CN204663606U - 内燃机进排气阀驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种内燃机进排气阀驱动装置，包括凸轮（1）；第一传递件（2）；第二传递组件（3），所述第二传递组件（3）包括支承轴（30）和滚轮（31）；相位调节件（4），所述相位调节件（4）上设有导向槽（41）以及支承部分（40），所述相位调节件（4）可绕所述支承部分（40）的转动中心（P₄）转动；所述第二传递组件（3）的支承轴（30）可移动地设置于所述相位调节件（4）的导向槽（41）中，所述滚轮（31）分别抵靠在第一传递件（2）和凸轮（1）上；其特征在于，所述第一传递件（2）具有一个工作面（20，24或29），该工作面（20，24或29）为以所述凸轮（1）的转动中心（P₁）为圆心的圆弧面；并且R₄≥R₂＋R₃₁。其中：R₄：凸轮（1）的转动中心（P₁）与相位调节件（4）的转动中心（P₄）之间的距离；R₂：凸轮（1）最大半径；R₃₁：滚轮（31）的半径。

Description

内燃机进排气阀驱动装置

技术领域

本实用新型涉及一种内燃机进排气阀驱动装置，包括凸轮；第一传递件；第二传递组件，所述第二传递组件包括支承轴和滚轮；相位调节件，所述相位调节件上设有导向槽以及支承部分，所述相位调节件可绕所述支承部分的转动中心转动；所述第二传递组件的支承轴可移动地设置于所述相位调节件的导向槽中，所述滚轮分别抵靠在第一传递件和凸轮上。

背景技术

日本专利申请特开平5-231116中公开了一种可单独调节一个气门的相位的可变气门正时机构。该机构中设有一个导向架，导向架的一端由驱动机构驱动，另一端可转动地连接在凸轮轴上，该导向架上设有导向槽；在凸轮与气门摇臂之间设有将凸轮的运动传递给摇臂的运动传递构件，该运动传递构件安装在上述导向槽中，运动传递构件与凸轮的接触点、运动传递构件与摇臂的接触点以及凸轮的转动中心这三个点位于同一直线上。由驱动机构驱动导向架绕凸轮轴转动，导向架即带动导向槽中的运动传递构件围绕凸轮轴的轴心转动，由此来设定气门的开启和关闭相位，即调节气门正时。在凸轮的运转过程中，运动传递构件沿着上述导向槽往复移动，将凸轮的运动传递给摇臂。

根据特开平5-231116的可变气门正时机构，在对气门的相位进行调节时气门升程也会随之改变（参见特开平5-231116图8（a）和（b））。然而气门升程的变化必然会对内燃机的性能产生影响，因此，在实际应用中，希望在改变气门正时尽可能减少气门升程的改变，或者能够维持气门升程不变。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种内燃机进排气阀驱动装置，该装置在对气门的相位进行调整时给气门最大升程带来的影响较小，或者能够维持气门的最大升程不变。

为实现上述实用新型目的，根据本实用新型提供一种内燃机进排气阀驱动装置，包括凸轮；第一传递件；第二传递组件，所述第二传递组件包括支承轴和滚轮；相位调节件，所述相位调节件上设有导向槽以及支承部分，所述相位调节件可绕所述支承部分的转动中心转动；所述第二传递组件的支承轴可移动地设置于所述相位调节件的导向槽中，所述滚轮分别抵靠在第一传递件和凸轮上；其中，所述第一传递件具有一个工作面，该工作面为以所述凸轮的转动中心为圆心的圆弧面；并且凸轮的转动中心与相位调节件的转动中心之间的距离大于或等于凸轮最大半径与滚轮的半径之和。即：

R₄≥R₂＋R₃₁

其中：

R₄：凸轮的转动中心与相位调节件的转动中心之间的距离；

R₂：凸轮最大半径；

R₃₁：滚轮的半径。

在根据本实用新型的装置中，当凸轮的转动中心与相位调节件的转动中心之间的距离大于凸轮最大半径与滚轮的半径之和时，与现有技术相比相位调节前后的气门最大升程的变化很小，且这个距离越接近凸轮最大半径与滚轮的半径之和，相位调节前后的气门最大升程的变化越小；当凸轮的转动中心与相位调节件的转动中心之间的距离等于凸轮最大半径与滚轮的半径之和时，相位调节前后的气门的最大升程是相同的、不变的。

具体而言，根据本实用新型，将相位调节件的转动中心设置在远离凸轮轴的转动中心的位置上，而且凸轮的转动中心与相位调节件的转动中心之间的距离大于凸轮最大半径与滚轮的半径之和，当第二传递组件在凸轮的驱动下运动时，第二传递组件逐渐向调节元件的转动中心靠近。因此，在相位调节的范围内，第二传递组件被凸轮推动而沿导向槽移动到最高位置的落点集合为一段圆弧，该圆弧的长度小于现有技术中对应的落点集合的圆弧的长度，第二传递组件被凸轮推动而沿导向槽移动到最高位置的落点集合的圆弧长度，与最终用于驱动内燃机进排气阀开启和关闭的第一传递件所形成的杠杆比的变化成正比。由于这个杠杆比的变化又与气门的最大升程成正比，所以不难理解，在根据本实用新型的装置中，杠杆比变化范围相对较小。也就是说，在进行相同程度的相位调节时，本实用新型装置的气门的最大升程变化要比现有技术的小。

