CN114046191A - 一种发动机可变气门正时装置 - Google Patents

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Abstract

一种发动机可变气门正时装置属汽车发动机技术领域，本发明的皮带轮和传动块固接，皮带轮内装配轴承对，凸轮轴链接块装配在轴承对内，凸轮轴和驱动轴和凸轮轴链接块键连接，传动块和轴承装配在前盖板上，控制轴组件间隙装配在前盖板上，控制轴组件上的齿轮分别和内齿圈和传动块的头部齿轮部分啮合，传动块和驱动轴间隙配合，内齿圈和支撑座间隙配合，控制块间隙配合在支撑座内，蜗轮和控制块固接，蜗杆和蜗轮轴向垂直，后盖板和支撑座固接。本发明能实现气门正时的调节，改变配气相位，可实现大范围改变负阀重叠角度，有利于实现汽油的可控自燃，提高发动机的燃油经济性和排放特性。

Description

一种发动机可变气门正时装置
技术领域
本发明属汽车发动机技术领域，具体涉及一种发动机可变气门正时装置。
背景技术
配气机构是内燃机的重要组成部分之一，它承载着实现发动机各个气缸进、排气门的开、闭正时以及控制气门升程运动规律的重要作用，是实现发动机换气过程，保证内燃机热功转换的工作循环得以周而复始不断进行下去的基础。因此，发动机是否能可靠工作，其动力性和经济性能否得到保障，与配气机构在换气过程中对气门运动规律的控制密切相关。
传统的发动机气门的运动规律是不变的，传统发动机的配气参数的确定是在发动机各种工况下进行大量的实验研究后确定的，由于它的凸轮型线是确定的，也就决定了它只能保证某一工况的最优，这已经不能满足日益严格的排放法规，高效率，低油耗的要求。
所以，为了满足所有工况对配气机构的要求，提高经济性、动力性，降低有害物排放，需要一种连续可变气门结构，来实现配气相位和气门升程的连续可变。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的成品发动机的可变气门正时调节角度有限，不能够满足汽油可控自燃对负阀重叠角的要求范围的问题，提供了一种可实现大范围调节进气门正时的发动机可变气门正时装置。
本发明的一种发动机可变气门正时装置，由皮带轮A、传动块B、前盖板C、控制轴组件aD、控制轴组件bE、控制块F、蜗轮蜗杆组件G、后盖板H、驱动轴I、轴承对1、凸轮轴2、凸轮轴链接块3、轴承a4、支撑座5、孔5a、内齿圈6、轴承b7、轴承c8、轴承d9和轴承e10组成，其中皮带轮A上设有螺栓孔组a11和中心孔a12；传动块B上设有外圈13、螺栓孔组c14和中心孔b15；前盖板C上设有缺口a17、通孔18、中心孔c19和螺栓孔组b20；前盖板C圆周上设有螺栓孔a 16；控制轴组件aD由限位挡块a21、齿轮a23和齿轮控制轴a24组成，其中齿轮限位挡块a21上设有中心孔d22；齿轮控制轴a24上设有螺栓孔b25；控制轴组件bE由限位挡块b26、齿轮控制轴b28、齿轮b30和齿轮c31组成，其中限位挡块b26上设有中心孔e27；齿轮控制轴b28上设有螺栓孔c29；齿轮c31上设有中心孔f32；控制块F上设有缺口b34、螺纹孔组35和中心孔g36，控制块F圆周上设有螺栓孔d33；蜗轮蜗杆组件G由蜗轮38和蜗杆37组成，蜗轮38上设有中心孔h39和螺栓孔组d40；后盖板H上设有中心孔i41、螺栓孔组e42、通孔组43和圆孔组44；驱动轴I中部设有凸台a45，驱动轴I后部设有凸台b46。
