CN103711538B - 一种发动机气门连续可变摇臂系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续可变气门升程用摇臂系统，包括外摇臂和内摇臂、滚轮组件、气门升程转换装置、内摇臂复位装置。外摇臂与内摇臂通过连接销轴链接；内摇臂复位装置、中心销与限位面共同实现内摇臂相对于外摇臂复位；在外摇臂内，与指状液压挺住相接触一端，设有气门升程转换装置，气门升程转换装置由驱动装置驱动控制轴，从而控制锁销轴的动作，进而控制锁销轴锁止端面与内摇臂锁止斜面的接触位置，最终实现不同的气门升程；本发明结构简单，响应速度快，实现了摇臂控制气门升程连续可变，提高发动机在不同速度区的功率同时降低油耗。

Description

一种发动机气门连续可变摇臂系统

技术领域

本发明涉及一种用于连续可变气门升程的摇臂。

背景技术

可变气门升程系统在新型汽车发动机上得到广范应用，它使发动机在高速区和低速区都能得到满足需求的气门升程，从而可提升发动机高速功率及降低低速下的油耗，提高燃油经济性。两级可变摇臂是可变气门升程系统中的重要部件，它根据发动机控制系统发出的控制信号来切换可变摇臂锁销机构，实现摇臂工作的两种状态，从而达到控制气门升程可变的目的。本发明将两级可变摇臂升级为连续可变摇臂，使得发动机在不同的速区都有对应的气门升程，提高了发动机不同速区的功率同时降低了油耗。

发明内容

本发明目的在于：提供一种结构简单可靠，响应速度快的发动机气门升程连续可变摇臂系统。在目前大部分两级摇臂中，摇臂的气门升程转转换装置结构均有较多零件组成，结构相对较为复杂，且响应速度较慢，并只能实现两级可变。该发明对气门升程转换装置结构进行了简化，并有效的缩短了响应时间，最为重要的是该发明实现了摇臂控制气门升程连续可变，提高发动机在不同速度区的功率同时降低油耗。

本发明采用如下技术方案：一种连续可变气门升程用摇臂系统，包括外摇臂、内摇臂、滚轮组件、气门升程转换装置、摇臂复位装置；所述外摇臂与内摇臂是两个相对独立的摇臂，外摇臂与内摇臂通过连接销轴连接，并可相对转动；其特征为所述外摇臂内有实现连续可变气门升程的气门升程转换装置，所述气门升程转换装置包含有控制轴、锁销轴、气门升程装置安装孔、控制轴定位孔、锁销轴伸出孔、内摇臂锁止斜面；所述内摇臂上焊接有滚轮组件，所述滚轮组件包含有滚轮、滚针、中心轴；所述摇臂复位装置包含有扭簧或弹簧、活动弹簧座、弹簧安装孔、弹簧座支撑面；摇臂在发动机上一端与挺柱接触，另一端与气门接触，凸轮轴驱动摇臂以打开气门；当电机或其他驱动装置将控制轴调整至最高位置时，内摇臂通过锁止斜面将锁销轴推入锁销轴安装孔内，此时内、外摇臂是相对分离的，低升程的凸轮与外摇臂工作面面接触实现气门的最低升程；当电机或其他驱动装置将控制轴向下调整，控制轴通过两个斜面将锁销轴推出伸出孔，并与锁止斜面在不同位置接触并锁止，控制轴下沉高度可控制气门升程的大小；摇臂复位装置在内摇臂相对于外摇臂下压过程中，弹簧被压缩，积蓄势能，当完成气门打开后摇臂复位，弹簧伸长，将内摇臂复位，使其回到初始位置。

在上述技术方案中，所述摇臂复位装置设置于整个摇臂系统的内部，包括有弹簧、活动弹簧座、弹簧安装孔、弹簧座支撑面等组成；弹簧座可在弹簧安装孔中滑动，其底面由外摇臂上的弹簧座支撑面支撑，其功能是实现内摇臂的复位。

在上述技术方案中，外摇臂远气门杆一端为正方形，用于整个摇臂系统的径向平衡。

在上述技术方案中，所述工作面面与凸轮轴接触为滑动摩擦，表面为抗高温、抗挤压、抗磨、性能稳定的涂层。

在上述技术方案中，所述气门升程转换装置利用控制轴斜面及内摇臂锁止斜面在运动过程中推动锁销轴，并在不同位置锁止，实现气门升程的改变。

在上述技术方案中，所述控制轴与锁销轴的两个斜面相互接触，其斜面角度保证了控制轴能以较小的力推动锁销轴；两轴呈圆柱形，控制轴一端与驱动装置配合，另一端通过斜面与锁销轴斜面接触，锁销轴分三段，最大端带有与控制轴相配合的斜面，中间段为第二大直径，用于锁销轴的限位，最小端可伸出孔，并带有锁止斜面及防转动面。

