CN110630347A - 一种可变气门机构 - Google Patents

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蒋佳辰
解方喜
苏岩
莫嘉乐
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Abstract

本发明包括的主要部件有：凸轮轴(12)，摇臂a(15)和摇臂b(17)，摇臂轴(8)和气门(16)，销钉(20)及斜槽(801)，位移套(21)，电机(5)及相关的电机轴(4)和螺纹杆(3)。通过电机控制电机轴带动螺纹杆轴向移动，进而带动位移套在摇臂上移动，改变摇臂摇臂b(17)的摆动规律,进而改变气门的升程。

Description

一种可变气门机构
技术领域
本发明涉及可变气门机构，更详细地说，本发明是一种利用电机控制螺纹杆带动摇臂上的位移套运动改变两摇臂之间“支点”位置及“杠杆”的长度，实现气门升程连续可变的一种机构。
技术背景
随着发动机技术的发展，发动机各参数柔性可控变得越来越重要，发动机各部件柔性可控为发动机智能化提供了技术基础。同时发动机的气门可变为发动机燃烧方式及配气的优化提供了更大的潜力。传统发动机气门升程和开启、关闭时刻不变，使得发动机在部分工况进气较差导致油气混合不好，或进气负功较大，发动机经济性和排放较差。而可变气门技术可以更好的优化气门开启、关闭时刻及开启升程，提高发动机充气效率，降低燃油消耗率，进而提高其热效率，并改善其排放性能。
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于一种电机驱动式可变气门装置，实现发动机气门升程持续可变，以满足发动机不同工况下的配气要求，提高发动机的充气效率，改善发动机经济性和排放性能的可变气门驱动系统，取代气门升程分档可变，只能满足部分负荷高效充气效率的可变气门机构。
用于解决课题的手段
凸轮轴(12)驱动摇臂b(17)；摇臂a(15)一端套装在摇臂轴(8)外表面，并固定连接，另一端悬置于气门(16)顶端；摇臂b(17)一端套装于摇臂轴(8)外表面，另一端置于凸轮(18)下端；销钉(20)置于摇臂b(17)设置的销安装孔(1702)内，并穿过摇臂轴(8)开设的斜槽(801)，销钉(20)与销安装孔(1702)过盈配合，与斜槽(801)间隙配合；挡块a(1)和挡块b(19)通过螺栓(2)固接在位移套(21)上，并限制摇臂b(17)的轴向移动；位移套(21)通过螺纹套装在螺纹杆(3)上，用于约束螺纹杆的轴向移动，并可与挡块a(1)、挡块b(19)、摇臂b(17)一起沿轴向移动；电机(5)通过螺栓安装在支座a(6)上，根据ECU信号移动一定量距离，控制螺纹杆(3)轴向移动的距离，进而控制摇臂b(17)在摇臂轴(8)上移动距离，来改变摇臂b(17)的摆动规律，进而改变两摇臂之间的“支点“及总的“杠杆”长度，达到改变气门的升程。
发明效果
本发明采用电机控制摇臂运动改变摇臂的摆动规律，实现气门升程的改变，升程连续可变且控制准确、控制机构简单，可变范围大，可以实现发动机在大范围不同工况下的最佳配气，改善进排气条件，提高充气效率，提高燃油利用率，降低排放。并且本发明具有结构简单，制造难度小的优点，可以降低生产成本。
附图说明
附图1是该装置的俯视图；
附图2是该装置的正视图；
附图3是摇臂轴(8)的正视图；
附图4是摇臂轴(8)A-A截面的剖视图；
附图5是摇臂轴(8)B-B截面的剖视图；
附图6是摇臂轴(8)C-C截面的剖视图；
附图7是挡块a(1)的示意图；
附图8是挡块b(19)的示意图；
附图9是摇臂a(15)的示意图；
附图10是摇臂b(17)的示意图；
附图11是位移套(21)的正视图；
附图12是位移套(22)的侧视图。
具体实施方式
参照附图，说明本发明的实施方式，结合附图1-11对本发明的实施方式做详细的描述。
