CN111396166A - 一种凸轮移位式可变气门升程系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种凸轮移位式可变气门升程系统和方法，其凸轮移位式可变气门升程系统包括气门室罩盖，设于气门室罩盖上的若干VVL执行器，设于气门罩盖上位于若干VVL执行器下方的凸轮轴，凸轮轴上对应若干VVL执行器套设有若干滑移套；若干滑移套内壁设有一组环形限位槽，凸轮轴通过弹性连接件与环形限位槽接触。本发明系统与米勒循环一起使用，有利于发动机降低油耗。

Description

一种凸轮移位式可变气门升程系统和方法
技术领域
本发明涉及一种气门升程系统，尤其是一种凸轮移位式可变气门升程系统，还涉及升程方法，属于发动机领域。
背景技术
发动机凸轮移位式可变气门升程系统作用是发动机使用米勒循环时，配套使用可变气门升程技术，来降低发动机油耗。在小负荷及中等负荷时，使用进气凸轮轴的小凸轮，此时可以通过小凸轮的型线设计，实现米勒循环，降低油耗；在大负荷时，使用进气凸轮轴的大凸轮，进气量足够保证动力性。
随着法规油耗越来越严格，发动机的降油耗技术也越来越重要，在凸轮移位式可变气门升程系统与米勒循环一起使用时，如何优化结构，进而降低发动机油耗，是值得研究的。
发明内容
为降低发动机油耗，本发明提供一种凸轮移位式可变气门升程系统和方法，该系统结构简单紧凑，与米勒循环一起使用可以减小发动机的油耗。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种凸轮移位式可变气门升程系统，包括气门室罩盖，设于气门室罩盖上的若干VVL执行器，设于气门罩盖上位于若干VVL执行器下方的凸轮轴，凸轮轴上对应若干VVL执行器套设有若干滑移套；若干滑移套内壁设有一组环形限位槽，凸轮轴通过弹性连接件与环形限位槽接触；使得气门高低升程不切换时，弹性连接件止于第一环形限位槽斜面，弹性连接件分解出一个沿着轴线方向的力，将滑移套固定在气门室罩盖第一限位面上；气门高低升程切换时，随着凸轮轴转动，VVL执行器带动滑移套沿着轴线方向移动，直到滑移套与气门室罩盖上的第二限位面重合，过程中，弹性连接件从第一环形限位槽斜面运动到第二环形限位槽某一位置。
进一步地，气门再次切换高低升程时，VVL执行器另一部位带动滑移套中，并且随着凸轮轴转动，滑移套会沿着所述轴线方向反方向移动，直到滑移衬套与气门室罩盖上的第一限位面重合，滑移衬套停止移动，滑移过程中钢球位置由第二环形限位槽某一位置运动至第一环形限位槽处。
进一步地，滑移套与凸轮轴通过花键连接。
进一步地，凸轮轴对应若干滑移套的一组环形限位槽位置设有孔，孔底部封闭，弹性连接件设于孔中，弹性连接件包括与孔底部连接的弹簧和设于弹簧一端的钢球，钢球直径与环形限位槽形状相适应，使得钢球在第一环形限位槽和相邻的第二环形限位槽中运动且能够止于第一环形限位槽或第二环形限位槽中某一部位。
进一步地，滑移套包括轴体，轴体两端外侧设有限位部，两端限位部形状分别与气门室罩盖上的第一限位面和第二限位面形状匹配，前端限位部设有第一滑槽和第二滑槽，VVL执行器的第一销子与第一滑槽接触，带动滑移套运动，或者VVL执行器的第二销子与第二滑槽接触，带动滑移套反向运动。
进一步地，滑移套上设有一大一小凸轮，滑移套滑移后可以实现气门高低升程切换。
本发明还涉及的一种凸轮移位式可变气门升程方法，按以下进行：
气门高低升程不切换时，气门罩盖上凸轮轴的弹性连接件止于滑移套的第一环形限位槽斜面，弹性连接件分解出一个沿着轴线方向的力，将滑移套固定在气门室罩盖第一限位面上；气门高低升程切换时，随着凸轮轴转动，气门罩盖上与滑移套对应的VVL执行器带动滑移套沿着轴线方向移动，直到滑移套与气门室罩盖上的第二限位面重合，过程中，弹性连接件从第一环形限位槽斜面运动到第二环形限位槽某一位置；气门再次切换高低升程时，VVL执行器另一部位带动滑移套中，并且随着凸轮轴转动，滑移套会沿着所述轴线方向反方向移动，直到滑移衬套与气门室罩盖上的第一限位面重合，滑移衬套停止移动，滑移过程中钢球位置由第二环形限位槽某一位置运动至第一环形限位槽处。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、凸轮移位式可变气门升程系统的结构简单，易于实现；
