CN101429882A - 连续可变气门升程装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种连续可变气门升程装置，包括螺纹杆，驱动所述螺纹杆作旋转运动的电机，与所述螺纹杆螺纹连接的挺柱，与所述挺柱活动连接的摇臂轴，位于所述摇臂轴上方的凸轮，与所述凸轮相互作用且与所述摇臂轴铰接的摇臂滚子，被所述摇臂轴驱动的气门，以及与所述摇臂滚子连接的伸缩臂，所述摇臂轴上设有一活动连接所述挺柱顶端的滑槽，所述挺柱在所述滑槽内移动；本发明连续可变气门升程装置根据杠杆原理，摇臂轴支点位置的连续改变使杠杆比也跟着改变，从而解决了气门升程的不能连续可变的问题。

Description

连续可变气门升程装置
技术领域
本发明涉及一种汽车发动机的气门升程装置，更具体地说，涉及一种连续可变气门升程装置。
背景技术
传统发动机的进排气门的开启和关闭时刻和升程是固定不变的，这样，发动机只能在某一特定工况下处于最佳的配气状态，而在发动机转速很低或很高时，其配气就会处于不理想的状态。比如：在发动机低转速时，会因为气门叠开角和升程比理想值大，气体的流动惯性较小，过大的气门升程不利于形成进气涡流，使燃油与空气混合不均匀，部分新鲜空气被废气带走，不利于燃烧；在高转速时，由于气门升程比理想值小，进气量不足，从而限制了发动机所能达到的最大功率。而采用可变配气机构，包括可变气门升程和可变气门正时(简称VVT，即Variable Valve Timing的缩写，是近些年来被逐渐应用于现代轿车上的新技术中的一种，发动机采用可变气门正时技术可以提高进气充量，使充量系数增加，发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高)，则可以在整个工作范围内，提供合适的气门开启、关闭时刻和升程，从而改善内燃机进气和排气性能，可以更好地满足柴油机的动力性、经济性以及废气排放的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种适应发动机不同工况的连续可变气门升程装置，以解决克服气门升程不可变或不能连续可变的问题，使发动机机在全转速范围内提供最佳的气门升程，从而提高发动机的进气效率，提高发动机的性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种连续可变气门升程装置，包括螺纹杆，驱动所述螺纹杆作旋转运动的电机，与所述螺纹杆螺纹连接的挺柱，与所述挺柱活动连接的摇臂轴，位于所述摇臂轴上方的凸轮，与所述凸轮相互作用且与所述摇臂轴铰接的摇臂滚子，被所述摇臂轴驱动的气门，以及与所述摇臂滚子连接的伸缩臂，所述摇臂轴上设有一活动连接所述挺柱顶端的滑槽，所述挺柱在所述滑槽内移动。
在本发明中，还设有一与所述伸缩臂连接的弹性装置，所述弹性装置始终使所述摇臂滚子与凸轮保持接触。
在本发明中，所述挺柱包括连接杆，设置在所述连接杆顶端且可在所述摇臂轴上的滑槽内滑动的滚轮以及固定所述滚轮的挺柱销。
在本发明中，所述伸缩臂包括固定轴，上下移动且与所述弹性装置的轴套，以及定位在所述轴套上的滚珠。
在本发明中，所述弹性装置为一弹簧。
在本发明中，所述弹性装置为液压机构。
相对于现有技术，本发明连续可变气门升程装置利用杠杆原理，通过改变杠杆支点位置，改变摇臂的杠杆比，从而改变气门的升程，由于支点可以连续可变，所以气门升程也可以连续可变。
附图说明
下面将结合附图及实施方式对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明连续可变气门升程装置中的气门升程结构示意图；
图2是本发明连续可变气门升程装置中的挺柱与螺纹杆和摇臂轴的连接示意图；
图3是本发明连续可变气门升程装置中的摇臂滚子与伸缩臂连接示意图。
具体实施方式
请一同参照图1，图2及图3所示，本发明提供的连续可变气门升程装置包括螺纹杆10，驱动该螺纹杆10作旋转运动的电机20，与螺纹杆10螺纹连接的挺柱30，供挺柱30移动连接的摇臂轴40，位于摇臂轴40上方的凸轮50，与该凸轮50相互作用的摇臂滚子60，被该摇臂轴40驱动的气门70，以及与摇臂滚子60连接的伸缩臂80。
螺纹杆10在电机20的驱动下作旋转运动，从而带动与其反螺纹连接的挺柱30作横向移动；其中摇臂滚子60与摇臂轴40连接方式为铰接，摇臂滚子60可绕中心自由旋转；挺柱30与摇臂轴40的滑槽42滑动连接，通过改变挺柱30的横向位置，实现杠杆支点位置的改变，从而实现气门升程的连续改变。在弹性装置85的作用下(在本实施例中，该弹性装置是弹簧)，伸缩臂80始终使得摇臂滚子60与凸轮50保持接触，这种接触可以是通过弹簧弹性接触，也可以是通过液压机构的液压方式接触。摇臂轴40一端与气门杆72的顶部接触，以驱动气门70运动。
如图2所示，所述挺柱30包括连接杆31和设置在连接杆31顶端的滚轮32和挺柱销33，挺柱30上端的滚轮32可在摇臂轴40上的滑槽42内滑动。
如图3所示，摇臂滚子60与摇臂轴40之间为铰接连接，摇臂轴40可绕铰接点自由旋转，摇臂滚子60固定在伸缩臂80上。伸缩臂80包括固定轴81，可上下移动且与弹性装置85的轴套82，以及设置在该轴套82的滚珠83；其中摇臂滚子60固定在轴套82上，可与轴套82一起作竖直运动。
本发明的工作原理是这样的：如图1所示，当在初始状态时，挺柱30的顶点相当于杠杆的支点，当凸轮50的下压行程为L情况下，气门升程为L1；当需要加大气门行程时，由引擎控制单元(Engine Control Unit：ECU)发出指令，通过电机20带动螺纹杆10旋转，使得挺柱30横向右移一段距离，此时摇臂轴40的支点发生改变，摇臂轴40的支点与摇臂滚子60中心的距离减小而摇臂滚子60在凸轮50的作用下其下压行程未发生改变，此时气门行程增大到L2；同理，当需要减小气门升程时，由引擎控制单元发出指令，通过电机20带动螺纹杆10旋转，使得挺柱30的位置左移，即增大挺柱30的支点和摇臂滚子60中心的距离，根据杠杆原理，此时气门升程减小。
本发明采用杠杆原理，挺柱30与螺纹杆10采用螺纹联接方式，通过电机20驱动螺纹杆10旋转，使得挺柱30的横向运动从而改变挺柱30的位置，这样就改变了摇臂轴40支点的位置。摇臂滚子60与摇臂轴40之间通过铰接方式连接起来，摇臂滚子60可以绕摇臂轴40自由旋转；摇臂滚子60与伸缩臂80也是铰接，摇臂滚子60在凸轮50的作用下和在伸缩臂80的限制下只能作上下做竖直运动；根据杠杆原理，摇臂轴40支点位置的连续改变使杠杆比也跟着改变，从而实现了气门升程的连续可变。
本发明提供一种适应发动机不同工况的连续可变气门升程装置，克服了气门升程不可变或不能连续可变的缺点，使发动机在全转速范围内提供最佳的气门升程，从而提高内燃机的进气效率，提高发动机的经济性、动力性和排放性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (6)