根据本实用新型，如果凸轮的转动中心与相位调节件的转动中心之间的距离等于凸轮最大半径与滚轮的半径之和，在相位调节的范围内，第二传递组件的滚轮的转动中心被凸轮推动而沿导向槽移动到最高位置的落点集合就变为一个点，并且这个点距凸轮的转动中心的距离等于凸轮最大半径与滚轮半径之和。此时，无论将开启相位调节到可调范围内的任何位置，在凸轮的推动下第二传递组件的滚轮的转动中心最终都会位移至与相位调节件的转动中心重合，最终杠杆比都是相同的。其结果是，在任意开启相位时的气门的最大升程都相同，到达最大升程的相位也是相同的。

根据本实用新型，所述第一传递件为一个细长体，其中部设有支承孔，其一端的侧面设有用于所述第二传递组件的所述滚轮接触的工作面，所述工作面为以所述凸轮的转动中心为圆心的圆弧面，其另一端设有驱动面。

根据本实用新型，所述第一传递件为一个细长体，其一端设有支撑轴部分，其一端的侧面设有用于所述第二传递组件的所述滚轮接触的工作面，所述工作面为以所述凸轮的转动中心为圆心的圆弧面，其另一端设有驱动面。

根据本实用新型，所述第一传递件为一个中空圆柱体，所述中空圆柱体的中部设有隔板，从而形成封闭的圆柱形空腔，中空圆柱体的隔板的另一侧上设有用于支承所述第二传递组件的所述滚轮的工作面。

根据本实用新型，所述导向槽的中心线过所述相位调节件的支承部分的转动中心。 

根据本实用新型，所述相位调节件的一端设有齿轮部分，另一端上设有所述导向槽，所述导向槽沿着所述相位调节件的长度方向延伸。

根据本实用新型，所述相位调节件为一个倒置的U型体，U型体的底部设有所述的齿轮部分，而U型体的两个侧壁上分别设有所述导向槽。

根据本实用新型，所述导向槽具有槽底，U型体的两个侧壁与所述导向槽槽底相对的侧面上设有支承部分，所述支承部分的中心线与相位调节件的转动中心重合。

根据本实用新型，所述的支承部分是圆柱形的凸起、盲孔或通孔。

附图说明

图1是示意性表示根据本实用新型的第一种实施方式的立体图；

图2是图1所示装置A-A向的局部剖视图；

图3a是根据本实用新型的第一实施方式中相位调节件的立体图；

图3b是根据本实用新型的第一实施方式中相位调节件的主视图；

图3c沿附图3b中B-B线的剖视图；

图4a是根据本实用新型的第二实施方式的示意性立体图；

图4b是图4a的局部剖视图；

图5a是根据本实用新型的第三实施方式的示意性立体图；

图5b是图5a的主视图；

图5c是图5b中沿C-C线的局部剖视图；

图6a和图6b示意性表示根据本实用新型的第一实施方式中的装置处于中置位置的状态，其中，图6a表示内燃机进排气阀即将开启的状态，图6b表示内燃机的气门达到升程最大的状态；

图7a和图7b示意性表示根据本实用新型的第一实施方式中的装置处于提前位置的状态，其中，图7a表示内燃机进排气阀即将开启的状态，图7b表示内燃机的气门达到升程最大的状态；

图8a和图8b示意性表示根据本实用新型的第一实施方式中的装置处于滞后位置的状态，其中，图8a表示内燃机进排气阀即将开启的状态，图8b表示内燃机的气门达到升程最大的状态；

图9示意性表示根据本实用新型的第一实施方式处于中置位置、提前位置和滞后位置时气门升程与曲轴转角的关系；

图10a是现有技术驱动装置中各个零部件之间的尺寸和位置关系；

图10b是根据本实用新型的内燃机进排气阀驱动装置中各个零部件之间的尺寸和位置关系；

图10c是将现有技术中各个零部件之间的尺寸和位置关系与根据本实用新型的各个零部件之间的尺寸和位置关系表示在一幅图中，以便于比较；

图11a和图11b表示根据本实用新型的装置的一种特殊实施方式，其中，图11a是立体图，图11b是图11a的局部剖视图；

图12是图11所示特殊实施方式的气门升程与曲轴转角的关系曲线。

具体实施方式

下面针对本实用新型具体实施方式的描述所涉及的水平、垂直、上、下、左、右均以附图，尤其是附图1中所示意性表示的具体实施方式而言。即，图1中的水平方向为描述中的水平方向，图1中的垂直方向为描述中的垂直方向，图1中向上的方向为描述中的上，图1中向下的方向为描述中的下。描述中的水平、垂直、上、下、左、右仅为方便理解清楚理解本实用新型的具体实施方式。

图1是示意性表示根据本实用新型的第一种实施方式的立体图。其中，简单表示了一个内燃机的气门6，该气门6并非本实用新型装置的一部分，而是由本实用新型装置驱动的负载。在本实用新型的相关附图中也涉及到该气门6，目的在于进一步清楚地表示根据本实用新型的装置如何输出驱动以及该驱动如何作用于负载。