当驱动装置驱动控制轴位于最高点时，内摇臂锁止斜面推动锁销轴缩回安装孔内，直至斜面与斜面接触，此时凸轮轴中间高升程凸轮与滚轮接触或凸轮轴两低升程凸轮与外摇臂工作面面接触，实现气门低升程位移。当驱动装置驱动控制轴向下运动，控制轴的斜面推动锁销轴逐步伸出，锁销轴的斜面与内摇臂锁止斜面在不同位置接触，限定了内摇臂向下运动的位移，从而实现气门升程的增大。当控制轴控制锁销轴完全伸出，此时，锁销轴在内摇臂控制斜面最下处与内摇臂接触，实现最大气门升程。

在此过程中，内摇臂在完成一次下压后，均由内摇臂复位装置实现内摇臂的复位，使得内摇臂回到最高位置，以便锁销轴能够顺利伸出，并在不同位置与内摇臂锁止斜面接触，实现不同气门升程。

内摇臂复位装置在下压过程中，弹簧座被复位弹簧座支撑面限定位置，复位弹簧被压缩。当摇臂完成下压气门后，复位弹簧伸长，推动内摇臂复位到最高位置。

本发明的有益效果是：与现有的两级摇臂相比，本发明结构简单，响应速度快，实现了摇臂控制气门升程连续可变，提高发动机在不同速度区的功率同时降低油耗。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1、图2是本发明的总装结构示意图；

图3是本发明剖视结构示意图；

图4、图5是本发明外摇臂结构示意图；

图6是本发明内摇臂结构示意图；

图7是本发明滚轮组件结构示意图；

图8是本发明气门升程转换装置结构示意图；

图9是本发明内摇臂复位装置结构示意图；

图10是本发明气门升程转换装置控制轴结构示意图；

图11是本发明气门升程转换装置锁销轴示结构意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

如图1、图2、图3、图4、所示一种连续可变气门升程用摇臂系统，包括外摇臂100、内摇臂200、滚轮组件300、气门升程转换装置、摇臂复位装置500等。所述外摇臂与内摇臂是两个相对独立的摇臂，外摇臂与内摇臂通过连接销轴600连接，并可相对转动。如图6所示，所述外摇臂内有实现连续可变气门升程的气门升程转换装置，所述气门升程转换装置包含有控制轴401、锁销轴402、气门升程装置安装孔104、控制轴定位孔105、锁销轴伸出孔113、内摇臂锁止斜面202。如图5所示，所述内摇臂上焊接有滚轮组件300，所述滚轮组件包含有滚轮301、滚针302、中心轴303。所述摇臂复位装置包含有扭簧或弹簧501、活动弹簧座502、弹簧安装孔206、弹簧座支撑面107等。摇臂在发动机上一端与挺柱接触，另一端与气门接触，凸轮轴驱动摇臂以打开气门。当电机或其他驱动装置将控制轴调整至最高位置时，内摇臂通过锁止斜面202将锁销轴402推入锁销轴安装孔内，此时内、外摇臂是相对分离的，低升程的凸轮与外摇臂工作面面接触实现气门的最低升程；当电机或其他驱动装置将控制轴向下调整，控制轴通过两个斜面408、405将锁销轴402推出伸出孔113，并与锁止斜面202在不同位置接触并锁止，控制轴下沉高度可控制气门升程的大小。摇臂复位装置500包括弹簧或扭簧501、活动弹簧座502、安装孔206、弹簧座支撑面107，在内摇臂相对于外摇臂下压过程中，弹簧被压缩，积蓄势能，当完成气门打开后摇臂复位，弹簧伸长，将内摇臂复位，使其回到初始位置。

如图7所示，摇臂复位装置500，包括有扭簧或弹簧501、活动弹簧座502、弹簧安装孔206、弹簧座支撑面107等组成。弹簧座502可在弹簧安装孔206中滑动，其底面由外摇臂上的弹簧座支撑面107支撑，其功能是实现内摇臂200的复位，整个内摇臂复位装置设与摇臂内部，结构简洁，安装方便，减轻了摇臂质量，节省了安装空间，提高了可靠性。

