通过气门定时调节器调节进气早开角和排气早开角。

通过以上两个步骤构成的可变配气机构包括了凸轮机构、电磁铁和气门定时调节器，三者协同工作实现最佳配气定时。气门从开启到最大升程这一段由凸轮机构控制，并且通过气门定时调节器调节进气早开角和排气早开角，当气门达到最大升程以后，处于电磁铁的控制下，通过电磁铁可以调节进气晚关角和排气晚关角。最后指出，由于排气门和进气门的相位角在调节过程中，改变量不一致，因此采用上述方法时，每根凸轮轴或者只控制进气门，或者只控制排气门。

本发明中的可变配气机构的优点是：首先，实现了进排气相位角的连续可调节，可以在各种转速下得到最佳配气定时。其次，本发明保持了现有配气机构工作准确可靠，可在高转速高频率工况下工作的优点。第三，在可变配气机构中采用特别设计的凸轮，则可以控制进气晚关角在负值到正值之间连续变化，从而实现在汽缸容积不变的情况下调节汽缸的进气量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是“改变凸轮机构控制的执行件运动规律的方法”的3个实施例的机构运动简图。

图2是内燃机可变配气机构的工作原理图。

图3是具有“气门定时调节器”的内燃机可变配气机构的工作原理图。

图4是图3中机构的气门升程函数h(ψ)的函数图像。

图5是内燃机可变配气机构的第一种实施方式的机构运动简图以及部分构件的结构图。

图6是内燃机可变配气机构的第二种实施方式的机构运动简图以及部分构件的结构图。

图7是图6(a)中机构的构件：挺柱和电磁铁的另一种方案的结构图。

图8是内燃机可变配气机构的第三种实施方式的机构运动简图以及部分构件的结构图。

图9是图8(a)中机构的构件：电磁铁的另一种方案的示意图。

图10是内燃机可变配气机构的第四种实施方式的机构运动简图。

图11至图15是气门定时调节器的主要零件的结构图。

图16是定时链轮的结构图。

图17是气门定时调节器的工作原理图。

具体实施方式

图1所示机械装置是“改变凸轮机构控制的执行件运动规律的方法”的3个实施例，图1(a)包括机架、凸轮1、推杆2、传动构件3、执行件4、弹簧5、电磁铁6。推杆2还具有衔铁的作用，电磁铁6的吸力直接作用于推杆。传动构件3为杆状，穿过电磁铁铁心的通孔，上端与摆动推杆2接触，下端与执行件4接触，把推杆的往复运动传递给执行件。当推杆2向下运动时，电磁铁的线圈通电，推杆2运动到推程的终点附近，它和电磁铁铁心之间的间隙足够小时，电磁铁对它的吸力克服了弹簧力，使推杆的位置保持在推程终点附近，停留预期的时间后，减小线圈上的电流，释放推杆，推杆在弹簧力的作用下开始回程的运动。相应地，执行件先向下运动，在行程底端停留预期的时间，再向上运动。通过控制电磁铁的电流就可以控制执行件在行程底端停留的时间，继而控制回程的开始时间和结束时间。图1(b)所示装置的工作过程与图1(a)相似，不同处主要有3点：1.图1(b)所示装置没有传动构件，推杆2直接推动执行件4。2.图1(b)中电磁铁6的吸力没有直接作用于推杆或执行件，而是作用于衔铁7，衔铁7通过下面的杆状构件把吸力传递给执行件。3.图1(b)中有3个弹簧，其中弹簧8作用于推杆2，当执行件4在行程底端停留时，推杆2不停留，在弹簧8的作用下开始回程。图1(c)所示装置也和图1(a)中装置相似，不同处是图1(c)中推杆和执行件刚性联接，成为一个构件。

