移位组件及可变气门升程装置
技术领域
本发明涉及汽车技术领域,尤其是涉及一种移位组件,以及一种具有该移位组件的可变气门升程装置。
背景技术
随着汽车工业的发展,汽车用户对油耗和性能要求不断提高。燃油经济性及动力性能指标的要求也越来越高。可变气门升程技术应用在发动机中,低转速下扭矩充沛使用较小的气门升程,增加缸内紊流提高燃烧速度;高转速时马力强劲使用较大的气门升程,提高进气量,提升高转速时的功率输出。能有效改善内燃机燃油消耗和二氧化碳排放量,降低发动机污染物排放,同时可以降低发动机本身的摩擦损失提升强有力的动力输出。
现有技术存在的可变气门升程装置分为两类,包括摇臂式可变气门升程装置和凸轮位移式可变气门升程装置。凸轮位移式可变气门升程装置包括移位套和芯轴,移位套套设在芯轴上,并且芯轴能够带动移位套绕芯轴的轴线转动,芯轴的外表面上设有螺旋状凹槽,在需要切换气门升程时,将销轴伸入螺旋状凹槽中即可带动移位套沿芯轴的轴向移动,从而带动移位套上的凸轮沿芯轴的轴向移动。
然而,在销轴伸入和伸出凹槽时,销轴容易与凹槽的侧壁产生干涉,从而导致销轴与凹槽的侧壁发生碰撞,销轴对移位套的冲击较大,切换气门升程的平稳性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种移位组件,以解决现有技术中的切换气门升程的平稳性较差的技术问题。
本发明提供的移位组件,包括移位套;
所述移位套的外壁上设有凹槽,所述凹槽绕所述移位套的轴线呈螺旋状设置,所述凹槽每个端部的两个侧壁之间的距离均大于所述凹槽中部的两个侧壁之间的距离。
进一步地,所述凹槽还具有底壁,所述底壁由所述凹槽的两个端部朝向所述凹槽的中部凹陷。
进一步地,所述凹槽包括移动部和缓冲部;
所述移动部的两端分别与所述缓冲部连接,所述缓冲部与移位套周向的夹角小于所述移动部与移位套周向的夹角。
进一步地,所述凹槽具有第一侧壁;
所述第一侧壁包括相互连接的第一缓冲部和第一移动部;
所述第一缓冲部与移位套周向的夹角小于所述第一移动部与移位套周向的夹角。
进一步地,所述凹槽还具有第二侧壁,所述第二侧壁与所述第一侧壁相对设置;
所述第二侧壁包括相互连接的第二缓冲部和第二移动部;所述第二缓冲部和所述第一缓冲部分别位于所述凹槽的两端;
所述第二缓冲部与移位套周向的夹角小于所述第二移动部与移位套周向的夹角。
进一步地,所述移位组件还包括第一凸轮和第二凸轮;
所述第一凸轮和所述第二凸轮分别固定在所述移位套的外壁上,所述第一凸轮的凸轮边缘与移位套轴线之间的距离与所述第二凸轮的凸轮边缘与移位套轴线之间的距离不同。
本发明的目的还在于提供一种可变气门升程装置,包括芯轴、执行组件以及本发明所述的移位组件;
所述移位套套设在所述芯轴上,所述芯轴能够带动所述移位套绕所述芯轴的轴线转动;
所述执行组件包括销轴,所述销轴能够伸入和伸出所述凹槽,所述销轴伸入所述凹槽时,所述销轴能够沿所述凹槽滑动以带动所述移位套沿所述芯轴的轴向滑动。
进一步地,所述可变气门升程装置还包括限位组件;
所述限位组件包括弹簧和顶珠;
所述芯轴上设有盲孔,所述盲孔的轴向与所述芯轴的径向平行,所述弹簧设置在所述盲孔内,所述顶珠固定在所述弹簧朝向芯轴外部的一端上;
