CN112523831A - 一种用于内燃机的两级可变气门升程机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于汽车发动机(内燃机)技术领域的用于内燃机的两级可变气门升程机构，所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的调节部分B(7)为MIM工艺加工成型，调节部分A(6)为机械加工成型，阀销B(3)设置为能够作用在调节部分B(7)上而带动轴套B(5)相对于芯轴(1)向左侧方向轴向移动的结构，阀销B(3)还设置为能够作用在调节部分A(6)上而带动轴套A(4)相对于芯轴(1)向右侧方向轴向移动的结构，本发明所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构，能够精确实现发动机的凸轮状态切换，使发动机在不同工况需求下都能够采用最佳的工作状态更加科学地完成燃烧与做功，提高热效率。

Description

一种用于内燃机的两级可变气门升程机构

技术领域

本发明属于汽车发动机(内燃机)技术领域，更具体地说，是涉及一种用于内燃机的两级可变气门升程机构。

背景技术

内燃机作为目前热效率最高、应用最为广泛的动力机械，发出的总功率占全世界所用动力装置总功率的90％，是世界石油能源的主要消费渠道。一方面，随着汽车保有量的增加，内燃机石油消费量将迅速增加，石油供需矛盾必然日趋严重，在消耗大量能源的同时，内燃机也是大气环境，特别是城市大气环境污染的最大源泉。创新内燃机技术，对于节约能源，减轻环境污染具有重大意义。另一方面，随着世界各国排放法规的日趋严格，低排放和环保已经成为发动机进入市场的前提条件，成为目前汽车工业所面临的重要课题。传统内燃机，气门升程是固定不变的，导致无论是大负荷还是小负荷工况，气门升程开启一样，造成能源浪费，热效率低。现有技术中的可变气门升程机构结构复杂。而在进行工作时，无法精确有效完成凸轮状态切换。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够精确实现发动机的凸轮状态切换，使得发动机在不同工况需求下都能够采用最佳的工作状态，更为重要的是，能够实现轴套的异向切换，切换时轴套之间及轴套和其他部件之间不会发生撞击，降低噪音，而阀销异常伸出时具有防错功能，避免损坏部件，同时简化结构和加工工艺、降低加工难度，提升内燃机整体性能，降低成本的用于内燃机的两级可变气门升程机构。

要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明为一种用于内燃机的两级可变气门升程机构，包括芯轴、阀销A、阀销B，芯轴上活动套装轴套A和轴套B，轴套A上设置调节部分A，轴套B上设置调节部分B，调节部分A上设置位移斜面a和位移斜面b，调节部分B上设置位移斜面c、位移斜面d、位移斜面e、位移斜面f，轴套A与调节部分A为一体式结构，轴套B与调节部分B为分体式结构，调节部分B为MIM工艺加工成型，调节部分A为机械加工成型，调节部分B设置为有回位斜面或无位移斜面的结构，所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构进行凸轮状态切换而从小凸轮状态向大凸轮状态切换时，阀销B设置为能够作用在调节部分B上而带动轴套B相对于芯轴向左侧方向轴向移动的结构，阀销B还设置为能够作用在调节部分A上而带动轴套A相对于芯轴向右侧方向轴向移动的结构，所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构进行凸轮状态切换而从大凸轮向小凸轮状态切换时，阀销A设置为能够作用在调节部分B上而带动轴套B相对于芯轴向右侧方向轴向移动的结构，阀销A还设置为能够作用在调节部分A上而带动轴套A相对于芯轴向左侧方向轴向移动的结构。

所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的调节部分B为有回位斜面结构时，电磁阀的电磁阀壳体内的销轴一侧通过连接杆件A与阀销A活动连接，销轴另一侧通过连接杆件B与阀销B活动连接。

所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的调节部分B为无回位斜面结构时，电磁阀的电磁阀壳体内安装销轴，销轴一侧通过连接杆件A与阀销A活动连接，销轴16另一侧通过连接杆件B与阀销B活动连接，阀销A上套装回位弹性元件A，阀销B上套装回位弹性元件B，回位弹性元件A上端抵靠在阀销A上的限位台A上，回位弹性元件A下端抵靠在壳体下端面内壁上，回位弹性元件B上端抵靠在阀销B上的限位台B上，回位弹性元件B下端抵靠在壳体下端面内壁。

所述的调节部分B上还设置挡圈A和挡圈B，挡圈A和挡圈B分别延伸到调节部分A表面位置，挡圈A沿调节部分B一端端面延伸，挡圈B沿调节部分B一端端面延伸，挡圈A和挡圈B延伸到调节部分A表面位置时，位移斜面a和位移斜面b形成的调节部分A凸起位于挡圈A和挡圈B之间。

