CN101782005B - 驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种驱动装置，包括凸轮(1)，由凸轮(1)驱动的摇杆(3)，以及用于调整摇杆(3)位置的致动机构(2)。所述致动机构(2)包括至少一根连杆(4)，所述连杆(4)的一端支承在偏心轴(9)上，其另一端与摇杆(3)的一个端部通过第二支承轴(5)铰接连接；导向支承件(8)，摇杆(3)与所述连杆(4)铰接连接的端部可移动地支承在导向支承件(8)上。由于采用了这种形式的致动机构，所以根据本发明的驱动装置可以对气缸进排气阀的行程和开启相位做大幅度的精确调节。

Description

驱动装置

技术领域

本发明涉及一种驱动装置，特别是一种用于内燃机进排气阀开启关闭的驱动装置。

背景技术

欧洲专利EP 1 672 183 A1公开了一种用于强制控制阀动装置的摇杆。其中，摇杆的一端与一个调整装置相连接，该调整装置的一部分可以向外伸出从而调整摇杆的这个端部的位置。在摇杆的中部设有一个摇杆滚轮，该滚轮的轴通过一个连接件与包覆在凸轮外圆周上的滚轮的支承轴相连接。但是这种强制控制装置对于阀门的开启行程的调整是受到限制的，即不能大幅度的调整阀的行程。同时，这种装置也不能对阀的开启相位进行调整。

日本特开平5-98913中公开了一种用于控制内燃机进排气阀的装置。其中包括一根摇杆，摇杆的一端与进排气阀顶杆的一端相连，而另一端与一个液压作用缸的活塞杆连接。摇杆的中部也设有一个滚轮。这种装置的不足在于其对进排气阀行程的调节只能通过凸轮外圆周表面上各点的曲率半径的变化实现，由此导致调节幅度受到限制。

日本特开平9-21305中公开了一种用于控制内燃机进排气阀的装置。其中也是采用了摇杆并在摇杆的中部设置滚轮。但是，这种装置的缺点与上述现有技术中的缺点是一样的，都是不能对进排气阀的行程做较大的调整，也不能对其进行精确的调整。

发明内容

本发明的目的在于提供一种驱动装置，以便对内燃机气缸进排气阀的开启度和开启相位提供更精确、形成更大的调整。

为实现上述发明目的，根据本发明提供一种驱动装置，包括凸轮，由凸轮驱动的摇杆，还包括用于调整摇杆位置的致动机构。

所述致动机构包括至少一根连杆，所述连杆的一端支承在偏心轴上，其另一端与摇杆的一个端部通过第二支承轴铰接连接；导向支承件，摇杆与所述连杆铰接连接的端部可移动地支承在导向支承件上。

所述摇杆支承在第二支承轴上，其上工作曲面与凸轮的工作曲面抵靠接触，摇杆的下工作曲面支承在导向支承件的导向面上。

根据本发明优选摇杆还包括与凸轮配合的第一滚轮和与导向支承件配合的第二滚轮，所述第一滚轮可转动地支承在第一支承轴上，所述第二滚轮可转动地支承在第二支承轴上。

所述连杆的一端设有轴套，偏心轴可转动地设在轴套中；连杆的另一端设有用于容纳第二支承轴的轴孔，第二支承轴可转动地支承在轴孔中。

根据本发明的驱动装置优选包括两根连杆，两根连杆分别设置在摇杆的两侧，并通过偏心轴和第二支承轴相互连接同步运动。

所述摇杆的上工作曲面和下工作曲面分别位于摇杆的相对的两侧；所述摇杆的中部设有用于容纳第一支承轴的支承孔；所述上工作曲面与所述支承孔相对地设置在摇杆侧面的边缘上，所述下工作曲面与摇杆端部的轴孔相对地设置在摇杆的端部。