皮带轮A、传动块B、前盖板C、控制轴组件aD、控制轴组件bE、控制块F、蜗轮蜗杆组件G和后盖板H自前至后顺序排列；凸轮轴链接块3外圈经轴承对1与皮带轮A活动连接；传动块B的外圈13经轴承a4与前盖板C活动连接；凸轮轴2和驱动轴I前后排列，凸轮轴2和驱动轴I的结合部与凸轮轴链接块3内圈键连接；驱动轴I的后部经轴承c8与后盖板H的中心孔i41活动连接，轴承c8前端由驱动轴I的凸台b46限位；驱动轴I的凸台a45后部经轴承b7与控制块F的中心孔g36活动连接；驱动轴I的凸台a45前部自后至前顺序穿过控制轴组件bE中的齿轮c31的中心孔f32、轴承d9、轴承e10和传动块B的中心孔b15，其中驱动轴I与齿轮c31的中心孔f32键连接；驱动轴I经轴承d9与控制轴组件bE的限位挡块b26的中心孔e27活动连接；驱动轴I经轴承e10与控制轴组件aD的限位挡块a21的中心孔d22活动连接；支撑座5为圆管形，支撑座5的前端与前盖板C的后面固接，支撑座5的后端与后盖板H的前面固接；内齿圈6的外圈与支撑座5的内圈间隙配合；控制轴组件aD的齿轮a23与内齿圈6啮合；控制轴组件bE的齿轮d30与内齿圈6啮合；皮带轮A和传动块B经螺栓固接；前盖板C经螺栓与支撑座5的前端固接；后盖板H经螺栓与支撑座5的后端固接；蜗轮蜗杆组件G的蜗轮38和控制块F经螺栓固接；控制轴组件aD的齿轮控制轴a24前端与前盖板C的凹槽a17固接；控制轴组件bE的齿轮控制轴b28后端与控制块F的凹槽b34固接。
所述的控制轴组件aD中齿轮a23固接于齿轮控制轴a24中部，齿轮控制轴a24后部固接于限位挡块a21前面。
所述的控制轴组件bE中齿轮d30固接于齿轮控制轴b28中部，齿轮控制轴b28前部固接于限位挡块b26后面；齿轮c31与齿轮b30啮合。
本发明的发动机可变气门正时装置的工作过程如下：
发动机工作时，发动机曲轴通过皮带带动皮带轮A转动，传动块B固接在皮带轮A上，所以皮带轮A转动时带动传动块B转动，因为轴承对1装配在皮带轮A和凸轮轴链接块3中，所以皮带轮A转动时，凸轮轴链接块3不发生转动，传动块B转动时，与传动块B齿轮部分啮合的齿轮a23发生转动，因为传动块B和驱动轴I间隙配合，所以驱动轴I不会与传动块B一起转动，齿轮a23转动传动内齿圈6转动，内齿圈6转动使与它啮合的齿轮b30转动，齿轮b30传动使齿轮c31转动，齿轮c31和驱动轴I键连接，带动驱动轴I转动，驱动轴I和凸轮轴链接块3键连接。驱动轴I转动带动凸轮轴链接块3转动，凸轮轴2和凸轮轴链接块3键连接，所以凸轮轴链接块3转动使凸轮轴2一起转动。
当发动机工况改变，需要进行正时调节时，转动蜗杆37，蜗杆37和蜗轮38轴向垂直，蜗杆37转动带动蜗轮38转动，蜗轮38和控制块F固接在一起，所以蜗轮38和控制块F一起转动，装配在控制块F上的齿轮控制轴b28跟随控制块F一起旋转，间隙配合的齿轮b30转动使啮合的内齿圈6转动，内齿圈6和齿轮a23啮合，内齿圈6转动带动齿轮a23转动，传动块B和齿轮a23啮合，齿轮a23转动使传动块B转动，皮带轮A通过皮带和曲轴链接，所以皮带轮A不会发生转动；齿轮b30转动时同时带动啮合齿轮c31转动，驱动轴I和齿轮c31键连接，所以在齿轮c31转动时，带动驱动轴I转动，凸轮轴2和凸轮轴链接块3键连接，所以凸轮轴2转动带动凸轮轴链接块3转动，凸轮轴链接块3和凸轮轴2键连接，所以凸轮轴链接块3转动带动凸轮轴2转动。因此，实现了气门正时的调节。
本发明的有益效果在于：
本发明所采用的连续改变气门正时的装置是电机，电机调节蜗轮蜗杆旋转从而实现气门正时的可变，对于发动机工况的变化反应灵敏，满足发动机工况对正时的要求，可以实现较大范围的负阀重叠角，满足汽油可控自燃对负阀重叠角的要求。
