CN103912331B - 可变气门正时系统、发动机和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变气门正时系统、发动机和车辆，所述可变气门正时系统包括驱动轮（1）和穿过所述驱动轮（1）的中心并能够与所述驱动轮（1）相对旋转的凸轮轴（2），该可变气门正时系统还包括固定于所述驱动轮（1）的固定块（3）和能够相对于所述固定块（3）沿所述凸轮轴（2）的轴线方向移动的滑动块（4），驱动轮所述滑动块（4）与所述凸轮轴（2）配合连接，以能够在所述滑动块（4）沿所述凸轮轴（2）的轴线方向相对于所述固定块（3）移动时带动所述凸轮轴（2）相对于所述驱动轮（1）旋转；所述发动机包括所述可变气门正时系统；所述车包括所述发动机。本发明的可变气门正时系统结构简单，易于安装，并且具有较大的调节范围。

Description

可变气门正时系统、发动机和车辆

技术领域

本发明涉及车辆工程领域，具体地，涉及一种可变气门正时系统、具有该可变气门正时系统的发动机以及具有该发动机的车辆。

背景技术

传统汽油发动机通过改变节气门调节进气量的大小来使发动机输出不同的功率和扭矩，但不同的工况需要有不同的配气正时，这就需要一种机构来根据发动机的工况调节配气正时，这种机构就叫做可变气门正时系统（VVT）。

图1至图3显示了根据现有技术的可变气门正时系统，该可变气门正时系统包括凸轮轴叶片调节器，具体地，包括驱动轮1’和叶片部2’，所述驱动轮1’的外围设置有用于与链条或者齿形带配合的齿，内部设置有多个空腔3’；所述叶片部2’的包括用于与凸轮轴相连的中央部和外绕中央部等间距设置的三个叶片4’；所述驱动轮1’所述叶片部2’彼此配合安装后，形成多个密封油腔5’，通过向所述密封油腔5’内输入压力油来推动旋转位于所述密封油腔5’内的叶片4’旋转从而使得所述叶片部2’与所述驱动轮1’发生相对旋转，以实现VVT技术。但是，由于结构原因，叶片4’旋转的空间有限，使得所述叶片部2’与所述驱动轮1’之间的相对旋转的角度受到限制，直接影响可变气门正时系统的调节范围，现有的可变气门正时系统的调节范围通常仅为40°CA（曲轴转角）左右，另外，现有的可变气门正时系统的轴向尺寸较大，不易安装，增加了缸盖高度。

发明内容

本发明的目的是提供一种可变气门正时系统、具有该可变气门正时系统的发动机以及具有该发动机的车辆。

为了实现上述目的，本发明提供了一种可变气门正时系统，该可变气门正时系统包括驱动轮和穿过所述驱动轮的中心并能够与所述驱动轮相对旋转的凸轮轴，并且，该可变气门正时系统还包括固定于所述驱动轮的固定块和能够相对于所述固定块沿所述凸轮轴的轴线方向移动的滑动块，驱动轮所述滑动块与所述凸轮轴配合连接，以能够在所述滑动块沿所述凸轮轴的轴线方向相对于所述固定块移动时带动所述凸轮轴相对于所述驱动轮旋转。

优选地，所述固定块包括油槽，所述滑动块包括滑动塞，该滑动塞与所述油槽可滑动地相配合以能够封堵所述油槽从而形成油腔，并且所述固定块上形成有与所述油槽连通的油孔。

优选地，所述固定块套设在所述凸轮轴上并能够相对于所述凸轮轴旋转，所述油槽和所述滑动塞沿所述凸轮轴的轴线方向延伸。

优选地，该可变气门正时系统还包括连接于所述油孔以通过所述油孔为所述油槽提供用于推动所述滑动塞滑动的压力油的单元。

优选地，该可变气门正时系统还包括能够推动所述滑动塞相对于所述油槽滑动的复位单元，该复位单元推动所述滑动塞移动的方向与所述压力油推动所述滑动塞移动的方向相反，该复位单元包括复位弹簧，该复位弹簧的一端抵接于所述滑动块，另一端固定于所述凸轮轴。

