CN107642384B

CN107642384B - 一种连续可变气门机构

Info

Publication number: CN107642384B
Application number: CN201710775959.6A
Authority: CN
Inventors: 崔靖晨; 隆武强; 田华; 刘威; 王鑫
Original assignee: Dalian University of Technology
Current assignee: Dalian University of Technology
Priority date: 2017-09-01
Filing date: 2017-09-01
Publication date: 2020-02-18
Anticipated expiration: 2037-09-01
Also published as: CN107642384A

Abstract

一种连续可变气门机构，属于发动机气门驱动领域。它包括凸轮、气门组件、摇臂、摇臂支点、可调摇臂、偏心轮、轨道等。本发明中的可调摇臂的工作曲面中的非工作段型线是以可调摇臂上的可调滚子（半径为R3）圆心为圆心的圆弧（半径为R2），轨道的工作曲面型线是以摇臂上的输出滚子（半径为R4）圆心为圆心的圆弧（半径为R1），R1=R2+R3+R4。通过控制偏心轮的相位，实现不同的气门升程曲线，达到发动机低油耗、低排放、高动力输出的目的；无论是工作时，还是调节时，各部件之间均保持良好接触，不会出现间隙或者冗余，即不会出现冲击或者气门无法完全关闭的情况，提高机构可靠性，降低运行噪音，保证发动机可靠运行。

Description

一种连续可变气门机构

技术领域

本发明涉及一种连续可变气门机构，属于发动机气门驱动领域。

背景技术

随着发动机保有量的急剧增加，能源与环境问题已成为制约我国可持续发展的重大问题之一。因其能够有效降低发动机的油耗和排放，可变气门技术备受关注。研究表明：气门可变灵活程度越高，发动机性能改善程度也越高。目前，连续可变气门（CVVL）技术已应用到中高端车辆上。高性能的CVVL机构设计中，必须满足以下要求：无论是工作时，还是调节时，在凸轮基圆段与后续部件接触时，各部件之间均保持不会出现间隙或者冗余的良好接触。如果出现间隙，则运行时会出现反复冲击，这将大幅度降低结构强度和可靠性，提高运行噪音等级；如果出现冗余，则气门无法完全关闭，这将导致发动机漏气、发动机性能恶化，甚至影响发动机寿命。杠杆式CVVL机构因其结构简单而备受关注，轨道和可调摇臂的工作曲面的设计是关键。一套满足上述要求且轨道和可调摇臂的工作曲面简单易加工的连续可变气门机构势在必行，其成功开发将大幅度降低加工成本，延长使用寿命，降低运行噪音。

发明内容

本发明的目的在于：通过设计一种连续可变气门机构，用于实现：（a）为了改善发动机性能，需要该机构实现连续可变的气门升程曲线；（b）为了延长使用寿命、降低运行噪音以及保证发动机不漏气，需要该机构无论是工作时，还是调节时，在凸轮基圆段与后续部件接触时，各部件之间均保持不会出现间隙或者冗余的良好接触；（c）为了降低加工成本，需要该机构采用尽可能简单易加工的轨道和可调摇臂的工作曲面。

本发明所采用的技术方案是：一种连续可变气门机构，它包括凸轮、气门组件、摇臂、摇臂支点、可调摇臂、偏心轮、轨道和摇臂弹簧。摇臂中间设置有半径为R4的输出滚子，摇臂两端分别与气门组件和摇臂支点接触。可调摇臂上设置有可调滚子、输入滚子和输出曲面，可调滚子的半径为R3。轨道上设置有调节曲面。可调滚子同时与偏心轮和调节曲面接触，输出曲面与输出滚子接触，摇臂弹簧提供弹簧力驱使输入滚子与凸轮时刻接触。输出曲面包括非工作段和工作段，非工作段型线是以可调滚子的圆心为圆心的圆弧，其半径为R2。调节曲面型线是以输出滚子圆心为圆心的圆弧，其半径为R1，R1= R2+ R3+ R4。

可调摇臂上的可调滚子两侧设置有两个卡盘，偏心轮和轨道均位于两个卡盘之间。

本发明的有益效果是：这种连续可变气门机构主要包括凸轮、气门组件、摇臂、摇臂支点、可调摇臂、偏心轮、轨道等。（a）通过控制偏心轮的相位，实现连续可变的气门升程曲线，实现发动机低油耗、低排放、高动力输出。（b）可调摇臂的工作曲面中的非工作段型线是以可调摇臂上的可调滚子（半径为R3）圆心为圆心的圆弧（半径为R2），轨道的工作曲面型线是以摇臂上的输出滚子（半径为R4）圆心为圆心的圆弧（半径为R1），R1= R2+ R3+ R4。满足了无论是工作时，还是调节时，各部件之间均保持良好接触，不会出现间隙或者冗余，延长使用寿命、降低运行噪音以及保证发动机不漏气，并且轨道和可调摇臂的工作曲面简单易加工，降低加工成本。