所述的调节部分A的位移斜面a8包括位移斜面a直线部和位移斜面a斜面部，所述的调节部分A6的位移斜面b包括位移斜面b直线部和位移斜面b斜面部；所述的调节部分B的位移斜面c包括位移斜面c直线部、位移斜面c斜面部和位移斜面c小直线部，位移斜面d包括位移斜面d直线部、位移斜面d斜面部和位移斜面d小直线部，位移斜面e包括位移斜面e直线部、位移斜面e斜面部和位移斜面e小直线部，位移斜面f包括位移斜面f直线部、位移斜面f斜面部和位移斜面f小直线部。

所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的调节部分B上的挡圈A内侧面与位移斜面c小直线部一端端面连接，挡圈B内侧面与位移斜面f小直线部一端端面连接。

所述的轴套A内壁位置设置多个锁止槽A，芯轴上设置沿芯轴径向布置的凹进的盲孔A，盲孔A内安装弹簧A和钢珠A，弹簧A设置为能够推动钢珠A压靠在轴套A内壁上的一个锁止槽A内的结构；所述的轴套B内壁设置多个锁止槽B，芯轴上设置沿芯轴径向布置的凹进的盲孔B，盲孔B内安装弹簧B和钢珠B，弹簧B设置为能够推动钢珠B压靠在轴套B上的一个锁止槽B内的结构。

所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的调节部分A的位移斜面a末端设置最后直行型线a，位移斜面b末端设置最后直行型线b，最后直行型线a与位移斜面a斜面部连接，最后直行型线b与位移斜面b斜面部连接；所述的调节部分B的位移斜面d末端设置最后直行型线e，位移斜面e末端设置最后直行型线d，最后直行型线e与位移斜面d斜面部连接，最后直行型线d与位移斜面e斜面部连接，所述的位移斜面c末端的位移斜面c小直线部与位移斜面c斜面部连接，位移斜面f末端的位移斜面f小直线部与位移斜面f斜面部连接。

所述的调节部分A的位移斜面a直线部24和位移斜面b直线部平行布置，位移斜面a斜面部和位移斜面b斜面部设置为呈八字形结构；调节部分B的位移斜面c直线部和位移斜面d直线部平行布置，位移斜面c斜面部和位移斜面d斜面部设置为平行布置的结构；位移斜面e直线部和位移斜面f直线部平行布置，位移斜面e斜面部和位移斜面f斜面部设置为平行布置的结构。

所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构从小凸轮状态向大凸轮状态切换时，阀销B伸出后设置为能够依次经过位移斜面c直线部、位移斜面c斜面部、位移斜面b直线部、位移斜面b斜面部，再移动到回位斜面的结构；所述用于内燃机的两级可变气门升程机构从大凸轮状态向小凸轮状态切换时，阀销A伸出后设置为能够依次经过位移斜面f直线部、位移斜面f斜面部、位移斜面a直线部、位移斜面a斜面部，再移动到回位斜面的结构。

所述用于内燃机的两级可变气门升程机构的轴套A上设置多组凸轮A，每组凸轮A分别包括一个大凸轮A和一个小凸轮A，轴套B上设置多组凸轮B，每组凸轮B分别包括一个大凸轮B和一个小凸轮B。

采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：

本发明所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构，针对现有技术中的结构及存在的问题，有针对性地进行局部改进，而改进点主要集中于：1)轴套与调节部分的关系与现有技术的气门可变升程系统不同。由于轴套中的调节部分最难加工，本发明一侧的轴套A与调节部分A为一体式，另一侧的轴套B与调节部分B为分体式。一体式结构的调节部分A，结构较为简单，较为容易加工，采用机加工即可，工艺简单，成本低，而较难加工的调节部分B，则使用MIM(英文全称：Metal injection Molding)工艺一体成型，经过计算此种工艺，能够节省很多加工费用，方便加工，降低加工成本和加工工序。2)发动机的NVH设计良好。本发明中使用了两项技术使大小凸轮切换时噪音降低。第一种为全封闭式的锁止槽设计，使得切换时的力更小，产生撞击声音更小。第二种为轴向距离控制设计，其中轴套A和轴套B切换时为异响切换，切换时轴套之间及轴套和其他部件之间不会发生撞击，降低噪音，提升整体性能。3)调节部分设计巧妙，调节部分B上布置挡圈A和挡圈B。因为发动机运行过程中有可能出现控制错误或者机械结构失效问题，使得阀销异常伸出，挡圈A和挡圈B的设计可以保护调节部分B，对异常伸出的阀销起到阻挡作用，即使阀销异常伸出，也不会与相关斜面接触，自然有效防止异常伸出的阀销作用在相应斜面而作用在轴套上带来的危险，有效保护轴套及整个系统使用安全，避免轴套及整个系统因为阀销异常伸出而受损。本发明的机构，通过阀销(阀销A、阀销B)、芯轴、轴套(轴套A和轴套B)、调节部分(调节部分A、调节部分B)的设置，在发动机正常运行过程中，不同工况下，由发动机控制单元ECU发出指令，控制相应的阀销伸出，阀销作用在相应的位移斜面上，此时，凸轮轴不断旋转，阀销能够施加轴向的力在相应的位移斜面，使相应的轴套实现轴向移动，此时即可切换大凸轮和小凸轮的切换。在不同工况下，使用不同大小的凸轮，大小凸轮上的桃尖突起大小不同，作用在滚子摇臂与液压挺柱上，使得发动机的气门升程改变。由于气门升程改变，使发动机在进气冲程可以吸入不同量的空气(或燃料、空气混合物)，发动机在不同工况需求下都能够采用最佳的工作状态。因此，在发动机的开发过程中，通过对ECU中的控制策略进行调整，可以使发动机在需求动力时提供更高的动力，在需求节能时更加节油，更加科学的完成燃烧与做功。本发明的系统，针对特定的技术问题，有针对性地进行解决，提出独特的解决技术方案，并且是从不同角度、不同方面着手，这不同角度、不同方面之间关联性小，而最终都服务于系统整体性能的改进，最终使发动机在不同工况需求下都能够采用最佳的工作状态，发动机在需求动力时提供更高的动力，在需求节能时更加节油，更加科学地完成燃烧与做功，有效降低能源浪费，提高热效率。本发明所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构，能够精确实现发动机的凸轮状态切换，使得发动机在不同工况需求下都能够采用最佳的工作状态，更为重要的是，能够实现轴套的异向切换，切换时轴套之间及轴套和其他部件之间不会发生撞击，降低噪音，而阀销异常伸出时具有防错功能，避免损坏部件，简化结构和加工工艺、降低加工难度，提升整体性能，降低成本。