图2是根据本实用新型的装置的局部剖视图，其中清楚地表示了根据本实用新型的一个实施方式所包含的组成部分以及其中各个组成部分之间的位置关系以及相互配合的运动关系。

如图2所示，根据本实用新型的内燃机进排气阀驱动装置包括一个由图中未示出的外部驱动机构驱动的凸轮1。凸轮1具有基圆部分10和从基圆部分10突出的凸起部分12。凸起部分12上距离凸轮1转动中心P₁最远的点与凸轮1转动中心P₁之间的连线为凸轮1的最大半径R₂。凸轮1上还设有用于安装凸轮轴11的通孔。从图2可以看出，凸轮1上从Q₂点沿顺时针方向旋转到Q₁点的部分是凸轮1的基圆部分10；而从Q₁点顺时针方向旋转到Q₂点的部分为凸轮1的凸起部分12。其中，Q₀点是凸轮1上凸起部分12的最大半径R₂所在位置。凸轮1可以固定安装在凸轮轴11上，并可围绕着凸轮轴11的中心P₁转动。

在根据本实用新型的第一实施方式中，根据本实用新型的内燃机进排气阀驱动装置还包括第二传递组件3。第二传递组件3由支承轴30和滚轮31组成。如图2所示，滚轮31抵靠在凸轮1上，与其紧密接触并将在凸轮1的驱动下运动。滚轮31在凸轮1的驱动下所做的运动包括两部分，即围绕着支承轴30的转动中心P₃的旋转运动，以及直线运动（此部分运动将在下面做进一步详细描述）。在本实施方式中，滚轮31为扁平的盘状，中间具有用于容纳滚轮31的支承轴30的通孔。

在根据本实用新型的第一实施方式中，根据本实用新型的内燃机进排气阀驱动装置还包括第一传递件2。在本实施方式中，如图2所示，第一传递件2是一个细长件，即一根杠杆，或者是通常所称的摇臂。如图2所示，该杠杆以其左端的下侧的工作面20抵靠在滚轮31上，其中部通过通孔21支承在第一传递件轴5上。第一传递件轴5可以围绕其转动中心P₂转动。第一传递件2的另一端22---图2中的右端---抵靠在内燃机的气门6的上端上。显然，第一传递件2的另一端22与气门6的接触点到其转动中心P₂的距离构成杠杆的一个臂长；而第一传动件2的工作面20与滚轮31的接触点至其转动中心P₂的距离构成杠杆的另一个臂长。两个臂长之比，即为本实施方式中的杠杆比。

在本实施方式中，第一传递件2与滚轮31配合的工作面20是与凸轮1的基圆部分10同心的圆弧面。

在根据本实用新型的第一实施方式中，根据本实用新型的内燃机进排气阀驱动装置还包括相位调节件4。附图3a-c分别以立体图、主视图和剖视图的形式进一步详细表示了相位调节件4的具体结构。下面将结合附图2和附图3a-c对根据本实用新型的第一实施方式中的相位调节件4做进一步描述。

如图3a所示，相位调节件4的正面投影基本上呈扇形状。扇形的上部圆弧部分上设有齿轮部分42，用于与图中未示出的驱动部分的相应齿轮或齿轮部分啮合，从而在该外部驱动部分的驱动下绕其支承部分40的转动中心P₄转动。当然，该齿轮部分42仅仅是一种具体实施方式。其他可以实现驱动相位调节件4的驱动结构均可用于根据本实用新型的此部分。例如，蜗轮蜗杆结构、齿轮齿条结构、外部的凸轮、偏心轮等其他推拉机构。

如图3a所示，相位调节件4的侧面呈倒置的U型。显然，这个倒置的U型的底部外侧设置着上述齿轮部分42，而U型的两条腿的内侧设有导向槽41。在本实施方式中，导向槽41具有槽底43（具体参见附图3c）。在相位调节件4外侧壁上，即在倒置的U型的两条腿的外侧上，设有支承部分40。在根据本实用新型的第一实施方式中，支承部分40呈圆柱状。在本实施方式中，设有两个支承部分40，两个支承部分40沿着图3a中所示的中心线对称地设置在相位调节件4的两侧。两个圆柱形支承部分40同心设置，其中心在附图2中表示为P₄。当然，圆柱形的支承部分是本实施方式中的一种具体结构。任何能够允许相位调节件4沿中心线回转的结构均可运用于本实用新型装置中的这部分。例如，一对通孔或一对盲孔等等。

如图2所示，根据本实用新型的第一实施方式中的第二传递组件3的支承轴30的两端分别位于相位调节件4的导向槽41中，并可沿着导向槽41的侧壁、在侧壁的引导和约束下移动。而滚轮31与第一传递件2的左端一起位于相位调节件4的倒置的U型的两条腿之间。

如图2所示，在根据本实用新型的第一实施方式中，凸轮1、第二传递组件3和内燃机的气门6均位于第一传递件2的一侧，即位于其下侧。

在根据本实用新型的第一实施方式中，凸轮1的转动中心P₁与相位调节件4的转动中心P₄之间的距离R₄大于或等于凸轮1最大半径R₂与滚轮31的半径R₃₁之和。

上述几何尺寸关系的数学表达式为：

R₄≥R₂＋R₃₁

其中：

R₄：凸轮1的转动中心P₁与相位调节件4的转动中心P₄之间的距离；

R₂：凸轮1最大半径；

R₃₁：滚轮31的半径。

    与此同时，在非驱动状态下第一传递件2上的工作面20是一个以凸轮1的转动中心P₁为中心的圆弧面。

在本实施方式中，当凸轮1的转动中心P₁与相位调节件4的转动中心P₄之间的距离R₄等于凸轮1最大半径R₂与滚轮31的半径R₃₁之和时，可以实现无论将开启相位调节到可调范围内的任何位置，气门的最大升程始终不变。这是根据本实用新型的一个特殊的、最佳的实施方式。

