CN104131854B - 发动机连续可变气门正时、相位及升程技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连续可变气门升程及相位和正时的装置，包括由凸轮部分和调节部分共同组成的可变系统，其特征在于：所述的凸轮部分包括偏心凸轮轴及第一连杆；所述第一连杆一端铰接轴套；所述轴套安装在调节部分的调整曲轴动轴上，且轴套下侧有刚性连接的输出凸轮；所述的调节部分包括调整曲轴，所述调整曲轴的调整曲轴定轴铰接在缸盖上，所述调整曲轴动轴或曲柄臂位置铰接第二连杆；所述第二连杆另一侧铰接偏心调整轴的偏心轮；所述偏心调整轴的转轴部分铰接在缸盖上；本发明能使发动机在不同转速匹配合适的气门升程及相位角度，提高进气效率，节能环保。

Description

发动机连续可变气门正时、相位及升程技术

技术领域

本发明涉及发动机气门控制设备技术领域，更具体地说，涉及一种连续可变气门升程及相位和正时的装置。

背景技术

目前的发动机一部分配有改变气门正时技术，小部分能改变升程但只限两段式，只有极少的高端车型才配备连续可变气门相位及升程技术，而发动机在各个转速所需要的进气量不一样，特别是转速提高后，一成不变的气门影响进气效率，此时不但需要增大气门开启行程，还需要气门增大相位角度来配合提高进气效率。进气效率的提高不但提高了发动机的工作效率，还对节能环保起到了重要作用。

发明内容

为了克服现有发动机大多数不能改变气门相位与升程的不足，本发明提供了一种发动机连续可变气门正时、相位及升程的装置，可在发动机不同的转速内连续改变正时、相位和升程。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明装置为，由凸轮部分和调节部分共同组成的可变系统，其特征在于：所述的凸轮部分，用于开启气门，包括偏心凸轮轴，所述偏心凸轮轴的转轴铰接在缸盖上并由正时齿轮驱动，所述偏心凸轮轴的偏心轮铰接第一连杆；所述第一连杆另一端铰接轴套；所述轴套安装在调节部分的调整曲轴动轴上，且轴套下侧有刚性连接的输出凸轮；

所述的调节部分，用于调节气门开启大小，包括用于调节用的调整曲轴，所述调整曲轴的调整曲轴定轴铰接在缸盖上，所述调整曲轴动轴或曲柄臂位置铰接第二连杆；所述第二连杆另一侧铰接偏心调整轴的偏心轮；所述偏心调整轴的转轴部分铰接在缸盖上。

所述的凸轮部分的轴套作往复运动，轴套下有摇臂滚子与其抵靠，且所述调节部分的调整曲轴，在气门关闭的情况下，调整曲轴定轴与摇臂滚子同轴心。

所述调节部分的调整曲轴由偏心调整轴及第二连杆带动，以所述调整曲轴的调整曲轴定轴轴心为圆心，按照一定角度旋转，且旋转后依然与气门关闭时的摇臂滚子同轴心。

所述摇臂滚子铰接在摇臂上，与轴套抵压，在偏心凸轮轴及第一连杆带动轴套运动时，输出凸轮通过挤压摇臂滚子实现开启气门。

本发明的有益效果是：实现发动机在各个转速的进气量不一样，特别是转速提高后，增加了气门进气效率，在增大气门开启行程的同时增大了相位角度来配合提高进气效率，大大提高了发动机的工作效率，而且对节能环保起到了重要作用。

附图说明

图1是整体立体图

图2是各个零件

图3是调整曲轴

图4是气门开启图

图5是轴套行程角度

图6是调整轴调整对比

图7是升程对比图

图8是轴套调整前后摇臂滚子对比

图9是整体图

图10是缸盖中的隔断

图中1.偏心凸轮轴 2.第一连杆 3.轴套 4.输出凸轮 5.第二连杆 6.偏心调整轴7.摇臂 8.摇臂滚子 9.液压挺柱 10.气门 11.调整曲轴 12.调整曲轴动轴 13.调整曲轴定轴

具体实施方式

下面结合附图对本发明的发动机连续可变气门正时、相位及升程技术作进一步说明：

实施例：在图3中调整曲轴被设计成分体式，其中调整曲轴动轴12部分为一个整体，调整曲轴定轴13和曲柄臂部分为另一个整体，这样设计易于安装，而且因为此调整曲轴11仅调整曲轴动轴受上下力，调整曲轴定轴13固定，不受旋转扭力，所以不会易损；在图1中轴套3和第二连杆5被铰接安装在曲轴动轴12上，第二连杆5另一端铰接偏心调整轴6，此轴作用是固定和调节调整曲轴动轴12；轴套3与第一连杆2铰接相连，第一连杆2另一端铰接偏心凸轮轴1；轴套3下的输出凸轮4与轴套3固定相连；在轴套3下面有气门摇臂7，摇臂上铰接有摇臂滚子8，摇臂滚子8始终与轴套3相抵靠，且摇臂滚子8在气门关闭的情况下与曲轴定轴13同轴心，这样曲轴动轴12调整的时候也会围着摇臂滚子8旋转，而不会偏离；摇臂7下面一端是气门，另一端是液压挺柱9。

在图4中，当正时链条带动偏心凸轮轴1旋转的时候，偏心凸轮轴1通过第一连杆2带动轴套3作往复运动，而调整曲轴动轴12由于连接偏心调整轴6，所以此时不会动，当输出凸轮4接触摇臂滚子8的时候，由摇臂7顶开气门。

