CN103256089A - 一种变杠杆比的可变气门升程机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械制造工具技术领域，尤其涉及一种变杠杆比的可变气门升程机构，解决现有汽车发动机低速低负荷时的燃油经济性无法达到最优的问题，包括气门杆，其特征是在气门杆朝凸轮轴的一端铰接在滚子摆臂的一端，滚子摆臂中间部位设一支轴点，该支轴点与凸轮轴对应，以滚子摆臂支轴点为基准，相对于气门杆的另一端设大升程液压挺柱，在大升程液压挺柱的一侧设有小升程液压挺柱。安装方便，可变升程角度容易调整，既可以达到发动机处于低速低负荷时省油、降低排放，又可以使发动机处于高速高负荷时，具有高功率输出，满足动力性需求。

Description

一种变杠杆比的可变气门升程机构

技术领域

本发明涉及机械制造工具技术领域，尤其涉及一种变杠杆比的可变气门升程机构。

背景技术

随着能源紧缺和环境污染问题的日益突出，为了兼顾日益严格的排放法规和车主们油耗低动力足的要求，各种提高发动机效率减少燃油消耗的技术被提出，其中可变气门升程就是被普遍运用的一种技术。现有的滚子摇臂气门机构由于其液压挺柱支撑点、凸轮位置及气门位置都是固定的，其只能实现一种气门升程，使得发动机低速低负荷的燃油经济性无法达到最优。而如专利公告号为CN2546635Y的一种可变气门升程机构，包括汽缸盖、凸轮、带动凸轮转动的凸轮轴、由凸轮带动的气门挺柱和由挺柱控制的气门，在凸轮轴上有一个高速凸轮和对称位于高速凸轮两边的两个低速凸轮，小挺柱的外凸台与大挺柱的内凸台之间安装复位弹簧,小挺柱柱塞位于大挺柱的液压腔内，小挺柱与高速凸轮接触配合，大挺柱柱塞位于汽缸盖的挺柱运行轨道内，大挺柱两端分别连接两个气门，大挺柱与两低速凸轮接触配合。这种结构大小挺柱重合设置，然后采用大小两个不同的凸轮来控制两侧的两个气门，结构较复杂，且现在多采用多气门技术，对于两个以上气门的可变动作就难以完成。又如专利公开号为CN101429882A的一种连续可变气门升程装置，包括螺纹杆，驱动螺纹杆作旋转运动的电机，与螺纹杆螺纹连接的挺柱，与挺柱活动连接的摇臂轴，位于摇臂轴上方的凸轮，与凸轮相互作用且与摇臂轴铰接的摇臂滚子，被摇臂轴驱动的气门，以及与摇臂滚子连接的伸缩臂，摇臂轴上设有一活动连接挺柱顶端的滑槽，挺柱在滑槽内移动。这是一种在挺柱一侧采用螺杆机械结构方式来达到可变气门升程目的，灵敏度低，还需配备电机，实际应用性差。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有汽车发动机低速低负荷时的燃油经济性无法达到最优的问题，提供一种结构设计合理，采用双液压挺住，通过改变杠杆比来实现在凸轮不变的情况下，改变气门升程的变杠杆比的可变气门升程机构。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种变杠杆比的可变气门升程机构，包括气门杆，其特征是在气门杆朝凸轮轴的一端铰接在滚子摆臂的一端，滚子摆臂中间部位设一支轴点，该支轴点与凸轮轴对应，以滚子摆臂支轴点为基准，相对于气门杆的另一端设大升程液压挺柱，在大升程液压挺柱的一侧设有小升程液压挺柱。本技术方案通过改变气门升程来控制不同工况时发动机的进气量。在发动机处于低速低负荷时并不需要太大的进气量，此时采用小气门升程，小气门升程通过小升程液压挺柱配合滚子摆臂来实现，这样可以提高发动机效能，使发动机更加省油，排放更低；而在发动机处于高速高负荷时，为了保证高功率的输出，采用大气门升程，大气门升程大升程液压挺柱配合滚子摆臂来完成，以满足动力性需求。具体原理是：大升程，大升程液压挺柱通高压油，并支撑滚子摇臂，小升程液压挺柱停止供油，此时，气门机构杠杆比较小，单位凸轮升程下，气门升程较大，得到大气门升程。小升程时，小升程液压挺柱通高压油，由小升程液压挺柱支撑滚子摇臂，大升程液压挺柱不供油，大升程液压挺柱柱塞下降与滚子摇臂脱离，此时，气门机构杠杆比较大，单位凸轮升程下，气门升程较小，从而得到小气门升程。