当凸轮1的转动中心P₁与相位调节件4的转动中心P₄之间的距离R₄大于凸轮1最大半径R₂与滚轮31的半径R₃₁之和时，与现有技术相比，相位调节前后的气门的最大升程的变化很小，且这个距离越接近凸轮1的最大半径R₂与滚轮31的半径R₃₁之和，相位调节前后的气门最大升程的变化越小。根据本实用新型的装置，在调整相位时，气门最大升程变化很小或不变的原理将在下面结合附图10b做进一步详细说明。

根据本实用新型的具体实施方式，只要能够与凸轮1、第一传递件2和相位调节件4三者同时接触并能够把凸轮1的运动传递给第一传递件2，第二传递组件3可以有各种不同的形式。例如，第二传递组件3至少可以有以下几种形式：

（1）                    第二传递组件3是一根轴，这根轴的中间部分与凸轮1接触，两端部分分别与升程调节元件4和第一传递件2接触。当然，也可以是轴的两端与凸轮1接触，而中间部分与升程调节件4和第一传递件2接触。

（2）                    第二传递组件3是一根中间带有凸起部分的轴，其中间的凸起部分与凸轮1抵靠而两端分别与相位调节件4和第一传递件2接触。

（3）                    第二传递组件3是一根变直径轴，其两端各带一个直径相同的部分，两直径相同的部分分别与升程调节元件4和第一传递件2接触，直径相同的部分之间的轴部分与凸轮1接触。

（4）                    第二传递组件3是一根变直径轴，其中间带一个凸起部分而两端各带一个直径相同成为一对的端部，中间的凸起部分与凸轮1接触，两端部分别与相位调节件4和第一传递件2接触。

根据本实用新型的具体实施方式，只要相位调节件4能够在外部驱动机构的驱动下绕自身的转动中心转动，从而使第二传递组件3相对于凸轮1产生圆周方向的位移，且其导向槽41的中心线c过转动中心P₄，则相位调节件4的具体形状不限于本说明书所给出的示例的形状。

在以下的其他实施方式中，在各个零部件的几何尺寸关系上，总是遵从凸轮1的转动中心P₁与相位调节件4的转动中心P₄之间的距离R₄大于或等于凸轮1最大半径R₂与滚轮31的半径R₃₁之和。与此同时，在根据本实用新型的装置中，第一传递件2上的工作面20、侧壁工作面24或隔板工作面29是一个以凸轮1的转动中心P₁为圆心的圆弧面。由此而带来的优点和有益效果如上所述，不再赘述。

附图4a-b示出了根据本实用新型的第二实施方式。在本实施方式中，各组成部分及名称与上述第一实施方式相同，只是其中的第一传递件2的形状有所变化并且各组成部分的位置或连接关系与第一实施方式不同。在此将详细描述根据本实用新型的第二实施方式中与第一实施方式中不同的部分，相同部分参见上述，不再赘述。

如图4a-b所示，在根据本实用新型的第二实施方式中，第一传递件2为一个细长件。这个细长体本身呈长方形，长方形的中部设有开口。在开口的两个相对的侧壁的上部设有用于支承滚轮31的支承轴30的侧壁工作面24。在本实施方式中，侧壁工作面24是以凸轮1的转动中心P₁为圆心的圆弧面。该细长的第一传递件2的一端设有用于容纳支承轴23的孔，另一端的下侧设有驱动面25。在本实施方式中，第一传递件2的中部是一个贯通的凹槽，即上述的开口。上述侧壁工作面24是凹槽的两个侧壁的上端面，滚轮31的支承轴30支承在该凹槽侧壁的上端面上。而在本实施方式中，滚轮31本身的一部分（图中的下侧部分）则穿过该贯通的凹槽凸出到第一传递件2之外。

在本实施方式中，如图4a-b所示，凸轮1、相位调节件4、第二传递组件3均位于第一传递件2的上侧，而内燃机的气门6则位于第一传递件2的下方。这仅仅是根据本实用新型的装置中组成部分所处的位置不同，各个组成部分的功能以及相互之间的配合运动或驱动关系与第一实施方式相同。

图5a-c表示了根据本实用新型的第三种实施方式。与上述第二实施方式类似，第三实施方式与第一实施方式中相同的部分不再赘述，仅对其中的不同部分做进一步的描述。

在根据本实用新型的第三实施方式中，第二传递件2的形状不再是细长体状，而是一个中空圆柱体，附图5c中以附图标号26表示该中空圆柱体。参见附图5a和5c，该中空圆柱体26的下部是一个带底27的圆筒，圆筒的内腔在附图5c中以附图标号28表示。而中空圆柱体26的上部，在圆筒的底27的外表面上设有两个从中空圆柱体的底27的外表面向上延伸、相互间隔的支承隔板。支承隔板的上表面上设有隔板工作面29。在本实施方式中，隔板工作面29是以凸轮1的转动中心P₁为圆心的圆弧面。如图5a和5c所示，隔板工作面29的上侧是向下凹陷的圆弧状。在根据本实用新型的第三实施方式中，滚轮31的支承轴30的两端分别支承在第二传递件2，即中空圆柱体上面的支承隔板的隔板工作面29上，并可在隔板工作面29上自由滚动。

