CN107387189B - 一种可变气门驱动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及内燃机一种可变气门驱动机构。摇臂后端与销轴a相连，前端悬放气门顶端；升程控制挺杆上端置于安装壳体内，下端置于摇臂顶面；弹簧a置于升程控制挺杆肩部和挡座间；挡座通过螺纹置于挺杆安装壳体下端；凸轮轴置于挺杆安装壳体顶端；相位控制挺杆前端固接于挺杆安装壳体侧部，后端置于相位挺杆安装壳上体内，中间设导向销；弹簧b置于相位控制挺杆肩部和相位挺杆安装壳上体间；相位挺杆安装壳下体前端通过螺纹与相位挺杆安装壳上体相连，后端与销轴b相连；调压阀a、b置于挺杆安装壳下体；销轴a、b分别固接在支撑架a、b上，支撑架a、b固接在缸盖上，摇臂和相位挺杆安装壳下体分别绕销轴a和销轴b自由转动。

Description

一种可变气门驱动机构
技术领域
本发明涉及一种汽车发动机可变气门驱动机构。
背景技术
可变气门机构的实现形式有很多种，按可实现的功能，可变气门技术可分为(VVL)和可变气门正时技术(VVT),其中VVL主要根据发动机转速的不同而改变升程的，随发动机转速的增加而增加，随发动机转速的减小而降低；可变气门正时技术主要通过改变气门的开启时刻、关闭时刻以及气门的开启持续期使发动机在不同工况下都能达到最优的进气效率，使其充量系数在各种工况下都较高。可变气门技术的优点如下：
1.减小泵气损失；
2.实现内部EGR；
3.实现可变有效压缩比；
4.实现可变排量；
5.改善怠速稳定性；
6.提高充气效率；
7.降低能耗。
发明内容
本发明的目的在于克服现有发动机气门运动规律固定不变和上述可变气门技术不能灵活改变气门运动参数等技术难题，提供一种结构简单可靠且能灵活控制气门正时和气门相位的可变气门驱动机构。
为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：
一种可变气门驱动机构，由摇臂1、支撑架a2、销轴a3、挡座4、弹簧a5、T形升程控制挺杆6、升程挺杆安装壳体7、凸轮轴8、相位控制挺杆9、导向销10、弹簧b11、相位挺杆安装壳上体12、相位挺杆安装壳下体13、调压阀a14、调压阀b15、销轴b16、支撑架b17、缸盖18、气门19组成，其中摇臂1后端与销轴a3相连，前端悬放在气门19顶端；T形升程控制挺杆6上端置于升程挺杆安装壳体7内，下端置于摇臂1顶面；弹簧a5置于T形升程控制挺杆6肩部和挡座4之间；挡座4通过螺纹置于升程挺杆安装壳体7下端；凸轮轴8布置于升程挺杆安装壳体7顶端；相位控制挺杆9前端固接于升程挺杆安装壳体7侧部，后端置于相位挺杆安装壳上体12内，中间部位设有导向销10；弹簧b11放置于T形相位控制挺杆9肩部和相位挺杆安装壳上体12之间；相位挺杆安装壳下体13前端通过螺纹与相位挺杆安装壳上体12相连，后端与销轴b16相连；调压阀a14与调压阀b15布置于挺杆安装壳下体13；销轴a3和销轴b16分别固接在支撑架a2和支撑架b17上，支撑架a2和支撑架b17固接在缸盖18上。
所述升程挺杆安装壳体7设有圆孔a701、油道a702、相位挺杆安装孔703，其中相位挺杆安装孔703与相位控制挺杆9相连，过盈配合；圆孔a701与T形升程控制挺杆6上端相连，间隙配合；油道a702与T形升程控制挺杆6顶端的空腔相通；油道a702还与相位控制挺杆9开设的油道b901相通。
所述相位控制挺杆9设有油道b901、导油槽902、导向销安装孔903，其中油道b901与导油槽902相通，油道b901还与升程挺杆安装壳体7开设的油道a702相通。
所述相位挺杆安装壳上体12设有导向槽a1201、油道c1202、阶梯状圆孔1203，其中油道c1202一端与导油槽902相通，另一端与相位挺杆安装壳下体13上开设的油道d1301相通；阶梯状圆孔1203与相位控制挺杆9相连，间隙配合。
所述相位挺杆安装壳下体13设有油道d1301、油道e1302、减压阀安装孔a1303、减压阀安装孔b1304、圆孔b1305，其中减压阀安装孔a1303与油道e1302相通，用于安放调压阀b15；减压阀安装孔b1304与油道d1301相通，用于安放调压阀a14；圆孔b1305与销轴b16相连，间隙配合；油道e1302与相位控制挺杆9后端和阶梯状圆孔1203及相位挺杆安装壳下体13围成的空腔相通；油道d1301与油道c1202相通。