作为优选，所述的大升程液压挺柱和小升程液压挺柱的端部设有与滚子摆臂配合的球形端头。本装置滚子摇臂和两个液压挺柱一一对应，共同完成大小升程作业。

作为优选，所述的滚子摆臂上设有与大升程液压挺柱球形端头和小升程液压挺柱球形端头配合的碗形槽，两个碗形槽位于同一直线位置。以球形端头配合的方式在工作时容易对位。在实际应用时，根据发动机空间特点，小升程液压挺柱在保证与大升程液压挺柱平行时，可选择以大升程液压挺柱为中心的其它空间位置进行安装。

作为优选，所述的大升程液压挺柱设有第一高压油道，小升程液压挺柱设有第二高压油道。两个液压挺柱分别设置高压油道，可使用统一的供油系统，供油开关按工作程序要求分开控制。

作为优选，所述的大升程液压挺柱、小升程液压挺柱和气门杆平行设置。三者平行，保证气门正常工作设计最佳杠杆结构。

本发明的有益效果是：机构简单，仅在传统结构上增加一个液压挺柱，安装方便，可变升程角度容易调整，既可以达到发动机处于低速低负荷时省油、降低排放，又可以使发动机处于高速高负荷时，具有高功率输出，满足动力性需求。

附图说明

图1是现有技术中的一种气门升程机构结构示意图。

图2是本发明的一种结构示意图。

图3是本发明的一种大升程工作状态结构示意图。

图4是本发明的一种小升程工作状态结构示意图。

图中：1. 气门座圈，2. 气门杆， 3. 滚子摆臂，4. 凸轮轴，5. 大升程液压挺柱，6. 小升程液压挺柱，7. 第一高压油道，8. 第二高压油道。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

图1是现有技术中的一种单一气门升程机构结构图，根据其缺点，进行全新设计。参见图2，本实施例一种变杠杆比的可变气门升程机构，气门杆2的下端定位在气门座圈1内，该图是气门处于关闭状态结构示意图，在气门杆2朝凸轮轴4的一端即上端与滚子摆臂3的一端铰接，在滚子摆臂3中间部位设一支轴点，此支轴点处的滚子摆臂3外形成凸出状，该凸出状与凸轮轴4配合对应。以滚子摆臂3的支轴点为基准，在气门杆2的另一端设两个液压挺柱，两个液压挺柱相与气门杆2平行，离滚子摆臂3支轴点近点部位的是大升程液压挺柱5，离滚子摆臂3支轴点远点的是小升程液压挺柱6。滚子摆臂3为直杆结构，滚子摆臂3与大升程液压挺柱5、小升程液压挺柱6配合的一面设有碗形槽，两个碗形槽处于同一直线位置。与滚子摆臂3碗形槽对应，大升程液压挺柱5和小升程液压挺柱6的上端分别设有与碗形槽配合的球形端头。两个液压挺柱分别设一高压油道，与大升程液压挺柱5配套的为第一高压油道7，与小升程液压挺柱6配合的为第二高压油道8。

工作时，分两种升程状态：

大升程：第一高压油道7通入高压油，第二高压油道8停止供油，由大升程液压挺柱5顶端支撑滚子摇臂3，气门机构的杠杆比较小，在单位凸轮升程下，气门升程较大，从而得到大气门升程，如图3所示。

小升程：第二高压油道8通高压油，第一高压油道7停止供油，此时，大升程液压挺柱5柱塞下降处于低位，由小升程液压挺柱6顶端支撑滚子摇臂3，气门机构的杠杆比较大，单位凸轮升程下，气门升程较小，从而得到小气门升程，如图4所示。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明的简单变换后的结构、工艺均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1. 一种变杠杆比的可变气门升程机构，包括气门杆（2），其特征是在气门杆（2）朝凸轮轴（4）的一端铰接在滚子摆臂（3）的一端，滚子摆臂（3）中间部位设一支轴点，该支轴点与凸轮轴（4）对应，以滚子摆臂（3）支轴点为基准，相对于气门杆（2）的另一端设大升程液压挺柱（5），在大升程液压挺柱（5）的一侧设有小升程液压挺柱（6）。

2.根据权利要求1所述的一种变杠杆比的可变气门升程机构，其特征在于所述的大升程液压挺柱（5）和小升程液压挺柱（6）的端部设有与滚子摆臂（3）配合的球形端头。

3.根据权利要求1或2所述的一种变杠杆比的可变气门升程机构，其特征在于所述的滚子摆臂（3）上设有与大升程液压挺柱（5）球形端头和小升程液压挺柱（6）球形端头配合的碗形槽，两个碗形槽位于同一直线位置。

4.根据权利要求1或2所述的一种变杠杆比的可变气门升程机构，其特征在于所述的大升程液压挺柱（5）设有第一高压油道（7），小升程液压挺柱（6）设有第二高压油道（8）。

5.根据权利要求1或2所述的一种变杠杆比的可变气门升程机构，其特征在于所述的大升程液压挺柱（5）、小升程液压挺柱（6）和气门杆（2）平行设置。

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