在根据本实用新型的第三实施方式中，凸轮1、相位调节件4和第二传递组件3与内燃机的气门6相对设置，即分别设置在第二传递件2的两侧。

下面参照附图6a-8b，以根据本实用新型的第一实施方式的结构为例，详细说明根据本实用新型的装置的工作原理，其他实施方式的工作原理与之相同，不再赘述。

图6a-图8b示意性地表示根据本实用新型的内燃机进排气阀驱动装置处于不同相位时的工作状态。其中，图6a和图6b表示相位调节件4处于中置位置的状态，图7a和图7b表示相位调节件4处于提前位置的状态，而图8a和图8b表示相位调节件4处于滞后位置的状态。

图6a、7a、8a表示内燃机进排气阀即将开启的状态；图6b、7b、8b表示内燃机的气门达到升程最大的状态。

在图6a、6b、7a、7b、8a、8b中，Q₀表示凸轮1的凸起部分半径最大点，即外表面的最高点；Q₁表示凸轮1的升程起始点，即外表面上开始脱离基圆部分10的点；Q₂表示凸轮1的升程结束点，即外表面上开始回归基圆部分10的点；P₁A是从凸轮轴11的转动中心P₁向下延伸的一条直线，在如图所示的实施方式中，直线P₁A为内燃机进排气阀的相位基准，Q₁点与滚轮31接触时P₁A与P₁Q₁的夹角θ₀为气门的开启相位。此外，在以下结合上述各图所做的描述中，规定凸轮1按逆时针方向转动，如图中箭头所示。

1．相位调节件4处于中置位置

在本实施方式中，如图6a、6b所示，导向槽41的中心线c沿凸轮轴11的径向方向延伸，其与凸轮轴11的转动中心P₁和相位调节件4的转动中心P₄的连结线P₁P₄重合，此时的相位调节件4所处的位置称为中置位置，气门6的开启相位为θ₀。

在本实施方式中，第二传递组件3的转动中心P₃位于相位调节件4的转动中心P₄的下方，角θ₀的两条边分别为P₁A和P₁P₃。凸轮1的一个运动周期可分为三个阶段，第一阶段是凸轮1的基圆部分10与滚轮31接触的阶段；第二阶段是凸轮1的工作曲面Q₁Q₀与滚轮31接触的阶段；第三阶段是凸轮1的工作曲面Q₀Q₂与滚轮31接触的阶段。

在第一阶段，凸轮1的基圆部分10与第二传递组件3的滚轮31接触。凸轮1的转动，仅仅带动滚轮31绕支承轴30转动，即滚轮31不推动第一传递件2绕第一传递件轴5的转动中心P₂摆动，气门6在图中未示的气门弹簧的作用下处于关闭位置。在此期间，第二传递组件3的转动中心P₃的位置保持不变。

当凸轮1转动到图6a所示的位置时，凸轮1的升程起始点Q₁开始与滚轮31接触，越过该升程起始点Q₁后凸轮1的运动便进入第二阶段。当凸轮1继续沿逆时针方向转动时，凸轮1的工作曲面Q₁Q₀在推动滚轮31沿顺时针方向滚动的同时还对滚轮31产生向上的推力。滚轮31开始克服图中未示的气门弹簧的阻力向上移动，支承轴30受到导向槽41的约束而沿壁面410向上移动，从而将凸轮1的运动传递给第一传递件2。第一传递件2开始沿顺时针方向绕第一传递件轴5的转动中心P₂摆动，从而驱动位于第一传递件2另一端的气门6向下移动。随着凸轮1的继续转动，第二传递组件3的转动中心P₃逐渐远离凸轮轴11的转动中心P₁而向相位调节件4的转动中心P₄靠近。凸轮1继续沿逆时针方向转动，支承轴30继续沿壁面410向上移动。在图6b所示位置，凸轮1的最大半径点，即所谓桃尖Q₀与滚轮31接触，滚轮31上升到最高点，第一传递件2的摆动幅度达到最大，气门6的开启高度达到最大，亦即气门6的升程达到最大。之后，凸轮1的运动便开始进入第三阶段。

在第三阶段，在凸轮1与滚轮31的接触点越过凸轮1的最大半径点Q₀后，随着凸轮1继续沿逆时针方向转动，第一传递件2在图中未示的气门弹簧的作用下转而沿逆时针方向绕第一传递件轴5的转动中心P₂摆动，从而使得滚轮31向下移动，进而带动支承轴30开始沿导向槽41的壁面410向下移动。最终，气门6的开启高度开始回落。随着凸轮1的继续转动，第二传递组件3的转动中心P₃逐渐远离相位调节件4的转动中心P₄而向凸轮轴11的转动中心P₁靠近。当凸轮1转动到升程结束点Q₂与滚轮31接触时，滚轮31以及支承轴30的轴心P₃返回到图6a所示的位置，气门6的升程变为零，内燃机进排气阀被关闭。