优选地，该可变气门正时系统还包括用于限制所述凸轮轴相对于所述驱动轮沿轴向移动的限制部。

优选地，所述驱动轮为链轮或者带轮。

优选地，所述滑动块套设在所述凸轮轴上，所述凸轮轴的外周面上形成有螺旋形的导向槽，所述滑动块的内表面形成有与所述导向槽相配合并能够沿所述导向槽滑动的卡块。

本发明还提供一种发动机，该发动机包括本发明的可变气门正时系统。

另外，本发明还提供了一种车辆，该车辆包括发动机，所述发动机为根据本发明的发动机。

本发明一种可变气门正时系统，该可变气门正时系统结构简单，易于安装，并且具有较大的调节范围，该可变气门正时系统的调节范围可以达到80°CA（曲轴转角）以上。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据现有技术的可变气门正时系统的沿轴向的局部视图；

图2显示图1中的可变气门正时系统的驱动轮；

图3显示图1中的可变气门正时系统的叶片部；

图4是根据本发明的可变气门正时系统的局部主视图；

图5是图4中的可变气门正时系统的局部主视剖视图；

图6是图4中的可变气门正时系统的滑动块的主视图；

图7是图6中的滑动块的从左向右观察的视图；

图8是图4中的可变气门正时系统的固定块的主视剖视图；

图9是图8中的固定块的从右向左观察的视图。

附图标记说明

1’现有可变气门正时系统中的驱动轮

2’现有可变气门正时系统中的叶片部

3’现有可变气门正时系统中的空腔

4’现有可变气门正时系统中的叶片

5’现有可变气门正时系统中的油槽密封油腔

1 驱动轮 2 凸轮轴

3 固定块 4 滑动块

5 油槽 6 油腔

7 滑动塞 8 导向槽

9 油孔 10 复位弹簧

11 限制部 12 卡块

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

本发明提供了一种可变气门正时系统，该可变气门正时系统包括驱动轮1和穿过所述驱动轮1的中心并能够与所述驱动轮1相对旋转的凸轮轴2，并且，该可变气门正时系统还包括固定于所述驱动轮1的固定块3和能够相对于所述固定块3沿所述凸轮轴2的轴线方向移动的滑动块4，所述滑动块4与所述凸轮轴2配合连接，以能够在所述滑动块4沿所述凸轮轴2的轴线方向相对于所述固定块3移动时带动所述凸轮轴2相对于所述驱动轮1旋转。

不同于现有技术的可变气门正时系统中通过叶片部实现驱动轮与凸轮轴相对旋转的结构，本发明的可变气门正时系统具有全新的结构，包括固定于驱动轮1的固定块3以及能够相对于固定块3沿凸轮轴2的轴线方向移动的滑动块4，并且，滑动块4能够在相对于固定块3沿凸轮轴2的轴线方向移动的同时带动凸轮轴2相对于与固定块3固定的驱动轮1旋转，换言之，本发明的可变气门正时系统中，是通过驱动轮1与固定块3、固定块3与滑动块4以及滑动块4与凸轮轴2之间的配合关系实现驱动轮1与凸轮轴2的相对旋转，具体地，固定块3与驱动轮1彼此固定，滑动轮4相对于固定块3沿凸轮轴2的轴线方向的移动带动凸轮轴2相对于驱动轮1的旋转。本发明的可变气门正时系统结构简单，并且不存在现有技术中的叶片转动空间受到限制的问题，通过合理设置结构和尺寸，能够使得该可变气门正时系统具有较大的调节范围，例如，本发明的可变气门正时系统的调节范围可以达到80°CA（曲轴转角）。