本发明包括的主要部件有：凸轮轴(12)，摇臂a(15)和摇臂b(17)，摇臂轴(8)和气门(16)，销钉(20)及斜槽(801)，位移套(21)，电机(5)及相关的电机轴(4)和螺纹杆(3)。通过电机控制电机轴带动螺纹杆轴向移动，进而带动位移套在摇臂上移动，改变摇臂摇臂b(17)的摆动规律,进而改变气门的升程。
本发明所述凸轮轴(12)置于盖板b(13)和支座b(22)之间，并间隙配合；盖板b(13)和支座b(22)置于限位凸台c(22)和限位凸台d(14)之间，并通过螺栓相连，限位凸台c(22)和限位凸台d(14)固接于凸轮轴(12)外表面。凸轮轴(12)工作时随发动机转动进而驱动摇臂b(17)。
本发明所述摇臂轴(8)置于盖板a(9)和支座c(23)之间，并间隙配合；盖板a(9)和支座c(23)置于限位凸台a(7)和限位凸台b(10)之间，并通过螺栓相连，限位凸台a(7)和限位凸台b(10)固接在摇臂轴(8)外表面；摇臂轴(8)设有斜槽(801)。通过电机轴(4)的轴向移动控制销(20)在斜槽(801)中的移动距离，实现对摇臂b(17)的控制，改变两摇臂之间的“支点”位置及总“杠杆”的长度。
本发明所述摇臂b(17)设有圆孔e(1701)和销安装孔(1702)；摇臂b(17)一端通过圆孔e(1701)套装于摇臂轴(8)外表面，圆孔e(1701)与摇臂轴(8)滑动相连，另一端置于凸轮(18)下端，摇臂b(17)可沿摇臂轴轴向运动。
本发明所述摇臂a(15)设有圆孔(1501)，摇臂a(15)一端通过圆孔(1501)套装在摇臂轴(8)外表面，并固定连接，另一端悬置于气门(16)顶端，用开启气门。
本发明所述电机(5)通过螺栓安装在支座a(6)上，电机轴(4)一端与电机(5)相连，一端与螺纹杆(3)固接；本发明所述位移套(21)通过螺纹套装在螺纹杆(3)上。电机(5)接收ECU信号控制过电机轴(4)轴向移动一定距离，电机轴(4)带动螺纹杆(3)移动，螺纹杆(3)推动位移套(21)发生移动，实现位移套(21)沿轴向进行定量移动。
本发明所述挡块a(1)设有圆孔a(101)和圆孔c(103)，且在圆孔a(101)周围还设有四个螺栓通过圆孔b(102)；所述挡块b(19)设有圆孔f(1901)和圆孔h(1903)，且在圆孔f(1901)周围同样设有四个螺栓通过圆孔g(1902)，挡块a(1)和挡块b(19)通过螺栓(2)固接在位移套(21)上；圆孔c(103)和圆孔h(1903)分别布置于摇臂b(17)两侧，并与摇臂轴(8)滑动相连。挡块a(1)与挡块b(19)对摇臂b(17)的轴向移动进行约束，将位移套(20)的运动状态传递至摇臂b(17)。
本发明所述销钉(20)与销安装孔(1702)过盈配合，与斜槽(801)间隙配合。摇臂b(17)固定在销钉(20)上，销钉(20)在斜槽(801)中滑动。当挡块被位移套带动着在摇臂轴上滑动时，销钉(20)在斜槽中移动，与销钉(20)固连的摇臂(17)在轴向直线位移。
发动机根据运行工况可调节发动机气门升程使发动机充气效率达到更佳的状态，可利用上述控制装置实现，具体为：参考附图2，当发动机正常工作时，凸轮轴(12)转动使凸轮驱动摇臂b(17)使其摆动，摇臂(17)套装于摇臂轴(8)外，摇臂轴(8)带动与其固连的摇臂a(15)摆动，摇臂a(15)驱动气门(16)，实现发动机配气。
当需要改变气门升程时，参考附图1，电机(5)工作，电机轴(4)做水平移动，带动螺纹杆(3)和位移套(21)做水平移动，位移套(21)通过挡块a(1)和挡块b(19)使摇臂(17)在摇臂轴(8)上做水平位移。当摇臂(17)在摇臂轴(8)上做水平位移时，与摇臂(17)固连的销钉(20)沿斜槽(801)运动，在轴向上做水平位移，进而改变摇臂b(17)与摇臂a(15)之间的支点位置和总“杠杆”的长度，改变摇臂的摆动规律，实现发动机气门升程连续可变。

