CN105927307B - 结构简单的内燃机可变气门正时机构 - Google Patents

结构简单的内燃机可变气门正时机构 Download PDF

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Abstract

一种结构简单的内燃机可变气门正时机构，方案一，步进电机通过其螺纹轴带动滑动套I向右移动，滑动套I通过单向推力球轴承推动滑动套II向右移动，回位弹簧被压缩，在这个过程中，滑动套II上的斜齿外花键与链轮上的斜齿内花键相互作用，使得凸轮轴相对于链轮产生顺时针转动(左视)，此时，当步进电机反向转动，则通过其螺纹轴带动滑动套I向左移动，在回位弹簧的作用下，滑动套II向左移动，在这个过程中，滑动套II上的斜齿外花键与链轮上的斜齿内花键相互作用，使得凸轮轴相对于链轮产生逆时针转动(左视)；方案二与方案一的区别在于锥齿轮中心轴轴端为直齿外花键，滑动套IV为直齿内花键和斜齿外花键，进气凸盘为斜齿内花键，排气凸盘为直齿内花键。

Description

结构简单的内燃机可变气门正时机构
技术领域
本发明涉及一种内燃机可变气门正时机构。
背景技术
目前，公知的内燃机可变气门正时机构的结构都比较复杂，而且需要液压系统支持， 以相位可变凸轮轴机构(《内燃机设计》袁兆成编著，第2版第154页、第155页图5-60)为例就可以看出其结构比较复杂，并且需要液压系统支持。
发明内容
本发明的目的是为解决现有的内燃机可变气门正时机构结构比较复杂，并且需要液压系统支持的问题，提供一种结构简单的可变气门正时系机构，与未设置可变气门正时机构的相比较，只需要增加一个步进电机、一个滑动套I(或III)、一个单向推力球轴承， 一个滑动套II(或IV)、一个回位弹簧和一个端盖I(或II)(不计标准件)，即可达到现 有的可变气门正时机构同样的功能。
本发明技术方案一：包括一个步进电机(新增)、一个滑动套I(新增)、一个防尘罩(利用原有改造)、一个单向推力球轴承(新增)、一个滑动套II(新增)、一个链轮(利 用原有改造)、一个回位弹簧(新增)、一个端盖I(新增)和一根凸轮轴(利用原有改造)； 步进电机轴为螺纹轴，滑动套I内孔为内螺纹外表面为直齿外花键，防尘罩上有一个直齿 内花键，滑动套II内孔为直齿内花键外表面为斜齿外花键，链轮内孔为斜齿内花键，凸轮 轴轴端为直齿外花键；步进电机的螺纹轴与滑动套I的内螺纹组合后装入防尘罩的直齿内 花键里，然后用螺栓将步进电机固定在防尘罩上，链轮与端盖I用螺栓固定在一起后装入 凸轮轴轴端的直齿外花键的根部，再依次装入回位弹簧和滑动套II，并用轴用弹性挡圈限 位，滑动套I与滑动套II之间为单向推力球轴承。
本发明技术方案二(适用于气缸环形布置的内燃机)：包括一个步进电机(新增)、一 个滑动套III(新增)、一个气缸盖罩(利用原有改造)、一个单向推力球轴承(新增)、一个滑动套IV(新增)、一个进气凸盘(利用原有改造)、一个排气凸盘(利用原有改造)、 一个回位弹簧(新增)、一个端盖II(新增)和一根锥齿轮中心轴(利用原有改造)；步进 电机轴为螺纹轴，滑动套III内孔为内螺纹外表面为直齿外花键，气缸盖罩上有一个直齿内 花键，滑动套IV内孔为直齿内花键外表面为斜齿外花键，进气凸盘内孔为斜齿内花键，排 气凸盘内孔为直齿内花键，锥齿轮中心轴轴端为直齿外花键；步进电机的螺纹轴与滑动套 III的内螺纹组合后装入气缸盖罩的直齿内花键里，然后用螺栓将步进电机固定在气缸盖罩 上，将排气凸盘装入锥齿轮中心轴轴端的直齿外花键的根部，再依次装入进气凸盘与端盖 II的组合体、回位弹簧和滑动套IV，并用轴用弹性挡圈限位，滑动套III与滑动套IV之间为 单向推力球轴承。