所述导向支承件的一侧设有导向面，导向面为一个弯曲的凹陷曲面。

由于根据本发明的驱动装置通过致动机构增加了对内燃机气缸进排气阀的开启度行程的调节，因此与现有技术中没有致动机构的驱动装置相比对进排气阀行程的调节更大。另外，由于采用了摇杆端部通过工作曲面或滚轮与导向支承件上的导向面相互配合运动的工作方式，可以对内燃机进排气阀的开启相位和开启行程进行精准、大幅度的调整可控制。更重要的是，导向支承件的导向面是曲面，通过对该曲面上各点的曲率半径的调整和设定，可以对进排气阀的开启相位和开启度做灵活多变的调整，这是现有技术所不能的。

在根据本发明的优选实施例中，将致动机构中的滑动摩擦转变为滚动，其优点和效果是非常明显的。滚动摩擦使得整个驱动装置的运动更加灵活顺畅，从而提高了装置的工作可靠性和稳定性。同时，还降低了能量消耗。

根据本发明的驱动装置采用了致动机构，该机构在工作过程中具有三种状态，即中置、前置和后置状态。所谓中置状态是凸轮旋转至其凸轮升程最高的点时，该点恰恰与摇杆上的上工作曲面的最高点在垂直的方向上对齐。而所谓的后置状态是上述两点对齐的位置相对于垂线象左偏移。也就是说，假如凸轮沿顺时针方向转动的话，其转动角度超过180°时上述两点相遇。反之则为前置状态。

由此可以看出，由于可以通过偏心轴的转动来设定这个机构处于前置、中置或后置状态，所以导致摇杆下工作曲面与导向支承件的导向面的接触点至凸轮与摇杆上工作曲面的接触点之间水平投影的距离(L1)发生变化。这种变化进一步导致从摇杆下工作曲面与导向支承件的导向面的接触点至摇杆与气缸进排气阀的接触点之间的水平投影距离(L2)与上述距离(L1)之比的变化。这种比例关系的变化，最终导致对进排气阀开启时间和开启相位的调整。正是由于致动机构中的偏心轴和导向支承件上的工作曲面以及摇杆上的工作曲面之间相互配合，才行程对进排气阀的开启相位和开启行程的控制，这种控制或调整可以根据需要非常细致、精确，并且由于参与调整的参数众多，因此调整的幅度大大增加。

由于阀门的行程是由凸轮的升程和摇臂的杠杆比决定的，所以可以通过调整摇臂的结构参数达到改变阀门升程的目的。

附图说明

图1为表示根据本发明的驱动装置处于中置工作状态的示意图；

图2为表示根据本发明的驱动装置处于后置工作状态的示意图；

图3为表示根据本发明的驱动装置处于前置工作状态的示意图；

图4为表示根据本发明的驱动装置另一个实施例的处于中置工作状态的示意图。

具体实施方式

图1示意性表示了根据本发明的驱动装置的一个实施例。这种驱动装置尤其是用于驱动内燃机气缸阀杆的运动。

如图1所示，在本实施例中，驱动装置具有一个凸轮1，凸轮1安装在驱动轴13上。通过其他动力装置驱动驱动轴13，从而带动凸轮1转动。

与凸轮1配合工作的是一根摇杆3。在本实施例中，摇杆3是一个条形的板状件。摇杆3在图中的水平方向上延伸比较长，而在竖直方向上比较窄。在摇杆3的一个端部，如图所示的右端，设有一个轴孔17。

如图1所示，在摇杆3的上边缘上设有摇杆3的上工作曲面12；在摇杆3的右端部与轴孔17相对地设有摇杆3的下工作曲面6。上、下工作曲面12、6的曲率半径根据与之配合的凸轮1的工作曲面以及导向支承件8的导向面的曲率半径均根据所需控制的内燃机气缸阀杆的行程变化。

