CN102966406B - 双摇臂控制的凸轮机构 - Google Patents

Abstract

一种双摇臂控制的凸轮机构，有可旋转的连接在摇臂轴上的主摇臂，主摇臂的一端与凸轮轴为紧密接触，主摇臂的另一端设置有压环，内燃机气门杆顶端设置有挺柱机构，压环与挺柱机构相互滑动连接，主摇臂在设置有压环的这一端上设置有铰接轴，铰接轴上可旋转的铰接有副摇臂，副摇臂在位于挺柱机构的这一端形成有凸出部，凸出部与设置在内燃机气门杆顶端的挺柱机构上端紧密接触或间隙接触，摇臂轴上固接有控制齿轮，副摇臂的另一端形成有环形结构，该环形结构的延伸部位的内周边上形成有扇形的副摇臂齿轮，控制齿轮贯穿副摇臂上的环形结构，并与扇形的副摇臂齿轮相啮合。本发明可减少内燃机的换气损失，提高充气效率，提高动力性能，改善发动机燃油经济性，降低排气污染。

Description

双摇臂控制的凸轮机构

技术领域

本发明涉及一种可变升程装置。特别是涉及一种用于机械系统包括内燃机的双摇臂控制的凸轮机构。

背景技术

机械系统包括内燃机常常需要通过改变凸轮轴的升程，来达到提高性能之目的。例如传统内燃机由于结构限制，凸轮轴的升程不可调节，因此限制了其性能的提高。如图1所示，传统内燃机中，只有1根摇臂2，凸轮轴1转动直接驱动摇臂2摆动，进而传动气门杆13作直线运动，其气门的升程和周期不能改变。随着技术进步出现了宝马公司凸轮轴升程可变，以及丰田公司推出的可变凸轮升程机构，但这些结构比较复杂且成本高。因此开发一种高性能、低成本的可变升程装置势在必行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可在机械系统和内燃机运行过程中轻松地对传动机构实施升程的调节，从而可提高机械系统和内燃机性能的双摇臂控制的凸轮机构。

本发明所采用的技术方案是：一种双摇臂控制的凸轮机构，包括：凸轮轴，可旋转的连接在摇臂轴上的主摇臂，所述的主摇臂的一端与所述的凸轮轴为紧密接触连接，并且所述的主摇臂随凸轮轴的旋转而以摇臂轴为轴摆动，所述主摇臂的另一端一体设置有压环，所述的内燃机气门杆顶端设置有用于压缩气门杆的挺柱机构，所述的压环与所述的挺柱机构相互滑动连接，所述的主摇臂在设置有压环的这一端上还固定设置有铰接轴，所述的铰接轴上可旋转的铰接有副摇臂，所述的副摇臂在位于所述挺柱机构的这一端形成有凸出部，所述的凸出部与设置在内燃机气门杆顶端的用于压缩气门杆的挺柱机构上端紧密接触或间隙接触，所述的摇臂轴上固接有控制齿轮，所述的副摇臂的另一端形成有环形结构，所述的该环形结构的延伸部位的内周边上形成有扇形的副摇臂齿轮，所述的控制齿轮贯穿副摇臂上的环形结构，并与所述的扇形的副摇臂齿轮相啮合。

所述的副摇臂上的环形结构的内周面与所述的控制齿轮外周之间形成有供副摇臂齿轮相对于固定在摇臂轴上的控制齿轮摆动地啮合而互不干涉的副摇臂游隙孔。

所述的挺柱机构包括有与压环上的导向孔滑动连接的挺柱，和位于压环下端且套在挺柱外周的缓冲弹簧。

本发明的双摇臂控制的凸轮机构，在发动机运行期间调节驱动机构改变副摇臂的位置，使得凸轮升程和周期发生变化，从而可减少内燃机的换气损失，提高充气效率，提高动力性能，改善发动机燃油经济性，降低排气污染。本发明使得实际升程和周期的大小可以调节，在使用同样一个凸轮运转下，发动机可以根据工况需要，调节所需要的气门升程和周期的变化，从而满足发动机上述多项性能指标的优化控制。

附图说明

图1是传统内燃机凸轮配气传动结构示意图；

图2是本发明的双摇臂控制的凸轮机构的结构示意图。

图中

1：凸轮轴        2：主摇臂

3：摇臂轴        4：控制齿轮

5：副摇臂齿轮    6：副摇臂游隙孔

7：铰接轴        8：副摇臂

9：导向孔        10：挺柱

11：缓冲弹簧     12：气门弹簧托架

13：气门杆       14：气门弹簧

15：缸体导向孔   16：气门座

17：压环

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的双摇臂控制的凸轮机构做出详细说明。

如图2所示，本发明的双摇臂控制的凸轮机构，包括：凸轮轴1，可旋转的连接在摇臂轴3上的主摇臂2，所述的主摇臂2的一端与所述的凸轮轴1为紧密接触连接，并且所述的主摇臂2随凸轮轴1的旋转而以摇臂轴3为轴摆动，所述主摇臂2的另一端一体设置有压环17，其特征在于，所述的内燃机气门杆13顶端设置有用于压缩气门杆13的挺柱机构，所述的压环17与所述的挺柱机构相互滑动连接，所述的主摇臂2在设置有压环17的这一端上还固定设置有铰接轴7，所述的铰接轴7上可旋转的铰接有副摇臂8，所述的副摇臂8在位于所述挺柱机构的这一端形成有凸出部，所述的凸出部与设置在内燃机气门杆13顶端的用于压缩气门杆13的挺柱机构上端紧密接触或间隙接触，所述的摇臂轴3上固接有控制齿轮4，所述的副摇臂8的另一端形成有环形结构，所述的该环形结构的延伸部位的内周边上形成有扇形的副摇臂齿轮5，所述的控制齿轮4贯穿副摇臂8上的环形结构，并与所述的扇形的副摇臂齿轮5相啮合。