所述移位套的内壁上设有第一限位槽和第二限位槽,所述第一限位槽远离所述第二限位槽的侧壁能够与所述顶珠抵接,所述第二限位槽远离所述第一限位槽的侧壁能够与所述顶珠抵接,且所述顶珠能够在所述第一限位槽和所述第二限位槽之间移动。
进一步地,所述执行组件还包括电磁阀;
所述电磁阀与所述销轴连接,用于驱动所述销轴伸入或伸出所述凹槽。
进一步地,所述移位套与所述芯轴通过花键连接。
本发明提供的移位组件,包括移位套;所述移位套的外壁上设有凹槽,所述凹槽绕所述移位套的轴线呈螺旋状设置,所述凹槽每个端部的两个侧壁之间的距离均大于所述凹槽中部的两个侧壁之间的距离。使用时,移位套设置在芯轴上,在芯轴转动时能够带动移位套绕芯轴的轴线转动,此时将销轴伸入凹槽中,能够带动移位套沿芯轴的轴向移动,从而带动芯轴上的凸轮沿芯轴的轴向移动至适合的位置,以调节气门升程。由于凹槽的宽度是变化的,凹槽两个端部的宽度均大于凹槽中部的宽度,在销轴伸入和伸出凹槽的两端时,能够降低销轴与凹槽侧壁发生干涉的概率,降低销轴对移位套的冲击,使切换气门升程的过程更加平稳。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的移位组件的结构示意图一(移位前);
图2是本发明实施例提供的移位组件的结构示意图二(移位后);
图3是本发明实施例提供的具有限位组件的可变气门升程装置的结构示意图一(移位前);
图4是本发明实施例提供的具有限位组件的可变气门升程装置的结构示意图二(移位后)。
图标:1-移位套;11-第一侧壁;12-第二侧壁;13-底壁;14-移位套的端面;15-第一凸轮;16-第二凸轮;17-第一限位槽;18-第二限位槽;2-芯轴;21-芯轴的端面;3-销轴;4-弹簧;5-顶珠。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等,其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,如出现术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中,术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供了一种移位组件及可变气门升程装置,下面给出多个实施例对本发明提供的移位组件及可变气门升程装置进行详细描述。
实施例1
本实施例提供的移位组件,如图1至图4所示,包括移位套1;移位套1的外壁上设有凹槽,凹槽绕移位套1的轴线呈螺旋状设置,凹槽每个端部的两个侧壁之间的距离均大于凹槽中部的两个侧壁之间的距离。
使用时,移位套1设置在芯轴2上,在芯轴2转动时能够带动移位套1绕芯轴2的轴线转动,此时将销轴3伸入凹槽中,能够带动移位套1沿芯轴2的轴向移动,从而带动芯轴2上的凸轮沿芯轴2的轴向移动至适合的位置,以调节气门升程。由于凹槽的宽度是变化的,凹槽两个端部的宽度均大于凹槽中部的宽度,在销轴3伸入和伸出凹槽的两端时,能够降低销轴3与凹槽侧壁发生干涉的概率,降低销轴3对移位套1的冲击,使切换气门升程的过程更加平稳。
其中,本实施例中,凹槽的端部可以比凹槽的中部宽0.5-1毫米。
进一步地,凹槽还具有底壁13,底壁13由凹槽的两个端部朝向凹槽的中部凹陷。