附图说明

下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：

图1为本发明所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的整体结构示意图；

图2为本发明所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的剖视结构示意图；

图3为本发明所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的轴套A的结构示意图；

图4为本发明所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的轴套B的结构示意图；

图5为本发明所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的轴套B的调节部件的结构示意图；

图6为本发明所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的轴套B的端头的局部剖视结构示意图；

图7为本发明所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的阀销B位于处于展开状态的调节部分的位移斜面c位置时的结构示意图；

图8为本发明所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的阀销B位于处于展开状态的调节部分的位移斜面b位置时的结构示意图；

图9为本发明所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的阀销B位于处于展开状态的调节部分的回位斜面位置时的结构示意图；

图10为本发明所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构有回位斜面时的电磁阀的结构示意图；

图11为本发明所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构无回位斜面时的电磁阀的结构示意图；

附图中标记为：1、芯轴；2、阀销A；3、阀销B；4、轴套A；5、轴套B；6、调节部分A；7、调节部分B；8、位移斜面a；9、位移斜面b；10、位移斜面c；11、位移斜面d；12、位移斜面e；13、位移斜面f；14、回位斜面；15、电磁阀壳体；16、销轴；17、连接杆件A；18、连接杆件B；19、回位弹性元件A；20、回位弹性元件B；21、壳体下端面；22、挡圈A；23、挡圈B；24、位移斜面a直线部；25、位移斜面a斜面部；26、位移斜面b直线部；27、位移斜面b斜面部；28、位移斜面c直线部；29、位移斜面c斜面部；30、位移斜面d直线部；31、位移斜面d斜面部；32、位移斜面e直线部；33、位移斜面e斜面部；34、位移斜面f直线部；35、位移斜面f斜面部；36、锁止槽A；37、盲孔A；38、弹簧A；39、钢珠A；40、堵头；41、盲孔B；42、通孔；44、最后直行型线a；45、最后直行型线b；46、最后直行型线d；47、最后直行型线e；48、大凸轮A；49、小凸轮A；50、大凸轮B；51、小凸轮B；52、调节部分A凸起；53、位移斜面c小直线部；54、位移斜面f小直线部。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：