图2是内燃机可变配气机构控制单个进气门的工作原理图。当电磁铁12不工作时，凸轮轴9推动摆臂10往复摆动，摆臂的运动经传动构件11传递给进气门13，进气门沿竖直方向上下移动，气门弹簧14使摆臂与凸轮保持接触。图示位置为进气门向上运动到最高点，进气门关闭的瞬间。图中汽缸15、活塞16、连杆17、曲轴18表示内燃机的这只汽缸所处状态是：曲轴转过下止点，开始压缩行程，这时曲轴的曲捌相对于下止点的转角为β，即此时的进气晚关角为β。曲轴和凸轮轴之间有一条传动链，该传动链和凸轮轴以及摆臂共同实现配气定时。当电磁铁12工作时，可以改变气门的运动规律。进气门向下运动，接近最大升程时，使电磁铁的吸力作用于摆臂10，吸力克服了气门弹簧的弹力，使进气门停留在最大升程处，保持时间t，然后减小电磁铁的电流，释放摆臂，在气门弹簧的作用下，气门关闭。相对于时间t，进气晚关角有一个增量Δβ且Δβ≥0，即进气晚关角由β变为β+Δβ。其中β为电磁铁不工作，由凸轮控制进气门时的进气晚关角。

在图2中，单片机、曲轴转角传感器、气门位置传感器、电磁铁电流控制器共同构成控制系统，通过控制气门在最大升程处停留的时间t，准确地实现预期的进气晚关角β+Δβ。在进气门达到最大升程的瞬间，气门位置传感器向单片机发出一个信号，单片机立即从曲轴转角传感器读出曲轴的位置。假设这时曲轴还未到达下止点，曲轴的曲捌与下止点位置的夹角为θ，则由下式计算进气门停留的时间t：

t+T＝(β+Δβ+θ)/ω    (1)

式中T表示进气门在最大升程处被电磁铁释放，在弹簧力的作用下落座所需要的时间。T的值可以在上一个周期通过传感器测得，并且T为常量，在以后各周期的计算中T值不变。ω是曲轴的角速度，通过实时测量和计算得到ω。按照式(1)计算出t，控制进气门的停留时间为t，就可以使进气晚关角接近预期的β+Δβ。但是由于系统状态的变化以及测量和计算的延时，控制的目标量与实测值之间存在误差。假设这一周期实测的进气晚关角为β′，则误差是(β+Δβ)-β′，用误差修正下一个周期的计算，公式如下：

t+T＝[(β+Δβ+θ)+(β+Δβ-β′)]/ω    (2)

式(2)中T、θ、ω的意义同式(1)，θ、ω的值在本周期实测得到。按照式(2)计算出的t，用于控制进气晚关角会更精确，但仍有误差，且需要用该误差修正下一个周期的计算。为了计算方便，将式(1)和式(2)变换成递推公式：

$\left\{\begin{array}{c}{t}_n+T=[(\mathrm{\β}+\mathrm{\Δ\β}+\mathrm{\θ})+a_n]/\mathrm{\ω}\\ a_n=a_{n-1}+(\mathrm{\β}+\mathrm{\Δ\β}-{\mathrm{\β}}^{n-1})\\ a_0=0\\ {\mathrm{\β}}^0=\mathrm{\β}+\mathrm{\Δ\β}\end{array}\right.---\left(3\right)$

 (3)式中T、θ、ω的意义同(1)式，β+Δβ为预期的进气晚关角，它是控制的目标量。βⁿ为每个周期实测的进气晚关角，βⁿ表示的序列为β¹，β²，β³…β^k…，β⁰不是实测值，它是为计算方便而预设的值。t_n表示的序列从t₁开始，表示每个周期进气门需要停留的时间，它是利用(3)式计算的结果。