本发明所述的发动机可变气门正时装置，采用蜗轮蜗杆，齿轮传动，能保证传动比和机构的稳定性，增加机构使用寿命，工作可靠。
本发明所述的发动机可变气门正时装置，与现成品发动机的可变气门正时机构相比，具有更大的正时调节范围，成品发动机VVT无法满足汽油可控自燃对正时的高要求，本发明可以实现大范围正时调节，满足配合相位的大范围可变，灵活适用发动机运行多种工况。
附图说明
图1为发动机可变气门正时装置的剖视图；
图2为皮带轮A的剖视图；
图3为传动块B的剖视图；
图4为前盖板C的剖视图；
图5为前盖板C的正视图；
图6为支撑座5的剖视图；
图7为控制轴组件aD的剖视图；
图8为控制轴组件bE的剖视图；
图9为控制块F的剖视图；
图10为蜗轮蜗杆组件G的剖视图；
图11为后盖板H的剖视图；
图12为后盖板H的正视图；
图13为凸轮轴aI的剖视图；
其中：A.皮带轮 B.传动块 C.前盖板 D.控制轴组件a E.控制轴组件b F.控制块G.蜗轮蜗杆组件 H.后盖板 I.驱动轴 1.轴承对 2.凸轮轴 3.凸轮轴链接块 4.轴承a 5.支撑座 5a.孔 6.内齿圈 7.轴承b 8.轴承c 9.轴承d 10.轴承e 11.螺栓孔组a 12.中心孔a 13.外圈 14.螺栓孔组c 15.中心孔b 16.螺栓孔a 17.缺口a 18.通孔 19.中心孔c 20.螺栓孔组b 21.限位挡块a 22.中心孔d 23.齿轮a 24.齿轮控制轴a 25.螺栓孔b 26.限位挡块b 27.中心孔e 28.齿轮控制轴b 29.螺栓孔c 30.齿轮b 31.齿轮c 32.中心孔f 33.螺栓孔d 34.缺口b 35.螺纹孔组 36.中心孔g 37.蜗杆 38.蜗轮 39.中心孔h 40.螺栓孔组d41.中心孔i 42.螺栓孔组e 43.通孔组 44.圆孔组 45.凸台a 46.凸台b。
具体实施方式
下面结合附图描述本发明。
如图1-图13所示，本发明的一种发动机可变气门正时装置，由皮带轮A、传动块B、前盖板C、控制轴组件aD、控制轴组件bE、控制块F、蜗轮蜗杆组件G、后盖板H、驱动轴I、轴承对1、凸轮轴2、凸轮轴链接块3、轴承a4、支撑座5、孔5a、内齿圈6、轴承b7、轴承c8、轴承d9和轴承e10组成，其中皮带轮A上设有螺栓孔组a11和中心孔a12；传动块B上设有外圈13、螺栓孔组c14和中心孔b15；前盖板C上设有缺口a17、通孔18、中心孔c19和螺栓孔组b20；前盖板C圆周上设有螺栓孔a 16；控制轴组件aD由限位挡块a21、齿轮a23和齿轮控制轴a24组成，其中齿轮限位挡块a21上设有中心孔d22；齿轮控制轴a24上设有螺栓孔b25；控制轴组件bE由限位挡块b26、齿轮控制轴b28、齿轮b30和齿轮c31组成，其中限位挡块b26上设有中心孔e27；齿轮控制轴b28上设有螺栓孔c29；齿轮c31上设有中心孔f32；控制块F上设有缺口b34、螺纹孔组35和中心孔g36，控制块F圆周上设有螺栓孔d33；蜗轮蜗杆组件G由蜗轮38和蜗杆37组成，蜗轮38上设有中心孔h39和螺栓孔组d40；后盖板H上设有中心孔i41、螺栓孔组e42、通孔组43和圆孔组44；驱动轴I中部设有凸台a45，驱动轴I后部设有凸台b46。