本发明的有益效果是：本发明结构简单，与未设置可变气门正时机构的相比较，只需要增加一个步进电机、一个滑动套I(或III)、一个单向推动球轴承，一个滑动套II (或IV)、一个回位弹簧和一个端盖I(或II)(不计标准件)，即可达到现有的可变气门 正时机构同样的功能，并且不需要液压系统支持，维护方便。
附图说明(图中只绘出了与本发明相关的结构)
图1是具体实施方式一的最小气门重叠角位置的立面图，图2是具体实施方式一的最大气门重叠角位置的立面图，图3是图1的A-A剖视图，图4是图2的B-B剖视图， 图5是滑动套I的立面图，图6是图5的左视图，图7是防尘罩的立面图，图8是图7的 左视图，图9是滑动套II的立面图，图10是图9的左视图，图11是链轮的立面图，图12 是图11的右端面视图，图13是端盖I的立面图，图14是图13的左视图，图15是凸轮轴 的立面图；图16是具体实施方式二的最小气门重叠角位置的立面图，图17是具体实施方 式二的最大气门重叠角位置的立面图，图18是气缸盖罩的立面图，图19是图18的平面 图，图20是滑动套III的立面图，图21是图20的平面图，图22是滑动套IV的立面图，图 23是图22的平面图，图24是进气凸盘的立面图，图25是图24的最小气门重叠角位置平 面图，图26是图24的最大气门重叠角位置平面图，图27是图24的下端面的视图，图28 是排气凸盘的立面图，图29是图28的下端面的视图，图30是图28的平面图，图31是 端盖II的立面图，图32是图31的平面图，图33是锥齿轮中心轴的立面图。
图中1.步进电机，1-1.螺纹轴，2.螺栓，3.弹簧垫圈，4.滑动套I，4-1.直齿外花键，4-2. 内螺纹，4-3.油道，5.防尘罩，5-1.直齿内花键，6.单向推力球轴承，7.轴用弹性挡圈，8. 滑动套II，8-1.直齿内花键，8-2.斜齿外花键，9.链轮，9-1.斜齿内花键，9-2.油道，10.回位 弹簧，11.端盖I，12.螺栓，13.弹簧垫圈，14.轴承座，15.止推轴瓦，16.凸轮轴，16-1.凸 轮，16-2.直齿外花键，16-3.油道，17.气缸盖罩，17-1.观察孔，17-2.直齿内花键，17-3.曲 轴箱通风进气管，18.滑动套III，18-1.内螺纹，18-2.直齿外花键，19.滑动套IV，19-1.直齿 内花键，19-2.斜齿外花键，20.进气凸盘，20-1.环形进气凸起滚道基面，20-2.环形进气凸 起滚道，20-3.斜齿内花键，20-4.油道，21.排气凸盘，21-1.环形排气凸起滚道基面，21-2. 环形排气凸起滚道，21-3.直齿内花键，22.端盖II，23.挡圈，24.调整垫圈，25.气缸体，26. 止推滑动轴承，27.锥齿轮中心轴，27-1.直齿外花键，27-2.止动垫圈内舌安装槽，α.气门 正时可变角度，α1.排气提前角，α2.排气滞后角，β1.进气提前角，β2.进气滞后角，γ1. 排气行程开始定位角，γ2.进气行程开始定位角，a1～a4、b1～b4.定位点。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～图15说明具体实施方式，本实施方式包括一个步进电机(1)、 一个滑动套I(4)、一个防尘罩(5)、一个单向推力球轴承(6)、一个轴用弹性挡圈(7)、 一个滑动套II(8)、一个链轮(9)、一个回位弹簧(10)、一个端盖I(11)和一根凸轮轴(16)；将步进电机(1)的螺纹轴(1-1)与滑动套I(4)的内螺纹(4-2)组合后装入防 尘罩(5)的直齿内花键(5-1)里，再用螺栓(2)和弹簧垫圈(3)将步进电机(1)固定 