在凸轮1的运动过程中，随着凸轮1与滚轮31的接触位置的改变，支承轴30的转动中心P₃与相位调节件4的转动中心P₄之间不停地重复着接近——远离的变动关系。

图9示意性地表示根据本实用新型的第一实施方式中的装置处于中置位置、提前位置和滞后位置时气门的升程与曲轴转角的关系，横轴T表示曲轴转角（单位为°），纵轴L表示升程（单位为mm）。图中的l₀表示相位调节件4处于中置位置时的气门6的升程曲线，此时的气门6在曲轴转角为T_Q1的时刻开启，在曲轴转角为T_Q0的时刻升程达到最大，其最大升程为L₀，在曲轴转角为T_Q2的时刻关闭。

2．相位调节件4处于提前位置

如图7a、7b所示，通过图中未示的驱动装置驱动相位调节件4的齿轮部分42，使相位调节件4从图6a和图6b所示的中置位置沿逆时针方向转过一个角α₁，此时导向槽41的中心线c与凸轮1的转动中心P₁和相位调节件4的转动中心P₄的连结线P₁P₄之间的夹角为α₁。第二传递组件3的转动中心P₃位于相位调节件4的转动中心P₄的右下方，凸轮1的转动中心P₁和第二传递组件3的转动中心P₃的连结线P₁P₃与凸轮1的转动中心P₁和相位调节件4的转动中心P₄的连结线P₁P₄之间的夹角为β₁。此时的气门6的开启相位为θ₁，θ₁=θ₀-β₁。也就是说，当相位调节件4沿逆时针方向转过一个角α₁时，气门相位提前一个角β₁。

由于在非驱动状态下第一传递件2与滚轮31接触的工作面20是与凸轮1的基圆部分10同心的圆弧面，所以基圆部分10与工作面20之间所形成的通道的宽度等于滚轮31的直径（R₃₁×2）。这样，即使相位调节件4在进行相位调节时带动滚轮31转过一个角α₁，这个动作也不会使第一传递件2产生任何运动，因此不会使气门产生动作。

与相位调节件4处于中置位置的情况相同，凸轮1的一个运动周期可分为三个阶段，第一阶段是凸轮1的基圆部分10与滚轮31接触的阶段；第二阶段是凸轮1的工作曲面Q₁Q₀与滚轮31接触的阶段；第三阶段是凸轮1的工作曲面Q₀Q₂与滚轮31接触的阶段。

在三个阶段中，由于滚轮31受到向右下方倾斜的导向槽41的约束，故在凸轮1的推动下，滚轮31在左上右下的方向上作往复运动，除此之外的情况均与上述相位调节件4处于中置位置的情况相同，在此不再赘述。

图9中的l₁示意性地表示相位调节件4处于提前位置时的气门6的升程曲线，此时的气门6在曲轴转角为T_Q1’的时刻开启，在曲轴转角为T_Q0’的时刻升程达到最大，其最大升程为L₁，在曲轴转角为T_Q2’的时刻关闭。

与升程调节元件4处于中置位置时相比，此时的杠杆比变大，因此，气门6的最大升程L₁＞L₀。

3．相位调节件4处于滞后位置

如图8a、8b所示，通过图中未示的驱动装置驱动相位调节件4的齿轮部分42，使相位调节件4从图6a和图6b所示的中置位置沿顺时针方向转过一个角α₂。此时导向槽41的中心线c与凸轮1的转动中心P₁和相位调节件4的转动中心P₄的连结线P₁P₄之间的夹角为α₂。第二传递组件3的转动中心P₃位于相位调节件4的转动中心P₄的左下方，凸轮1的转动中心P₁和第二传递组件3的转动中心P₃的连结线P₁P₃与凸轮1的转动中心P₁和相位调节件4的转动中心P₄的连结线P₁P₄之间的夹角为β₂。此时的气门相位为θ₂，θ₂=θ₀+β₂。也就是说，当相位调节件4向顺时针方向转过一个角α₂时，气门相位滞后一个角β₂。

与相位调节件4处于提前位置的情况相同，相位调节件4处于滞后位置时，滚轮31受到的是向左下方倾斜的导向槽41的约束，故在凸轮1的推动下，滚轮31在左下右上的方向上作往复运动，除此之外的情况均与上述相位调节件4处于中置和提前位置的情况相同，在此不再赘述。

图9中的l₂表示相位调节件4处于滞后位置时的气门6的升程曲线，此时的气门6在曲轴转角为T_Q1”的时刻开启，在曲轴转角为T_Q0”的时刻升程达到最大，其最大升程为L₂，在曲轴转角为T_Q2”的时刻关闭。

与升程调节元件4处于中置位置时相比，此时的杠杆比变小，因此，气门6的最大升程L₂＜L₀。

从以上给出的相位调节件4处于三个不同位置的例子中不难得出这样的结论，气门相位提前越多，气门的最大升程越大；反之，气门相位滞后越多，气门的最大升程越小。

以上，以升程调节元件4处于中置位置、提前位置和滞后位置的情况为例，说明了根据本实用新型的装置的工作原理。这里所说的中置位置、提前位置和滞后位置仅仅是为了便于进行说明而给出的例子，没有任何特殊的意义。一旦确定了气门系统的基准相位和转动方向，则在相位的可调范围内，与凸轮的转动方向一致方向的调节就是朝滞后方向的调节，反之则是朝提前方向的调节。