皮带轮A、传动块B、前盖板C、控制轴组件aD、控制轴组件bE、控制块F、蜗轮蜗杆组件G和后盖板H自前至后顺序排列；凸轮轴链接块3外圈经轴承对1与皮带轮A活动连接；传动块B的外圈13经轴承a4与前盖板C活动连接；凸轮轴2和驱动轴I前后排列，凸轮轴2和驱动轴I的结合部与凸轮轴链接块3内圈键连接；驱动轴I的后部经轴承c8与后盖板H的中心孔i41活动连接，轴承c8前端由驱动轴I的凸台b46限位；驱动轴I的凸台a45后部经轴承b7与控制块F的中心孔g36活动连接；驱动轴I的凸台a45前部自后至前顺序穿过控制轴组件bE中的齿轮c31的中心孔f32、轴承d9、轴承e10和传动块B的中心孔b15，其中驱动轴I与齿轮c31的中心孔f32键连接；驱动轴I经轴承d9与控制轴组件bE的限位挡块b26的中心孔e27活动连接；驱动轴I经轴承e10与控制轴组件aD的限位挡块a21的中心孔d22活动连接；支撑座5为圆管形，支撑座5的前端与前盖板C的后面固接，支撑座5的后端与后盖板H的前面固接；内齿圈6的外圈与支撑座5的内圈间隙配合；控制轴组件aD的齿轮a23与内齿圈6啮合；控制轴组件bE的齿轮d30与内齿圈6啮合；皮带轮A和传动块B经螺栓固接；前盖板C经螺栓与支撑座5的前端固接；后盖板H经螺栓与支撑座5的后端固接；蜗轮蜗杆组件G的蜗轮38和控制块F经螺栓固接；控制轴组件aD的齿轮控制轴a24前端与前盖板C的凹槽a17固接；控制轴组件bE的齿轮控制轴b28后端与控制块F的凹槽b34固接。
所述的控制轴组件aD中齿轮a23固接于齿轮控制轴a24中部，齿轮控制轴a24后部固接于限位挡块a21前面。
所述的控制轴组件bE中齿轮d30固接于齿轮控制轴b28中部，齿轮控制轴b28前部固接于限位挡块b26后面；齿轮c31与齿轮b30啮合。
可变气门正时装置的工作原理如下：
发动机工作时，发动机曲轴通过皮带带动皮带轮A转动，传动块B固接在皮带轮A上，所以皮带轮A转动时带动传动块B转动，因为轴承对1装配在皮带轮A和凸轮轴链接块3中，所以皮带轮A转动时，凸轮轴链接块3不发生转动，传动块B转动时，与传动块B齿轮部分啮合的齿轮a23发生转动，因为传动块B和驱动轴I间隙配合，所以驱动轴I不会与传动块B一起转动，齿轮a23转动传动内齿圈6转动，内齿圈6转动使与它啮合的齿轮b30转动，齿轮b30传动使齿轮c31转动，齿轮c31和驱动轴I键连接，带动驱动轴I转动，驱动轴I和凸轮轴链接块3键连接。驱动轴I转动带动凸轮轴链接块3转动，凸轮轴2和凸轮轴链接块3键连接，所以凸轮轴链接块3转动使凸轮轴2一起转动。
当发动机工况改变，需要进行正时调节时，转动蜗杆37，蜗杆37和蜗轮38轴向垂直，蜗杆37转动带动蜗轮38转动，蜗轮38和控制块F固接在一起，所以蜗轮38和控制块F一起转动，装配在控制块F上的齿轮控制轴b28跟随控制块F一起旋转，间隙配合的齿轮b30转动使啮合的内齿圈6转动，内齿圈6和齿轮a23啮合，内齿圈6转动带动齿轮a23转动，传动块B和齿轮a23啮合，齿轮a23转动使传动块B转动，皮带轮A通过皮带和曲轴链接，所以皮带轮A不会发生转动；齿轮b30转动时同时带动啮合齿轮c31转动，驱动轴I和齿轮c31键连接，所以在齿轮c31转动时，带动驱动轴I转动，凸轮轴2和凸轮轴链接块3键连接，所以凸轮轴2转动带动凸轮轴链接块3转动，凸轮轴链接块3和凸轮轴2键连接，所以凸轮轴链接块3转动带动凸轮轴2转动。因此，实现了气门正时的调节。

Claims (3)

1.一种发动机可变气门正时装置，其特征在于，由皮带轮(A)、传动块(B)、前盖板(C)、控制轴组件a(D)、控制轴组件b(E)、控制块(F)、蜗轮蜗杆组件(G)、后盖板(H)、驱动轴(I)、轴承对(1)、凸轮轴(2)、凸轮轴链接块(3)、轴承a(4)、支撑座(5)、孔(5a)、内齿圈(6)、轴承b(7)、轴承c(8)、轴承d(9)和轴承e(10)组成，其中皮带轮(A)上设有螺栓孔组a(11)和中心孔a(12)；传动块(B)上设有外圈(13)、螺栓孔组c(14)