CN101333968A

CN101333968A - 一种发动机连续可变气门相位装置

Info

Publication number: CN101333968A
Application number: CNA2007100288470A
Authority: CN
Inventors: 李建春; 耿爱农; 王大承
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-06-27
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2008-12-31

Abstract

本发明提供一种发动机连续可变气门相位装置，包括三维凸轮[1]、主摇臂[2]、气门[3]、气门间隙调整螺钉[4]、和副摇臂[5]；所述三维凸轮[1]可以根据发动机的实际工况改变气门的升程及启闭时刻，该三维凸轮[1]的横断面的轮廓型线沿凸轮轴的轴向方向连续光滑地变化并与发动机的不同工况相对应；所述副摇臂[5]可以轴向移动，它将三维凸轮[1]的动力与运动传递给主摇臂[2]，并经气门间隙调整螺钉[4]驱动气门[3]；由于三维凸轮[1]和主摇臂[2]均不作轴向移动，因此它们的结构非常简单并方便气门间隙的调整。

Description

一种发动机连续可变气门相位装置

技术领域

本发明涉及一种发动机气门相位控制装置，特别涉及一种发动机连续可变气门相位装置。

背景技术

发动机进、排气门的启、闭时刻和开启通路的大小对性能影响很大，且最有利的气门运动正时和通路面积随着发动机的工况而异。传统气门驱动机构的运动正时和气门升程是固定的，虽然能保证发动机在某一工况如设计工况的性能达到最佳，但对其他工况则不能充分顾及，这对工况变化频繁的机动车发动机来说显然不利。于是，人们对可变气门相位驱动技术进行了探索，并提出了一些实现方案，如德国KSAT公司的进气凸轮轴气门相位控制系统(VTC)、日本铃木公司的可变气门定时机构(VVT)等，这些公司采用的可变气门相位技术目前只能进行有限几个级档的调节变化，一般只有高速档和低速档两级变化，它是通过采用一个高速档凸轮和一个低速档凸轮的组合形式来完成的。但是，由于机动车发动机的使用工况是不断变化的，亦即随着发动机的转速和负荷的变化，最佳气门相位需要进行多级乃至无级连续地变化调节，这样才能保证发动机在较大的工况范围内的性能输出，显然，上述可变气门相位技术是无法满足这些要求的。鉴此，意大利Fiat公司开发了一种三维凸轮机构：一个带有锥度外廓的三维凸轮，它与装有可倾斜式垫块的气门杆相接触，通过三维凸轮轴的轴向移动使得凸轮的不同部分驱动气门杆，以此改变发动机的气门配气相位以适应不同工况。然而，Fiat公司的三维凸轮方案虽然解决了气门相位的连续可调变化，但它采用轴向移动凸轮轴的方式来实现，这样存在两个缺陷：一个缺陷是轴向移动的三维凸轮与驱动链轮或齿轮之间只能采用动配合联接，致使结构比较复杂而且会产生较大的噪声；另外一个缺陷是装配时对气门的间隙调整非常不方便。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种发动机连续可变气门相位装置，目的在于一方面实现气门相位的连续可调以适应发动机变工况工作的需要，另一方面能简化凸轮轴和气门的驱动结构并能方便调整气门间隙。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种发动机连续可变气门相位装置，包括气门、气门间隙调整螺钉、主摇臂和一个能改变气门升程及启闭时刻的三维凸轮，该三维凸轮的横断面的轮廓型线沿凸轮轴的轴向方向连续光滑地变化并与发动机的不同工况相对应，所述三维凸轮不作轴向移动；所述气门由主摇臂驱动，其特征在于设置有一个可以往复移动的副摇臂，它将上述三维凸轮的驱动力与运动传递给主摇臂，进而驱动气门。

本发明采用三维凸轮、主摇臂和副摇臂的结构组合，可以根据发动机的实际工况，通过控制副摇臂的位置，使得三维凸轮处在不同的工作段，由此获得与发动机工况相匹配的气门相位。一方面三维凸轮不作轴向移动，它与驱动齿轮或链轮的联接方式与传统的方法一致，故结构相当简单；另一方面，气门间隙由装配在主摇臂上的气门间隙调整螺钉来调节，这也与传统发动机的气门间隙调整方式完全一致，故比较简单可靠。

