CN103352736A

CN103352736A - 一种连续可变气门升程机构

Info

Publication number: CN103352736A
Application number: CN2013102906980A
Authority: CN
Inventors: 于双源; 应智超; 沈凯; 熊树生; 王英辉
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2013-10-16

Abstract

本发明公开了一种连续可变气门升程机构，包括凸轮轴、固定连接在凸轮轴上的凸轮、设于气缸内部的气门及设于气门上并延伸至气缸外部的气门杆，所述的凸轮轴可以轴向移动，所述的凸轮在距离凸轮回转中心最远的极限位置沿轴向设置有斜面，所述气门杆的顶端活动连接有气门顶盖，所述的气门顶盖与凸轮的外轮廓保持线接触。本发明的一种连续可变气门升程机构，其结构简单，通过凸轮轴的轴向移动即可实现气门升程的连续变化，控制也较为方便，且占用空间较小，尤其适用于小型轿车。

Description

一种连续可变气门升程机构

技术领域

本发明涉及一种连续可变气门升程机构。

背景技术

传统的内燃机的气门升程是固定不可变的，即凸轮的凸轮型线只有一种，这就造成了该升程不可能使发动机在高速区和低速区都得到良好的响应。随着科技的进步，为了解决上述问题，目前汽车发动机采用了可变气门正时技术（VVT）,这种技术可以根据发动机的不同工况控制进、排气门的开闭时刻，这种技术的缺陷在于只能调节气门的开闭时刻，不能控制气门的开启程度。进而市场上出现了可变气门升程（VVL）技术，这种技术能够根据发动机的不同工况，对气门的开启程度进行控制。

公开号为“CN 102852585 A”的中国发明专利公布了一种连续可变气门升程控制机构，其包括传动组件和气门组件，所述传动组件包括凸轮、摇杆、摇杆支撑块、摇杆轴、摇臂滚轮、摇臂和液压挺柱，其特别之处在于所述摇杆轴可在高度调节电机驱动下上下移动，所述高度调节电机固定安装在发动机缸盖上。这种连续可变气门升程控制机构，其结构较复杂，并且在发动机缸盖上固定安装有专门驱动摇杆轴的电机，增加控制难度的同时，增大了发动机的安装空间。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、安装空间较小的连续可变气门升程机构。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种连续可变气门升程机构，包括气缸、凸轮轴、固定连接在凸轮轴上的凸轮、设于气缸内部的气门及设于气门上并延伸至气缸外部的气门杆，所述的凸轮轴可以轴向移动，所述的凸轮在距离凸轮回转中心最远的极限位置沿轴向设置有斜面，所述气门杆的顶端活动连接有气门顶盖，所述的气门顶盖与凸轮的外轮廓始终线接触。这种结构通过凸轮轴的轴向移动，即可改变气门的极限位置，从而达到改变气门升程的目的。

进一步的，所述的气门杆在靠近气门顶盖的位置设有限位装置，所述气门杆在限位装置与气缸之间套接有弹簧。弹簧的作用在于在气门杆随着凸轮由较远极限位置旋转至较近极限位置的过程中，给气门杆提供动力。

进一步的，所述的气门顶盖与气门杆通过销轴连接，使得所述的气门顶盖可以随着凸轮外轮廓的变化以销轴为轴心摆动。由于凸轮的外轮廓线不规则，这种结构使得气门顶盖可以更好的响应凸轮外轮廓的运行轨迹。

进一步的，所述气缸在气门杆伸出的位置设有导向套。

进一步的，所述导向套内壁上设有凹槽，气门杆上设有与凹槽相适应的花键。这种结构保证气门杆相对于气缸只做纵向往复移动，而不会在导向套内旋转，以致影响气门运动的精度。

进一步的，所述的凸轮轴上还设有液压装置，使得凸轮轴可以轴向移动。这种结构作为一种优选的方式，给凸轮轴的轴向移动提供动力。

本发明的一种连续可变气门升程机构，其结构简单，通过凸轮轴的轴向移动即可实现气门升程的连续变化，控制也较为方便，且占用空间较小，尤其适用于小型轿车。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本实施例气门升程调节工作示意图；

图3为图1中凸轮运行至两个极限位置时气门顶盖的位置示意图。

附图标记说明：1-气缸； 2-气门； 21-气门杆； 3-凸轮轴； 31-凸轮； 4-气门顶盖； 41-销轴； 5-限位装置； 6-弹簧； 7-导向套； 71-凹槽； 72-花键； 8-液压装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实施例作进一步的详细说明。

