CN201934195U

CN201934195U - 一种内燃机可变配气相位控制机构

Info

Publication number: CN201934195U
Application number: CN2011200450683U
Authority: CN
Inventors: 朱成玉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-02-23
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2021-02-23

Abstract

本实用新型公开了一种内燃机可变配气相位控制机构，包括凸轮轴、安装在凸轮轴上的正时齿轮、固定安装在凸轮轴中部的凸轮以及安装在凸轮轴一端的用于驱动凸轮轴轴向滑动的凸轮轴驱动装置；所述正时齿轮与凸轮轴之间采用花键联接；所述凸轮的升程和提前角或者滞后角从临近正时齿轮一端向远离正时齿轮一端呈正比例递增。其优点在于：将凸轮的升程设置成沿着其轴线可正比例变化的结构，同时使用凸轮轴驱动装置驱动凸轮轴在不同工况下轴向移动，起到自动调节内燃机配气相位的作用，大大提高内燃机动力输出性能，也能提高内燃机经济性；本实用新型还可以根据内燃机使用状况选择使用凸轮轴驱动装置，使得其节能效果更加明显。

Description

一种内燃机可变配气相位控制机构

技术领域

本实用新型涉及了一种内燃机配套机构，特别涉及了一种内燃机可变配气相位控制机构。

背景技术

在内燃机配气系统中，当发动机转速不同时，对配气相位的要求也不相同，也就是在不同转速的情况小调节发动机进气量，现有的内燃机大都不能实现配气相位在不同工况下的自动调节，通常的内燃机配气相位的选择是通过多种不同的配气相位试验以后，从中选出兼顾内燃机各种工况的一种折中的办法，也就是现有的提前角和滞后角，由于凸轮的结构是不可变的，也就是摇臂的升程是固定的，虽然提前角和滞后角在一定程度上改善了内燃机的动力输出性能，也能提高燃油利用率，但是，并没有真正实现不同工况下配气相位的改变，严重影响内燃机的动力性和经济性；开发研究出一种内燃机配气相位可随着不同工况自动调节的装置或者机构是行业内迫切需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种内燃机可变配气相位控制机构，它能够根据内燃机不同工况自动调节其配气相位，还可以自动调节摇臂的升程，有效提高内燃机动力输出性能和经济性能。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种内燃机可变配气相位控制机构，包括凸轮轴、安装在凸轮轴上的正时齿轮、固定安装在凸轮轴中部的凸轮以及安装在凸轮轴一端的用于驱动凸轮轴轴向滑动的凸轮轴驱动装置；所述正时齿轮与凸轮轴之间采用花键连接；所述凸轮的升程从临近正时齿轮一端向远离正时齿轮一端呈正比例递增、且凸轮对应的提前角或者滞后角也随着凸轮升程的增加而增加；所述凸轮的基圆半径在其长度方向上保持一致。

所述凸轮轴安装有正时齿轮的一端借助于滚动轴承安装在内燃机机壳上，另外一端借助于滑动轴承安装在内燃机机壳上；所述正时齿轮安装在内燃机机壳外侧、且正时齿轮右侧设有花键套与凸轮轴上设置的花键配合；所述滚动轴承内圈通过弹性挡圈固定安装在正时齿轮花键套外壁上。

所述凸轮轴驱动机构包括绕正时齿轮轴线均匀布置在其左侧面上的飞锤、固定在凸轮轴设有正时齿轮一端的推板以及凸轮轴回位机构；所述飞锤尾部设有与其轴线垂直的、且指向正时齿轮轴线的拨爪；所述推板轴线与凸轮轴的轴线相重合、且其半径大于拨爪端部距凸轮轴轴线的距离。

所述凸轮回位机构包括固定板、推杆、弹簧、托板以及调节螺母；所述固定板竖向设置、板面与凸轮轴的轴线相垂直；所述推杆与设于固定板中部的通孔滑动配合，推杆与所述推板相接触的一端设有螺纹；所述托板套装在推杆设有螺纹的一端，托板与固定板之间设置弹簧；所述推杆设有螺纹的一端配合安装有调节螺母。

所述凸轮轴驱动机构为固定安装在内燃机机壳上的液压缸；所述液压缸顶杆的轴线与凸轮轴的轴线相重合、且其端部借助于球形铰链与凸轮轴设有正时齿轮的一端铰接。

所述液压缸尾端设有螺母；所述螺母与所述液压缸顶杆尾端之间设置弹簧。

所述凸轮轴安装有滑动轴承一端设有传动链轮；所述传动链轮与凸轮轴之间采用花键连接。

采用上述技术方案所产生的有益效果是：将凸轮的升程和提前角或者滞后角设置成沿着其轴线可正比例变化的结构，同时使用凸轮轴驱动装置驱动凸轮轴在内燃机处于不同转速或者不同负荷下产生轴向移动，使得内燃机在不同工况下摇臂的升程和配气相位随着凸轮轴向位置的变化而变化，起到自动调节内燃机配气相位的作用，大大提高内燃机动力输出性能，也能提高内燃机经济性；本实用新型还可以根据内燃机使用状况选择使用其他结构的凸轮轴驱动装置，使得其节能效果更加明显。