所述销轴b16开设有环形油槽1601、油孔1602、高压油道1603，其中环形油槽1601、油孔1602、高压油道1603三者相通；环形油槽1601还与油道d1301和油道e1302相通。
所述摇臂1和相位挺杆安装壳下体13可分别绕销轴a3和销轴b16自由转动。
本发明装置的工作过程如下：
当需要改变发动机气门升程时，高压油从高压油道1603经过油孔1602流入环形油槽1601，然后经过调压阀a14调节到目标油压，通过油道d1301流入油道c1202，再进入到导油槽902，最后从导油槽902流经油道b901和油道a702，进入到升程挺杆安装壳体7的空腔内，驱动T形升程控制挺杆6的头部向外伸出，弹簧a5平衡油压后，控制T形升程控制挺杆6头部的伸出量，从而改变凸轮轴8距离升程挺杆安装壳体7顶端的位移大小，使气门升程得到改变。
当需要改变发动机气门相位时，高压油从高压油道1603经过油孔1602流入环形油槽1601，然后经过调压阀b15调节到目标油压，通过油道e1302流入相位控制挺杆9后端和阶梯状圆孔1203及相位挺杆安装壳下体13围成的空腔内，推动相位控制挺杆9向前运动，弹簧b11平衡油压后，控制T形相位控制挺杆9头部的伸出量，带动升程挺杆安装壳体7一起运动，使凸轮轴8线型段与升程挺杆安装壳体7顶端的接触点发生变化，触点距凸轮轴8轴线的相位发生变化，进而改变气门开启和关闭的时刻，使气门相位发生改变。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1是本发明所述的可变气门驱动机构的结构剖视图；
图2是本发明所述的可变气门驱动机构的升程挺杆安装壳体剖视图；
图3是本发明所述的可变气门驱动机构的相位控制挺杆剖视图；
图4是本发明所述的可变气门驱动机构的相位挺杆安装壳上体的纵剖图；
图5是本发明所述的可变气门驱动机构的相位挺杆安装壳上体的横剖图；
图6是本发明所述的可变气门驱动机构的相位挺杆安装壳下体的剖视图；
图7是本发明所述的可变气门驱动机构的销轴b的横剖图；
图8是本发明所述的可变气门驱动机构的销轴b的纵剖图。
图中，1摇臂、2支撑架a、3销轴a、4挡座、5弹簧a、6T形升程控制挺杆、7升程挺杆安装壳体、8凸轮轴、9相位控制挺杆、10导向销、11弹簧b、12相位挺杆安装壳上体、13相位挺杆安装壳下体、14调压阀a、15调压阀b、16销轴b、17支撑架b、18缸盖、19气门、701圆孔a、702油道a、703相位挺杆安装孔、901油道b、902导油槽、903导向销安装孔、1201导向槽a、1202油道c、1203阶梯状圆孔、1301油道d、1302油道e、1303减压阀安装孔a、1304减压阀安装孔b、1305圆孔b、1601环形油槽、1602油孔、1603高压油道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的可变气门驱动的工作原理描述：
参阅图1：
所述可变气门驱动机构，由摇臂1、支撑架a2、销轴a3、挡座4、弹簧a5、T形升程控制挺杆6、升程挺杆安装壳体7、凸轮轴8、相位控制挺杆9、导向销10、弹簧b11、相位挺杆安装壳上体12、相位挺杆安装壳下体13、调压阀a14、调压阀b15、销轴b16、支撑架b17、缸盖18、气门19组成；
摇臂1后端与销轴a3相连，使摇臂1可绕销轴a3自由转动，前端悬放在气门19顶端，驱动气门的开启和关闭；
T形升程控制挺杆6上端置于升程挺杆安装壳体7内，下端置于摇臂1顶面，其作用是当升程挺杆安装壳体7内的油压改变时，T形升程控制挺杆6在高压油的作用下向外伸出，从而改变凸轮轴8距离升程挺杆安装壳体7顶端的位移大小，进而使气门升程得到改变；
弹簧a5置于T形升程控制挺杆6肩部和挡座4之间，其作用是平衡油压，控制T形升程控制挺杆6头部的伸出量；
挡座4通过螺纹置于升程挺杆安装壳体7下端，可将弹簧a5限位；
凸轮轴8布置于升程挺杆安装壳体7顶端，随着凸轮轴8的转动，当凸轮轴8的线型段与升程挺杆安装壳体7顶端接触时，可推动升程挺杆安装壳体7向下运动，带动摇臂1驱动气门的开启；