实施例

本实施例的一种连续可变气门升程机构，如图1所示，包括凸轮轴3、固定连接在凸轮轴3上的凸轮31、设于气缸1内部的气门2及设于气门2上并延伸至气缸1外部的气门杆21。在凸轮31在距离凸轮31回转中心最远的极限位置沿轴向设置有斜面，并且在气门杆21的顶端活动连接有气门顶盖4，由于气门顶盖4与凸轮31的外轮廓始终保持线接触，那么如图2所示，当凸轮轴3在液压装置8的驱动下轴向移动位置发生变化时，气门杆21的极限位置发生相应的改变，如此使得气门2在发动机气缸1内的升程发生改变，从而达到控制开启气门程度的目的。

当凸轮由远端极限位置运动至近端极限位置的过程中，气门也要随着凸轮的外轮廓轨迹运动，此时气门运动的动力将由被压缩弹簧6的回弹力来提供，因此在气门杆21在靠近气门顶盖4的位置设有限位装置5，在限位装置5与气缸1之间套接有弹簧6。

如图3所示，为了使得气门顶盖4更好的响应凸轮31外轮廓的运动轨迹，气门顶盖4与气门杆21通过销轴41连接，使得气门顶盖4随着凸轮31的旋转以销轴41为轴心摆动。

为了让气门2在气缸1内纵向运动更加的精确，在气缸1与气门杆21之间还设有导向套7，为了防止气门杆21在导向套7内旋转，在导向套7内壁上设有凹槽71，在气门杆21上设有与凹槽71相适应的花键72，如此使得气门杆21在导向套7内的运动更加的精确。

本实施例调节气门升程的工作过程，如图2所示，不同发动机工况需要不同的气门升程时，通过轴向液压装置8驱动凸轮轴3轴向移动，从而带动凸轮轴上的凸轮31轴向位置发生变化，从而引起气门最大升程量的改变。图2所示为凸轮31位于3个不同位置时，气门升程的极限位置示意图。通过液压装置8的连续驱动，凸轮31相对气门位置发生连续的改变，从而改变了气门2的最大升程量，整个往复运动中的平均升程量也随之改变，能够达到连续可变气门升程的目的，以适应不同的、连续的发动机工况条件。

在设定了适当的气门升程后，如图3所示，凸轮31旋转推动气门2进行配气。在气门2闭合时，凸轮31的基圆与气门顶盖4线接触，而凸轮31转过180^o以后，气门顶盖4仍然与凸轮31极限位置的斜面线接触。而在其他的转角时，由于气门顶盖4可以绕销轴41摆动，而气门杆21上设置的花键72导向套7内壁的凹槽71内移动，限制气门2的转动，因而不凸轮31如何转动、与气门顶盖4的相对位置如何变化，都能保证气门顶盖4与凸轮31的线接触，使气门实现良好的上下往复运动。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims

1.一种连续可变气门升程机构，所述气门（2）为发动机气缸（1）的气门，所述连续可变气门升程机构包括凸轮轴（3）、固定连接在凸轮轴（3）上的凸轮（31）、设于气缸（1）内部的气门（2）及设于气门（2）上并延伸至气缸（1）外部的气门杆（21），其特征在于：所述的凸轮轴（3）可以轴向移动，所述的凸轮（31）在距离凸轮（31）回转中心最远的极限位置沿轴向设置有斜面，所述气门杆（21）的顶端活动连接有气门顶盖（4），所述的气门顶盖（4）与凸轮（31）的外轮廓保持线接触。

2.按照权利要求1所述的一种连续可变气门升程机构，其特征在于：所述的气门杆（21）在靠近气门顶盖（4）的位置设有限位装置（5），所述气门杆（21）在限位装置（5）与气缸（1）之间套接有弹簧（6）。

3.按照权利要求1或2所述的一种连续可变气门升程机构，其特征在于：所述的气门顶盖（4）与气门杆（21）通过销轴（41）连接，使得所述的气门顶盖（4）可以随着凸轮（31）外轮廓的变化以销轴（41）为轴心摆动。

4.按照权利要求1或2所述的一种连续可变气门升程机构，其特征在于：所述气缸（1）在气门杆（21）伸出的位置设有导向套（7）。

5.按照权利要求4所述的一种连续可变气门升程机构，其特征在于：所述导向套（7）内壁上设有凹槽（71），气门杆（21）上设有与凹槽（71）相适应的花键（72）。

6.按照权利要求1或2所述的一种连续可变气门升程机构，其特征在于：所述的凸轮轴（3）上还设有液压装置（8），使得凸轮轴（3）可以轴向移动。