下面就升程调节元件4的安装位置与气门的最大升程之间的关系进行说明。

图10a、10b、10c是本实用新型的内燃机进排气阀驱动装置与现有技术的区别的比较图。图10a表示现有技术，图10b表示本实用新型的内燃机进排气阀驱动装置，图10c是本实用新型与现有技术的对比。

各图中，P₁表示凸轮轴11的转动中心，P₂表示第一传递件2转动轴的转动中心，P_3A和P_3R分别表示本实用新型的处于最大提前角位置和最大滞后角位置这两个极限位置时第二传递组件3中的滚轮31的转动中心，P_3A’和P_3R’分别表示第二传递组件3中的滚轮31被凸轮1推动而移动到最高点时其转动中心的位置，P_300A和P_300R分别表示现有技术的处于最大提前角位置和最大滞后角位置这两个极限位置的运动传递构件的转动中心，P_300A’和P_300R’分别表示被凸轮推动而移动到最高点的运动传递构件的转动中心，P₄表示本实用新型的相位调节件4的转动中心，P₄₀₀表示现有技术中调节相位用的导向架的转动中心，在现有技术中，如图10a所示，P₄₀₀与P₁是重合的。

如图10a、10b、10c所示，为了便于比较，假设本实用新型与现有技术中的凸轮、第一传递件等各相关尺寸都相同，且相位的调节范围均为角φ。

在图10a中，现有技术中的导向架的转动中心P₄₀₀与凸轮轴的转动中心P₁重合，运动传递构件可被设定在极限位置P_300A和P_300R之间（即角φ所对应的圆弧段P_300AP_300R的两个端点），运动传递构件被凸轮推动所达到的最高位置的落点集合是以P₄₀₀（P₁）为圆心以凸轮的最大半径与运动传递构件的半径之和为半径的圆弧段P_300A’P_300R’。由于运动传递构件被凸轮推动所运动的方向是远离转动中心P₄₀₀的，所以其所达到的最高位置的落点集合即圆弧段P_300A’P_300R’势必大于角φ所对应的圆弧段P_300AP_300R，即P_300A’P_300R’＞P_300AP_300R。

如图10b所示，本实用新型的相位调节件4的转动中心P₄设置在远离凸轮轴11的转动中心P₁的位置上，且P₁到P₄的距离大于凸轮1的最大半径R₂与第二传递组件3的半径R₃₁之和。第二传递组件3可被设定在极限位置P_3A和P_3R之间，在相位的可调范围内，第二传递组件3被凸轮1推动所达到的最高位置的落点集合是以P₁为圆心以凸轮1的最大半径R₂与第二传递组件3的滚轮31半径R₃₁之和为半径的圆弧段P_3A’P_3R’。由于第二传递组件3被凸轮1推动所运动的方向是向转动中心P₄靠拢的，所以其所达到的最高位置的落点集合即圆弧段P_3A’P_3R’势必小于角φ所对应的圆弧段P_3AP_3R，即P_3A’P_3R’＜P_3AP_3R。

为了使本实用新型与现有技术的区别更加直观，在图10c中同时示出了图10a的现有技术和图10b的本实用新型。从图10c可以直观地看出，本实用新型的圆弧段P_3A’P_3R’小于现有技术的圆弧段P_300A’P_300R’。由于两圆弧段的长度与杠杆比的变化是正相关的关系，杠杆比的变化又与气门的最大升程是正相关的关系，所以不难理解，本实用新型的杠杆比的变化范围比现有技术的小。因此，本实用新型的气门的最大升程变化要比现有技术的小。

综上所述，利用根据本实用新型的装置和利用现有技术中的装置，在对气门的相位进行同等调节的情况下，本实用新型的内燃机进排气阀驱动装置因进行相位调节而引起的气门最大升程的改变较小。

此外，从图10a、10b、10c中还可以得出这样的结论：在本实用新型中，升程调节元件4的转动中心P₄距离以凸轮轴11的转动中心P₁为圆心、以凸轮1的最大半径R₂与第二传递组件3的滚轮31的半径R₃₁之和为半径的圆弧越近，调节气门的相位对气门的最大升程产生的影响越小。而且当将升程调节元件4的转动中心P₄设置在以凸轮轴11的转动中心P₁为圆心、以凸轮1的转动中心P₁与相位调节件4的转动中心P₄之间的距离R₄等于凸轮1的最大半径R₂与第二传递组件3的滚轮31的半径R₃₁之和为半径的圆弧上时，在相位的可调范围内，第二传递组件3的滚轮31的转动中心P₃被凸轮推动而沿导向槽41移动到最高位置的落点集合即圆弧段P_3A’P_3R’变为一个点。此时，无论将开启相位调节到可调范围内的任何位置，第二传递组件3的滚轮31的转动中心P₃在凸轮1的推动下最终都会位移至与调节元件4的转动中心P₄重合之处，最终杠杆比都是相同的。其结果是，任意开启相位时的气门的最大升程均为L_MAX，到达最大升程的相位也是相同的。