Claims (4)

1.一种可变气门机构，其特征在于由挡块a(1)、螺栓(2)、螺纹杆(3)、电机轴(4)、电机(5)、支座a(6)、限位凸台a(7)、摇臂轴(8)、盖板a(9)、限位凸台b(10)、限位凸台c(22)、凸轮轴(12)、盖板b(13)、限位凸台d(14)、摇臂a(15)、气门(16)、摇臂b(17)、凸轮(18)、挡块b(19)、销钉(20)、位移套(21)、支座b(22)、支座c(23)组成，其中位移套(21)通过螺纹套装在螺纹杆(3)上，挡块a(1)和挡块b(19)通过螺栓(2)固接在螺纹杆(3)上；电机轴(4)一端与电机(5)相连，一端与螺纹杆(3)固接；电机(5)通过螺栓安装在支座a(6)上；限位凸台a(7)和限位凸台b(10)固接在摇臂轴(8)外表面，盖板a(9)和支座c(23)置于限位凸台a(7)和限位凸台b(10)之间，并通过螺栓相连；摇臂轴(8)置于盖板a(9)和支座c(23)之间，并间隙配合；限位凸台c(22)和限位凸台d(14)固接于凸轮轴(12)外表面，盖板b(13)和支座b(22)置于限位凸台c(22)和限位凸台d(14)之间，并也通过螺栓相连；凸轮轴(12)置于盖板b(13)和支座b(22)之间，间隙配合；摇臂a(15)一端套装在摇臂轴(8)外表面，并固定连接，另一端悬置于气门(16)顶端；凸轮(18)固接于凸轮轴(12)外表面；摇臂b(17)一端套装于摇臂轴(8)外表面，另一端置于凸轮(18)下端；销钉(20)置于摇臂b(17)设置的销安装孔(1702)内，并穿过摇臂轴开设的斜槽(801)，销钉(20)与销安装孔(1702)过盈配合，与斜槽(801)间隙配合。
2.按权利要求1所述的一种可变气门机构，其特征在于所述摇臂a(15)设有圆孔(1501)，所述摇臂b(17)设有圆孔e(1701)和销安装孔(1702)，圆孔(1501)和圆孔e(1701)分别与摇臂轴(8)相连，圆孔(1501)与摇臂轴(8)固定相连，圆孔e(1701)与摇臂轴(8)滑动相连。
3.按权利要求1所述的一种可变气门机构，其特征在于所述摇臂轴(8)设有斜槽(801)，所述挡块a(1)设有圆孔a(101)和圆孔c(103)，且在圆孔a(101)周围还设有四个螺栓通过圆孔b(102)；所述挡块b(19)设有圆孔f(1901)和圆孔h(1903)，且在圆孔f(1901)周围同样设有四个螺栓通过圆孔g(1902)；圆孔c(103)和圆孔h(1903)分别布置于摇臂b(17)两侧，并与摇臂轴(8)滑动相连。
4.按权利要求1所述的一种可变气门机构，其特征在于所述位移套(21)轴中心处设有螺纹通孔(2101)、中心部分设有环台(2102)，且在环台(2102)四周还设有四个固定螺栓孔(2103)。
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