CN205078312U - 一种两段式可变气门升程与气门二次开启机构 - Google Patents

Abstract

一种两段式可变气门升程与气门二次开启机构，包括凸轮轴和凸轮，所述凸轮上设有槽孔，槽孔内设有可活动的滑块，滑块缩进时，凸轮外轮廓无变化，滑块伸出时，凸轮外轮廓有凸起。滑块的径向运动使凸轮型线产生变化，达到改变发动机的气门升程或气门二次开启的目的，以适应不同工况下发动机的最佳性能、经济性与排放性要求。滑块的径向运动由内轴的轴向运动控制。本实用新型结构简单，控制容易，零部件少，加工与装配均比较方便，可靠性高且成本低，根据发动机运行工况改变进、排气门的升程或气门二次开启，实现气门升程均可变，提高发动机的动力性与经济性，改善发动机排放性能。本实用新型可用在汽车发动机、柴油发动机以及其他内燃机之中。

Description

一种两段式可变气门升程与气门二次开启机构

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，特别涉及一种两段式可变气门升程与气门二次开启机构。

背景技术

传统发动机在正常工作时的最大气门升程是固定不可变的，也就是凸轮轴的凸轮型线只有一种。这就造成了该升程不可能使发动机在高速区和低速区都得到良好响应。传统发动机的气门升程——凸轮型线设计是对发动机在全工况下的平衡性选择，其结果是发动机既得不到最佳的高速效率，也得不到最佳的低速扭矩，只得到了全工况下最平衡的性能。

但随着汽车工业的发展，人们对发动机的性能、油耗以及排放的要求越来越高，可变气门升程技术已成为衡量发动机性能的标致性关键技术之一。可变气门升程技术改变了传统发动机气门升程固定不变的状态，在发动机运转工况范围内提供最佳气门升程，使发动机在高速区和低速区都能得到满足需求的气门升程，从而改善发动机高速功率和低速扭矩，较好地解决了高转速与低转速、大负荷与小负荷下动力性与经济性的矛盾，同时改善了废气排放。

因此，可变气门升程技术在大幅度提升发动机性能的同时，在节能和环保方面也有其独特的优势。但是，现有的可变气门升程机构相对比较复杂，或是通过切换完整凸轮，或是在摇臂机构上做文章，导致增加不少额外零件，使系统惯量增大，摩擦损失变大，可靠性要求高，需对发动机配气机构布置做较大的改动与调整，发动机缸盖设计的难度较大，成本很高。提高发动机的充气效率是改善车辆经济性与动力性的有效途径，由于发动机在不同工况下所需要最佳进气量不同，而控制气门动作的凸轮型线是固定的，所以传统发动机的配气机构只能满足部分工况的最佳配气要求。

实用新型内容

本实用新型要解决现有技术的问题，提供一种根据发动机运行工况改变进、排气门的升程以及气门二次开启，实现气门升程与气门正时均可变，提高发动机的动力性与经济性，改善发动机排放性能的两段式可变气门升程或气门二次开启机构。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种两段式可变气门升程与气门二次开启机构，包括凸轮轴和凸轮，所述凸轮上设有槽孔，槽孔内设有可活动的滑块，滑块缩进时，凸轮外轮廓无变化，滑块伸出时，凸轮外轮廓有凸起。滑块的径向运动范围为完全缩进凸轮内及局部凸出凸轮外轮廓，使得凸轮轴的凸轮型线产生变化，从而达到改变发动机的气门升程或气门二次开启的目的，以适应不同工况下发动机的最佳配气与排放性要求。

优选的，所述槽孔设于凸轮的桃尖段或基圆段。当槽孔设于凸轮的桃尖段时，可实现可变气门升程，当槽孔设于凸轮的基圆段时，可实现气门二次开启。

优选的，所述凸轮为独立结构，或包括右凸轮和左凸轮，由右凸轮和左凸轮组合后形成完整的凸轮。两者在加工、装配及使用过程中有各自的特点。

优选的，所述凸轮为独立结构时，在滑块安装位置对置处有相应加工或安装槽孔，方便滑块的安装。

优选的，所述滑块两侧带有一定的锥度。带有锥度的滑块在槽孔内活动，可实现自定位及自锁功能。

优选的，所述凸轮轴包括内轴和外轴，内轴可在外轴内作轴向运动，为滑块的活动在结构上提供了可实现的保障。

作为一种优选的方案，所述内轴上设有一定轴向长度的环状凹槽，所述外轴上设有槽孔,所述滑块穿过槽孔与内轴相抵。通过内轴的轴向运动，滑块可落于内轴的环状凹槽中或环状凹槽外，当滑块落于内轴的环状凹槽中时，滑块为缩进状态，凸轮外轮廓无变化，不产生额外作用，当滑块落于内轴的环状凹槽外时，滑块为凸出状态，凸轮外轮廓有凸起，从而改变凸轮升程。

