CN1900491A - 一种发动机气门正时及升程连续可变装置 - Google Patents

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Abstract

一种发动机气门正时及升程连续可变装置，在缸盖(2)上装有调节电机(1)及调节套筒(3)，挺柱(5)装在调节套筒内孔中，可以在内孔中上下滑动，挺柱下端与调节套筒之间装有回位弹簧(4)，始终将挺柱顶起。当发动机处在低转速时，挺柱与调节套筒之间的间隙a最大，当凸轮轴(9)转动使摇臂受到压力时，由于回位弹簧力远比气门弹簧力小，摇臂首先将挺柱压下，在消除间隙a后，气门开始打开，在此转速下发动机具有较小的气门提前开启角度、延迟关闭角度及升程，当发动机转速升高时，调节电机驱动调节套筒转动上升，挺柱与调节套筒之间的间隙a减小，在此转速下发动机具有相对较大的气门提前开启角度、延迟关闭角度及升程。

Description

一种发动机气门正时及升程连续可变装置
所属技术领域
本发明涉及一种发动机气门正时及升程连续可变装置，能够根据发动机转速变化连续改变气门正时及升程，使发动机在各种转速下都获得合适的气门正时及升程，提高发动机的动力性及经济性。
背景技术
由于发动机转速在很大的范围内变化，在不同的转速下，发动机对最佳的气门正时及升程的要求不同，为了在不同转速下都获得最佳的气门正时及升程，要求发动机的气门正时及升程能随转速的变化而变化，在低速时具有较小的气门提前开启角度、延迟关闭角度及升程，在高速时具有较大的气门提前开启角度、延迟关闭角度及升程。不带气门正时及升程可变装置的发动机由于是固定的气门正时及升程，难以在发动机整个转速范围内实现较好的动力性及经济性。目前所知的气门正时及升程可变装置中，一种是根据发动机转速变化将凸轮轴调整一个角度，实现气门正时的变化，但存在气门正时只能同时增大气门提前开启角度、减小延迟关闭角度，或同时减小气门提前开启角度、增大延迟关闭角度，以及气门升程不能改变等缺点。另有通过采用在高速和低速时使用不同的凸轮实现气门正时及升程可变，但存在不能实现连续可变及结构复杂等缺点。目前能够实现气门正时及升程可变的装置结构复杂，成本高昂。
发明内容
为了克服现有的气门正时及升程可变装置的不足，本发明提供了一种发动机气门正时及升程连续可变装置，该装置能够使发动机的气门正时及升程随发动机的转速变化连续可变，在低速时具有较小的气门提前开启角度、延迟关闭角度及升程，在高速时具有较大的气门提前开启角度、延迟关闭角度及升程，使发动机在各种转速下都获得合适的气门正时及升程，提高发动机的动力性及经济性。
本发明所采用的技术方案是：在发动机缸盖上布置有挺柱、摇臂、凸轮轴、气门，摇臂中间装有滚子，凸轮轴装在摇臂上方，在缸盖上装有一个调节套筒，该调节套筒外部为螺纹，可以在缸盖螺纹孔内转动使调节套筒上下移动，内部为底部有一凸台的光孔，内孔上部装有挡圈，调节套筒上端法兰圆周为齿轮。挺柱装在调节套筒内孔中，可以在调节套筒内上下滑动，挺柱内部为空心，上端和下端各有一回油孔，用于回流进入挺柱内孔中的机油，挺柱下方与调节套筒底部之间装有回位弹簧，挺柱下端阶梯轴段及调节套筒底部凸台作为回位弹簧的导向部分。摇臂一端压在气门上，另一端压在挺柱上。在缸盖上调节套筒旁装有调节电机，调节电机轴端装有一小齿轮，与调节套筒上端齿轮啮合，来驱动调节套筒使之上下移动，调节电机上集成有位移传感器，用来测定调节套筒的位置。当发动机处在低转速时，调节套筒法兰底面与缸盖顶面接触，调节套筒处于最低位置，由于回位弹簧的作用，始终将挺柱顶起，此时挺柱下端与调节套筒内孔底部凸台之间的间隙最大。当凸轮轴转动使摇臂受到压力时，由于回位弹簧力远比气门弹簧力小，摇臂首先将挺柱压下，当挺柱下端与调节套筒内孔底部凸台接触时，由于调节套筒与缸盖之间的螺纹联接具有自锁功能，挺柱不再下降，此时在凸轮压力作用下气门开始打开。