相位控制挺杆9前端固接于升程挺杆安装壳体7侧部，后端置于相位挺杆安装壳上体12内，这样当相位控制挺杆9在高压油的作用下发生伸缩时，相位控制挺杆9可带动升程挺杆安装壳体7一起运动，使凸轮轴8的线型段与升程挺杆安装壳体7顶端接触点发生变化，触点距凸轮轴8轴线的相位发生变化，从而改变气门的开启和关闭时刻；
相位控制挺杆9的中间部位设有导向销10，将相位控制挺杆9及升程挺杆安装壳体7限位，防止升程挺杆安装壳体7当发动机正常工作时在不同平面内发生位移窜动，改变凸轮轴8的线型段与升程挺杆安装壳体7顶端接触点，使气门相位发生变化；
弹簧b11放置于T形相位控制挺杆9肩部和相位挺杆安装壳上体12之间，其作用是平衡油压，控制T形相位控制挺杆9头部的伸出量；
相位挺杆安装壳下体13前端通过螺纹与相位挺杆安装壳上体12相连，后端与销轴b16相连，这样可使相位挺杆安装壳上体和下体连为一体，共同绕销轴b16转动；
调压阀a14与调压阀b15布置于挺杆安装壳下体13，用于控制油压；
销轴a3和销轴b16分别固接在支撑架a2和支撑架b17上，支撑架a2和支撑架b17固接在缸盖18上；
参阅图1、图2、图3：
所述升程挺杆安装壳体7设有圆孔a701、油道a702、相位挺杆安装孔703，相位控制挺杆9设有油道b901、导油槽902、导向销安装孔903；
相位挺杆安装孔703与相位控制挺杆9相连，过盈配合，其作用是使相位控制挺杆9与升程挺杆安装壳体7相连且固接，通过相位控制挺杆9的伸缩带动升程挺杆安装壳体7的运动；
圆孔a701与T形升程控制挺杆6上端相连，间隙配合，可使T形升程控制挺杆6通过油压的作用在圆孔a701内滑动；
油道a702与T形升程控制挺杆6顶端的空腔相通，使高压油从油道a702流入T形升程控制挺杆6顶端的空腔中；
油道a702还与相位控制挺杆9开设的油道b901相通，使高压油从油道b901流入油道a702中；
油道b901与导油槽902相通，油道b901还与升程挺杆安装壳体7开设的油道a702相通，使高压油从导油槽902流经油道b901，进入油道a702；
参阅图1、图4、图5、图6：
所述相位挺杆安装壳上体12设有导向槽a1201、油道c1202、阶梯状圆孔1203，相位挺杆安装壳下体13设有油道d1301、油道e1302、减压阀安装孔a1303、减压阀安装孔b1304、圆孔b1305；
油道c1202一端与导油槽902相通，另一端与相位挺杆安装壳下体13上开设的油道d1301相通，使高压油通过油道d1301流入油道c1202，再进入到导油槽902；
阶梯状圆孔1203与相位控制挺杆9相连，间隙配合，可使相位控制挺杆9通过高压油的作用在阶梯状圆孔1203内滑动；
减压阀安装孔a1303与油道e1302相通，用于安放调压阀b15；
减压阀安装孔b1304与油道d1301相通，用于安放调压阀a14；
圆孔b1305与销轴b16相连，间隙配合，可使销轴b16在圆孔b1305转动；
油道e1302与相位控制挺杆9后端和阶梯状圆孔1203及相位挺杆安装壳下体13围成的空腔相通，其作用是使高压油通过油道e1302流入空腔，推动相位控制挺杆9在阶梯状圆孔1203内滑动；
油道d1301与油道c1202相通，使高压油从油道d1301流入油道c1202；
参阅图1、图7、图8：
所述销轴b16开设有环形油槽1601、油孔1602、高压油道1603；
环形油槽1601、油孔1602、高压油道1603三者相通，使高压油从高压油道1603经过油孔1602流入环形油槽1601；
环形油槽1601还与油道d1301和油道e1302相通，可使高压油从环形油槽1601分别流入油道d1301和油道e1302；
摇臂1和相位挺杆安装壳下体13可分别绕销轴a3和销轴b16自由转动。
结合本发明装置各组件及其安装位置关系，该可变气门机构技术方案的具体工作过程及控制原理如下：
当需要改变发动机气门升程时，高压油从高压油道1603经过油孔1602流入环形油槽1601，然后经过调压阀a14调节到目标油压，通过油道d1301流入油道c1202，再进入到导油槽902，最后从导油槽902流经油道b901和油道a702，进入到升程挺杆安装壳体7的空腔内，驱动T形升程控制挺杆6的头部向外伸出，弹簧a5平衡油压后，控制T形升程控制挺杆6头部的伸出量，从而改变凸轮轴8距离升程挺杆安装壳体7顶端的位移大小，使气门升程得到改变。