图3(a)所示为：可变配气机构控制单个排气门的工作原理图。与图2相比，图3(a)中机构增加了“气门定时调节器”19，其作用是使定时链轮20与凸轮轴21可以绕它们的共同轴线产生相对转动。图3(b)所示为图3(a)中机构的A向视图。在A向视图中，定时链轮上直线OC与凸轮上直线OD的夹角∠COD＝_，可以通过气门定时调节器调节∠ COD产生增量Δ_，使∠COD＝_+Δ_。当电磁铁23不工作时，图3(a)所示机构的工作过程是：凸轮轴21转动，并且推动挺柱22上下运动，挺柱22推动排气门24定时开启和关闭，气门弹簧25使挺柱和凸轮保持接触。活塞26、连杆27、曲轴28、汽缸29在图中的位置表示活塞完成了排气行程，刚刚开始吸气行程，图3(c)所示为图3(a)中机构的B向视图，由B向视图可见排气晚关角是δ。气门定时调节器可以通过调节凸轮和定时链轮之间的角度∠COD，产生移相作用，使排气早开角和排气晚关角发生变化。例如：首先调节∠COD，使∠COD＝_，用函数h(ψ)表示∠COD＝_情况下气门升程h与曲轴转角ψ之间的关系，函数图像如图4所示。再调节∠COD，使∠COD＝_-Δ_，其中Δ_为正值，这时图4中函数h(ψ)的图像左移2Δ_，变成函数h(ψ+2Δ_)的图像。假设当∠COD＝_时，排气早开角为γ，排气晚关角为δ，则∠COD＝_-Δ_时，排气早开角变成γ+2Δ_，排气晚关角变成δ-2Δ_。由上例可见通过气门定时调节器可以调节排气早开角和排气晚关角。但是上述的调节过程中存在一个问题，就是排气早开角和排气晚关角相互关联，前者增加2Δ_，后者减小2∠Δ_。而在实际情况中，当内燃机转速升高时，为了获得最佳配气定时，必须分别对上述两个相位角进行调节，并且这两个角都应增大。为了解决这一问题，本发明中采用电磁铁控制排气晚关角，使它与排气早开角不再相互关联。在此情况下，当∠COD＝_-Δ_时，排气晚关角为：δ-2Δ_+Δδ，式中增量Δδ为正值或0，通过电磁铁23调节Δδ的大小，使配气定时达到最佳。图3中挺柱22具有双重作用，一方面挺柱与凸轮接触，在凸轮的推动下往复运动，另一方面挺柱与电磁铁的铁心相配合，具有衔铁的作用。气门定时调节器的结构和实现方案有多种，例如Alfa Romeo公司开发的可变气门定时机构。本发明提供了另一种方案，如图11至图17所示，这几幅图的技术说明在最后叙述。

在配气机构中增加电磁铁以后，为了使电磁铁的吸力能有效地作用于机构中的构件，必须对现有配气机构的结构作一定修改，图5至图10提供了4个实施例。

图5(a)所示为第一个实施例的机构运动简图，包括：凸轮轴30、摆臂31、传动构件32、电磁铁33、气门34、气门弹簧35。其中摆臂的主视图和俯视图分别如图5(b)和图5(c)所示。摆臂的左端为套状结构，套状结构的通孔使摆臂能够安装在支承轴上。摆臂的右端为圆形板状结构，其上表面与凸轮接触，下表面与电磁铁的铁心相配合，电磁铁的吸力直接作用于摆臂。套状结构和圆形板状结构之间的连接部分承受一定的弯距，因此在其上表面用筋板加强。传动构件32穿过电磁铁铁心的通孔，把摆臂的运动传递给气门。图5(d)和图5(e)是电磁铁33的俯视图和剖视图，图中网格状剖面线表示线圈，倾斜剖面线表示铁心。如图5(e)所示：电磁铁有内外两个线圈，两线圈之间铁心上的磁通向上传导，经过摆臂，并且分成两个分支，一支向外传导，经过铁心的外圈部分闭合，另一支向内传导，经过铁心的中心部分闭合。这种结构的电磁铁可以使衔铁更薄，质量更轻。从图5(a)中可以看出，在电磁铁工作的情况下，当气门运动到最大升程处并作短时间停留时，摆臂与凸轮脱离接触，在这之后摆臂在弹簧力的作用下向上摆动，并且在行程的末端撞击凸轮。为了减小冲击，可以在凸轮的两侧增加减震单元，使摆臂先撞击减震单元，释放一部分动能后再碰到凸轮。