其中，滑动块4相对于固定块3沿凸轮轴2的轴线方向的移动可以通过任意适合的形式实现，例如，优选地，本实施方式中，所述固定块3包括油槽5，所述滑动块4包括滑动塞7，该滑动塞7与所述油槽5可滑动地相配合以能够封堵所述油槽5从而形成油腔6，并且所述固定块3上形成有与所述油槽5连通的油孔9。即本实施方式中是通过液压原理是实现滑动块4相对于固定块3沿凸轮轴2的轴线方向的移动，当压力油通过油孔9进入油腔6后，能够推动滑动塞7沿油槽5移动。

其中，具体地，所述固定块3套设在所述凸轮轴2上并能够相对于所述凸轮轴2旋转，所述油槽5和所述滑动塞7沿所述凸轮轴2的轴线方向延伸。参见图4至图9，本实施方式中，固定块3大致形成为中央具有通孔的圆柱体形，凸轮轴2能够穿过固定块3中央的通孔，并且固定块3上形成有两个沿凸轮轴2的轴线方向延伸的油槽5，该两个油槽5均大致为圆柱形并且相对于固定块3的轴线对称设置，固定块3的油槽5的开口形成的一端与滑动块4相对，另一端固定于驱动轮1上；滑动块4形成有沿凸轮轴2的轴线方向延伸的并且分别形成为圆柱体形的两个滑块塞7，该两个滑块塞7分别与固定块3的两个油槽5滑动地配合以形成两个油腔6，并且能够在滑动塞7相对于油槽5移动的过程中实现滑动块7相对于固定块3沿凸轮轴2的轴线方向的移动。

并且，该可变气门正时系统还包括连接于所述油孔9以通过所述油孔9为所述油槽5提供用于推动所述滑动塞7滑动的压力油的单元。

另外，该可变气门正时系统还包括能够推动所述滑动塞7相对于所述油槽5滑动的复位单元，该复位单元推动所述滑动塞7移动的方向与所述压力油推动所述滑动塞7移动的方向相反，该复位单元包括复位弹簧10，该复位弹簧10的一端抵接于所述滑动块4，另一端固定于所述凸轮轴2。具体地，参见图4和图5，本实施方式中，每个油腔6都具有一个油孔9，所述单元可以包括油压调节阀，压力油通过该油压调节阀调节后经由油孔9进入油腔6，当压力油对滑动塞7的推力大于复位弹簧10对滑动块4的作用力时，滑动塞7沿图中从左向右的方向相对于固定块3移动，从而实现凸轮轴2相对于驱动轮1沿某一方向的旋转，而当油压调节阀将油压调小后，至压力油对滑动塞7的推力小于复位弹簧10对滑动块4的作用力时，在复位弹簧10的推动下，滑动塞7沿图中从右向左的方向相对于固定块3移动，压力油经过油孔9从油腔6中排出，从而实现凸轮轴2相对于驱动轮1沿与所述某一方向相反的方向的旋转。

另外，本实施方式中，作为一种简单可靠的结构，所述滑动块4套设在所述凸轮轴2上，所述凸轮轴2的外周面上形成有螺旋形的导向槽8，所述滑动块4的内表面形成有与所述导向槽8相配合并能够沿所述导向槽8滑动的卡块12，当然，本领域技术人员可以理解的是，还可以采用其他实施方式来实现将滑动块4与固定块3之间沿凸轮轴2的轴线方向的平动转换为凸轮轴2相对于驱动轮1的转动。

优选情况下，该可变气门正时系统还包括用于限制所述凸轮轴2相对于所述驱动轮1沿轴向移动的限制部11，例如，驱动轮1的背离固定块1的一侧在靠近凸轮轴2的部分可以形成有用于容纳限制部11的槽，限制部11固定于凸轮轴2并容纳于所述槽中，当凸轮轴2相对于驱动轮1旋转时，限制部11随凸轮轴2一起相对于驱动轮1旋转，当滑动块4在压力油作用下相对于固定块3沿图4和图5中的从左向右方向移动时，由于限制部11与驱动轮1相抵而起到限制作用，凸轮轴2不会在卡块12与导向槽8之间的作用力的作用下相对于驱动轮1而沿图4和图5中的从左向右方向移动。

