CN102102554A - 驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种驱动装置，包括凸轮(1)和传动机构(2)。传动机构(2)包括连杆(3)、曲柄(5)、导向件(9)和滚轮(11)，连杆(3)与曲柄(5)通过销轴(4)可转动地连接，曲柄(5)铰接支承在驱动轴(6)上，导向件(9)位于挺杆(13)的上部且与汽缸阀门挺杆(13)一体形成，其顶面具有圆弧面(10)，滚轮(11)通过销轴(7)铰接连接在连杆(3)的靠近凸轮(1)和导向件(9)的端部上，滚轮(11)抵靠在凸轮(1)上并且支承在导向件(9)上。通过驱动轴(6)的转动，调整滚轮(11)与凸轮(1)的接触位置，从而对发动机汽缸阀门的开闭相位和升程进行实时调控，提高燃烧效率和发动机功率，降低能耗和尾气排放。

Description

驱动装置

技术领域

本发明涉及一种驱动装置，特别是一种用于发动机进排气阀开启关闭的驱动装置。

背景技术

现有技术中有一种驱动装置是由凸轮直接驱动被驱动部件做往复式直线运动的。例如日本专利公开说明书特开平7-243310公开了一种发动机进排气阀的驱动装置，它是由凸轮直接驱动进排气阀进行往复式直线运动的。

采用这种驱动装置的发动机及升程的特性曲线不可变，即不能对进排气阀的开闭相位和升程进行控制，因此，不能根据不同的工况对发动机的进排气以及燃烧状况进行有效的控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种驱动装置，以便对发动机汽缸进排气阀的开闭相位和升程进行调整。

为实现上述发明目的，本发明提供一种驱动装置，包括凸轮，还包括用于传递凸轮的驱动的传动机构，并且传动机构与凸轮的接触位置可以改变。

由于本发明的驱动装置中设有传动机构，并且通过改变传动机构与凸轮的接触位置实现了对发动机汽缸进排气阀的开闭相位和升程进行的调节的功能，所以与现有技术中没有可移动的传动机构的驱动装置相比，可以对进排气阀的开闭相位和开启升程进行有效的调节，从而可以改变进排气的状况，最终可以对燃烧状况进行优化，可以达到提高发动机的燃烧效率和功率，减少有害废气排放的目的。

根据本发明，传动机构将凸轮的驱动直接传递给被驱动做往复直线运动的部件。

根据本发明的一种实施例，传动机构包括至少一根连杆，曲柄，移动导向件。其中连杆的一端可移动地支承在移动导向件上并且抵靠在凸轮的外表面上，其另一端与曲柄铰接连接，曲柄的另一端铰接支承在驱动轴上。

根据本发明的另一种实施例，移动导向件包括导向面，导向面的横截面为与凸轮的基圆同心的圆弧状，连杆的一端支承在该导向面上。

根据本发明的另一种实施例，连杆的与凸轮和所述移动导向件的接触部分为曲面。

根据本发明的另一种实施例，连杆的靠近凸轮和移动导向件的一端设有销轴，销轴上铰接连接有滚轮，连杆通过滚轮支承在移动导向件上并且抵靠在凸轮的外表面上。

由于采用滚轮，可以减少连杆与凸轮和移动导向件之间的摩擦阻力，因此可以延长驱动装置的使用寿命，并且可以降低能量损耗。

此外，可以选择将移动导向件与被驱动部件一体形成。

采用将移动导向件与被驱动部件一体形成的方案，由于对于整个系统而言减少了零部件的数目，因此可以降低装配成本，提高装配效率和精度，从而可以提高系统的可靠性和稳定性。

此外，由于使用本发明时可以基本沿用发动机的现有结构，对发动机的结构改动较小，所以在利用本发明对发动机进行改造时花费的开发成本较小。

由于本发明的结构方案相对于本类发动机的现有结构，只增加了连杆、曲柄和导向件，并不需要过多地增加结构空间，不会导致结构庞大，所以本发明能够应用于只具有比较小的发动机空间的小型发动机，如摩托车和微型汽车的发动机。