优选的，所述凸轮轴上设有多个凸轮时，所述环状凹槽的轴向长度根据需要有相同或不同的组合。具有不同轴向长度的环状凹槽，使内轴作轴向运动时，利用不同的长度实现在不同时刻驱动不同的滑块，从而实现多个气门机构升程的可变与气门机构的二次开启。

优选的，所述环状凹槽与内轴外表面之间设有一定的坡度，所述滑块下部设有台阶，与外轴的内表面接触，起定位作用，台阶底部为圆弧结构，与内轴接触。可以实现内轴与滑块的相对运动配合平稳，同时还能保证安装的简易性。

作为另一种优选的方案，所述内轴上设有一定轴向长度的缺口，所述外轴上设有槽孔,所述滑块底部设有滚柱，滑块与滚柱穿过槽孔与内轴相抵。通过内轴的轴向运动，滚柱可落于内轴的缺口中或缺口外，当滚柱落于内轴的缺口中时，滑块为缩进状态，凸轮外轮廓无变化，不产生额外作用，当滚柱落于内轴的缺口外时，滑块为凸出状态，凸轮外轮廓有凸起，从而改变凸轮升程。

优选的，所述凸轮轴上设有多个凸轮时，所述缺口的轴向长度根据需要有相同或不同的组合。具有不同轴向长度的缺口，使内轴作轴向运动时，利用不同的长度实现在不同时刻驱动不同的滑块，从而实现多个气门机构升程的可变与气门机构的二次开启。

优选的，所述滑块下部设有台阶，与外轴的内表面接触，起定位作用，所述缺口与内轴外表面之间设有一定的坡度，便于滚柱的运动，使内轴与滑块的相对运动配合平稳。

本实用新型的有益效果在于：结构简单，控制容易，零部件少，加工与装配均比较方便，可靠性高且成本低，根据发动机运行工况改变进、排气门的升程或气门二次开启，实现气门升程均可变，提高发动机的动力性与经济性，改善发动机排放性能。本实用新型可用在汽车发动机、柴油发动机以及其他内燃机之中。

附图说明

图1是本实用新型实施方式一的结构示意图。

图2是本实用新型实施方式一的结构爆炸图。

图3是本实用新型实施方式一中滑块与内轴的结构关系图。

图4是本实用新型实施方式二的结构爆炸图。

图5是本实用新型组合式凸轮的结构爆炸图。

图6是本实用新型实现气门二次开启的滑块与凸轮的结构关系图。

图7是本实用新型实现气门二次开启的滑块与凸轮的优选方案图。

图8是本实用新型实现可变气门升程的滑块与凸轮的结构关系图。

图9是本实用新型凸轮由左凸轮和右凸轮组成时的结构示意图。

图10是本实用新型施方式一的局部剖视图。

图中：1、内轴；1a、环状凹槽；1b、缺口；2、外轴；2a、槽孔；3、凸轮；301、左凸轮；302、右凸轮；3a、槽孔；3b、桃尖段；3c、基圆段；3d、槽孔；4、滑块；4a、圆弧结构；4b、台阶；5、液压挺柱；6、滚子摇臂；7、滚柱。

具体实施方式

下面通过具体实施方式和附图对本实用新型作进一步的说明。

实施方式一为：如图1和图2所示，一种两段式可变气门升程与气门二次开启机构，包括凸轮轴和凸轮3，凸轮3为一个独立结构，上设有槽孔3a，槽孔3a内设有可活动的滑块4，凸轮轴包括内轴1和外轴2，内轴1可在外轴2内作轴向运动，内轴1上设有一定轴向长度的环状凹槽1a，外轴2上设有槽孔2a,滑块4穿过槽孔2a与内轴1相抵。

当内轴1轴向运动使环状凹槽1a位于滑块4下方时，受发动机液压挺柱5及滚子摇臂6的作用力，滑块4缩回凸轮3外轮廓内，当内轴1轴向运动使滑块4位于环状凹槽1a外，凸轮3外轮廓有凸起，受内轴1的支撑作用，发动机液压挺柱5及滚子摇臂6的运动发生改变，从而达到改变发动机的气门升程或气门二次开启的目的。

此外，结合图3所示，环状凹槽1a与内轴1外表面之间设有一定的坡度，滑块4下部设有台阶4b，与外轴2的内表面接触，起定位作用，台阶4b底部为圆弧结构4a，与内轴1接触，可以实现内轴1与滑块4的相对运动配合平稳，同时还能保证安装的简易性。