具体地,凹槽的底壁13由两个端部朝向中部逐步凹陷,也就是说底壁13的两个端部与移位套1的外壁之间的距离均小于底壁13的中部与移位套1外壁之间的距离,底壁13的两端部均高于底壁13的中部,在销轴3由凹槽的一端伸入凹槽中,销轴3与底壁13的一个端部接触,并逐渐沿着底壁13下降至底壁13的中部,随后沿着底壁13的中部运行一段时间后,再与底壁13的另一个端部接触,并逐渐沿着底壁13上升直至销轴3被顶出凹槽,销轴3脱离凹槽。能够使销轴3在伸入和伸出凹槽时,逐渐伸入凹槽或逐渐被顶出凹槽,能够增强平稳性。
作为一种可选地实施方式,凹槽包括移动部和缓冲部;移动部的两端分别与缓冲部连接,缓冲部与移位套1周向的夹角小于移动部与移位套1周向的夹角。
具体地,移动部和缓冲部组成的凹槽绕移位套1的轴线呈螺旋状设置,缓冲部与移位套1周向的夹角小于移动部与移位套1周向的夹角,也就是说,缓冲部相对于移位套1周向的倾角比移动部相对于移位套1周向的倾角小,销轴3伸入缓冲部中并且移位套1转动一周时移位套1沿芯轴2轴向移动的距离小于销轴3伸入移动部中并且移位套1转动一周时移位套1沿芯轴2轴向移动的距离。
在销轴3由缓冲部伸入凹槽中时,由于缓冲部与移位套1周向的夹角较小,能够使销轴3更平顺地进入缓冲部中,然后进入移动部中随着凹槽滑动,销轴3通过移动部后,再次进入缓冲部,销轴3带动移位套1沿芯轴2轴向的移动速度减慢,直至移位套1移动至适合的位置后,与芯轴2上的端面接触,由于缓冲部的缓冲作用,能够使移位套1以相对较慢的速度与芯轴2上的端面接触,能够降低移位套1与芯轴的端面21的冲击,使切换气门升程更加平稳。
作为另一种可选地实施方式,移位套1套设在芯轴2上,芯轴2能够带动移位套1绕芯轴2的轴线转动,并且在移位套1转动时,销轴3伸入凹槽中能够带动移位套1沿芯轴2的轴向移动,芯轴2上设有盲孔,盲孔的轴向与芯轴2的径向平行,盲孔内设置有弹簧4,弹簧4朝向盲孔的一端与盲孔固定连接,弹簧4朝向芯轴2外部的一端上固定有顶珠5,移位套1的内壁上设有第一限位槽17和第二限位槽18,第一限位槽17和第二限位槽18均为环状,第一限位槽17和第二限位槽18沿移位套1的轴向依次设置,第一限位槽17远离第二限位槽18的侧壁能够与顶珠5抵接,第二限位槽18远离第一限位槽17的侧壁能够与顶珠5抵接,且顶珠5能够在第一限位槽17和第二限位槽18之间移动。
其中,当顶珠5位于第一限位槽17内时,由于第一限位槽17远离第二限位槽18的侧壁能够与顶珠5抵接,当对移位套1施加由第一限位槽17朝向第二限位槽18的力时(下面简称为第一方向),移位套1沿芯轴2的轴向运动,直至顶珠5与第一限位槽17远离第二限位槽18的侧壁抵接,移位套1不能继续沿芯轴2的轴向移动;当对移位套1施加由第二限位槽18朝向第一限位槽17的力时(下面简称为第二方向),由于第一限位槽17靠近第二限位槽18的侧壁与第二限位槽18靠近第一限位槽17的侧壁之间形成凸起,该凸起与芯轴2之间具有间隙,当对移位套1施加第二方向的力时,凸起向盲孔内压迫顶珠5,直至顶珠5由凸起与芯轴2之间的间隙穿入第二凹限位槽中,继续向移位套1施加第二方向的力,顶珠5在第二凹槽中逐渐移动至于与第二限位槽18远离第一限位槽17的侧壁抵接,移位套1不能沿芯轴2的轴向继续移动。从而利用第一限位槽17和第二限位槽18能够使移位套1沿芯轴2的轴向移动限制出两个极限位置,能够帮助移位套1更准确地移动至适合的位置,并且能够减少移位套1与芯轴2上端面的碰撞。
