CN105240084A - 可实现可变气门升程与二次开启的机构 - Google Patents

Abstract

可实现可变气门升程与二次开启的机构，包括凸轮轴和凸轮，所述凸轮由凸轮侧盖和主凸轮组成，主凸轮上镶嵌有可活动的凸轮镶块，所述凸轮轴上设有插销轴，插销轴上设有插销，插销轴及插销分别位于凸轮轴的内孔及插销孔中，插销轴及插销可沿凸轮轴往复移动，插销轴尾部连接有电机或液压控制系统。本发明机构简单，加工与装配方便，在现有正常凸轮机构的基础上，适当增加凸轮宽度，将凸轮分为两个组成部分，在其中较宽凸轮上镶嵌一个凸轮可变升程镶块，镶块利用离心惯性力自动向外移动，并由轴向运动的插销支撑向径向受力，从而改变气门升程，该结构可用于二、三段式气门升程可变结构，也可用于气门二次与多次开启的结构。

Description

可实现可变气门升程与二次开启的机构

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及可变气门升程机构，更特别涉及可实现可变气门升程与二次开启的机构。

背景技术

传统发动机在正常工作时的最大气门升程是固定不可变的，也就是凸轮轴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响应。传统发动机的气门升程——凸轮型线设计是对发动机在全工况下的平衡性选择，其结果是发动机既得不到最佳的高速效率，也得不到最佳的低速扭矩，只得到了全工况下最平衡的性能。

但随着汽车工业的发展，人们对发动机的性能、油耗以及排放的要求越来越高，可变气门升程技术已成为衡量发动机性能的标致性关键技术之一。可变气门升程技术改变了传统发动机气门升程固定不变的状态，在发动机运转工况范围内提供最佳气门升程，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，从而改善发动机高速功率和低速扭矩，较好地解决了高转速与低转速、大负荷与小负荷下动力性与经济性的矛盾，同时改善了废气排放。

因此，可变气门升程技术在大幅度提升发动机性能的同时，在节能和环保方面也有其独特的优势。但是，现有的可变气门升程机构相对比较复杂，或是通过切换完整凸轮，或是在摇臂机构上做文章，导致增加不少额外零件，使系统惯量增大，摩擦损失变大，可靠性要求高，需对发动机配气机构布置做较大的改动与调整，发动机缸盖设计的难度较大，成本很高。

发明内容

本发明要解决现有技术的问题，提供一种机构简单，加工与装配均比较方便，成本低的可实现可变气门升程与二次开启的机构。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

可实现可变气门升程与二次开启的机构，包括凸轮轴和凸轮，所述凸轮由凸轮侧盖和主凸轮组成，主凸轮上镶嵌有可活动的凸轮镶块。凸轮镶块的活动范围为完全缩进主凸轮及局部凸出主凸轮，使得凸轮轴的凸轮型线产生变化，从而达到改变发动机的气门升程的目的。

优选的，所述凸轮轴上设有插销轴，插销轴上设有插销，插销轴及插销分别位于凸轮轴的内孔及插销孔中，插销轴及插销可沿凸轮轴轴向往复移动，插销轴尾部连接有电机或液压控制系统。此机构为气门升程的控制系统，内孔及插销孔使主凸轮与插销的位置在轴向保持一致，电机或液压控制系统控制插销轴及插销接近或远离凸轮镶块。

优选的，所述插销轴受电机或液压系统驱动作用时，插销位于凸轮镶块底部并将凸轮镶块抵住固定。

优选的，所述组合凸轮机构设有多个凸轮时，凸轮轴及插销轴相应位置分别设有与凸轮数量相对应的插销孔及插销。即电机或液压系统可控制多个凸轮组，插销轴与电机或液压控制系统可控制一台发动机的所有进气或排气凸轮的可变升程，一台发动机仅使用一套电机或液压控制系统即可。

另外，本发明还有一种不包含上述推进机构的方案，在所述凸轮轴上设有推进机构，推进机构可沿凸轮轴轴向往复移动，推进机构靠近主凸轮或凸轮侧盖一侧设有插销及定位销，推进机构上设有螺旋状滑槽，设有与滑槽相匹配的驱动插销及电磁阀。此机构为气门升程的控制系统，定位销使主凸轮与推进机构的位置在轴向保持一致，驱动插销及电磁阀控制推进机构接近或远离主凸轮。

优选的，所述定位销套有回位弹簧。主要使推进机构远离主凸轮回归原位。

优选的，所述推进机构与所述主凸轮达到最小间距时，插销位于凸轮镶块底部并将凸轮镶块抵住固定。实现了凸轮镶块的第二升程，此时，驱动插销位于推进机构的滑槽之中，上述回位弹簧处于压缩状态。

优选的，在上述两种方案中所述凸轮镶块底部装有减振片。减少工作时凸轮镶块与插销的摩擦振动。

本发明的有益效果在于：机构简单，加工与装配均比较方便，成本低，在现有正常凸轮机构的基础上，适当增加凸轮宽度，将凸轮分为两个组成部分，并在其中较宽凸轮上镶嵌一个凸轮可变升程镶块，镶块利用离心惯性力自动向外移动，并由轴向运动的插销支撑向径向受力，从而改变气门升程，该结构可用于二、三段式气门升程可变结构，也可用于气门二次与多次开启的结构。