实施方式二为：结合图4、图5和图9所示，与实施方式一的区别在于，凸轮3由左凸轮301和右凸轮302组成，并且将内轴1上的环状凹槽1a结构设为具有一定轴向长度的缺口1b，滑块4底部设有滚柱7与内轴1相抵。与实施方式一相同的是，内轴1的轴向运动使滑块4及滚柱7位于缺口1b内或缺口1b外，从而改变凸轮3外轮廓的形状，达到改变发动机的气门升程或气门二次开启的目的。

显而易见的，实施方式一中一体成型的凸轮3结构适用于实施方式二，实施方式二中由左凸轮301和右凸轮302组成的凸轮3结构同样适用于实施方式一。

结合图6和图8所示，上述两种实施方式中凸轮3上的槽孔3a即可设于凸轮3的桃尖段3b，也可设于凸轮3的基圆段3c。槽孔3a设于桃尖段3b时，可实现可变气门升程，槽孔3a设于基圆段3c时，可实现气门二次开启。其中，结合图7所示，凸轮3为独立结构且槽孔3a设于凸轮3的基圆段3c时，在滑块4安装位置对置处有相应加工或安装槽孔3d，方便滑块4的安装。

以实施方式一为例，结合图10所示，滑块4两侧带有一定的锥度，在槽孔3a内活动，可实现自定位及自锁功能，此结构同样适用于实施方式二。

此外，一般的发动机凸轮轴上设有多个凸轮3，以实施方式一为例，结合图2所示，内轴1上的环状凹槽1a可有不同的轴向长度，使内轴1作轴向运动时，利用不同的长度实现在不同时刻驱动不同的滑块4，从而实现多个气门机构升程的可变与气门机构的二次开启。显而易见的，实施方式二中具有一定轴向长度的结构缺口1b也能起到同样的功能。

以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的结构特征并不局限于此，本实用新型可以用于类似的产品上，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。

Claims (6)

1.一种两段式可变气门升程与气门二次开启机构，包括凸轮轴和凸轮（3），其特征在于：所述凸轮（3）上设有槽孔（3a），槽孔（3a）内设有可实现径向运动的滑块（4），滑块（4）缩进时，凸轮（3）外轮廓无变化，滑块（4）伸出时，凸轮（3）外轮廓有凸起。

2.根据权利要求1所述的一种两段式可变气门升程与气门二次开启机构，其特征在于：所述槽孔（3a）设于凸轮（3）的桃尖段（3b）或基圆段（3c）：所述槽孔（3a）设于凸轮（3）的桃尖段（3b）时，可形成气门升程可变机构；所述槽孔（3a）设于凸轮（3）的基圆段（3c）时，可形成气门二次开启机构。

3.根据权利要求2所述的一种两段式可变气门升程与气门二次开启机构，其特征在于：所述凸轮轴包括内轴（1）和外轴（2），内轴（1）可在外轴（2）内作轴向运动。

4.根据权利要求3所述的一种两段式可变气门升程与气门二次开启机构，其特征在于：所述内轴（1）上设有一定轴向长度的环状凹槽（1a），所述外轴（2）上设有槽孔（2a），所述滑块（4）穿过槽孔（2a）与内轴（1）相抵，利用内轴（1）控制滑块（4）的径向运动；所述环状凹槽（1a）与内轴（1）外表面之间设有一定的坡度；所述滑块（4）下部设有台阶（4b），与外轴（2）的内表面接触，起定位作用，台阶（4b）底部为圆弧结构（4a），与内轴（1）接触；所述凸轮轴上设有多个凸轮（3）时，所述环状凹槽（1a）的轴向长度根据需要有相同或不同的组合。

5.根据权利要求3所述的一种两段式可变气门升程与气门二次开启机构，其特征在于：所述内轴（1）上设有一定轴向长度的缺口（1b），所述外轴（2）上设有槽孔（2a）,所述滑块（4）底部设有滚柱（7），滑块（4）与滚柱（7）穿过槽孔（2a）与内轴（1）相抵；所述滑块（4）下部设有台阶（4b），与外轴（2）的内表面接触，起定位作用；所述缺口（1b）与内轴（1）外表面之间设有一定的坡度；所述凸轮轴上设有多个凸轮（3）时，所述缺口（1b）的轴向长度根据需要有相同或不同的组合。

6.根据上述任一项权利要求所述的一种两段式可变气门升程与气门二次开启机构，其特征在于：所述凸轮（3）可为独立结构；所述凸轮（3）也可为组合式结构，包括左凸轮（301）和右凸轮（302），由左凸轮（301）和右凸轮（302）组合后形成完整的凸轮（3）。