另外，上述可变气门正时系统中，驱动轮1用于驱动凸轮轴2旋转，通常，所述驱动轮1可以为链轮或者带轮。

本发明的上述实施方式的可变气门正时系统结构简单，易于安装，并且通过合理设置压力油的油压、油腔6的延伸长度以导向槽8的螺旋导程等，可以使得该可变气门正时系统具有较大的调节范围，该可变气门正时系统的调节范围可以达到80°CA（曲轴转角）以上，以能够更好地对发动机的进气正时和排气正时进行调节。

并且，本发明还提供了一种发动机，该发动机包括根据本发明的可变气门正时系统。另外，本发明还涉及一种车辆，该车辆包括发动机，所述发动机为根据本发明的发动机。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种可变气门正时系统，该可变气门正时系统包括驱动轮(1)和穿过所述驱动轮(1)的中心并能够与所述驱动轮(1)相对旋转的凸轮轴(2)，其特征在于，该可变气门正时系统还包括固定于所述驱动轮(1)的固定块(3)和能够相对于所述固定块(3)沿所述凸轮轴(2)的轴线方向移动的滑动块(4)，所述滑动块(4)与所述凸轮轴(2)配合连接，以能够在所述滑动块(4)沿所述凸轮轴(2)的轴线方向相对于所述固定块(3)移动时，所述滑动块(4)的移动带动所述凸轮轴(2)相对于所述驱动轮(1)旋转；

其中，所述滑动块(4)套设在所述凸轮轴(2)上，所述凸轮轴(2)的外周面上形成有螺旋形的导向槽(8)，所述滑动块(4)的内表面形成有与所述导向槽(8)相配合并能够沿所述导向槽(8)滑动的卡块(12)。

2.根据权利要求1所述的可变气门正时系统，其中，所述固定块(3)包括油槽(5)，所述滑动块(4)包括滑动塞(7)，该滑动塞(7)与所述油槽(5)可滑动地相配合以能够封堵所述油槽(5)从而形成油腔(6)，并且所述固定块(3)上形成有与所述油槽(5)连通的油孔(9)。

3.根据权利要求2所述的可变气门正时系统，其中，所述固定块(3)套设在所述凸轮轴(2)上并能够相对于所述凸轮轴(2)旋转，所述油槽(5)和所述滑动塞(7)沿所述凸轮轴(2)的轴线方向延伸。

4.根据权利要求2所述的可变气门正时系统，其中，该可变气门正时系统还包括连接于所述油孔(9)以通过所述油孔(9)为所述油槽(5)提供用于推动所述滑动塞(7)滑动的压力油的单元。

5.根据权利要求4所述的可变气门正时系统，其中，该可变气门正时系统还包括能够推动所述滑动塞(7)相对于所述油槽(5)滑动的复位单元，该复位单元推动所述滑动塞(7)移动的方向与所述压力油推动所述滑动塞(7)移动的方向相反，该复位单元包括复位弹簧(10)，该复位弹簧(10)的一端抵接于所述滑动块(4)，另一端固定于所述凸轮轴(2)。

6.根据权利要求1所述的可变气门正时系统，其中，该可变气门正时系统还包括用于限制所述凸轮轴(2)相对于所述驱动轮(1)沿轴向移动的限制部(11)。

7.根据权利要求1所述的可变气门正时系统，其中，所述驱动轮(1)为链轮或者带轮。

8.一种发动机，其特征在于，该发动机包括根据权利要求1-7中任意一项所述的可变气门正时系统。

9.一种车辆，该车辆包括发动机，其特征在于，所述发动机为根据权利要求8的发动机。