凹槽具有相对设置的第一侧壁11和第二侧壁12,销轴3带动移位套1沿芯轴2的轴向并沿由第二限位槽18朝向第一限位槽17的方向移动,在移位套1移位前,顶珠5位于第一限位槽17内,在顶珠5、弹簧4和第一限位槽17的作用下,销轴3与第一侧壁11接触,直至销轴3在凹槽中移动至凹槽的中间位置后,顶珠5由第一限位槽17中移动至第二限位槽18中,在顶珠5、弹簧4和第一限位槽17的作用下,销轴3与第二侧壁12接触。
可选地,凹槽具有第一侧壁11;第一侧壁11包括相互连接的第一缓冲部和第一移动部;第一缓冲部与移位套1周向的夹角小于第一移动部与移位套1周向的夹角。
第一缓冲部相对于移位套1周向的倾角比第一移动部相对于移位套1周向的倾角小,销轴3伸入第一缓冲部中并且移位套1转动一周时移位套1沿芯轴2轴向移动的距离小于销轴3伸入第一移动部中并且移位套1转动一周时移位套1沿芯轴2轴向移动的距离。
由于销轴3伸入凹槽的前半段行程中,销轴3与第一侧壁11接触,在第一侧壁11的端部设置第一缓冲部,能够使销轴3伸入凹槽后与第一缓冲部接触,能够使销轴3更平顺地进入凹槽中。
进一步地,凹槽还具有第二侧壁12,第二侧壁12与第一侧壁11相对设置;第二侧壁12包括相互连接的第二缓冲部和第二移动部;第二缓冲部和第一缓冲部分别位于凹槽的两端;第二缓冲部与移位套1周向的夹角小于第二移动部与移位套1周向的夹角。
第二缓冲部相对于移位套1周向的倾角比第二移动部相对于移位套1周向的倾角小,销轴3伸入第二缓冲部中并且移位套1转动一周时移位套1沿芯轴2轴向移动的距离小于销轴3伸入第二移动部中并且移位套1转动一周时移位套1沿芯轴2轴向移动的距离。
由于销轴3伸入凹槽的后半段行程中,销轴3与第二侧壁12接触,在第二侧壁12的端部设置第二缓冲部,能够使销轴3伸出凹槽的过程中与第二缓冲部接触,由于第二缓冲部的缓冲作用,能够使移位套的端面14以相对较慢的速度与芯轴2上的端面接触,能够降低移位套的端面14与芯轴的端面21的冲击,使切换气门升程更加平稳。
进一步地,移位组件还包括第一凸轮15和第二凸轮16;第一凸轮15和所述第二凸轮16分别固定在移位套1的外壁上,第一凸轮15的凸轮边缘与移位套1轴线之间的距离与第二凸轮16的凸轮边缘与移位套1轴线之间的距离不同。
第一凸轮15和第二凸轮16沿移位套1的轴向依次设置,在移位套1沿芯轴2的轴向移动至第一预设位置时,第一凸轮15用于带动气门开启和关闭,在移位套1沿芯轴2的轴向移动至第二预设位置时,第二凸轮16用于带动气门开启和关闭,从而切换气门升程。
本实施例提供的移位组件,包括移位套1;移位套1的外壁上设有凹槽,凹槽绕移位套1的轴线呈螺旋状设置,凹槽每个端部的两个侧壁之间的距离均大于凹槽中部的两个侧壁之间的距离。使用时,移位套1设置在芯轴2上,在芯轴2转动时能够带动移位套1绕芯轴2的轴线转动,此时将销轴3伸入凹槽中,能够带动移位套1沿芯轴2的轴向移动,从而带动芯轴2上的凸轮沿芯轴2的轴向移动至适合的位置,以调节气门升程。由于凹槽的宽度是变化的,凹槽两个端部的宽度均大于凹槽中部的宽度,在销轴3伸入和伸出凹槽的两端时,能够降低销轴3与凹槽侧壁发生干涉的概率,降低销轴3对移位套1的冲击,使调节气门升程的过程更加平稳。