图11a和图11b表示根据本实用新型的装置的一种特殊实施方式，其中，图11a是立体图，图11b是图11a的局部剖视图。在这种实施方式中，升程调节元件4的转动中心P₄设置在以凸轮轴11的转动中心P₁为圆心以R₄为半径的圆弧上。当凸轮1的最大半径点Q₀与滚轮31接触时，第二传递组件3的转动中心P₃刚好移动到与调节元件4的转动中心P₄重合的位置。这种结果所实现的效果如上所述，即在这种结构中，在任意的开启相位时，气门的最大升程都是相同的，而且到达最大升程的相位也是相同的。

图11a和图11b所示的内燃机进排气阀驱动装置的升程曲线示意性地表示在图12中。其中，m₁、m₀、m₂分别表示升程调节元件4处于提前位置、中置位置、滞后位置时的升程曲线，θ₁、θ₀、θ₂分别表示升程调节元件4处于提前位置、中置位置、滞后位置时的相位角，提前角β₁=θ₀-θ₁，滞后角β₂=θ₂-θ₀。T_Q1、T_Q0、T_Q2分别表示升程调节元件4处于中置位置时的气门的开启相位、最大升程相位、关闭相位，T_Q1’、T_Q0’、T_Q2’分别表示升程调节元件4处于提前位置时的气门的开启相位、最大升程相位、关闭相位，T_Q1”、T_Q0”、T_Q2”分别表示升程调节元件4处于滞后位置时的气门的开启相位、最大升程相位、关闭相位，L_MAX表示各升程曲线m₁、m₀、m₂的最高点即最大升程。在本实施方式中，在任意的开启相位时，气门到达最大升程的相位都是相同的，即T_Q0、T_Q0’、T_Q0”三点重合。也就是说，在这种实施方式中，气门的最大升程不随开启相位的变化而变化。因此，实现了在任何开启相位下均能保持最大升程不变的特殊效果。

Claims (11)

1.一种内燃机进排气阀驱动装置，包括凸轮（1）；第一传递件（2）；第二传递组件（3），所述第二传递组件（3）包括支承轴（30）和滚轮（31）；相位调节件（4），所述相位调节件（4）上设有导向槽（41）以及支承部分（40），所述相位调节件（4）可绕所述支承部分（40）的转动中心（P₄）转动；所述第二传递组件（3）的支承轴（30）可移动地设置于所述相位调节件（4）的导向槽（41）中，所述滚轮（31）分别抵靠在第一传递件（2）和凸轮（1）上；其特征在于，所述第一传递件（2）具有一个工作面（20，24或29），该工作面（20，24或29）为以所述凸轮（1）的转动中心（P₁）为圆心的圆弧面；并且

R₄≥R₂＋R₃₁

其中：

R₄：凸轮（1）的转动中心（P₁）与相位调节件（4）的转动中心（P₄）之间的距离；

R₂：凸轮（1）最大半径；

R₃₁：滚轮（31）的半径。

2.根据权利要求1所述的内燃机进排气阀驱动装置，其特征在于，所述第一传递件（2）为一个细长体，其中部设有支承孔（21），其一端的侧面设有用于所述第二传递组件（3）的所述滚轮（31）接触的工作面（20），其另一端设有驱动面（22）。

3.根据权利要求1所述的内燃机进排气阀驱动装置，其特征在于，所述第一传递件（2）为一个细长体，其中部设有支承孔（21），其一端的侧面设有用于所述第二传递组件（3）的所述滚轮（31）接触的工作面（20），其另一端设有驱动面（22）。

4.根据权利要求1所述的内燃机进排气阀驱动装置，其特征在于，所述第一传递件（2）为一个中空圆柱体（26），所述中空圆柱体（26）的中部设有隔板（27），从而形成封闭的圆柱形空腔（28），中空圆柱体（26）的隔板（27）的另一侧上设有用于支承所述第二传递组件（3）的所述滚轮（31）的工作面（29）。

5.根据权利要求1所述的内燃机进排气阀驱动装置，其特征在于，所述导向槽（41）的中心线（c）过所述相位调节件（4）的支承部分（40）的转动中心（P₄）。

6.根据权利要求1至5之一所述的内燃机进排气阀驱动装置，其特征在于，所述相位调节件（4）的一端设有齿轮部分（42），另一端上设有所述导向槽（41），所述导向槽（41）沿着所述相位调节件（4）的长度方向延伸。

7.根据权利要求6所述的内燃机进排气阀驱动装置，其特征在于，所述相位调节件（4）为一个倒置的U型体，U型体的底部设有所述的齿轮部分（42），而U型体的两个侧壁上分别设有所述导向槽（41）。

8.根据权利要求7所述的内燃机进排气阀驱动装置，其特征在于，所述导向槽（41）具有槽底（43），U型体的两个侧壁与所述导向槽（41）槽底（43）相对的侧面上设有支承部分（40），所述支承部分（40）的中心线与相位调节件（4）的转动中心（P₄）重合。

9.根据权利要求1-5之一所述的内燃机进排气阀驱动装置，其特征在于，所述的支承部分（40）是圆柱形的凸起、盲孔或通孔。

10.根据权利要求6所述的内燃机进排气阀驱动装置，其特征在于，所述的支承部分（40）是圆柱形的凸起、盲孔或通孔。

11.根据权利要求7或8所述的内燃机进排气阀驱动装置，其特征在于，所述的支承部分（40）是圆柱形的凸起、盲孔或通孔。