如图1所示，摇杆3在图中的左端抵靠在内燃机气缸阀杆19的端部，摇杆3的下工作曲面6压靠在导向支承件8的导向面7上，而摇杆3的上工作曲面12抵靠在凸轮1的外圆周表面上。通过用于是进排气阀复位的弹簧的弹簧力，将摇杆3沿着压向凸轮1的方向支承在第二支承轴5。由此，使得凸轮1与摇杆3在任何情况下均相互压紧并传递驱动力，即在凸轮1转动时，通过摇杆3上的上工作曲面12使得摇杆3跟随凸轮1的转动而转动。

摇杆3具有一定厚度，以便满足传递凸轮1所施加的动力所需的强度。摇杆3上的上工作曲面12、下工作曲面3以及与内燃机气缸阀杆19相配合的端部均具备传递所需动力必须的强度和硬度。

如图1所示，根据本发明的驱动装置还包括一个整体上用附图标号2表示的致动机构。该致动机构2主要包括一根连杆4、一根偏心轴9和一个导向支承件8。

如图1所示，连杆4在图中的左端具有一个轴套10。偏心轴9可转动地支承在轴套10中。

连杆4的另一端，即如图所示的右端，设有一个轴孔17。第二支承轴5可转动地支承在该轴孔17中，同时摇杆3也支承在第二支承轴5上。如此，当偏心轴9由图中未表示的驱动机构驱动转动时，连杆4经第二支承轴5带动摇杆3运动，最终使摇杆3沿左右方向或图中所示的水平方向往复运动。

在摇杆3沿左右方向运动时，其位于图1中的右端在导向支承件8的导向面7上滑动，由此形成对摇杆3运动的第一个约束。由于摇杆3的右端部上设有下工作曲面6，所以当其在导向支承件8的导向面7上滑动的时候，将由两个工作曲面相互接触点处的两个曲率半径影响摇杆3端部沿图中垂直方向的位置。由此构成对内燃机气缸阀杆19开启度予以调节的一部分。

在本实施例中，导向支承件8是一个独立的零件，当然该零件也可以是所属气缸边缘上的一部分。只要能够为摇杆3的右端部提供支承即可。

导向支承件8与摇杆3右端部相对应的一侧，即图中所示的上侧，设有用于与摇杆3的下工作曲面6相互配合工作的导向面7。导向面7向着导向支承件8的内部--图中所示向下的方向--凹陷，由此形成一个凹陷个工作曲面。该凹陷的工作曲面例如可以是一个简单的圆柱面，也可以是复杂的、各点处曲率半径均不同的曲面。导向面7的具体形状由所需控制的内燃机气缸阀杆19的行程决定。

如图1所示，偏心轴19在工作时围绕回转轴线11旋转。在图1所示状态下，偏心轴9旋转到一个使摇杆3正好处于凸轮1正下方的位置上。在该位置上，摇杆3上的上工作曲面12的最高点(A)恰好与凸轮1外圆周表面上回转半径最小的一点相对。此时所表示的是一种中置的工作状态。

在这种中置状态中，从摇杆3的下工作曲面6与导向支承件8的导向面7相接触的点至凸轮1与摇杆3上工作曲面12的接触点(A)之间的水平投影的距离L 1与摇杆3的下工作曲面6与导向支承件8的导向面7相接触的点至摇杆3另一端与进排气阀19接触点之间的水平投影距离L2之比就是摇杆3杠杆臂之比。这个比值决定了根据本发明的驱动装置对进排气阀开启行程和开启相位的调节与控制。由于摇杆3可以在偏心轴9的驱动下沿左右方向移动，这种移动的结果就是改变上述的比例关系，最终形成对进排气阀开启行程和开启相位的调节。

附图2和3也分别表示了这种比例关系，并且是在驱动装置处于不同工作位置的情况。由于工作原理与针对图1所示情况的描述一样，所以下面将不再对此做重复的描述。

图2表示了偏心轴9围绕其回转轴线11转动一个角度以后，使得摇杆3的右端部到达图2所示的最右端的工作位置的状态。在此位置上，摇杆3的下工作曲面6上的一点到达摇杆3沿图中左右方向行程的最右端点，即图2中表示的B点上。这一点也是导向支承件8上的导向面7的最右端的工作点。此时的状态是前置状态。

