CN103437850B - 连续可变气门升程机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连续可变气门升程机构，包括摇臂、凸轮、液压挺柱、滚子、中间杆以及摆杆，所述摇臂的一端支撑连接在液压挺柱上，另一端与气门杆接触，所述摆杆通过连接销与中间杆的一端铰接，所述滚子通过销轴安装在中间杆的另一端，在所述摇臂的顶面沿长度方向设有导向槽，所述滚子位于该导向槽内，并与所述凸轮接触，该滚子在中间杆带动下可沿导向槽长度方向运动。本发明能够实现发动机不同工况下气门升程连续可变控制，并且其结构简单、构件数量少。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车发动机的气门控制机构，具体涉及一种连续可变气门升程机构。
背景技术
对于通过气门调节控制负荷的汽油机而言，由于经常在部分负荷工况下运转，残余废气系数较高，故如何提高发动机燃烧工作稳定性，减小低负荷泵气损失，组织快速地燃烧过程，提高燃烧效率就极为重要。因此，在发动机小负荷时希望通过较小的气门升程，提高进气压差，从而产生较高的气流速度，增加湍流，提高火焰传播速度和燃烧速度，组织快速地燃烧过程。而在发动机高速高负荷时则应采用较大的气门升程，以最大程度地减小流动阻力，提高充量系数，满足发动机高速时的动力性需求。连续可变式气门升程（Continual Variable Valve Lift,缩写CVVL）机构，便可以实现发动机的气门升程量在一定范围内连续可变，以满足发动机在不同转速及扭矩下对气流控制的要求，从而改善发动机性能。相比阶段式可变气门升程机构，连续可变式气门升程机构可以更加灵活地对发动机不同工况进行全面优化，在全工况范围内提供最佳的气门升程，弥补了固定气门升程或阶段可变气门升程机构的局限。
CN 101429882A公开了一种连续可变气门升程装置，其利用杠杆原理，通过改变挺柱的位置来调节杠杆支点，从而达到改变气门升程的目的。但是，所述装置中需要通过螺纹杆将电机的作用力转换为挺柱的水平方向运动，并且是通过额外的弹性装置来保持摇臂滚子与凸轮的接触。因此，该气门升程装置的结构较为复杂，装机后空间占用大，要对缸盖进行较大的改动。因此，需要作进一步改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连续可变气门升程机构，其能够实现发动机不同工况下气门升程连续控制，并且结构简单、占用空间小。
本发明所述的连续可变气门升程机构，包括摇臂、设于凸轮轴上的凸轮、气门杆以及液压挺柱，所述摇臂的一端支撑连接在液压挺柱上，摇臂的另一端的底面与气门杆接触，该连续可变气门升程机构还包括滚子、中间杆以及设在驱动轴上的摆杆，所述摆杆通过连接销与中间杆的一端铰接，所述滚子通过销轴安装在中间杆的另一端；在所述摇臂的顶面沿长度方向设有导向槽，所述滚子位于该导向槽内，并与所述凸轮接触，该滚子在中间杆带动下可沿导向槽长度方向运动，所述驱动轴的轴线与凸轮轴的轴线相平行，所述导向槽的槽底面为下凹圆弧面，该圆弧与凸轮轴同心，其半径为凸轮的基圆半径与滚子直径之和，所述凸轮的轴线与驱动轴的轴线间的距离等于所述销轴的轴线与连接销的轴线间的距离，且所述凸轮的轴线与销轴的轴线间的距离等于所述驱动轴的轴线与连接销的轴线间的距离。
进一步的，所述导向槽的两侧侧壁的边缘分别设有下凹圆弧面。
进一步的，在所述摇臂上开设有润滑油道，其两端分别与摇臂的导向槽以及摇臂与液压挺柱的连接处连通。
进一步的，在所述摇臂的导向槽内还开设有泄油道。
进一步的，在所述滚子的销轴的两端各设有一中间杆，所述摇臂位于两中间杆之间。
本发明的有益效果在于：本发明结构简单，机构部件较少，装机后空间占用小，对缸盖的改动较小，能够广泛应用于多种发动机，通用性高。本机构利用杠杆原理，通过推动滚子在摇臂导向槽内滚动，从而改变作用力点（滚子）与支点（液压挺柱）间的相对距离，实现了发动机不同工况下气门升程开度连续控制，能够有效降低发动机油耗，并提高发动机性能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是摇臂与滚子配合的示意图；
图3是图1的剖视图；
图4是本发明在高升程时的结构示意图之一；
图5是本发明在高升程时的结构示意图之二；
