CN102678216A - 可变直线滑槽全可变气门正时和升程机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可变直线滑槽全可变气门正时和升程机构，是往复式内燃机气门控制机构的一种。至今公开的技术未有能够将可变气门持续开启时间和气门升程结合在一起的技术，只有当气门持续开启时间和气门升程才具有更加高效的作用。本发明通过一根滑行连杆驱动一个摆杆来驱动气门的开启，滑行连杆有纵向移动和横向摆动，利用一个控制机构控制一个滑槽的角度和位置，通过控制滑行连杆一端一根单轴来控制纵向移动和横向移动的比例，以及单轴的滑行中点位置，从而能够单独控制气门持续开启时间和气门升程。本发明可以优化内燃机气门的控制，降低泵气损耗，提高内燃机效率。

Description

可变直线滑槽全可变气门正时和升程机构

技术领域

本发明涉及一种可变直线滑槽全可变气门正时和升程机构，是指一种往复式内燃机气门驱动控制的机构，它所驱动的内燃机气门的升程和正时在一定范围内可以做独立调节。 

背景技术

内燃机的气门驱动采用连续可变气门正时可以提高内燃机气缸的充气率，提高功率和效率，降低气缸工作温度，降低内燃机的污染排放。内燃机的进气门驱动采用连续可变气门升程技术可以提高内燃机的进气效率，降低油耗，提高内燃机对油门的响应速度。 

公开号CN101149000A名为内燃机的可变气门驱动机构的专利中，气门的正时和升程是相互关联的，即气门打开的持续时间与气门打开的升程是成比例关系，但由此带来的问题是不能很好兼顾可变气门正时和可变气门升程这两种调节的优点。 

如果能够将连续可变气门正时与升程结合在一切，并可以做到相对独立调节，那么将能够提高内燃机的实际使用效果。 

发明内容

本专利为改进上述不足作出新的解决方案，发本发明提供这样一种可变直线滑槽全可变气门正时和升程机构，包含：高角度凸轮，保证内燃机在最高转速下有最佳的气门开启持续时间；直线滑槽，可变角度和轴位置，调整气门的升程和正时；滑槽控制机构，使直线滑槽可以以轴心旋转，且可以改变直线滑槽轴的位置；凸轮摆杆，将所述高角度凸轮的圆周运动转换为角向摆动动作；摆杆，一端固定，另一端有弧面和突起，可以推动气门开启；滑行连杆，一端连接所述摆杆，另一端通过轴连接滚轮，与所述凸轮摆杆接触，受到凸轮摆杆的推动，滚轮的轴在所述直线滑槽中滑动。 

附图说明

图1是示意图，示出了可变直线滑槽全可变气门正时和升程机构个部件之间的位置和连接关系。 

图2是示意图，示出了滑槽控制机构中第一、二偏心轮轴与直线滑槽连接。 

图3是示意图，示出了直线滑槽与气缸盖直槽的关系，以及直线滑槽与滑行连杆的关系。 

图4是示意图，示出了气缸盖直槽的方向是根据凸轮摆杆的方向确定的。 

图5是气门升程的示意图，示出了机构单独调整气门正时的气门升程图。 

具体实施方式

下面将参考附图来叙述一个例示性实施例。 

参考附图1，是可变直线滑槽全可变气门正时和升程机构的前上视图。凸轮1通过滚轮2驱动凸轮摆杆7，凸轮摆杆7的摆动推动了滚轮16。滚轮16由轴12与滑行连杆17相连，而轴12的另一端嵌入直线滑槽板11上的直线滑槽18内。滑行连杆17与摆杆6相连，摆杆6一段固定在第二偏心轮轴5上，同时凸轮摆杆7也固定在第二偏心轮轴5上。弹簧3固定在固定座4上，固定座4则固定于气缸盖上。弹簧3为整个系统提供回复弹力。摆杆6的摆动可以使其摆动一端的突起推动滚轮13，并通过轴14推动滚轮摇臂15运动，使气门19开启。第一偏心轮轴8上有一个偏心轮9，连接一根偏心轮连杆10。气缸盖上有一个垂直的壁25，为所的轴提供支撑和约束。 

参考附图2，是可变直线滑槽全可变气门正时和升程机构的后视图，此处隐藏了一些部件。根据凸轮1和偏心轮9的位置可以定位所有部件的位置。偏心轮9通过偏心轮连杆10与直线滑槽板11相连，连接处用一根轴21固定，因此偏心轮就可以控制直线滑槽板11的方向调节。第二偏心轮轴5上有一个偏心轮22，通过偏心轮连杆27连接轴23。轴23就是直线滑槽板11的转轴，直线滑槽板11可以以轴23为固定轴做旋转运动，从而改变了直线滑槽板11上直槽的位置。 

参考附图3，是可变直线滑槽全可变气门正时和升程机构的前下视图。偏心轮连杆10通过轴21与直线滑槽板11相连。直线滑槽板11上的直线槽18中约束着轴12的位置，轴12上有滚轮16和滑行连杆17。直线滑槽板11的轴23同时也被约束在气缸盖的壁25上的一个直线槽24中，因此当第二偏心轮轴固定不动时，轴23就是固定不动的。 