如附图1-附图11所示，本发明为一种用于内燃机的两级可变气门升程机构，包括芯轴1、阀销A2、阀销B3，芯轴1上活动套装轴套A4和轴套B5，轴套A4上设置调节部分A6，轴套B5上设置调节部分B7，调节部分A6上设置位移斜面a8和位移斜面b9，调节部分B7上设置位移斜面c10、位移斜面d11、位移斜面e12、位移斜面f13，轴套A4与调节部分A6为一体式结构，轴套B5与调节部分B7为分体式结构，调节部分B7为MIM工艺加工成型，调节部分A6为机械加工成型，调节部分B7设置为有回位斜面14或无位移斜面14的结构，所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构进行凸轮状态切换而从小凸轮状态向大凸轮状态切换时，阀销B3设置为能够作用在调节部分B7上而带动轴套B5相对于芯轴1向左侧方向轴向移动的结构，阀销B3还设置为能够作用在调节部分A6上而带动轴套A4相对于芯轴1向右侧方向轴向移动的结构，所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构进行凸轮状态切换而从大凸轮向小凸轮状态切换时，阀销A2设置为能够作用在调节部分B7上而带动轴套B5相对于芯轴1向右侧方向轴向移动的结构，阀销A2还设置为能够作用在调节部分A6上而带动轴套A4相对于芯轴1向左侧方向轴向移动的结构。上述结构，针对现有技术中的结构及存在的问题，有针对性地进行局部改进，而改进点主要集中于：1)轴套与调节部分的关系与现有技术的气门可变升程系统不同。由于轴套中的调节部分最难加工，本发明一侧的轴套A4与调节部分A6为一体式，另一侧的轴套B5与调节部分B7为分体式。一体式结构的调节部分A6，结构较为简单，较为容易加工，采用机加工即可，工艺简单，成本低，而较难加工的调节部分B，则使用MIM(英文全称：Metal injection Molding)工艺一体成型，经过计算此种工艺，能够节省很多加工费用，方便加工，降低加工成本和加工工序。2)发动机的NVH设计良好。本发明中使用了两项技术使大小凸轮切换时噪音降低。第一种为全封闭式的锁止槽设计，使得切换时的力更小，产生撞击声音更小。第二种为轴向距离控制设计，其中轴套A和轴套B切换时为异响切换，切换时轴套之间及轴套和其他部件之间不会发生撞击，降低噪音，提升整体性能。3)调节部分设计巧妙，调节部分B上布置挡圈A和挡圈B。因为发动机运行过程中有可能出现控制错误或者机械结构失效问题，使得阀销异常伸出，挡圈A和挡圈B的设计可以保护调节部分B，对异常伸出的阀销起到阻挡作用，即使阀销异常伸出，也不会与相关斜面接触，自然有效防止异常伸出的阀销作用在相应斜面而作用在轴套上带来的危险，有效保护轴套及整个系统使用安全，避免轴套及整个系统因为阀销异常伸出而受损。本发明的机构，通过阀销(阀销A、阀销B)、芯轴、轴套(轴套A和轴套B)、调节部分(调节部分A、调节部分B)的设置，在发动机正常运行过程中，不同工况下，由发动机控制单元ECU发出指令，控制相应的阀销伸出，阀销作用在相应的位移斜面上，此时，凸轮轴不断旋转，所以阀销能够施加轴向的力在相应的位移斜面，使相应的轴套实现轴向移动，此时即可切换大凸轮和小凸轮的切换。在不同工况下，使用不同大小的凸轮，大小凸轮上的桃尖突起大小不同，作用在滚子摇臂与液压挺柱上，使得发动机的气门升程改变。由于气门升程改变，使发动机在进气冲程可以吸入不同量的空气(或燃料、空气混合物)，发动机在不同工况需求下都能够采用最佳的工作状态。因此，在发动机的开发过程中，通过对ECU中的控制策略进行调整，可以使发动机在需求动力时提供更高的动力，在需求节能时更加节油，更加科学的完成燃烧与做功。本发明的系统，针对特定的技术问题，有针对性地进行解决，提出独特的解决技术方案，并且是从不同角度、不同方面着手，这不同角度、不同方面之间关联性小，而最终都服务于系统整体性能的改进，最终使发动机在不同工况需求下都能够采用最佳的工作状态，发动机在需求动力时提供更高的动力，在需求节能时更加节油，更加科学地完成燃烧与做功，有效降低能源浪费，提高热效率。本发明所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构，能够精确实现发动机的凸轮状态切换，使得发动机在不同工况需求下都能够采用最佳的工作状态，更为重要的是，能够实现轴套的异向切换，切换时轴套之间及轴套和其他部件之间不会发生撞击，降低噪音，而阀销异常伸出时具有防错功能，避免损坏部件，同时简化结构和加工工艺、降低加工难度，提升整体性能，降低成本。

所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的调节部分B7为有回位斜面14结构时，电磁阀的电磁阀壳体15内的销轴16一侧通过连接杆件A17与阀销A2活动连接，销轴16另一侧通过连接杆件B18与阀销B3活动连接。上述结构，对于调节部分B7为有回位斜面14的结构，选择电磁阀时，选择带阀销A和阀销B的电磁阀，而电磁阀伸出后回位时，通过回位斜面，能够可靠准确将阀销顶回电磁阀，避免无法及时回位。这样，有效确保整个机构能够可靠工作，避免机构发生损坏或事故。