在图5中，本发明是用轴套的往复运动模拟凸轮轴的360度旋转，例如进气相位角为230度，那么偏心凸轮轴1做功范围为115度，如果轴套3在以调整曲轴动轴12轴心为圆心的81.39度之间往复运动，那么其中26度为作功行程。若发动机高速运转，需要270度相位角，那么凸轮轴作功范围为135度，轴套3则需要30.52度行程来作功。在图5中的∠aoc为轴套3的往复行程81.39度，∠eoc为作功行程26度，∠bod为调整到270度相位角后的轴套3往复行程，同样是81.38度，∠eod为调整后做功行程30.52度。由此，轴套3的往复行程由∠aoc调整到∠bod的过程就是由230度相位角变为270度相位角的过程。

在图5中∠bod逆时针旋转4.52度就会与∠aoc重合。在图6中偏心调整轴6向右旋转，由第二连杆5带动调整曲轴动轴12向右旋转，而偏心凸轮轴1的位置则不会受到调整影响，所以轴套3与第一连杆2的连接轴位置相对不变，但调整曲轴动轴12向右移动了，所以轴套3相对于调整曲轴动轴12向左旋转了，当轴套3相对于调整曲轴动轴12轴心旋转4.52度的时候，就相当于图5中的∠bod逆时针旋转4.52度与∠aoc重合，这个过程就相当于相位角由230度调整到了270度，而偏心调整轴6是逐渐调整曲轴动轴12的位置，因此相位角也是由230度逐渐调整到270度的，所以这个过程就是连续可变相位的过程。

在图6中轴套3相对于曲轴动轴12逆时针旋转的时候，轴套3下面与轴套3固定相连的输出凸轮4也会逆时针旋转，而其旋转后与摇臂滚子8会更早接触。图8左图为调整前低相位角时摇臂滚子8开启点与折返点，图8右图为调整后高相位角时摇臂滚子8相对于调整前的位置，调整前摇臂滚子8在气门开启点，而调整后，在此点气门已经开启。因此气门会提前打开，这时气门正时就会提前，以此达到连续可变正时的目的，这个过程也就是图5中轴套作功角度由∠eoc增大到∠eod的过程。

在图7中，左图为摇臂滚子8在∠eoc段作功过程中所运动的行程，在图7右图中是摇臂滚子在∠eod段作功过程中所运动的行程。因为在∠eod段摇臂滚子8在输出凸轮4上运动的更远些，所以很容易将气门行程调整的更大些，又因为这个过程是连续的，所以以此达到连续可变气门升程的目的。

综上所述，本发明能够随着发动机转速升高而连续提前正时、增大相位角、增大气门行程，这一过程是同步的，不能单独改变其中一项；若调校中需要单独改变正时则需另配可变正时系统。

图9是整体效果图，进气偏心凸轮轴1与排气凸轮轴几乎平行，这样不影响安装正时链条，图10为分体式缸盖隔断，这样易于安装调整曲轴11。

Claims (5)

1.一种发动机连续可变气门正时、相位及升程的装置，所述装置为，由凸轮部分和调节部分共同组成的可变系统，其特征在于：所述的凸轮部分，用于开启气门，包括偏心凸轮轴，所述偏心凸轮轴的转轴铰接在缸盖上并由正时齿轮驱动，所述偏心凸轮轴的偏心轮铰接第一连杆；所述第一连杆另一端铰接轴套；所述轴套安装在调节部分的调整曲轴动轴上，且轴套下侧有刚性连接的输出凸轮；

所述的调节部分，用于调节气门开启大小，包括用于调节用的调整曲轴，所述调整曲轴的调整曲轴定轴铰接在缸盖上，所述调整曲轴动轴铰接第二连杆；所述第二连杆另一侧铰接偏心调整轴的偏心轮；所述偏心调整轴的转轴部分铰接在缸盖上。

2.根据权利要求1所述的发动机连续可变气门正时、相位及升程的装置，其特征在于：所述的凸轮部分的轴套作往复运动，轴套下有摇臂滚子与其抵靠，且所述调节部分的调整曲轴定轴在气门关闭的情况下与摇臂滚子同轴心。

3.根据权利要求2所述的发动机连续可变气门正时、相位及升程的装置，其特征在于：所述调节部分的调整曲轴由偏心调整轴及第二连杆带动，以所述调整曲轴的调整曲轴定轴轴心为圆心，按照一定角度旋转，且旋转后依然与气门关闭时的摇臂滚子同轴心。

4.根据权利要求2所述的发动机连续可变气门正时、相位及升程的装置，其特征在于：所述摇臂滚子铰接在摇臂上，与轴套抵压，在偏心凸轮轴及第一连杆带动轴套运动时，输出凸轮通过挤压摇臂滚子实现开启气门。

5.根据权利要求1所述的发动机连续可变气门正时、相位及升程的装置，其特征在于：所述装置工作方法为，当发动机启动后调整曲轴动轴及轴套距离偏心凸轮轴距离最大，此时气门升程最小；当发动机需要加大动力时，由偏心调整轴及第二连杆带动调整曲轴动轴向偏心凸轮轴方向移动，此时气门升程加大；当发动机需要最大动力时，调整曲轴动轴及轴套距离偏心凸轮轴距离最小，此时气门升程最大。