在防尘罩(5)上，链轮(9)与端盖I(11)用螺栓(12)和弹簧垫圈(13)固定在一起 后装入凸轮轴(16)直齿外花键(16-2)的根部，然后依次装入回位弹簧(10)和滑动套 II(8)并用轴用弹性挡圈(7)限位，滑动套I(4)与滑动套II(8)之间为单向推力球 轴承(6)；在图1中(最小气门重叠角位置)，当凸轮轴(16)与链轮(9)相对转角需要改 变时，步进电机(1)接收电信号后开始转动，通过其上的螺纹轴(1-1)带动滑动套I(4) 沿着防尘罩(5)上的直齿内花键(5-1)向右移动，滑动套I(4)通过单向推力球轴承(6) 推动滑动套II(8)沿着凸轮轴(16)上的直齿外花键(16-2)向右移动，回位弹簧(10) 被压缩，在这个过程中，滑动套II(8)上的斜齿外花键(8-2)与链轮(9)上的斜齿内花 键(9-1)相互作用，使得凸轮轴(16)相对链轮(9)产生顺时针转动(左视)，此时，当 步进电机(1)接收到相反的电信号后，开始反向转动，其螺纹轴(1-1)带动滑动套I(4) 沿着防尘罩(5)上的直齿内花键(5-1)向左移动，在回位弹簧(10)的作用下，滑动套 II(8)沿着凸轮轴(16)上的直齿外花键(16-2)向左移动，在这个过程中，滑动套II(8)上的斜齿外花键(8-2)与链轮(9)上的斜齿内花键(9-1)相互作用，使得凸轮轴(16) 相对于链轮(9)产生逆时针转动(左视)。
具体实施方式二(适用于气缸环形布置的内燃机)：结合图16～图33说明具体实施方式， 本实施方式包括一个步进电机(1)、一个滑动套III(18)、一个气缸盖罩(17)、一个单向 推力球轴承(6)、一个轴用弹性挡圈(7)、一个滑动套IV(19)、一个进气凸盘(20)、一 个排气凸盘(21)、一个端盖II(22)和一根锥齿轮中心轴(27)；将步进电机(1)的螺 纹轴(1-1)与滑动套III(18)的内螺纹(18-1)组合后装入气缸盖罩(17)的直齿内花键 (17-2)里，再用螺栓(2)和弹簧垫圈(3)将步进电机(1)固定在气缸盖罩(17)上， 把排气凸盘(21)装入锥齿轮中心轴(27)直齿外花键(27-1)的根部，再将进气凸盘(20) 与端盖II(22)用螺栓(12)和弹簧垫圈(13)固定在一起后沿着锥齿轮中心轴(27)的 直齿外花键(27-1)装入排气凸盘(21)内，然后依次装入回位弹簧(10)和滑动套IV(19) 并用轴用弹性挡圈(7)限位，滑动套III(18)与滑动套IV(19)之间为单向推力球轴承 (6)；在图16中(最小气门重叠角位置)，当进气凸盘(20)与锥齿轮中心轴(27)相对 转角需要改变时，步进电机(1)接收到电信号后开始转动，通过其上的螺纹轴(1-1)带 动滑动套III(18)沿着气缸盖罩(17)上的直齿内花键(17-2)向下移动，滑动套III(18) 通过单向推力球轴承(6)推动滑动套IV(19)沿着锥齿轮中心轴(27)上的直齿外花键 (27-1)向下移动，回位弹簧(10)被压缩，在这个过程中，滑动套IV(19)上的斜齿外 花键(19-2)与进气凸盘(20)上的斜齿内花键(20-3)相互作用，使得进气凸盘(20) 相对于锥齿轮中心轴(27)产生逆时针转动(俯视)，此时，当步进电机(1)接收到相反 的电信号后，开始反向转动，其螺纹轴(1-1)带动滑动套III(18)沿着气缸盖罩(17)上 的直齿内花键(17-2)向上移动，在回位弹簧(10)的作用下，滑动套IV(19)沿着锥齿轮中心轴(27)上的直齿外花键(27-1)向上移动，在这个过程中，滑动套IV(19)上的 斜齿外花键(19-2)与进气凸盘(20)上的斜齿内花键(20-3)相互作用，使得进气凸盘 (20)相对于锥齿轮中心轴(27)产生顺时针转动(俯视)。