所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的调节部分B7为无回位斜面14结构时，电磁阀的电磁阀壳体15内安装销轴16，销轴16一侧通过连接杆件A17与阀销A2活动连接，销轴16另一侧通过连接杆件B18与阀销B3活动连接，阀销A2上套装回位弹性元件A19，阀销B3上套装回位弹性元件B20，回位弹性元件A19上端抵靠在阀销A2上的限位台A上，回位弹性元件A19下端抵靠在壳体下端面21内壁上，回位弹性元件B20上端抵靠在阀销B3上的限位台B上，回位弹性元件B20下端抵靠在壳体下端面21内壁。上述结构，对于调节部分B7为无回位斜面14的结构，选择电磁阀时，选择带阀销A和阀销B的电磁阀，同时需要配备回位弹性元件A19和回位弹性元件B20。这样的结构，通过回位弹性元件A19和回位弹性元件B20，使得阀销A和阀销B实现关联，具备阀销防错功能。两阀销通过一销轴连接，在发动及工作时，这种结构可以保证在一个阀销伸出时，会压缩对应的回位弹性元件，而另一个阀销在对应的回位弹性元件的作用下不会伸出。这样，确保阀销能够准确回位，从而避免无法及时回位问题出现。这样，有效确保整个机构能够可靠工作，避免机构发生损坏或事故。

所述的调节部分B7上还设置挡圈A22和挡圈B23，挡圈A22和挡圈B23分别延伸到调节部分A6表面位置，挡圈A22沿调节部分B7一端端面延伸，挡圈B23沿调节部分B7一端端面延伸，挡圈A22和挡圈B23延伸到调节部分A6表面位置时，位移斜面a8和位移斜面b9形成的调节部分A凸起52位于挡圈A22和挡圈B23之间。所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的调节部分B7上的挡圈A22内侧面与位移斜面c小直线部一端端面连接，挡圈B23内侧面与位移斜面f小直线部一端端面连接。上述结构，通过调节部分B7上的挡圈A、挡圈B的设置，可以保证在凸轮轴旋转时，即便调节部分B7上的阀销A2、阀销B3因为ECU控制错误或者机械失效而错误伸出，轴套也不会异常切换，因为挡圈A和挡圈B的阻挡作用，使得阀销根本没有机会接触斜面，防止造成严重后果，保证可变气门升程机构的安全。如果阀销下错销，在错误下销的阀销也会在经过回位斜面时被可靠推回。

所述的调节部分A6的位移斜面a8包括位移斜面a直线部24和位移斜面a斜面部25，调节部分A6的位移斜面b9包括位移斜面b直线部26和位移斜面b斜面部27；调节部分B7的位移斜面c10包括位移斜面c直线部28、位移斜面c斜面部29和位移斜面c小直线部，位移斜面d11包括位移斜面d直线部30、位移斜面d斜面部31和位移斜面d小直线部(最后直行型线d)，位移斜面e12包括位移斜面e直线部32、位移斜面e斜面部33和位移斜面e小直线部(最后直行型线e)，位移斜面f13包括位移斜面f直线部34、位移斜面f斜面部35和位移斜面f小直线部。

所述的轴套A4内壁位置设置多个锁止槽A36，芯轴1上设置沿芯轴1径向布置的凹进的盲孔A37，盲孔A37内安装弹簧A38和钢珠A39，弹簧A38设置为能够推动钢珠A39压靠在轴套A4内壁上的一个锁止槽A36内的结构；所述的轴套B5内壁设置多个锁止槽B，芯轴1上设置沿芯轴1径向布置的凹进的盲孔B41，盲孔B41内安装弹簧B和钢珠B，弹簧B设置为能够推动钢珠B压靠在轴套B5上的一个锁止槽B内的结构。上述结构，芯轴1表面设置凹进的盲孔，盲孔中心线与芯轴1中心线垂直布置。这样，在发动机工作过程中，弹簧(弹簧A和弹簧B)施力在钢珠(钢珠A和钢珠B)上，钢珠压紧轴套内壁相应的一个沟槽(锁止槽)中，这样，使凸轮轴在工作高速旋转时不会轴向窜动，实现了凸轮状态切换后的限位，确保了安全性。与此同时，由于盲孔的结构设计使得轴套受力方向如图2中a向所示，从而使轴套向a向偏移。在凸轮轴旋转时，滚子摇臂与轴套上的桃尖相互接触、相互作用，此时盲孔设计凸轮轴的轴套摆动更小，受力更加优秀的同时，可以有效降低噪音，对NVH有较大的提升。

本发明所述的结构中，堵头40设置有通孔42，安装中堵头安装在芯轴尾端，与轴套的端面保持一定距离，以保证轴套切换时不会过度伸出，以及保证切换时减少噪音。为保证轴套在芯轴上不产生轴向位移，用一根螺栓穿过通孔，与芯轴1上的螺纹孔轴向配合锁死堵头。