由于在此转速下，挺柱下端与调节套筒内孔底部凸台之间的间隙最大，凸轮型线升程的一部分用来消除该间隙，与该间隙较小时相比，气门将推迟开启，提前关闭，升程也减小，因此，在此转速下发动机具有较小的气门提前开启角度、延迟关闭角度及升程。当发动机转速升高时，调节电机上的位移传感器将根据转速信号确定调节套筒的位置，调节电机驱动调节套筒转动，使调节套筒位置升高，根据位移传感器的反馈使调节套筒处在设定的位置。由于调节套筒位置升高，回位弹簧被压缩，挺柱下端与调节套筒内孔底部凸台之间的间隙减小，用来消除该间隙凸轮型线升程也减小，在此转速下发动机具有相对较大的气门提前开启角度、延迟关闭角度及升程。当发动机处于最高转速时，调节电机驱动调节套筒使之处于最高位置，此时挺柱下端与调节套筒内孔底部凸台之间的间隙最小，该间隙作为气门间隙，在此转速下发动机具有最大的气门提前开启角度、延迟关闭角度及升程。由于调节电机驱动调节套筒上下移动的过程是连续的，气门正时及升程的改变也是连续的。另外，为了保证气门落座时的速度不能太大，减小气门与座圈的冲击与磨损，通常在凸轮型线的开始和结束段采用缓冲段，使气门在缓冲段落座来保证气门的落座速度，由于该装置在低速时调节电机驱动调节套筒使其位置升高，挺柱下端与调节套筒内孔底部凸台之间的间隙增大，凸轮型线的开始及结束段用来消除该间隙，气门将可能不在缓冲段落座，但由于此时发动机处在低转速阶段，通过设计合适的凸轮型线，仍可以保证气门在允许的速度范围内落座。通常情况下，当调节套筒高度的调节范围在3～4mm时，可以实现30～40°曲轴转角的气门正时改变以及1～2mm的气门升程改变，根据发动机性能的需要，通过设计合理的凸轮型线及相关零件布置，可以实现需要的气门正时及升程的改变量。
本发明的有益效果是，该装置能够根据发动机转速变化连续改变气门正时及升程，使发动机在各种转速下都获得合适的气门正时及升程，提高发动机的动力性及经济性。由于采用螺纹传动调节调节套筒的位置，且调节套筒不参与配气机构运动件的高速运动，因此该装置调节精度高，可靠性好，并且该装置结构简单，成本低，易于应用。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构图。
在图中1.调节电机，2.缸盖，3.调节套筒，4.回位弹簧，5.挺柱，6.弹簧挡圈，7.气门，8.摇臂9.凸轮轴。
具体实施方式
在图1中，调节电机(1)安装在缸盖(2)上，调节电机轴端装有一小齿轮，调节套筒(3)安装在缸盖上，其与缸盖之间采用螺纹联接，最好采用梯形螺纹以提高调节精度及调节套筒的承载能力，调节套筒上端法兰齿轮与调节电机轴端小齿轮啮合，调节套筒内孔装有挺柱(5)，内孔上端装有弹簧档圈(6)，挺柱可以在调节套筒内孔上下滑动，挺柱下端与调节套筒底部之间装有回位弹簧(4)，摇臂(8)一端压在挺柱上，一端压在气门(7)上，凸轮轴(9)装在摇臂滚子上方。

Claims (1)

1.一种发动机气门正时及升程连续可变装置，在发动机缸盖上布置有挺柱、摇臂、凸轮轴、气门，摇臂一端压在气门上，另一端压在挺柱上，摇臂中间带有滚子，凸轮轴装在摇臂上方，其特征是：在缸盖上装有调节套筒，调节套筒与缸盖之间为螺纹联接，调节套筒内孔底部有一凸台，内孔上端装有弹簧挡圈，上端法兰圆周为齿轮，挺柱安装在调节套筒内孔中，可以在调节套筒内孔中上下滑动，挺柱内部为空心，上下端各有一回油孔，挺柱下端与调节套筒之间装有回位弹簧，在缸盖上装有调节电机，调节电机轴端装有齿轮，与调节套筒上端法兰齿轮啮合，可以驱动调节套筒使之上下移动，调节电机上集成位移传感器。
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