附图说明

下面结合附图与实施例对本发明进一步说明。

图1是连续可变气门机构的主视图。

图2是连续可变气门机构的侧视图。

图中：1、凸轮；2、气门组件；3、摇臂；31、输出滚子；4、摇臂支点；5、可调摇臂；51、可调滚子；52、输入滚子；53、输出曲面；6、偏心轮；7、轨道；71、调节曲面。

具体实施方式

本发明涉及一种连续可变气门机构。图1和图2分别是其主视图和侧视图。它包括凸轮1、气门组件2、摇臂3、摇臂支点4，其特征是：它还包括可调摇臂5、偏心轮6、轨道7和摇臂弹簧。所述摇臂3中间设置有半径为R4的输出滚子31，摇臂3两端分别与气门组件2和摇臂支点4接触。所述可调摇臂5上设置有可调滚子51、输入滚子52和输出曲面53，可调滚子51的半径为R3。所述轨道7上设置有调节曲面71。所述可调滚子51同时与偏心轮6和调节曲面71接触，输出曲面53与输出滚子31接触，摇臂弹簧提供弹簧力驱使输入滚子52与凸轮1时刻接触。所述输出曲面53包括非工作段和工作段，非工作段型线是以可调滚子51的圆心为圆心的圆弧，其半径为R2。所述调节曲面71型线是以输出滚子31圆心为圆心的圆弧，其半径为R1，R1= R2+ R3+ R4。

当偏心轮6的相位不改变时，可调滚子51位置固定，随着凸轮1的旋转，可调摇臂5绕着可调滚子51的圆心摆动，由于输出曲面53的非工作段型线是以可调滚子51的圆心为圆心的圆弧，并且输出曲面53的工作段型线和非工作段型线之间平滑过渡，因此，本发明的机构工作时，各部件之间保持不会出现间隙的良好接触；输出曲面53的非工作段与输出滚子31相接触时，输出滚子31位置不变，即气门能够保持完全关闭状态。

当偏心轮6的相位改变时，偏心轮6推动可调滚子51沿着调节曲面71运动，由于调节曲面71型线是以输出滚子31圆心为圆心的圆弧，其半径为R1，并且R1= R2+ R3+ R4，因此，在调节过程中，可调摇臂5做平面运动，凸轮1的基圆段与输入滚子52接触时，输出曲面53的非工作段与输出滚子31始终接触，且输出滚子31位置不变，即气门能够保持完全关闭状态。当偏心轮6的相位改变时，输出曲面53的非工作段与输出滚子31接触时的接触点改变，气门升程曲线改变。通过控制偏心轮的相位，实现连续可变的气门升程曲线，实现发动机低油耗、低排放、高动力输出。本发明满足了无论是工作时，还是调节时，各部件之间均保持良好接触，不会出现间隙或者冗余，延长使用寿命、降低运行噪音以及保证发动机不漏气，并且轨道和可调摇臂的工作曲面简单易加工，降低加工成本。

可调滚子51两侧设置有两个卡盘，偏心轮6和轨道7均位于两个卡盘之间，来对可调摇臂5的运动自由度进行限制。

Claims

1.一种连续可变气门机构，它包括凸轮（1）、气门组件（2）、摇臂（3）、摇臂支点（4）、可调摇臂（5）、偏心轮（6）、轨道（7）和摇臂弹簧；所述摇臂（3）中间设置有半径为R4的输出滚子（31），摇臂（3）两端分别与气门组件（2）和摇臂支点（4）接触；所述可调摇臂（5）上设置有可调滚子（51）、输入滚子（52）和输出曲面（53），可调滚子（51）的半径为R3；所述轨道（7）上设置有调节曲面（71）；所述可调滚子（51）同时与偏心轮（6）和调节曲面（71）接触，输出曲面（53）与输出滚子（31）接触，摇臂弹簧提供弹簧力驱使输入滚子（52）与凸轮（1）时刻接触；所述输出曲面（53）包括非工作段和工作段，非工作段型线是以可调滚子（51）的圆心为圆心的圆弧，其半径为R2；其特征是：所述调节曲面（71）型线是以输出滚子（31）圆心为圆心的圆弧，其半径为R1，R1= R2+ R3+ R4；所述可调滚子（51）两侧设置有两个卡盘，偏心轮（6）和轨道（7）均位于两个卡盘之间。