图6(a)所示机构是第二个实施例，包括：凸轮轴36、挺柱37、电磁铁38、气门39、气门弹簧40，其中挺柱具有双重作用，它同时还是电磁铁的衔铁。挺柱的上半部分是圆形板状结构，下半部分为杆状结构。板状结构的上表面与凸轮接触，在凸轮的推动下往复运动，并且把运动传递给气门，板状结构的下表面与电磁铁的铁心相配合，电磁铁的吸力直接作用于挺柱。挺柱下半部分的杆状结构穿过电磁铁铁心的通孔，杆状结构的侧面与通孔的孔壁相配合，共同构成移动副。挺柱的具体形状如图6(b)和图6(c)所示，图6(b)是挺柱的主视图，图6(c)是A-A剖视图。电磁铁38的俯视图和剖视图如图6(d)和图6(e)所示，图中网格状剖面线表示线圈，倾斜剖面线表示铁心。挺柱和电磁铁的结构还可以采用另外一种方案，如图7(a)和图7(b)所示，其中图7(a)是沿挺柱69、铁心70、线圈71的轴线剖切得到的剖视图，图中沿C-C方向剖切得到的剖视图如图7(b)所示。这一方案的特点是：首先，挺柱69由3部分构成，上部是圆形板状结构，下部包括一个圆管状结构和一个圆柱体，三者同轴；其次，铁心70的环形槽的外径大于线圈71的外径，环形槽中安装线圈之后仍然空出一个环形的空间；最后，挺柱下部的圆管状结构可以插入铁心的环形槽中，并且圆管状结构的外壁与环形槽的槽壁相配合构成移动副，而挺柱下部的圆柱体穿过铁心中心的通孔。以上这一方案的优点是：1.挺柱的刚度大；2.挺柱和铁心之间的摩擦面在线圈以外，易于散热。

在图6(a)中，挺柱37和气门39是相互分离的两个构件。如果使挺柱和气门杆刚性联接，则挺柱和气门成为一个构件，这种情况下图6(a)中机构可以演化成为另外一种机构。在演化后的机构中，原来安装在气门杆上端的弹簧座被取消，而气门弹簧向上作用的作用点位于挺柱的板状结构的下表面上，这时气门弹簧的安装位置是在电磁铁铁心的环形槽中。加大电磁铁的轴向尺寸，这样就可以在铁心的环形槽的下部安装线圈，上部安装气门弹簧。这种演化后的机构取消了弹簧座，从而减轻了运动构件的质量，减小了功率损耗。此外，在演化后的机构中，如果用空气弹簧取代圆柱螺旋压缩弹簧还可以进一步提高动态性能。

图8(a)所示机构是第三个实施例，包括：摇臂弹簧41、凸轮轴42、摇臂43、气门弹簧44、气门45、衔铁46、电磁铁47、导管48、压杆49、衔铁弹簧50。当电磁铁不工作时，把衔铁向上拉并且固定，使衔铁下部的压杆不接触气门，这时候由凸轮控制气门的运动。在电磁铁工作的情况下，解除衔铁被固定的状态，衔铁在自重以及上侧弹簧的作用下推动压杆，使压杆压在气门上。衔铁弹簧的作用力远小于气门弹簧，因此不会使气门漏气。在气门开启过程中，给电磁铁通电，衔铁在自重、弹簧力以及电磁力的共同作用下，随着气门一起向下运动。当气门达到最大升程时，衔铁和电磁铁的铁心接触，吸合在一起，并且迫使气门在最大升程处停留。停留预期的时间后，减小电磁铁的电流，释放衔铁，在气门弹簧的作用下，气门、压杆和衔铁一起向上运动直到气门关闭。本实施例中摇臂弹簧的作用如下：当气门在最大升程处停留时，摇臂并不停留，在摇臂弹簧的作用下，先于气门开始回程。这样做的目的是为了减小气门弹簧的负荷。因为当电磁铁释放衔铁时，摇臂已经和气门脱离接触，气门弹簧只需要推动气门、压杆和衔铁3个构件向上运动，相比推动4个构件的情况，气门弹簧的负荷减小。因此在设计中，可以适当减小气门弹簧的刚度和弹力，而能够保证气门在关闭过程中有足够的加速度。因为减小了气门弹簧的刚度，所以电磁铁和衔铁的尺寸也可以适当减小。又因为衔铁是高频率振动的构件，所以尺寸和质量减小后，可以减小功率损耗。上述的整个过程就是：安装摇臂弹簧→减小气门弹簧负荷→减小气门弹簧刚度→减小衔铁质量→减小功率损耗。本实施例中，电磁铁的结构和安装位置有两种方案。第一种方案如图8(b)所示，电磁铁铁心有两个通孔，安装两根压杆、两个导管，两根压杆布置在摇臂两侧，保持力矩平衡。电磁铁的俯视图和剖视图如图8(c)和图8(d)所示。这种结构的电磁铁可采用环形的衔铁，以减轻衔铁的质量。图9所示为第二种方案，两块电磁铁布置在摇臂两侧，因为安装位置的空间限制，两块电磁铁可以在高度上错开一定距离安装。图8(a)所示的实施例中包含独立的衔铁，因此相比图5和图6中的实施例，具有以下两条优点：1.由于是独立的衔铁，所以当电磁铁不工作时，衔铁固定，不会增加配气机构中运动构件的总质量，也就不会因为衔铁而产生功率损耗。2.可以根据内燃机在中低速时的工况设计配气机构的凸轮，使中低速时的性能最佳，而车辆大部分时间是运行在中低速的，因此可以有更好的效益。当需要高速运转时，再让电磁铁处于工作状态，保证了在必要时有高的转速和功率。