附图说明

图1是本发明一种发动机连续可变气门相位装置的一个实施例的三维结构示意图；

图2是图1所示一种发动机连续可变气门相位装置的横剖面示意图。

具体实施方式

图1和图2分别示出了本发明一种发动机连续可变气门相位装置的一个实施例的三维结构示意图和横剖面示意图。在该实施例中，所述装置包括三维凸轮1、主摇臂2、气门3和气门间隙调整螺钉4；所述三维凸轮1绕其轴线O1转动，三维凸轮1的横断面的轮廓型线沿凸轮轴的轴向方向连续光滑地变化并与发动机的不同工况相对应；主摇臂2仅绕其轴线O2转动而不作轴向移动，气门间隙调整螺钉4设置在主摇臂2上；与以往气门驱动机构不同的是，本实施例在三维凸轮1与主摇臂2之间设置有一个副摇臂5，所述副摇臂5可以一边绕自身的轴线转动并同时还可以沿着自身的轴线作往复移动，副摇臂5的轴线与主摇臂2的轴线平行设置或者重合设置；所述副摇臂5的一端与所述三维凸轮1发生联系，其另一端与主摇臂2发生联系，其功能是将三维凸轮1的动力与运动通过主摇臂2传递给气门3；为了使副摇臂5复位，可以设置一个复位弹簧6；另外，为了减少阻力，可以在三维凸轮1与副摇臂5之间设置滚动体7，滚动体7可以是滚珠(如图1和图2所示)，也可以是滚柱或滚轮，需要指出的是，由三维凸轮1直接驱动副摇臂5也是可以的；同样为了减少阻力，可以在副摇臂5与主摇臂2之间设置滚动体8，滚动体8可以是滚珠(如图1和图2所示)，也可以是滚柱或滚轮，本实施例为了降低滚动体8(即滚珠)与主摇臂2之间的接触比压，专门在主摇臂2上设置了一个与轴线O2平行的圆弧槽9，同样需要指出的是由副摇臂5直接驱动主摇臂2也是可以的；本实施例在主摇臂2上设置一个气门间隙调整螺钉4，其结构与传统结构相仿，这样可以非常方便地调整气门间隙。

上述实施例的工作原理是：当发动机工作时，根据实际工况，副摇臂5通过轴向移动定位至使得三维凸轮1处在最佳的工作状况，此时三维凸轮1通过滚动体7驱动副摇臂5往返摆动，副摇臂5再通过滚动体8驱动主摇臂2摆动，最后主摇臂2通过气门间隙调整螺钉4控制气门3的启闭动作；由于在整个工作过程中，三维凸轮1不作轴向运动，因此它与驱动齿轮或链轮的联接结构与传统的方法一致，故结构比较简单；另外，主摇臂2仅绕其轴线O2转动而不作轴向移动，因此设置在其上的气门间隙调整螺钉4不会发生沿着O2轴线的移动，故气门间隙的调整亦同传统方法一样的简单。

Claims

1、一种发动机连续可变气门相位装置，包括三维凸轮[1]、主摇臂[2]、气门[3]，所述三维凸轮[1]的横断面的轮廓型线沿凸轮轴的轴向方向连续光滑地变化并与发动机的不同工况相对应，其特征在于在三维凸轮[1]与主摇臂[2]之间设置有一个副摇臂[5]，所述副摇臂[5]可以一边绕自身的轴线转动并同时还可以沿着自身的轴线作往复移动，副摇臂[5]将三维凸轮[1]的动力与运动传递给主摇臂[2]并进而驱动气门[3]。

2、如权利要求1所述的一种发动机连续可变气门相位装置，其特征在于在三维凸轮[1]与副摇臂[5]之间设置有滚动体[7]。

3、如权利要求1或2所述的一种发动机连续可变气门相位装置，其特征在于在副摇臂[5]与主摇臂[2]之间设置有滚动体[8]。

4、如权利要求3所述的一种发动机连续可变气门相位装置，其特征在于滚动体[8]为滚珠。

5、如权利要求4所述的一种发动机连续可变气门相位装置，其特征在于设置有与滚动体[8]相对应的圆弧槽[9]。

6、如权利要求1或2所述的一种发动机连续可变气门相位装置，其特征在于在主摇臂[2]上设置有气门间隙调整螺钉[4]。