在这种前置状态下，摇杆3的上工作曲面12随着摇杆3一起也向右移动。此时，摇杆3的上工作曲面12与凸轮1外圆周面相互接触的点B相对于驱动凸轮1的驱动轴13的轴心线向右侧移动，即在图2中位于驱动轴13的轴心线的右侧。

反之，如图3所示的情况是一种所谓的前置状态。这种状态恰恰与后置状态相反。

根据本发明的中置、前置和后置状态都是对内燃机气缸进排气阀门开始开启的时间点的调整状态，即在不同的状态下，将在不同的时间点开启进排气阀门。

图4表示了根据本发明的另一个优选实施例。在这个优选实施例中，摇杆3不是以其上下工作曲面12、6分别与凸轮1和导向支承件8的导向面7相互接触并配合运动。在本实施例中，在第一支承轴14上设有第一滚轮15，在第二支承轴5上设有第二滚轮16。第一滚轮15和第二滚轮16分别通过第一支承轴14和第二支承轴5与摇杆3相连，从而使得这两个滚轮15，16可以随摇杆3一起运动。同时，第一滚轮15和第二滚轮16分别可转动地支承对应的第一支承轴14和第二支承轴5上。由此，将摇杆3与凸轮1和导向支承件8之间的滑动摩擦变成滚动摩擦。这将明显地减小了根据本发明的驱动装置内部的摩擦损耗，使得各个零部件的运动更顺畅、平稳，并使得对内燃机气缸进排气阀开启度的调整更精准。

当然，根据本发明的目的，这些滚轮的工作表面也要具备必须的硬度和强度。

Claims (7)

1.一种驱动装置，包括凸轮(1)、由凸轮(1)驱动的摇杆(3)和用于调整摇杆(3)位置的致动机构(2)，其特征在于，所述致动机构(2)包括至少一根连杆(4)，所述连杆(4)的一端支承在偏心轴(9)上，其另一端与摇杆(3)的一个端部通过第二支承轴(5)铰接连接；摇杆(3)与所述连杆(4)铰接连接的端部可移动地支承在导向支承件(8)上。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述摇杆(3)支承在第二支承轴(5)上，其上工作曲面(12)与凸轮(1)的工作曲面抵靠接触，摇杆(3)的下工作曲面(6)支承轴导向支承件(8)的导向面(7)上。

3.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，摇杆(3)还包括与凸轮(1)配合的第一滚轮(15)和与导向支承件(8)配合的第二滚轮(16)，所述第一滚轮(15)可转动地支承在第一支承轴(14)上，所述第二滚轮(16)可转动地支承在第二支承轴(5)上。

4.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述连杆(4)的一端设有轴套(10)，偏心轴(9)可转动地设在轴套(10)中；连杆(4)的另一端设有用于容纳第二支承轴(5)的轴孔(17)，第二支承轴(5)可转动地支承在轴孔(17中)。

5.根据权利要求1或4所述的驱动装置，其特征在于，包括两根连杆(4)，两根连杆(4)分别设置在摇杆(3)的两侧，并通过偏心轴(9)和第二支承轴(5)相互连接同步运动。

6.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述摇杆(3)的上工作曲面(12)和下工作曲面(6)分别位于摇杆(3)的相对的两侧；所述摇杆(3)的中部设有用于容纳第一支承轴(14)的支承孔(18)；所述上工作曲面(12)与所述支承孔(18)相对地设置在摇杆(3)侧面的边缘上，所述下工作曲面(6)与摇杆(3)端部的轴孔相对地设置在摇杆(3)的端部。

7.根据权利要求1或6所述的驱动装置，其特征在于，所述导向支承件(8)的一侧设有导向面(7)，导向面(7)为一个弯曲的凹陷曲面。

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