所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的调节部分A6的位移斜面a8末端设置最后直行型线a44，位移斜面b9末端设置最后直行型线b45，最后直行型线a44与位移斜面a斜面部25连接，最后直行型线b45与位移斜面b斜面部27连接；调节部分B7的位移斜面d11末端设置最后直行型线e47，位移斜面e12末端设置最后直行型线d46，最后直行型线e47与位移斜面d斜面部31连接，最后直行型线d46与位移斜面e斜面部33连接，位移斜面c10末端的位移斜面c小直线部与位移斜面c斜面部29连接，位移斜面f13末端的位移斜面f小直线部54与位移斜面f斜面部35连接。上述结构，当调节部分带动轴套移动的最后阶段时，通过阀销与最后直行型线a44及最后直行型线b45相互作用，即阀销经过最后直行型线a44或最后直行型线b45时，轴套实际上不会轴向移动，防止轴套移动过多，避免与芯轴或堵头发生撞击，对NVH有良好作用，能够有效降低噪音。这样，通过局部改进，有效改善整机NVH性能。而阀销带动轴套相对于芯轴轴向移动时，两个轴套异向切换的距离，由最后直行型线a44、最后直行型线b45、最后直行型线d46、最后直行型线e47控制，防止轴套移动过多。因为能够有效防止移动过多，就避免轴套避免与芯轴或堵头发生撞击。

所述的调节部分A6的位移斜面a直线部24和位移斜面b直线部26平行布置，位移斜面a斜面部25和位移斜面b斜面部27设置为呈八字形结构；调节部分B7的位移斜面c直线部28和位移斜面d直线部30平行布置，位移斜面c斜面部29和位移斜面d斜面部31设置为平行布置的结构；位移斜面e直线部32和位移斜面f直线部34平行布置，位移斜面e斜面部33和位移斜面f斜面部35设置为平行布置的结构。上述结构，进行改进时，通过位移斜面的具体结构的设置，使得两个轴套在切换时，或者两个同时向外侧运动，或者两个同时向内侧运动，这样，切换时实现异向切换控制，轴套之间及轴套和其他部件之间不会发生撞击，降低噪音。与此同时，轴套B和调节部分B为分体式结构。轴套B和调节部分B分别加工成型，而轴套B和调节部分B连接时，将轴套B端放入液氮中冷却，调节部分B放入保温箱中加热至200℃左右，调节部分B的温度达到要求温度后，取出调节部分B与轴套B过盈压装，将调节部分B与轴套B压装连接，实现与轴套B的固定连接。这样，连接工艺简单，避免造成变形和损坏。

所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构从小凸轮状态向大凸轮状态切换时，阀销B3伸出后设置为能够依次经过位移斜面c直线部28、位移斜面c斜面部29、位移斜面b直线部26、位移斜面b斜面部27，再移动到回位斜面14的结构；所述用于内燃机的两级可变气门升程机构从大凸轮状态向小凸轮状态切换时，阀销A2伸出后设置为能够依次经过位移斜面f直线部34、位移斜面f斜面部35、位移斜面a直线部24、位移斜面a斜面部25，再移动到回位斜面14的结构。上述结构，是对于内燃机的两级可变气门升程机构进行大凸轮和小凸轮调节时的调节过程的控制。而且是针对有回位斜面的结构。本发明调节的最明显特点，在于使用异向切换方式，即切换大凸轮时，各轴套均向外侧移动，切换小凸轮时，轴套均向内侧移动，使用独特的调节部分的结构设计，能够有效达到降噪的效果，从而提高气门升程系统的性能。

所述用于内燃机的两级可变气门升程机构的轴套A上设置多组凸轮A，每组凸轮A分别包括一个大凸轮A48和一个小凸轮A49，轴套B5上设置多组凸轮B，每组凸轮B分别包括一个大凸轮B50和一个小凸轮B51。上述结构，在发动机工作过程中，通过发动机ECU控制电磁阀的不同阀销的伸出和收缩，实现两个轴套的轴向移动，实现大凸轮和小凸轮的切换，确保发动机始终能够在最佳工况下工作，提升整体性能。