图10所示机构是第四个实施例，包括：板簧51、凸轮轴52、摆臂53、气门54、气门弹簧55、压杆56、导管57、电磁铁58、衔铁59、衔铁弹簧60，其工作过程和结构特点与图8(a)中机构相似，共同特点是都具有独立的衔铁，不同点是：图8(a)中摇臂与凸轮接触，摇臂推动气门开启和关闭，图10中以摆臂取代摇臂，图8(a)中的摇臂弹簧在图10所示机构中无法安装，因此采用两根板簧取代摇臂弹簧，板簧的作用点在摆臂两侧的凸起部分上。电磁铁的结构和安装方式可以采用与图8(a)中机构相同的两种方案。

图17所示为气门定时调节器的一种方案的工作原理图，主要包括：联接盘61、液压缸盖62、弧形活塞63、液压缸堵头64、螺旋扭转弹簧65、定时链轮66，上述零件的形状如图11至图16所示。图13(a)中弧形活塞一端的环形槽中嵌有两只橡胶密封圈67。图14中液压缸堵头也嵌有两只橡胶密封圈67。图16中定时链轮的侧面有两块凸起68。如图17所示：2件液压缸盖62与联接盘61上的槽形结构相配合，并且用螺栓联接，构成两个弧形的液压缸。液压缸的一端用液压缸堵头64密封，另一端与弧形活塞相配合，弧形活塞沿圆周方向移动，从液压缸中伸出或缩回。液压缸内壁有孔与油路连接，油路沿径向穿过联接盘，另一个开口在联接盘轴孔的孔壁上，并且通过这个开口与凸轮轴上的油路连接在一起。图17中虚线所画为定时链轮66，定时链轮中心的孔与联接盘上的圆柱面相配合。定时链轮的侧面有两小块凸起68，它们与弧形活塞的端面相接触，螺旋扭转弹簧65作用于一块凸起，使它与弧形活塞保持接触。当弧形活塞从液压缸中伸出或缩回时，就推动定时链轮相对于联接盘转动，而联接盘安装在凸轮轴上，通过键联接。

Claims (9)

1.一种改变凸轮机构控制的执行件的运动规律的方法，通过凸轮机构控制执行件来实现预期的运动规律的机械装置包括：机架、凸轮、推杆、执行件和弹簧，推杆和执行件之间的关系包括3种情况：第一，推杆和执行件刚性联接，形成一个构件；第二，推杆与执行件相接触，推杆的往复运动直接传递给执行件；第三，推杆与执行件不接触，上述装置中还包括一个或多个传动构件，推杆的往复运动通过传动构件传递给执行件；在上述的机械装置中，弹簧力作用于一个或多个构件，使推杆和凸轮保持接触，本方法的特征在于：在上述机械装置中增加了电磁铁，电磁铁的吸力直接或间接作用于装置中的一个或多个构件，当推杆在凸轮的推动下运动到推程的终点时，执行件运动到行程的一个端点附近，这时用电磁铁的吸力来克服弹簧力，使执行件在行程的端点处停留预期的一段时间，然后减小电磁铁的电流释放衔铁，执行件在弹簧力的作用下向行程的另一端运动。