附图说明

图1是本发明实施方式一的结构示意图。

图2是本发明施方式一的结构爆炸图。

图3是本发明施方式一控制两个凸轮组的结构示意图。

图4是本发明实施方式二的结构示意图。

图5是本发明施方式二的结构爆炸图。

图中：1、凸轮轴；2、凸轮侧盖；3、主凸轮；4、凸轮镶块；5、插销轴；6、电机或液压控制系统；7、插销孔；8、插销；9、内孔；10、电磁阀；11、推进机构；12、回位弹簧；13、插销；14、定位销；15、驱动插销。

具体实施方式

下面通过具体实施方式和附图对本发明作进一步的说明。

本发明的实施方式一：结合图1和图2，当发动机需要凸轮镶块4的第二升程时，凸轮镶块4受离心力作用自动向外运动至极限位置，电机或液压控制系统6推动插销轴5沿内孔9进行轴向运动，即推动插销8沿插销孔7进行轴向运动，并滑向凸轮镶块4底部，与凸轮镶块4接触，并支撑凸轮镶块4在受滚子作用力时不会回位。

当不需要凸轮镶块4的第二升程时，在电机或液压控制系统6的作用下，插销8受插销轴5的作用，插销8沿插销孔7进行轴向运动退出凸轮镶块4的底部，不再对其起到支撑作用。由于凸轮镶块4底部无支撑机构，其受到滚子的作用后将向后运动，其升程就不起作用，此时，主凸轮3将持续地推动滚子运动，并作用至气门。

如图3所示，为实施方式一的延伸，一套电机或液压控制系统6及插销轴5同时控制两个凸轮组。显而易见的，本发明的实施方式还适用于其他数量凸轮组的发动机，只需凸轮轴1及插销轴5相应位置分别设有与凸轮数量相对应的插销孔7及插销8，该电机或液压控制系统6可控制多个凸轮组，一台发动机仅使用一套电机或液压控制系统6即可。

本发明的实施方式二：结合图4和图5，当需要凸轮镶块4的第二升程时，凸轮镶块4受离心力作用自动向外运动至极限位置，凸出主凸轮3，由电磁阀10推动驱动插销15向下运动至推进机构11的滑槽之中，受滑槽走向设计，推进机构11与插销13在定位销14作用下沿轴向向凸轮侧盖2一侧移动。插销13插至凸轮镶块3底部与凸轮镶块4接触，并支撑固定凸轮镶块4，使其在受滚子作用力时不会回位。

当不需要凸轮镶块4的第二升程时，在电磁阀10的作用下，驱动插销15将缩回，不再与推进机构11发生作用。推进机构11受回位弹簧12的作用回到原位，即插销13也随着推进机构11沿凸轮轴1轴向移动脱离凸轮镶块4底部，不再对其直到支撑作用，由于凸轮镶块4底部无支撑机构，其受到滚子的作用后将向后运动，其升程就不起作用，此时，主凸轮3将持续地推动滚子运动，并作用至气门。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，本发明可以用于类似的产品上，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (9)

1.可实现可变气门升程与二次开启的机构，包括凸轮轴（1）和凸轮，其特征在于：所述凸轮由凸轮侧盖（2）和主凸轮（3）组成，主凸轮（3）上镶嵌有可活动的凸轮镶块（4）。

2.根据权利要求1所述的可实现可变气门升程与二次开启的机构，其特征在于：所述凸轮轴（1）上设有插销轴（5），插销轴上设有插销（8），插销轴（5）及插销（8）分别位于凸轮轴（1）的内孔（9）及插销孔（7）中，插销轴（5）及插销（8）可沿凸轮轴（1）轴向往复移动，插销轴（5）尾部连接有电机或液压控制系统（6）。

3.根据权利要求2所述的可实现可变气门升程与二次开启的机构，其特征在于：所述插销轴（5）受电机或液压控制系统（6）驱动时，插销（8）位于凸轮镶块（4）底部并将凸轮镶块（4）抵住固定。

4.根据权利要求2所述的可实现可变气门升程与二次开启的机构，其特征在于：所述机构设有多个凸轮时，凸轮轴（1）及插销轴（5）相应位置分别设有与凸轮数量相对应的插销孔（7）及插销（8）。

5.根据权利要求2所述的可实现可变气门升程与二次开启的机构，其特征在于：所述插销轴（5）与电机或液压控制系统（6）可控制一台发动机的所有进气或排气凸轮的可变升程。

6.根据权利要求1所述的可实现可变气门升程与二次开启的机构，其特征在于：所述凸轮轴（1）上设有推进机构（11），推进机构（11）可沿凸轮轴（1）轴向往复移动，推进机构（11）靠近主凸轮（3）或凸轮侧盖（2）一侧设有插销（13）及定位销（14），推进机构（11）上设有螺旋状滑槽，设有与滑槽相匹配的驱动插销（15）及电磁阀（10）。

7.根据权利要求6所述的可实现可变气门升程与二次开启的机构，其特征在于：所述定位销（14）套有回位弹簧（12）。

8.根据权利要求6所述的可实现可变气门升程与二次开启的机构，其特征在于：所述推进机构（11）与所述主凸轮（3）达到最小间距时，插销（13）位于凸轮镶块（4）底部并将凸轮镶块（4）抵住固定。

9.根据权利要求1-8任一项所述的可实现可变气门升程与二次开启的机构，其特征在于：所述凸轮镶块（4）底部装有减振片。