图6是摇臂的结构示意图。
图中：1-摇臂，2-凸轮，3-液压挺柱，4-气门杆，5-滚子，6-摆杆，7-中间杆，8-驱动轴，9-连接销，10-销轴，11-导向槽，12-槽底面，13-侧壁，14-润滑油道，15-摇臂与液压挺柱的连接处，16-泄油道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细阐述：
如图1、图2、图3、图6所示的连续可变气门升程机构，包括摇臂1、设于凸轮轴上的凸轮2、气门杆4、滚子5、中间杆7、设在驱动轴8上的摆杆6以及液压挺柱3，所述驱动轴8的轴线与凸轮轴的轴线相平行，所述摇臂1的一端支撑连接在液压挺柱3上，摇臂1的另一端的底面与气门杆4接触，所述摆杆6通过连接销9与中间杆7的一端铰接，所述滚子5通过销轴10安装在中间杆的另一端，所述凸轮2的轴线与驱动轴8的轴线间的距离等于所述销轴10的轴线与连接销9的轴线间的距离，且所述凸轮2的轴线与销轴10的轴线间的距离等于所述驱动轴8的轴线与连接销9的轴线间的距离，在该销轴10的两端各设有一中间杆7，摇臂1位于两中间杆之间，在所述摇臂1的顶面沿长度方向设有导向槽11，该导向槽11的槽底面12为下凹圆弧面，该圆弧与凸轮轴同心，其半径为凸轮2的基圆半径与滚子5直径之和，导向槽11的两侧侧壁13的边缘也为下凹圆弧面，并且与槽底面12同心，所述滚子5位于该导向槽11内，并与所述凸轮2接触，该滚子5在中间杆7带动下可沿导向槽长度方向运动，在所述摇臂1上开设有润滑油道14，其两端分别与摇臂1的导向槽11以及摇臂1与液压挺柱3的连接处15连通，在摇臂1的导向槽11内还开设有泄油道16。
本发明中所述的驱动轴由电机或液压机构控制的相位器或者其他方式带动转动，这是本领域普通技术人员能够实现的。
本发明的具体工作过程如下：
如图3所示，在发动机无升程变换时，本机构处于基础升程位置，即气门杆4最低升程位置。此时驱动轴8不转动，摆杆6和中间杆7均处于起始位置。当凸轮轴旋转时，凸轮2对滚子5施加向下的作用力，从而带动摇臂1运动，压动气门杆4下行。
如图4、图5所示，当需要加大气门升程时，ECU发出指令，控制电机或相位器带动所述驱动轴8转动一定角度（如角度A），驱动轴8上的摆杆6转动相同的一个角度（如图中顺时针转动角度A），进而通过与摆杆6铰接的中间杆7推动滚子5在摇臂1上的导向槽11内移动，使滚子5与液压挺柱3间的距离减小，如图5所示，根据杠杆原理，此时气门升程增大。
Claims (5)
1.一种连续可变气门升程机构，包括摇臂（1）、设于凸轮轴上的凸轮（2）、气门杆（4）以及液压挺柱（3），所述摇臂的一端支撑连接在液压挺柱上，摇臂的另一端的底面与气门杆接触，该连续可变气门升程机构还包括滚子（5）、中间杆（7）以及设在驱动轴（8）上的摆杆（6），所述摆杆通过连接销（9）与中间杆的一端铰接，所述滚子通过销轴（10）安装在中间杆的另一端；在所述摇臂的顶面沿长度方向设有导向槽（11），所述滚子（5）位于该导向槽内，并与所述凸轮（2）接触，该滚子在中间杆带动下可沿导向槽长度方向运动，其特征在于：所述驱动轴（8）的轴线与凸轮轴的轴线相平行，所述导向槽（11）的槽底面（12）为下凹圆弧面，该圆弧与凸轮轴同心，其半径为凸轮（2）的基圆半径与滚子（5）直径之和，所述凸轮（2）的轴线与驱动轴（8）的轴线间的距离等于所述销轴（10）的轴线与连接销（9）的轴线间的距离，且所述凸轮（2）的轴线与销轴（10）的轴线间的距离等于所述驱动轴（8）的轴线与连接销（9）的轴线间的距离。
2.根据权利要求1所述的连续可变气门升程机构，其特征在于：所述导向槽（11）的两侧侧壁（13）的边缘分别设有下凹圆弧面。
3.根据权利要求1或2所述的连续可变气门升程机构，其特征在于：在所述摇臂（1）上开设有润滑油道（14），其两端分别与摇臂的导向槽（11）以及摇臂与液压挺柱（3）的连接处（15）连通。
4.根据权利要求1或2所述的连续可变气门升程机构，其特征在于：在所述摇臂（1）的导向槽（11）内还开设有泄油道（16）。
5.根据权利要求1或2所述的连续可变气门升程机构，其特征在于：在所述滚子（5）的销轴（10）的两端各设有一中间杆（7），所述摇臂（1）位于两中间杆之间。
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