2、凸轮移位式可变气门升程系统在中、低负荷时使用低升程凸轮（Miller循环）降低油耗，高负荷时使用高升程凸轮满足整车动力性要求。
附图说明
图1为本发明的系统的结构示意图；
图2为本发明的滑移套和凸轮轴的结构示意图；
图3为本发明的系统的外部结构示意图；
图4为本发明外部另一角度的结构示意图；
其中：1-气门室罩盖，2-VVL执行器，2.1-第一销子，2.2-第二销子，3-进气凸轮轴滑移套，3.1-第一滑槽，3.2-后端限位部，3.3-前端限位部，3.4-第二滑槽，3.5-第一环形限位槽，3.6-第二环形限位槽，4-凸轮轴，4.1-弹簧，4.2-钢球，4.3-孔。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
除非另外定义，本申请实施例中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“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。“上”、“下”、“左”、“右”、“横”以及“竖”等仅用于相对于附图中的部件的方位而言的，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中的部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
如图1所示，本实施例的凸轮移位式可变气门升程系统，包括气门室罩盖1，设于气门室罩盖1上的4个VVL执行器2，设于气门罩盖1上位于4个VVL执行器2下方的凸轮轴4，凸轮轴4上对应4个VVL执行器套设有4个滑移套3，如图3、4所示。
本实施例的VVL执行器2安装在气门室罩盖1上，VVL执行器2销子伸入后，随着凸轮轴旋转，滑移套3会沿着凸轮轴轴心方向进行移动，并且气门室罩盖1上有滑移套限位面。
如图2所示，滑移套3内壁设有相邻的第一环形限位槽3.5和第二环形限位槽3.6，凸轮轴4通过弹性连接件与环形限位槽接触，凸轮轴4对应4个滑移套3的一组环形限位槽位置设有孔4.3，孔4.3底部封闭，弹性连接件设于孔中，弹性连接件包括与孔4.3底部连接的弹簧4.2和设于弹簧4.2一端的钢球4.1，钢球4.1直径与环形限位槽形状相适应，使得钢球4.1在第一环形限位槽3.5和相邻的第二环形限位槽3.6中运动且能够止于第一环形限位槽3.5或第二环形限位槽3.6中。
如图2所示，滑移套3包括轴体，轴体两端外侧设有限位部，两端限位部形状分别与气门室罩盖上的第一限位面和第二限位面形状匹配，前端限位部设有第一滑槽3.1和第二滑槽3.4，VVL执行器的第一销子2.1与第一滑槽3.1接触，带动滑移套运动，或者VVL执行器的第二销子2.2与第二滑槽3.4接触，带动滑移套反向运动。本实施例中，气门室罩盖有凸起，凸起前后端分别为第一限位面和第二限位面，前端限位部3.3和后端限位部3.2端面分别与第一限位面和第二限位面接触进行限位，滑移套3往复运动的距离可以是前端限位部3.3和后端限位部3.2之间轴体的距离。
滑移套3上设有一大一小凸轮，滑移套滑移后可以实现气门高低升程切换，使得低升程凸轮和高升程凸轮分别在中低负荷和高负荷时作用。滑移套3与凸轮轴通过花键连接。
进气凸轮轴上有四个滑移套3、四个钢球4.1，四个弹簧4.2，利于进气凸轮轴的轻量化设计和紧凑化、集成化设计。
基于上述系统，本实施例的凸轮移位式可变气门升程方法如下：
凸轮移位式可变气门升程系统滑移套上有一大一小高低两种凸轮，当发动机气门需要切换升程时，VVL执行器3伸出销子到滑移套3的滑移槽中，随着凸轮移位式可变气门升程系统的转动，滑移套3会沿着凸轮移位式可变气门升程系统轴线轴心方向移动，气门室罩盖1与滑移套3上有限位面，同时凸轮移位式可变气门升程系统内的弹簧力，保证滑移套凸轮衬套停止在规定位置。本实施例的凸轮移位式可变气门升程系统与米勒循环一起使用，有利于发动机降低油耗。
气门高低升程不切换时，钢球4.1停在第一环形限位槽3.5斜坡上，如图2所示，弹簧力会分解出一个沿着凸轮移位式可变气门升程系统轴线方向的力，后端限位部3.2与第二限位面接触，一起保证滑移套停止在固定位置。