当需要改变发动机气门相位时，高压油从高压油道1603经过油孔1602流入环形油槽1601，然后经过调压阀b15调节到目标油压，通过油道e1302流入相位控制挺杆9后端和阶梯状圆孔1203及相位挺杆安装壳下体13围成的空腔内，推动相位控制挺杆9向前运动，弹簧b11平衡油压后，控制T形相位控制挺杆9头部的伸出量，带动升程挺杆安装壳体7一起运动，使凸轮轴8线型段与升程挺杆安装壳体7顶端的接触点发生变化，触点距凸轮轴8轴线的相位发生变化，进而改变气门开启和关闭的时刻，使气门相位发生改变。

Claims (1)

1.一种可变气门驱动机构，由摇臂(1)、支撑架a(2)、销轴a(3)、挡座(4)、弹簧a(5)、T形升程控制挺杆(6)、升程挺杆安装壳体(7)、凸轮轴(8)、相位控制挺杆(9)、导向销(10)、弹簧b(11)、相位挺杆安装壳上体(12)、相位挺杆安装壳下体(13)、调压阀a(14)、调压阀b(15)、销轴b(16)、支撑架b(17)、缸盖(18)、气门(19)组成，其中摇臂(1)后端与销轴a(3)相连，前端悬放在气门(19)顶端；T形升程控制挺杆(6)上端置于升程挺杆安装壳体(7)内，下端置于摇臂(1)顶面；弹簧a(5)置于T形升程控制挺杆(6)肩部和挡座(4)之间；挡座(4)通过螺纹置于升程挺杆安装壳体(7)下端；凸轮轴(8)布置于升程挺杆安装壳体(7)顶端；相位控制挺杆(9)前端固接于升程挺杆安装壳体(7)侧部，后端置于相位挺杆安装壳上体(12)内，中间部位设有导向销(10)；弹簧b(11)放置于T形相位控制挺杆(9)肩部和相位挺杆安装壳上体(12)之间；相位挺杆安装壳下体(13)前端通过螺纹与相位挺杆安装壳上体(12)相连，后端与销轴b(16)相连；调压阀a(14)与调压阀b(15)布置于挺杆安装壳下体(13)；销轴a(3)和销轴b(16)分别固接在支撑架a(2)和支撑架b(17)上，支撑架a(2)和支撑架b(17)固接在缸盖(18)上；所述升程挺杆安装壳体(7)设有圆孔a(701)、油道a(702)、相位挺杆安装孔(703)，其中相位挺杆安装孔(703)与相位控制挺杆(9)相连，过盈配合；圆孔a(701)与T形升程控制挺杆(6)上端相连，间隙配合；油道a(702)与T形升程控制挺杆(6)顶端的空腔相通；油道a(702)还与相位控制挺杆(9)开设的油道b(901)相通；所述相位控制挺杆(9)设有油道b(901)、导油槽(902)、导向销安装孔(903)，其中油道b(901)与导油槽(902)相通，油道b(901)还与升程挺杆安装壳体(7)开设的油道a(702)相通；所述相位挺杆安装壳上体(12)设有导向槽a(1201)、油道c(1202)、阶梯状圆孔(1203)，其中油道c(1202)一端与导油槽(902)相通，另一端与相位挺杆安装壳下体(13)上开设的油道d(1301)相通；阶梯状圆孔(1203)与相位控制挺杆(9)相连，间隙配合；所述相位挺杆安装壳下体(13)设有油道d(1301)、油道e(1302)、减压阀安装孔a(1303)、减压阀安装孔b(1304)、圆孔b(1305)，其中减压阀安装孔a(1303)与油道e(1302)相通，用于安放调压阀b(15)；减压阀安装孔b(1304)与油道d(1301)相通，用于安放调压阀a(14)；圆孔b(1305)与销轴b(16)相连，间隙配合；油道e(1302)与相位控制挺杆(9)后端和阶梯状圆孔(1203)及相位挺杆安装壳下体(13)围成的空腔相通；油道d(1301)与油道c(1202)相通；所述销轴b(16)开设有环形油槽(1601)、油孔(1602)、高压油道(1603)，其中环形油槽(1601)、油孔(1602)、高压油道(1603)三者相通；环形油槽(1601)还与油道d(1301)和油道e(1302)相通；所述摇臂(1)和相位挺杆安装壳下体(13)可分别绕销轴a(3)和销轴b(16)自由转动。
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