实施例2
本实施例提供的可变气门升程装置,如图1至图4所示,包括芯轴2、执行组件以及实施例1所述的移位组件;移位套1套设在芯轴2上,芯轴2能够带动移位套1绕芯轴2的轴线转动;执行组件包括销轴3,销轴3能够伸入和伸出凹槽,销轴3伸入凹槽时,销轴3能够沿凹槽滑动以带动移位套1沿芯轴2的轴向滑动。
使用时,移位套1设置在芯轴2上,在芯轴2转动时能够带动移位套1绕芯轴2的轴线转动,此时将销轴3伸入凹槽中,能够带动移位套1沿芯轴2的轴向移动,从而带动芯轴2上的凸轮沿芯轴2的轴向移动至适合的位置,以调节气门升程。由于凹槽的宽度是变化的,凹槽两个端部的宽度大于凹槽中部的宽度,在销轴3伸入和伸出凹槽的两端时,能够降低销轴3与凹槽侧壁发生干涉的概率,降低销轴3对移位套1的冲击,使调节气门升程的过程更加平稳。
其中,移位套1与芯轴2可以通过花键连接,从而使芯轴2转动时带动移位套1绕芯轴2的轴向转动,并且移位套1在销轴3的作用下可以沿芯轴2的轴向移动。
进一步地,可变气门升程装置还包括限位组件;限位组件包括弹簧4和顶珠5;芯轴2上设有盲孔,盲孔的轴向与芯轴2的径向平行,弹簧4设置在盲孔内,顶珠5固定在弹簧4朝向芯轴2外部的一端上;移位套1的内壁上设有第一限位槽17和第二限位槽18,第一限位槽17远离第二限位槽18的一端能够与顶珠5抵接,第二限位槽18远离第一限位槽17的一端能够与顶珠5抵接,且顶珠5能够在第一限位槽17和第二限位槽18之间移动。
具体地,弹簧4朝向盲孔的一端与盲孔固定连接,弹簧4朝向芯轴2外部的一端上固定有顶珠5,移位套1的内壁上设有第一限位槽17和第二限位槽18,第一限位槽17和第二限位槽18均为环状,第一限位槽17和第二限位槽18沿移位套1的轴向依次设置,第一限位槽17远离第二限位槽18的侧壁能够与顶珠5抵接,第二限位槽18远离第一限位槽17的侧壁能够与顶珠5抵接,且顶珠5能够在第一限位槽17和第二限位槽18之间移动。
其中,当顶珠5位于第一限位槽17内时,由于第一限位槽17远离第二限位槽18的侧壁能够与顶珠5抵接,当对移位套1施加由第一限位槽17朝向第二限位槽18的力时(下面简称为第一方向),移位套1沿芯轴2的轴向运动,直至顶珠5与第一限位槽17远离第二限位槽18的侧壁抵接,移位套1不能继续沿芯轴2的轴向移动;当对移位套1施加由第二限位槽18朝向第一限位槽17的力时(下面简称为第二方向),由于第一限位槽17靠近第二限位槽18的侧壁与第二限位槽18靠近第一限位槽17的侧壁之间形成凸起,该凸起与芯轴2之间具有间隙,当对移位套1施加第二方向的力时,凸起想盲孔内压迫顶珠5,直至顶珠5由凸起与芯轴2之间的间隙穿入第二凹限位槽中,继续向移位套1施加第二方向的力,顶珠5在第二凹槽中逐渐移动至于与第二限位槽18远离第一限位槽17的侧壁抵接,移位套1不能沿芯轴2的轴向继续移动。从而利用第一限位槽17和第二限位槽18能够使移位套1沿芯轴2的轴向移动限制出两个极限位置,能够帮助移位套1更准确地移动至适合的位置,并且能够减少移位套的端面14与芯轴2上端面的碰撞。
进一步地,执行组件还包括电磁阀;电磁阀与销轴3连接,用于驱动销轴3伸入或伸出凹槽。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。