1、一种连续可变气门升程装置，包括螺纹杆，驱动所述螺纹杆作旋转运动的电机，与所述螺纹杆螺纹连接的挺柱，与所述挺柱活动连接的摇臂轴，位于所述摇臂轴上方的凸轮，与所述凸轮相互作用且与所述摇臂轴铰接的摇臂滚子，被所述摇臂轴驱动的气门，以及与所述摇臂滚子连接的伸缩臂，其特征在于：所述摇臂轴上设有一活动连接所述挺柱顶端的滑槽，所述挺柱在所述滑槽内移动。
2、根据权利要求1所述的连续可变气门升程装置，其特征在于：还设有一与所述伸缩臂连接的弹性装置，所述弹性装置始终使所述摇臂滚子与凸轮保持接触。
3、根据权利要求1所述的连续可变气门升程装置，其特征在于：所述挺柱包括连接杆，设置在所述连接杆顶端且可在所述摇臂轴上的滑槽内滑动的滚轮以及固定所述滚轮的挺柱销。
4、根据权利要求2所述的连续可变气门升程装置，其特征在于：所述伸缩臂包括固定轴，上下移动且与所述弹性装置的轴套，以及定位在所述轴套上的滚珠。
5、根据权利要求2或4所述的连续可变气门升程装置，其特征在于：所述弹性装置为一弹簧。
6、根据权利要求2或4所述的连续可变气门升程装置，其特征在于：所述弹性装置为液压机构。
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