如图8、图9所示，在气门升程转换装置中，利用控制轴斜面408及内摇臂锁止斜面202在运动过程中推动锁销轴402，并在不同位置锁止，实现气门升程的改变。在此转换过程中，原动机可以是电机等驱动装置，用以驱动控制轴上下运动。所诉控制轴401及锁销轴402，两轴的斜面408、405相接触，其斜面角度保证了控制轴能以较小的力推动锁销轴。两轴呈圆柱形，控制轴一端与驱动装置配合，另一端通过斜面408与锁销轴斜面405接触，锁销轴402分三段，最大端带有与控制轴相配合的斜面405，中间段为第二大直径，用于锁销轴的限位，最小端可伸出孔113，并带有锁止斜面403及防转动面406。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (6)

1.一种连续可变气门升程用摇臂系统，包括外摇臂（100）、内摇臂（200）、滚轮组件（300）、气门升程转换装置、摇臂复位装置（500）；所述外摇臂与内摇臂是两个相对独立的摇臂，外摇臂与内摇臂通过连接销轴（600）连接，并可相对转动；其特征为所述外摇臂（100）内有实现连续可变气门升程的气门升程转换装置，所述气门升程转换装置包含有控制轴（401）、锁销轴（402）、气门升程装置安装孔（104）、控制轴定位孔（105）、锁销轴伸出孔（113）、内摇臂锁止斜面（202）；所述内摇臂上焊接有滚轮组件（300），所述滚轮组件包含有滚轮（301）、滚针（302）、中心轴（303）；所述摇臂复位装置包含有扭簧或弹簧（501）、活动弹簧座（502）、弹簧安装孔（206）、弹簧座支撑面（107）；摇臂在发动机上一端与挺柱接触，另一端与气门接触，凸轮轴驱动摇臂以打开气门；当电机或其他驱动装置将控制轴调整至最高位置时，内摇臂通过内摇臂锁止斜面（202）将锁销轴（402）推入锁销轴伸出孔内，此时内、外摇臂是相对分离的，低升程的凸轮与外摇臂工作面接触实现气门的最低升程；当电机或其他驱动装置将控制轴向下调整，控制轴通过控制轴的斜面（408）和锁销轴的斜面（405）将锁销轴（402）推出锁销轴伸出孔（113），并与内摇臂锁止斜面（202）在不同位置接触并锁止，控制轴下沉高度可控制气门升程的大小；摇臂复位装置（500）在内摇臂相对于外摇臂下压过程中，弹簧被压缩，积蓄势能，当完成气门打开后摇臂复位，弹簧伸长，将内摇臂复位，使其回到初始位置。

2.根据权利要求1所述的一种连续可变气门升程用摇臂系统，其特征为所述摇臂复位装置（500）设置于整个摇臂系统的内部，包括有弹簧（501）、活动弹簧座（502）、弹簧安装孔（206）、弹簧座支撑面（107）；活动弹簧座（502）可在弹簧安装孔（206）中滑动，其底面由外摇臂上的弹簧座支撑面（107）支撑，其功能是实现内摇臂（200）的复位。

3.根据权利要求1所述的一种连续可变气门升程用摇臂系统，其特征是外摇臂（100）远气门杆一端为正方形，用于整个摇臂系统的径向平衡。

4.根据权利要求1所述的一种连续可变气门升程用摇臂系统，其特征为所述工作面（101）与凸轮轴接触为滑动摩擦，工作面（101）表面为抗高温、抗挤压、抗磨、性能稳定的涂层。

5.根据权利要求1所述的一种连续可变气门升程用摇臂系统，其特征为所述气门升程转换装置利用控制轴斜面（408）及内摇臂锁止斜面（202）在运动过程中推动锁销轴（402），并在不同位置锁止，实现气门升程的改变。

6.根据权利要求5所述的一种连续可变气门升程用摇臂系统，其特征为所述控制轴（401）的斜面（408）与锁销轴（402）的斜面（405）相互接触，其斜面角度保证了控制轴能以较小的力推动锁销轴；两轴呈圆柱形，控制轴一端与驱动装置配合，另一端通过控制轴斜面（408）与锁销轴斜面（405）接触，锁销轴（402）分三段，最大端带有与控制轴相配合的斜面（405），中间段为第二大直径，用于锁销轴的限位，最小端为锁销轴伸出孔（113），并带有锁止斜面（403）及防转动面（406）。