附图说明

图1 为本实用新型实施例1的主视图；

图2 为本实用新型实施例1的俯视图；

图3 为本实用新型实施例1的主视图的全剖视图；

图4 为本实用新型实施例1的的右视图；

图5 为图1的A-A向视图；

图6 为本实用新型立体结构示意图；

图7 为本实用新型使用状态示意图；

图8 为本实用新型中凸轮轴驱动装置的另外一种实施例的结构示意图；

1、凸轮轴；2、传动链轮；3、滑动轴承；4、凸轮；5、内燃机机壳；6、正时齿轮；7、拨爪；8、推板；9、飞锤；10、托板；11、弹簧；12、固定板；13、花键套；14、调节螺母；15、推杆；16、液压顶杆；17、球形铰链；下面结合附图进一步对本实用新型进行详细的描述。

具体实施方式

实施例1：如图1至图6所示的一种内燃机可变配气相位控制机构，包括凸轮轴1、安装在凸轮轴1上的正时齿轮6、固定安装在凸轮轴1中部的凸轮4以及安装在凸轮轴1一端的用于驱动凸轮轴1轴向滑动的凸轮轴驱动装置；所述正时齿轮6与凸轮轴1之间采用花键连接；所述凸轮4的升程从临近正时齿轮6一端向远离正时齿轮6一端呈正比例递增、且凸轮对应的提前角或者滞后角也随着凸轮升程的增加而增加；所述凸轮4的基圆半径在其长度方向上保持一致。

所述凸轮轴1安装有正时齿轮6的一端借助于滚动轴承安装在内燃机机壳5上，另外一端借助于滑动轴承3安装在内燃机机壳5上；所述正时齿轮6安装在内燃机机壳5外侧、且正时齿轮6右侧设有花键套13与凸轮轴1上设置的花键配合；所述滚动轴承内圈通过弹性挡圈固定安装在正时齿轮6右侧的花键套13外壁上。

所述凸轮轴驱动机构包括绕正时齿轮6轴线均匀布置在其开放端的飞锤9、固定在凸轮轴1设有正时齿轮6一端的推板8以及凸轮轴回位机构；所述飞锤9尾部设有与其轴线垂直的、且指向正时齿轮6轴线的拨爪7；所述推板8轴线与凸轮轴1的轴线相重合、且其半径大于拨爪7端部距凸轮轴1轴线的距离。

所述凸轮回位机构包括固定板12、推杆15、弹簧11、托板10以及调节螺母14；所述固定板12竖向设置、板面与凸轮轴1的轴线相垂直；所述推杆15与设于固定板12中部的通孔滑动配合，推杆15与所述推板8相接触的一端设有螺纹；所述托板10套装在推杆15设有螺纹的一端，托板10与固定板之间设置弹簧11；所述推杆15设有螺纹的一端配合安装有调节螺母14。

众所周知，在内燃机的配气系统中，发动机转速不同的时候对配气相位的要求就不同，为了兼顾发动机高低速性能，必须采用可变配气相位的凸轮机构，但现有技术中可变配气相位控制机构的控制量比较小，大都根据发动机转速变化把凸轮轴转过一个角度，使它提前或者落后，这种方式并没有真正扩展配气相位的角度，结构复杂成本高。

在本实用新型中采用的凸轮实质是将具有相同基圆半径，而其升程和相对应的提前角或者滞后角均沿着凸轮长度方向有一定增加的叠加凸轮，也就是根据内燃机不同转速，或者说根据内燃机不同工况预先设定好升程和提前角或者滞后角的多个相同基圆的凸轮沿着凸轮轴的轴线方向叠加到一起而实现的；在内燃机使用过程中，由于低速的时候相位角小，高速的时候相位角大，所以从低速到高速的过程，凸轮的工作面是逐渐加大的，呈锥面状，凸轮的桃尖逐渐加高，也就连续地改变气门的升程；在本实用新型中设置的凸轮固定安装在凸轮轴上，而凸轮轴于设于正时齿轮右侧的花键套通过花键连接，而在正时齿轮侧面上设置飞锤和拨爪，内燃机转速不同的时候飞锤张开的角度也不同，同时拨爪拨动推板而使凸轮轴轴向移动的距离也就不同，在不同转速的时候，凸轮轴的轴向位置也不同，从而使凸轮不同工作面对应摇臂顶尖或者球形末端的位置，进而调节气门开启的时刻和开闭时间。由于凸轮轮廓线是根据内燃机在不同工况下所要求的气门开启时刻和开闭时间预制好的，所以在内燃机处于不同工况下都能得到最佳的配气相位。