采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：

本发明所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构，针对现有技术中的结构及存在的问题，有针对性地进行局部改进，而改进点主要集中于：1)轴套与调节部分的关系与现有技术的气门可变升程系统不同。由于轴套中的调节部分最难加工，本发明一侧的轴套A与调节部分A为一体式，另一侧的轴套B与调节部分B为分体式。一体式结构的调节部分A，结构较为简单，较为容易加工，采用机加工即可，工艺简单，成本低，而较难加工的调节部分B，则使用MIM(英文全称：Metal injection Molding)工艺一体成型，经过计算此种工艺，能够节省很多加工费用，方便加工，降低加工成本和加工工序。2)发动机的NVH设计良好。本发明中使用了两项技术使大小凸轮切换时噪音降低。第一种为全封闭式的锁止槽设计，使得切换时的力更小，产生撞击声音更小。第二种为轴向距离控制设计，其中轴套A和轴套B切换时为异响切换，切换时轴套之间及轴套和其他部件之间不会发生撞击，降低噪音，提升整体性能。3)调节部分设计巧妙，调节部分B上布置挡圈A和挡圈B。因为发动机运行过程中有可能出现控制错误或者机械结构失效问题，使得阀销异常伸出，挡圈A和挡圈B的设计可以保护调节部分B，对异常伸出的阀销起到阻挡作用，即使阀销异常伸出，也不会与相关斜面接触，自然有效防止异常伸出的阀销作用在相应斜面而作用在轴套上带来的危险，有效保护轴套及整个系统使用安全，避免轴套及整个系统因为阀销异常伸出而受损。本发明的机构，通过阀销(阀销A、阀销B)、芯轴、轴套(轴套A和轴套B)、调节部分(调节部分A、调节部分B)的设置，在发动机正常运行过程中，不同工况下，由发动机控制单元ECU发出指令，控制相应的阀销伸出，阀销作用在相应的位移斜面上，此时，凸轮轴不断旋转，阀销能够施加轴向的力在相应的位移斜面，使相应的轴套实现轴向移动，此时即可切换大凸轮和小凸轮的切换。在不同工况下，使用不同大小的凸轮，大小凸轮上的桃尖突起大小不同，作用在滚子摇臂与液压挺柱上，使得发动机的气门升程改变。由于气门升程改变，使发动机在进气冲程可以吸入不同量的空气(或燃料、空气混合物)，发动机在不同工况需求下都能够采用最佳的工作状态。因此，在发动机的开发过程中，通过对ECU中的控制策略进行调整，可以使发动机在需求动力时提供更高的动力，在需求节能时更加节油，更加科学的完成燃烧与做功。本发明的系统，针对特定的技术问题，有针对性地进行解决，提出独特的解决技术方案，并且是从不同角度、不同方面着手，这不同角度、不同方面之间关联性小，而最终都服务于系统整体性能的改进，最终使发动机在不同工况需求下都能够采用最佳的工作状态，发动机在需求动力时提供更高的动力，在需求节能时更加节油，更加科学地完成燃烧与做功，有效降低能源浪费，提高热效率。本发明所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构，能够精确实现发动机的凸轮状态切换，使得发动机在不同工况需求下都能够采用最佳的工作状态，更为重要的是，能够实现轴套的异向切换，切换时轴套之间及轴套和其他部件之间不会发生撞击，降低噪音，而阀销异常伸出时具有防错功能，避免损坏部件，简化结构和加工工艺、降低加工难度，提升整体性能，降低成本。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于内燃机的两级可变气门升程机构，其特征在于：包括芯轴(1)、阀销A(2)、阀销B(3)，芯轴(1)上活动套装轴套A(4)和轴套B(5)，轴套A(4)上设置调节部分A(6)，轴套B(5)上设置调节部分B(7)，调节部分A(6)上设置位移斜面a(8)和位移斜面b(9)，调节部分B(7)上设置位移斜面c(10)、位移斜面d(11)、位移斜面e(12)、位移斜面f(13)，轴套A(4)与调节部分A(6)为一体式结构，轴套B(5)与调节部分B(7)为分体式结构，调节部分B(7)为MIM工艺加工成型，调节部分A(6)为机械加工成型，调节部分B(7)设置为有回位斜面(14)或无位移斜面(14)的结构，所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构进行凸轮状态切换而从小凸轮状态向大凸轮状态切换时，阀销B(3)设置为能够作用在调节部分B(7)上而带动轴套B(5)相对于芯轴(1)向左侧方向轴向移动的结构，阀销B(3)还设置为能够作用在调节部分A(6)上而带动轴套A(4)相对于芯轴(1)向右侧方向轴向移动的结构，所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构进行凸轮状态切换而从大凸轮向小凸轮状态切换时，阀销A(2)设置为能够作用在调节部分B(7)上而带动轴套B(5)相对于芯轴(1)向右侧方向轴向移动的结构，阀销A(2)还设置为能够作用在调节部分A(6)上而带动轴套A(4)相对于芯轴(1)向左侧方向轴向移动的结构。

2.根据权利要求1所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构，其特征在于：所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的调节部分B(7)为有回位斜面(14)结构时，电磁阀的电磁阀壳体(15)内的销轴(16)一侧通过连接杆件A(17)与阀销A(2)活动连接，销轴(16)另一侧通过连接杆件B(18)与阀销B(3)活动连接。

3.根据权利要求1所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构，其特征在于：所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的调节部分B(7)为无回位斜面(14)结构时，电磁阀的电磁阀壳体(15)内安装销轴(16)，销轴(16)一侧通过连接杆件A(17)与阀销A(2)活动连接，销轴(16)另一侧通过连接杆件B(18)与阀销B(3)活动连接，阀销A(2)上套装回位弹性元件A(19)，阀销B(3)上套装回位弹性元件B(20)，回位弹性元件A(19)上端抵靠在阀销A(2)上的限位台A上，回位弹性元件A(19)下端抵靠在壳体下端面(21)内壁上，回位弹性元件B(20)上端抵靠在阀销B(3)上的限位台B上，回位弹性元件B(20)下端抵靠在壳体下端面(21)内壁。