由于本发明增加的传动机构不参与阀门系统的往复运动和凸轮轴旋转运动，因此不会增加阀门系统的运动惯量和凸轮轴系统的转动惯量，这样，即使增加了本系统，也不会致使阀门系统的运动惯量和凸轮轴系统的转动惯量增加从而导致阀门的飞脱和反跳，并且不会增加正时轮系的负担。因此，使用本发明，无需更改发动机阀门系统、凸轮轴系统和正时轮系现有设计参数，从而可以节约开发成本。

附图说明

图1为表示根据本发明第一实施例的驱动装置驱动发动机汽缸阀门处于开启工作状态的示意图；

图2为表示根据本发明驱动装置处于相位中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相位后置工作状态的示意图；

图4为表示根据本发明的驱动装置处于相位前置工作状态的示意图；

图5为表示根据本发明第二实施例的驱动装置的示意图。

本发明中的相位前置或相位后置状态是针对凸轮轴的转动方向而言，各附图中箭头表示凸轮轴的转动方向。

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第一个实施例。在该实施例中，驱动装置驱动的是发动机汽缸阀杆的往复运动。

如图1所示，驱动装置具有一个凸轮1，和一个传动机构2。凸轮1安装在凸轮轴12上。凸轮轴12由图中没有示出的动力装置提供动力，从而驱动凸轮1转动。传动机构2包括一根连杆3、一个曲柄5、一个导向件9和一个滚轮11，连杆3与曲柄5通过销轴4可转动地连接，曲柄5铰接支承在驱动轴6上，导向件9位于挺杆13的上部且与汽缸阀门挺杆13一体形成，其顶面具有圆弧面10，滚轮11通过销轴7铰接连接在连杆3的靠近凸轮1和导向件9的端部上，滚轮11抵靠在凸轮1上并且支承在导向件9上。

阀门15位于挺杆13的下方，在阀门15的复位弹簧16的作用下，挺杆13上部的导向件9一直接触并支承着滚轮11，导向件9顶面的圆弧面10的曲率半径等于凸轮基圆半径与滚轮11的直径之和，因此，在任何情况下，滚轮11都保持同时与凸轮1和导向件9相抵接的状态，并将凸轮1的驱动传递给挺杆13。

下面结合图2-4说明根据本发明的驱动装置的工作状况。

图2是表示根据本发明的驱动装置处于相位中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相位后置工作状态的示意图；图4为表示根据本发明的驱动装置处于相位前置工作状态的示意图。

如图2所示，使驱动轴6沿顺时针方向驱动曲柄5转过某一角度，将连杆3移动至图2所示中间位置，滚轮11的轴心与凸轮轴12的轴心的连线在图2在为铅垂线。在该状态下使驱动轴6固定。凸轮1沿箭头所示方向旋转，阀门15被凸轮1驱动而开启。在这种状态下，凸轮1的作功部分开始接触滚轮11的位置与现有技术中的没有传动机构2，由凸轮直接进行驱动的驱动装置相同。

从上述中置位置开始，使驱动轴6沿逆时针方向驱动曲柄5转过某一角度，将连杆3移动至图3所示左侧位置，滚轮11的轴心与凸轮轴12的轴心的连线偏离铅垂线一个角度A。在该状态下使驱动轴6固定。凸轮1沿箭头所示方向旋转，凸轮1的作功部分开始接触滚轮11的位置与上述中置工作状态时的位置成一个夹角A，也就是说阀门15被凸轮1驱动而开始开启的相位比中置位置时落后一个相位角A，同时阀门15的升程比中置位置时小。

从上述中置位置开始，使驱动轴6沿顺时针方向驱动曲柄5转过某一角度，将连杆3移动至图4所示左侧位置，滚轮11的轴心与凸轮轴12的轴心的连线偏离铅垂线一个角度B。在该状态下使驱动轴6固定。凸轮1沿箭头所示方向旋转，凸轮1的作功部分开始接触滚轮11的位置与上述中置工作状态时的位置成一个夹角B，也就是说阀门15被凸轮1驱动而开始开启的相位比中置位置时提前一个相位角B，同时阀门15的升程比中置位置时小。