本实用新型所采用的技术方案还可以用于内燃机可变气门正时的内部EGR系统，在中速阶段，通过提前关闭排气门或者加大重叠角，提高气缸内剩余废气量，通过控制废气量的多少来降低NO_X的排量；另外，由于本实用新型中所采用的凸轮本身具有随内燃机转速呈线性增加的提前角，因此可以直接用于驱动油泵，无需加装提前角自动调节器，也可控制触点开关控制点火正时或喷油器电磁线圈通电时间长短，控制油量的大小，实现油气同控。

现有的柴油机进入气缸的空气是常量，仅对燃油量进行调节而提高其热机效率的能力是有限的，因为进气越多，气缸内的燃油燃烧越充分，同时气缸内膨胀终了时的温度就会提高，这样一来被废气带走的热量就越多，降低了热机效率，如果采用本实用新型中的凸轮机构对每个循环的空气量进行控制，在空气量和油量相同的情况下，增加气缸的容量，减小吸气冲程的长度，相当于增加做功冲程的长度，废气的压强和温度就会下降，能够有效提高内燃机的热机效率。

实施例2：如图8所示，本事实例与实施例1的不同之处在于凸轮轴驱动机构的结构不同，本事实例中采用液压驱动机构，而实施例1中采用的是机械式驱动机构。

所述凸轮轴驱动机构包括固定安装在内燃机机壳5上的液压缸；所述液压顶杆16的轴线与凸轮轴1的轴线相重合、且其端部借助于球形铰链17与凸轮轴1设有正时齿轮6的一端铰接。

所述液压缸尾端设有螺母；所述螺母与所述液压顶杆16尾端之间设置弹簧。

所述凸轮轴安装有滑动轴承一端设有传动链轮2；所述传动链轮2与凸轮轴1之间采用花键连接。

Claims

1.一种内燃机可变配气相位控制机构，其特征在于：包括凸轮轴（1）、安装在凸轮轴（1）上的正时齿轮（6）、固定安装在凸轮轴（1）中部的凸轮（4）以及安装在凸轮轴（1）一端的用于驱动凸轮轴（1）轴向滑动的凸轮轴驱动装置；所述正时齿轮（6）与凸轮轴（1）之间采用花键连接；所述凸轮（4）的升程从临近正时齿轮（6）一端向远离正时齿轮（6）一端呈正比例递增、且凸轮对应的提前角或者滞后角也随着凸轮升程的增加而增加；所述凸轮（4）的基圆半径在其长度方向上保持一致。

2.根据权利要求1所述的一种内燃机可变配气相位控制机构，其特征在于：所述凸轮轴（1）安装有正时齿轮（6）的一端借助于滚动轴承安装在内燃机机壳（5）上，另外一端借助于滑动轴承（3）安装在内燃机机壳（5）上；所述正时齿轮（6）安装在内燃机机壳（5）外侧、且正时齿轮（6）右侧设有花键套（13）与凸轮轴（1）上设置的花键配合；所述滚动轴承内圈通过弹性挡圈固定安装在正时齿轮（6）花键套（13）外壁上。

3.根据权利要求1或2所述的一种内燃机可变配气相位控制机构，其特征在于：所述凸轮轴驱动机构包括绕正时齿轮（6）轴线均匀布置在其左侧面上的飞锤（9）、固定在凸轮轴（1）设有正时齿轮（6）一端的推板（8）以及凸轮轴回位机构；所述飞锤（9）尾部设有与其轴线垂直的、且指向正时齿轮（6）轴线的拨爪（7）；所述推板（8）轴线与凸轮轴（1）的轴线相重合、且其半径大于拨爪（7）端部距凸轮轴（1）轴线的距离。

4.根据权利要求3所述的一种内燃机可变配气相位控制机构，其特征在于：所述凸轮回位机构包括固定板（12）、推杆（15）、弹簧（11）、托板（10）以及调节螺母（14）；所述固定板（12）竖向设置、板面与凸轮轴（1）的轴线相垂直；所述推杆（15）与设于固定板（12）中部的通孔滑动配合，推杆（15）与所述推板（8）相接触的一端设有螺纹；所述托板（10）套装在推杆（15）设有螺纹的一端，托板（10）与固定板之间设置弹簧（11）；所述推杆（15）设有螺纹的一端配合安装有调节螺母（14）。

5.根据权利要求1或2所述的一种内燃机可变配气相位控制机构，其特征在于：所述凸轮轴驱动机构为固定安装在内燃机机壳（5）上的液压缸；所述液压缸顶杆（16）的轴线与凸轮轴（1）的轴线相重合、且其端部借助于球形铰链（17）与凸轮轴（1）设有正时齿轮（6）的一端铰接。

6.根据权利要求5所述的一种内燃机可变配气相位控制机构，其特征在于：所述液压缸尾端设有螺母；所述螺母与所述液压缸顶杆（16）尾端之间设置弹簧。

7.根据权利要求6所述的一种内燃机可变配气相位控制机构，其特征在于：所述凸轮轴安装有滑动轴承一端设有传动链轮（2）；所述传动链轮（2）与凸轮轴（1）之间采用花键连接。