4.根据权利要求1或2或3所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构，其特征在于：所述的调节部分B(7)上还设置挡圈A(22)和挡圈B(23)，挡圈A(22)和挡圈B(23)分别延伸到调节部分A(6)表面位置，挡圈A(22)沿调节部分B(7)一端端面延伸，挡圈B(23)沿调节部分B(7)一端端面延伸，挡圈A(22)和挡圈B(23)延伸到调节部分A(6)表面位置时，位移斜面a(8)和位移斜面b(9)形成的调节部分A凸起(52)位于挡圈A(22)和挡圈B(23)之间。

5.根据权利要求1所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构，其特征在于：所述的调节部分A(6)的位移斜面a(8)包括位移斜面a直线部(24)和位移斜面a斜面部(25)，所述的调节部分A(6)的位移斜面b(9)包括位移斜面b直线部(26)和位移斜面b斜面部(27)；所述的调节部分B(7)的位移斜面c(10)包括位移斜面c直线部(28)、位移斜面c斜面部(29)和位移斜面c小直线部，位移斜面d(11)包括位移斜面d直线部(30)、位移斜面d斜面部(31)和位移斜面d小直线部，位移斜面e(12)包括位移斜面e直线部(32)、位移斜面e斜面部(33)和位移斜面e小直线部，位移斜面f(13)包括位移斜面f直线部(34)、位移斜面f斜面部(35)和位移斜面f小直线部。

6.根据权利要求4所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构，其特征在于：所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的调节部分B(7)上的挡圈A(22)内侧面与位移斜面c小直线部(53)一端端面连接，挡圈B(23)内侧面与位移斜面f(54)小直线部一端端面连接。

7.根据权利要求1所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构，其特征在于：所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的轴套A(4)内壁位置设置多个锁止槽A(36)，芯轴(1)上设置沿芯轴(1)径向布置的凹进的盲孔A(37)，盲孔A(37)内安装弹簧A(38)和钢珠A(39)，弹簧A(38)设置为能够推动钢珠A(39)压靠在轴套A(4)内壁上的一个锁止槽A(36)内的结构；所述的轴套B(5)内壁设置多个锁止槽B，芯轴(1)上设置沿芯轴(1)径向布置的凹进的盲孔B(41)，盲孔B(41)内安装弹簧B和钢珠B，弹簧B设置为能够推动钢珠B压靠在轴套B(5)上的一个锁止槽B内的结构。

8.根据权利要求1所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构，其特征在于：所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构的调节部分A(6)的位移斜面a(8)末端设置最后直行型线a(44)，位移斜面b(9)末端设置最后直行型线b(45)，最后直行型线a(44)与位移斜面a斜面部(25)连接，最后直行型线b(45)与位移斜面b斜面部(27)连接；所述的调节部分B(7)的位移斜面d(11)末端设置最后直行型线e(47)，位移斜面e(12)末端设置最后直行型线d(46)，最后直行型线e(47)与位移斜面d斜面部(31)连接，最后直行型线d(46)与位移斜面e斜面部(33)连接，位移斜面c(10)末端的位移斜面c小直线部与位移斜面c斜面部(29)连接，位移斜面f(13)末端的位移斜面f小直线部与位移斜面f斜面部(35)连接。

9.根据权利要求5所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构，其特征在于：所述的调节部分A(6)的位移斜面a直线部(24)和位移斜面b直线部(26)平行布置，位移斜面a斜面部(25)和位移斜面b斜面部(27)设置为呈八字形结构；调节部分B(7)的位移斜面c直线部(28)和位移斜面d直线部(30)平行布置，位移斜面c斜面部(29)和位移斜面d斜面部(31)设置为平行布置的结构；位移斜面e直线部(32)和位移斜面f直线部(34)平行布置，位移斜面e斜面部(33)和位移斜面f斜面部(35)设置为平行布置的结构。

10.根据权利要求5所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构，其特征在于：所述的用于内燃机的两级可变气门升程机构从小凸轮状态向大凸轮状态切换时，阀销B(3)伸出后设置为能够依次经过位移斜面c直线部(28)、位移斜面c斜面部(29)、位移斜面b直线部(26)、位移斜面b斜面部(27)，再移动到回位斜面(14)的结构；所述用于内燃机的两级可变气门升程机构从大凸轮状态向小凸轮状态切换时，阀销A(2)伸出后设置为能够依次经过位移斜面f直线部(34)、位移斜面f斜面部(35)、位移斜面a直线部(24)、位移斜面a斜面部(25)，再移动到回位斜面(14)的结构。

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