参考附图4，是可变直线滑槽全可变气门正时和升程机构的前后视图。将凸轮1设定在对凸轮摆杆7最大推程的位置，此时轴12所在的位置，与在后视图中的直线滑槽板11的轴23的中心轴同轴，这个条件是在调整气门正时时气门升程保持不变的条件。气缸盖上的壁25上的直线槽24的中线26在此时是与凸轮摆杆7在面对凸轮1相反一侧表面平行的，这是保证调节气门升程后，再调整气门正时不会影响气门升程的条件。在直线槽24最上端，是轴23的极限位置，在此位置上，气门具有最大升程。 

参考附图1至4，本实施例采用一种平面移动控制机构，包括第一偏心轮轴8和第二偏心轮轴5，第一偏心轮轴8有一个偏心轮连杆10，第二偏心轮轴5有一个偏心轮连杆26；一个含有直线滑槽18和轴23的受控部件直线滑槽板11，以及约束轴23的固定的直线槽24。第一偏心轮轴8通过轴21连接在受控部件的直线滑槽板11的一端，第二偏心轮轴5连接在受控部件直线滑槽板11的轴23，受控部件直线滑槽板11的轴23嵌入直线槽24。此平面移动控制机构的作用是控制直线槽24的位置和角度，且位置和角度可以单独调整。第一偏心轮轴8和第二偏心轮轴5，以及直线槽24，构成了对直线滑槽板11在平面的上的完整约束，因此当所有调节装置固定不动时，直线滑槽板11是固定的部件。 

参考附图5，这是气门升程的示意图，由附图1-4所示机构的中的二根偏心轮轴的调整 动作可以达到单独调整气门正时的作用，如图所示，横轴是气门升程所对应的内燃机曲轴角度，气门的升程51与52的最高点相同，没有变化，表面机构在调整气门持续开启时间的时候，气门升程不变。同样，气门升程53和54的升程也不变，但相对于升程51和52，升程降低了。具体调整的幅度，根据机构设计参数的不同而相异。 

参考附图1至4，直线滑槽板11据轴23向上转动时，气门的持续开启时间连续变长，反之则缩短。直线滑槽板11的轴23沿着直线槽24向上移动时，气门升程提升，反之则降低。 

所有图中均未示出控制机构的驱动机构，也未示出凸轮轴的完整驱动机构，因此部分并不存在设计困难，使用公知的机械结构即可，凸轮的轴经通常的链条由曲轴所驱动，控制机构的驱动可使用液压或电机系统完成。 

总体而言，可变直线滑槽全可变气门正时和升程机构的原理乃是利用控制机构控制一个直线槽的角度和位置，从而控制一根在其中滑动的轴，轴推动摆杆摆动，推动气门运动。直线槽具有改变往复运动行程的作用，同时往复运动的终点不变，因此气门升程在调节气门正时的过程中保持不变。 

上述叙述仅仅是用于解释本发明的例示性实施例，它不是排他的或将本发明限制与其公开的具体形式。本领域技术人员可以理解，在不偏离本发明的范围内，可以做出各种改变以及其中的元素可用等同元素来替换。此外，可以做出很多修改以使特定情形或材料适用于本发明的主旨而不偏离实质范围。因此，本发明不限于作为构思实现本发明的最佳模式所公开的特定实施例，而是本发明包括属于本发明范围的所有实施方式。在不偏离本发明的精神和范围内，本发明能够以具体解释和阐明的方式以外的其他方式实施。

Claims (4)

1.一种可变直线滑槽全可变气门正时和升程机构，包含：高角度凸轮，保证内燃机在最高转速下有最佳的气门开启持续时间；直线滑槽，可变角度和转轴位置，调整气门的升程和正时；滑槽控制机构，使滑槽可以以轴心旋转，且可以改变滑槽旋转轴的位置；凸轮摆杆，将凸轮的圆周运动转换为角向摆动动作；摆杆，一端固定，另一端有弧面和突起，可以推动气门开启；滑行连杆，一端连接所述摆杆，另一端通过轴连接滚轮，与所述凸轮摆杆接触，受到凸轮摆杆的推动，滚轮的轴在所述直线滑槽中滑动。

2.如权利要求1所述的可变直线滑槽全可变气门正时和升程机构，其特征在于所述滑槽控制机构含有第一偏心轮轴和第二偏心轮轴，各自有一个偏心轮连杆，第二偏心轮轴同时也是固定所述摆杆和凸轮摆杆的固定轴。

3.如权利要求1所述的可变直线滑槽的可变气门正时和升程机构，其特征在于所述直线滑槽的一端连接所述滑槽控制机构中的第一偏心轮连杆，另一端的轴连接第二偏心轮连杆，且轴被气缸盖上的直线槽约束。气缸盖上的直线槽的方向特征是在所述凸轮推动所述凸轮摆杆至最大位移时，在凸轮摆杆的面对凸轮相反一侧的表面平行。

4.一种平面移动控制机构，包括第一偏心轮轴和第二偏心轮轴，各自有一个偏心轮连杆；一个含有直线滑槽和轴的受控部件，以及约束轴的固定的直线槽。所述第一偏心轮轴连接在所述受控部件的一端，所述第二偏心轮轴连接在受控部件的轴，受控部件的轴嵌入所述直线槽。

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