2.一种采用权利要求1所述方法的内燃机可变配气机构，包括气门组和气门传动组，气门组包括气门和气门弹簧，气门传动组中的零件构成凸轮机构，凸轮机构控制气门按预期的规律运动，实现配气定时，其特征在于：在上述的配气机构中增加电磁铁，电磁铁的吸力直接或间接作用于气门或气门传动组中的零件，且电磁铁的结构和安装方式使它的吸力能够克服气门弹簧的弹力，从而迫使气门在最大升程处停留。

3.按照权利要求2所述的可变配气机构，其特征在于：通过控制电磁铁的电流来控制进气门在最大升程处停留的时间，从而实现对进气门关闭时间的调节和进气晚关角的调节。

4.按照权利要求2所述的可变配气机构，其特征在于：通过控制电磁铁的电流来控制排气门在最大升程处停留的时间，从而实现对排气门关闭时间的调节和排气晚关角的调节。

5.按照权利要求3所述的可变配气机构，其特征在于：控制进气门的凸轮与控制排气门的凸轮不同轴，也就是指：每根凸轮轴或者只控制排气门，或者只控制进气门，在上述的可变配气机构中增加“气门定时调节器”，使控制进气门的凸轮轴通过气门定时调节器与定时齿轮或定时链轮或定时带轮相联接，气门定时调节器的作用是：控制凸轮轴相对于定时齿轮或定时链轮或定时带轮产生角位移，从而实现对进气门开启时间的调节和进气早开角的调节，上述可变配气机构中的电磁铁实现对进气门关闭时间的调节和进气晚关角的调节。

6.按照权利要求4所述的可变配气机构，其特征在于：控制进气门的凸轮与控制排气门的凸轮不同轴，也就是指：每根凸轮轴或者只控制排气门，或者只控制进气门，在上述的可变配气机构中增加“气门定时调节器”，使控制排气门的凸轮轴通过气门定时调节器与定时齿轮或定时链轮或定时带轮相联接，气门定时调节器的作用是：控制凸轮轴相对于定时齿轮或定时链轮或定时带轮产生角位移，从而实现对排气门开启时间的调节和排气早开角的调节，上述可变配气机构中的电磁铁实现对排气门关闭时间的调节和排气晚关角的调节。

7.按照权利要求2至6中任一项所述的可变配气机构，其特征在于：可变配气机构中包括凸轮轴(30)、摆臂(31)、传动构件(32)、电磁铁(33)，其中摆臂具有双重作用，它同时还是电磁铁的衔铁，摆臂的上表面与凸轮接触，在凸轮的推动下往复摆动，摆臂的下表面与电磁铁的铁心相配合，电磁铁的吸力直接作用于摆臂，摆臂的运动通过传动构件传递给气门。

8.按照权利要求2至6中任一项所述的可变配气机构，其特征在于：可变配气机构中包括凸轮轴(36)、挺柱(37)、电磁铁(38)，其中挺柱具有双重作用，它同时还是电磁铁的衔铁，挺柱的上半部分为板状结构，下半部分为杆状结构，板状结构的上表面与凸轮接触，在凸轮的推动下，挺柱往复运动，并且把运动传递给气门，板状结构的下表面与电磁铁的铁心相配合，电磁铁的吸力直接作用于挺柱的板状结构，挺柱下半部的杆状结构穿过电磁铁铁心的通孔，杆状结构的侧面与通孔的孔壁相配合，共同构成移动副。

9.按照权利要求2至6中任一项所述的可变配气机构，其特征在于：电磁铁具有独立的衔铁，电磁铁的吸力直接作用于独立衔铁，独立衔铁把吸力传递给气门或气门传动组中的零件，独立衔铁的意义是指：在配气机构中，从凸轮到“中间构件”到气门有一条运动链，而独立衔铁不在这条运动链当中，上述的“中间构件”是指挺柱、推杆、摇臂、摆臂、传动构件中的一件或多件。

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