所述的副摇臂8上的环形结构的内周面与所述的控制齿轮4外周之间形成有供副摇臂齿轮5相对于固定在摇臂轴3上的控制齿轮4摆动地啮合而互不干涉的副摇臂游隙孔6。

所述的挺柱机构包括有与压环17上的导向孔9滑动连接的挺柱10，所述的挺柱机构包括有与压环17上的导向孔9滑动连接的挺柱10，和位于压环17下端且套在挺柱10外周的缓冲弹簧11。

常规工作状态下，小挺柱10则始终与常规气门系统中在缸体导向孔15中滑动，并与带有卡接在气门杆13末端的气门弹簧托架12支撑的气门弹簧14回位的气门杆13相接触。

本发明的双摇臂控制的凸轮机构，在凸轮轴1转动时，驱动主摇臂2摆动，从而经过缓冲弹簧11压缩挺柱10使其在压环17的导向孔9中直线滑动，而实际的气门杆13的运动受到由摇臂轴3控制的控制齿轮4与副摇臂8的一端设置的扇形的副摇臂齿轮5相啮合，所确定的副摇臂8的远端与挺柱10相配合的部分，与挺柱10上端的距离决定的。如果调节副摇臂8与挺柱10没有间隙时气门13直接打开，随着凸轮轴1驱动的主摇臂2的旋转，气门杆13走的直线升程最大。当发动机需要较小气门升程时，可以转动摇臂轴3驱动控制齿轮4随之转动，再通过副摇臂齿轮5控制副摇臂8，使副摇臂8的挺柱端相对挺柱10上端的相对位置发生变化，从而使得凸轮轴到气门的传动系统中出现不同大小的间隙，结果在使用同样一个凸轮轴运转下，发动机可以根据工况需要，调节所需要的气门杆升程和周期的变化。

本发明的双摇臂控制的凸轮机构有以下优点：

相对传统内燃机凸轮机构，明显增加了控制齿轮4所控制的副摇臂8相对挺柱上端位置的系统。发动机保持最大升程和周期运行时，由摇臂轴驱动控制齿轮4，通过控制齿轮4控制的副摇臂8相对挺柱上端位置使得副摇臂8的一端与挺柱上端没有间隙，此时气门杆13直接打开，随着凸轮轴驱动的主摇臂的旋转，气门杆走的直线升程最大。当发动机工况变化需要减小气门杆的升程和周期时，对图1所示的传统凸轮驱动机构，根本没有办法改变发动机的气门升程与周期，所以影响发动机性能。而图2所示的本发明的内燃机凸轮配气传动机构，则可以由摇臂轴3驱动控制齿轮4，通过副摇臂齿轮5，控制的副摇臂8的位置，改变副摇臂8与挺柱上端之间的间隙，从而使得气门杆实际升程和周期的大小可以调节，在使用同样一个凸轮轴运转下，发动机可以根据工况需要，调节所需要的气门杆升程和周期的变化，从而满足发动机多项性能指标的优化控制。

Claims (2)

1.一种双摇臂控制的凸轮机构，包括：凸轮轴（1），可旋转的连接在摇臂轴（3）上的主摇臂（2），所述的主摇臂（2）的一端与所述的凸轮轴（1）为紧密接触连接，并且所述的主摇臂（2）随凸轮轴（1）的旋转而以摇臂轴（3）为轴摆动，所述主摇臂（2）的另一端一体设置有压环（17），其特征在于，内燃机气门杆（13）顶端设置有用于压缩气门杆（13）的挺柱机构，所述的压环（17）与所述的挺柱机构相互滑动连接，所述的主摇臂（2）在设置有压环（17）的这一端上还固定设置有铰接轴（7），所述的铰接轴（7）上可旋转的铰接有副摇臂（8），所述的副摇臂（8）在位于所述挺柱机构的这一端形成有凸出部，所述的凸出部与设置在内燃机气门杆（13）顶端的用于压缩气门杆（13）的挺柱机构上端紧密接触或间隙接触，所述的摇臂轴（3）上固接有控制齿轮（4），所述的副摇臂（8）的另一端形成有环形结构，所述的环形结构的延伸部位的内周边上形成有扇形的副摇臂齿轮（5），所述的控制齿轮（4）贯穿副摇臂（8）上的环形结构，并与所述的扇形的副摇臂齿轮（5）相啮合，所述的副摇臂（8）上的环形结构的内周面与所述的控制齿轮（4）外周之间形成有供副摇臂齿轮（5）相对于固定在摇臂轴（3）上的控制齿轮（4）摆动地啮合而互不干涉的副摇臂游隙孔（6）。

2.根据权利要求1所述的双摇臂控制的凸轮机构，其特征在于，所述的挺柱机构包括有与压环（17）上的导向孔（9）滑动连接的挺柱（10），和位于压环（17）下端且套在挺柱（10）外周的缓冲弹簧（11）。