Claims (2)

1.一种结构简单的内燃机可变气门正时机构，它包括一个步进电机(1)、一个滑动套I(4)、一个防尘罩(5)、一个单向推力球轴承(6)、一个轴用弹性挡圈(7)、一个滑动套II(8)、一个链轮(9)、一个回位弹簧(10)、一个端盖I(11)和一根凸轮轴(16)，其特征是：步进电机(1)有一个螺纹轴(1-1)，滑动套I(4)内孔为内螺纹(4-2)、外表面为直齿外花键(4-1)，防尘罩(5)上有一个直齿内花键(5-1)，滑动套II(8)内孔为直齿内花键(8-1)、外表面为斜齿外花键(8-2)，链轮(9)内孔为斜齿内花键(9-1)，凸轮轴(16)轴端为直齿外花键(16-2)；步进电机(1)的螺纹轴(1-1)与滑动套I(4)的内螺纹(4-2)组合后装入防尘罩(5)的直齿内花键(5-1)里，再用螺栓(2)和弹簧垫圈(3)将步进电机(1)固定在防尘罩(5)上，链轮(9)与端盖I(11)用螺栓和弹簧垫圈固定在一起后装入凸轮轴(16)直齿外花键(16-2)轴端的根部，然后依次装入回位弹簧(10)和滑动套II(8)并用轴用弹性挡圈(7)限位，滑动套I(4)与滑动套II(8)之间为单向推力球轴承(6)；当凸轮轴(16)与链轮(9)相对转角需要改变时，步进电机(1)接收电信号后开始转动，通过其上的螺纹轴(1-1)带动滑动套I(4)沿着防尘罩(5)上的直齿内花键(5-1)向右移动，滑动套I(4)通过单向推力球轴承(6)推动滑动套II(8)沿着凸轮轴(16)上的直齿外花键(16-2)向右移动，回位弹簧(10)被压缩，在这个过程中，滑动套II(8)上的斜齿外花键(8-2)与链轮(9)上的斜齿内花键(9-1)相互作用，使得凸轮轴(16)相对于链轮(9)产生顺时针转动，此时，当步进电机(1)接收到相反的电信号后，开始反向转动，其螺纹轴(1-1)带动滑动套I(4)沿着防尘罩(5)上的直齿内花键(5-1)向左移动，在回位弹簧(10)的作用下，滑动套II(8)沿着凸轮轴(16)上的直齿外花键(16-2)向左移动，在这个过程中，滑动套II(8)上的斜齿外花键(8-2)与链轮(9)上的斜齿内花键(9-1)相互作用，使得凸轮轴(16)相对于链轮(9)产生逆时针转动。
2.一种结构简单的内燃机可变气门正时机构，它包括一个步进电机(1)、一个滑动套III(18)、一个气缸盖罩(17)、一个单向推力球轴承(6)、一个轴用弹性挡圈(7)、一个滑动套IV(19)、一个进气凸盘(20)、一个排气凸盘(21)、一个端盖II(22)和一根锥齿轮中心轴(27)，其特征是：步进电机(1)有一个螺纹轴(1-1)，滑动套III(18)内孔为内螺纹(18-1)外表面为直齿外花键(18-2)，气缸盖罩(17)上有一个直齿内花键(17-2)，滑动套IV(19)内孔为直齿内花键(19-1)外表面为斜齿外花键(19-2)，进气凸盘(20)内孔为斜齿内花键(20-3)，排气凸盘(21)内孔为直齿内花键(21-3)，锥齿轮中心轴(27)上端为直齿外花键(27-1)；步进电机(1)的螺纹轴(1-1)与滑动套III(18)的内螺纹(18-1)组合后装入气缸盖罩(17)的直齿内花键(17-2)里，再用螺栓(2)和弹簧垫圈(3)将步进电机(1)固定在气缸盖罩(17)上，把排气凸盘(21)装入锥齿轮中心轴(27)直齿外花键(27-1)的根部，再将进气凸盘(20)与端盖II(22)用螺栓和弹簧垫圈固定在一起后沿着锥齿轮中心轴(27)的直齿外花键(27-1)装入排气凸盘(21)内，然后依次装入回位弹簧(10)和滑动套IV(19)并用轴用弹性挡圈(7)限位，滑动套III(18)与滑动套IV(19)之间为单向推力球轴承(6)；当进气凸盘(20)与锥齿轮中心轴(27)相对转角需要改变时，步进电机(1)接收到电信号后开始转动，通过其上的螺纹轴(1-1)带动滑动套III(18)沿着气缸盖罩(17)上的直齿内花键(17-2)向下移动，滑动套III(18)通过单向推力球轴承(6)推动滑动套IV(19)沿着锥齿轮中心轴(27)上的直齿外花键(27-1)向下移动，回位弹簧(10)被压缩，在这个过程中，滑动套IV(19)上的斜齿外花键(19-2)与进气凸盘(20)上的斜齿内花键(20-3)相互作用，使得进气凸盘(20)相对锥齿轮中心轴(27)产生逆时针转动，此时，当步进电机(1)接收到相反的电信号后，开始反向转动，其螺纹轴(1-1)带动滑动套III(18)沿着气缸盖罩(17)上的直齿内花键(17-2)向上移动，在回位弹簧(10)的作用下，滑动套IV(19)沿着锥齿轮中心轴(27)上的直齿外花键(27-1)向上移动，在这个过程中，滑动套IV(19)上的斜齿外花键(19-2)与进气凸盘(20)上的斜齿内花键(20-3)相互作用，使得进气凸盘(20)相对于锥齿轮中心轴(27)产生顺时针转动。
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