这样，可以根据实际工况，对阀门的开闭相位和升程进行实时调控，从而提高燃烧效率，达到节能减排的效果。

图5为表示根据本发明的第二个实施例的驱动装置的示意图。第二个实施例与第一个的区别在于，导向件9与被驱动部件-挺杆13分体制成。该分体制成的导向件9嵌装在汽缸阀门挺杆13上的凸缘14中。

将导向件与被驱动部件分体制成，可以以不同的材料形成导向件和被驱动部件，例如，用耐磨材料制造对耐磨性能要求较高的导向件，而被驱动部件，例如挺杆则可以用价格相对低廉或者质量较轻的材料制造。

在上述各实施例中，采用了曲柄5的结构改变传动机构2与凸轮1的接触位置，但这只是一种具体实施方式，也可以采用诸如偏心轮等装置来完成曲柄5的功能。

在上述实施例中，采用了滚轮11的结构将凸轮的驱动传递给被驱动部件，但也可以采用在连杆3的形成例如球状、橄榄球状、双曲面等形状的曲面部分，以这些曲面部分与凸轮或者被驱动部件接触传递凸轮的驱动。

采用这样的结构，可以减少零部件的数目，提高装配精度，从而提高系统的可靠性和稳定性。在对耐磨性能要求不是很高而对精度和稳定性能要求苛刻的产品中，这种结果具有明显优势。

根据本发明的中置、前置和后置状态都是对发动机汽缸进排气阀门开始开闭时间点的调整状态，即在不同的状态下，将在不同的时间点开闭进排气阀门，并能够对阀门的最大升程进行调节。

采用本发明的驱动装置，可以改变发动机的特性，根据实际工况对发动机的进排气阀开闭相位和升程进行调控，从而提高燃烧效率和发动机的功率，降低燃油消耗和尾气排放。

Claims (10)

1.一种驱动装置，包括凸轮(1)，其特征在于，还包括用于传递所述凸轮(1)的驱动的传动机构(2)，并且所述传动机构(2)与所述凸轮(1)的接触位置可变。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述传动机构(2)将所述凸轮(1)的驱动直接传递给被驱动做往复直线运动的部件。

3.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述传动机构(2)包括至少一根连杆(3)，曲柄(5)，移动导向件(9)，所述连杆(3)的一端可移动地支承在所述移动导向件(9)上并且抵靠在所述凸轮(1)的外表面(8)上，另一端通过销轴(4)与所述曲柄(5)铰接连接，所述曲柄(5)的另一端铰接支承在驱动轴(6)上。

4.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述移动导向件(9)包括导向面(10)，该导向面(10)的截面呈与所述凸轮(1)的基圆同心的圆弧状，所述连杆(3)的一端支承在该导向面(10)上。

5.根据权利要求3或4所述的驱动装置，其特征在于，所述连杆(3)的与所述凸轮(1)和所述移动导向件(9)的接触部分为曲面。

6.根据权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，所述连杆(3)的与所述凸轮(1)和所述移动导向件(9)的接触部分为球形曲面。

7.根据权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，所述连杆(3)的与所述凸轮(1)和所述移动导向件(9)的接触部分为橄榄球形曲面。

8.根据权利要求3或4所述的驱动装置，其特征在于，所述连杆(3)的靠近所述凸轮(1)和所述移动导向件(9)的一端设有销轴(7)，该销轴(7)上铰接连接有滚轮(11)，所述连杆(3)通过该滚轮(11)支承在所述移动导向件(9)上并且抵靠在所述凸轮(1)的外表面(8)上。

9.根据权利要求3-8中的任意一项所述的驱动装置，其特征在于，所述移动导向件(9)与被驱动部件一体形成。

10.根据权利要求3-8中的任意一项所述的驱动装置，其特征在于，所述移动导向件(9)安装在被驱动部件上。

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