气门高低升程切换时，VVL执行器第一销子2.1可以进入第一滑移槽3.1中，并且随着凸轮轴转动滑移套会沿着凸轮移位式可变气门升程系统轴线方向移动直到滑移套3前端限位部3.3与气门室罩盖上的第一限位面重合，滑移衬套停止移动，并且执行器第一销子2.1缩回，滑移过程中钢球4.1位置由第一环形限位槽3.5斜坡运动至相邻的第二环形限位槽3.6中。
气门再次切换高低升程时，VVL执行器第二销子2.2可以进入第二滑移槽3.4中，并且随着凸轮轴转动滑移套会沿着凸轮移位式可变气门升程系统轴线方向移动直到后端限位部3.2与第二限位面接触，滑移衬套停止移动，并且执行器第二销子2.2缩回，滑移过程中钢球位置由第二环形限位槽3.6中运动至第一环形限位槽3.5斜坡处。
以上所述仅是本发明/发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明/发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明/发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种凸轮移位式可变气门升程系统，其特征在于：包括气门室罩盖，设于气门室罩盖上的若干VVL执行器，设于气门罩盖上位于若干VVL执行器下方的凸轮轴，凸轮轴上对应若干VVL执行器套设有若干滑移套；若干滑移套内壁设有一组环形限位槽，凸轮轴通过弹性连接件与环形限位槽接触；使得气门高低升程不切换时，弹性连接件止于第一环形限位槽斜面，弹性连接件分解出一个沿着轴线方向的力，将滑移套固定在气门室罩盖第一限位面上；气门高低升程切换时，随着凸轮轴转动，VVL执行器带动滑移套沿着轴线方向移动，直到滑移套与气门室罩盖上的第二限位面重合，过程中，弹性连接件从第一环形限位槽斜面运动到第二环形限位槽某一位置。
2.根据权利要求1所述的凸轮移位式可变气门升程系统，其特征在于：气门再次切换高低升程时，VVL执行器另一部位带动滑移套中，并且随着凸轮轴转动，滑移套会沿着所述轴线方向反方向移动，直到滑移衬套与气门室罩盖上的第一限位面重合，滑移衬套停止移动，滑移过程中钢球位置由第二环形限位槽某一位置运动至第一环形限位槽处。
3.根据权利要求1或2所述的凸轮移位式可变气门升程系统，其特征在于：滑移套与凸轮轴通过花键连接。
4.根据权利要求1或2所述的凸轮移位式可变气门升程系统，其特征在于：凸轮轴对应若干滑移套的一组环形限位槽位置设有孔，孔底部封闭，弹性连接件设于孔中，弹性连接件包括与孔底部连接的弹簧和设于弹簧一端的钢球，钢球直径与环形限位槽形状相适应，使得钢球在第一环形限位槽和相邻的第二环形限位槽中运动且能够止于第一环形限位槽或第二环形限位槽中某一部位。
5.根据权利要求1或2所述的凸轮移位式可变气门升程系统，其特征在于：滑移套包括轴体，轴体两端外侧设有限位部，两端限位部形状分别与气门室罩盖上的第一限位面和第二限位面形状匹配，前端限位部设有第一滑槽和第二滑槽，VVL执行器的第一销子与第一滑槽接触，带动滑移套运动，或者VVL执行器的第二销子与第二滑槽接触，带动滑移套反向运动。
6.根据权利要求1或2所述的凸轮移位式可变气门升程系统，其特征在于：滑移套上设有一大一小凸轮，滑移套滑移后可以实现气门高低升程切换。
7.一种凸轮移位式可变气门升程方法，其特征在于：按以下进行：
气门高低升程不切换时，气门罩盖上凸轮轴的弹性连接件止于滑移套的第一环形限位槽斜面，弹性连接件分解出一个沿着轴线方向的力，将滑移套固定在气门室罩盖第一限位面上；气门高低升程切换时，随着凸轮轴转动，气门罩盖上与滑移套对应的VVL执行器带动滑移套沿着轴线方向移动，直到滑移套与气门室罩盖上的第二限位面重合，过程中，弹性连接件从第一环形限位槽斜面运动到第二环形限位槽某一位置；气门再次切换高低升程时，VVL执行器另一部位带动滑移套中，并且随着凸轮轴转动，滑移套会沿着所述轴线方向反方向移动，直到滑移衬套与气门室罩盖上的第一限位面重合，滑移衬套停止移动，滑移过程中钢球位置由第二环形限位槽某一位置运动至第一环形限位槽处。
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