和中心孔b(15)；前盖板(C)上设有缺口a(17)、通孔(18)、中心孔c(19)和螺栓孔组b(20)；前盖板(C)圆周上设有螺栓孔a(16)；控制轴组件a(D)由限位挡块a(21)、齿轮a(23)和齿轮控制轴a(24)组成，其中齿轮限位挡块a(21)上设有中心孔d(22)；齿轮控制轴a(24)上设有螺栓孔b(25)；控制轴组件b(E)由限位挡块b(26)、齿轮控制轴b(28)、齿轮b(30)和齿轮c(31)组成，其中限位挡块b(26)上设有中心孔e(27)；齿轮控制轴b(28)上设有螺栓孔c(29)；齿轮c(31)上设有中心孔f(32)；控制块(F)上设有缺口b(34)、螺纹孔组(35)和中心孔g(36)，控制块(F)圆周上设有螺栓孔d(33)；蜗轮蜗杆组件(G)由蜗轮(38)和蜗杆(37)组成，蜗轮(38)上设有中心孔h(39)和螺栓孔组d(40)；后盖板(H)上设有中心孔i(41)、螺栓孔组e(42)、通孔组(43)和圆孔组(44)；驱动轴(I)中部设有凸台a(45)，驱动轴(I)后部设有凸台b(46)；皮带轮(A)、传动块(B)、前盖板(C)、控制轴组件a(D)、控制轴组件b(E)、控制块(F)、蜗轮蜗杆组件(G)和后盖板(H)自前至后顺序排列；凸轮轴链接块(3)外圈经轴承对(1)与皮带轮(A)活动连接；传动块(B)的外圈(13)经轴承a(4)与前盖板(C)活动连接；凸轮轴(2)和驱动轴(I)前后排列，凸轮轴(2)和驱动轴(I)的结合部与凸轮轴链接块(3)内圈键连接；驱动轴(I)的后部经轴承c(8)与后盖板(H)的中心孔i(41)活动连接，轴承c(8)前端由驱动轴(I)的凸台b(46)限位；驱动轴(I)的凸台a(45)后部经轴承b(7)与控制块(F)的中心孔g(36)活动连接；驱动轴(I)的凸台a(45)前部自后至前顺序穿过控制轴组件b(E)中的齿轮c(31)的中心孔f(32)、轴承d(9)、轴承e(10)和传动块(B)的中心孔b(15)，其中驱动轴(I)与齿轮c(31)的中心孔f(32)键连接；驱动轴(I)经轴承d(9)与控制轴组件b(E)的限位挡块b(26)的中心孔e(27)活动连接；驱动轴(I)经轴承e(10)与控制轴组件a(D)的限位挡块a(21)的中心孔d(22)活动连接；支撑座(5)为圆管形，支撑座(5)的前端与前盖板(C)的后面固接，支撑座(5)的后端与后盖板(H)的前面固接；内齿圈(6)的外圈与支撑座(5)的内圈间隙配合；控制轴组件a(D)的齿轮a(23)与内齿圈(6)啮合；控制轴组件b(E)的齿轮d(30)与内齿圈(6)啮合；皮带轮(A)和传动块(B)经螺栓固接；前盖板(C)经螺栓与支撑座(5)的前端固接；后盖板(H)经螺栓与支撑座(5)的后端固接；蜗轮蜗杆组件(G)的蜗轮(38)和控制块(F)经螺栓固接；控制轴组件a(D)的齿轮控制轴a(24)前端与前盖板(C)的凹槽a(17)固接；控制轴组件b(E)的齿轮控制轴b(28)后端与控制块(F)的凹槽b(34)固接。
2.根据权利要求1所述的发动机可变气门正时装置，其特征在于，所述的控制轴组件a(D)中齿轮a(23)固接于齿轮控制轴a(24)中部，齿轮控制轴a(24)后部固接于限位挡块a(21)前面。
3.根据权利要求1所述的发动机可变气门正时装置，其特征在于，所述的控制轴组件b(E)中齿轮d(30)固接于齿轮控制轴b(28)中部，齿轮控制轴b(28)前部固接于限位挡块b(26)后面；齿轮c(31)与齿轮b(30)啮合。
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