CN206647145U - 一种内燃机连续可变气门正时装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内燃机连续可变气门正时装置，包括凸轮轴、各齿轮、各传动轴、电机、支撑、卡圈以及相位调节机构。支撑架支撑除凸轮轴外的整个装置，凸轮轴由凸轮轴支撑支撑。其中凸轮轴齿轮与齿圈啮合，电机传动轴齿轮与空心齿轮啮合。行星轮套于固定在空心齿轮的销轴上，并且同时与传动轴齿轮a和齿圈两者啮合。齿圈放置在支撑铁圈中且与支撑铁圈可以相对转动，齿圈与空心齿轮相互接触且可以相对转动。曲轴带动传动轴齿轮b，进而带动传动轴转动，从而带动行星轮转动，行星轮带动齿圈转动，最后齿圈带动凸轮轴转动。改变相位时，控制电机转动，带动空心齿轮，从而改变行星轮的位置，进而改变曲轴与凸轮轴之间的相位，实现可变气门正时。

Description

一种内燃机连续可变气门正时装置

技术领域

本实用新型涉及内燃机领域，特别涉及内燃机的进排气系统的气门正时控制装置。

背景技术

发动机可变气门正时技术能够改变进排气门的开闭角度，调整气门重叠角，从而提高进气充量降低发动机的油耗，改善发动机的排放，提高发动机的扭矩和功率。在能源短缺、环境污染严重的社会条件下，可变气门正时技术作为内燃机节能减排的新技术而被广泛的应用。而连续可变气门技术可以在发动机的全工况范围内实现对气门正时的调节，为发动机时时刻刻提供最佳的配气相位，因此受到了更多的关注和青睐。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能对发动机气门的提前角、滞后角进行连续调节，满足发动机不同转速下的配气相位要求，提高发动机的燃油经济性和排放性能的可变气门正时系统。

本实用新型采用的技术方案是：连续可变气门正时系统包括凸轮轴支撑1、凸轮轴2、凸轮轴齿轮3、齿圈4、传动轴齿轮a5、行星轮6、销轴定位卡圈7、销轴8、支撑架9、电机10、电机传动轴11、传动轴齿轮b12、键槽13、传动轴14、空心齿轮15、支撑铁圈16、电机传动轴齿轮17、传动轴定位卡圈18、销轴卡圈槽19、传动轴卡圈槽20；所述凸轮轴齿轮3、传动轴齿轮a5、传动轴齿轮b12、行星轮6、空心齿轮15、电机传动轴齿轮17均为直齿圆柱齿轮；所述齿圈4放置于支撑铁圈16中,且可在支撑铁圈16内自由转动；所述凸轮轴齿轮3和凸轮轴2固定连接；所述传动轴齿轮a5与传动轴14固定连接；所述传动轴齿轮b12和传动轴14通过键槽13连接；所述传动轴14穿过空心齿轮15的中心孔，传动轴14直径和空心齿轮15中心孔间隙配合，传动轴14和空心齿轮15可以相对转动；所述传动轴定位卡圈18套于传动轴卡圈槽20中；所述支撑铁圈16和空心齿轮15固定连接；所述支撑铁圈16与支撑架9可以相对转动；所述销轴8和空心齿轮15固定连接；所述行星轮6套于销轴8上；所述销轴定位卡圈7套于销轴卡圈槽19中；所述电机传动轴齿轮17和电机传动轴11固定连接；所述传动轴齿轮a5、齿圈4均与行星轮6啮合；所述凸轮轴齿轮3与齿圈4啮合；所述空心齿轮15和电机传动轴齿轮17啮合。

所述齿圈4与空心齿轮15互相接触且可以相对转动。

所述传动轴齿轮a5和凸轮轴齿轮3齿数相同，所述行星轮6的直径大于传动轴齿轮a5。

所述传动轴14、齿圈4和空心齿轮15的中心轴线相同。

所述凸轮轴2、传动轴14、销轴8和电机传动轴11的中心轴线平行；

所述凸轮轴齿轮3、传动轴齿轮a5、行星轮6和齿圈4安装后均处于同一平面内。

所述支撑架9与汽缸盖固接，支撑架9支撑除凸轮轴2外的整个可变气门正时装置，凸轮轴2则由与汽缸盖固接的凸轮轴支撑1支撑。

所述销轴8上设了销轴定位卡圈7，所述销轴定位卡圈7装配到销轴8上的位置到销轴8底部的距离等于行星轮6的厚度，所述传动轴14上设了传动轴定位卡圈18，所述传动轴定位卡圈18装配到传动轴14上的位置到传动轴齿轮a5的距离等于空心齿轮15的厚度。

所述凸轮轴齿轮3与齿圈4啮合，与传动轴齿轮a5不啮合。

曲轴和凸轮轴2之间的相位恒定时，传动轴齿轮b12传递曲轴的驱动力，由曲轴带动转动，从而带动传动轴14转动，传动轴齿轮a5也随着转动，由于传动轴齿轮a5与行星轮6啮合，从而带动行星轮6转动，又行星轮6与齿圈4啮合，从而转动传递到齿圈4，最终齿圈4带动与齿圈4啮合的凸轮轴2转动，至此曲轴的驱动力传到了凸轮轴2，而且曲轴与凸轮轴2的相位不发生改变。

改变相位时时，给电机10上电，电机10按照一定的方向转动一定的幅度，电机10转动带动电机传动轴11和电机传动轴齿轮17同时转动，由于电机传动轴齿轮17和空心齿轮15啮合，从而使得空心齿轮15转动，由于销轴8固定在空心齿轮15上，空心齿轮15转动使得销轴8的位置发生改变，进而行星轮6的位置发生改变，行星轮6位置的改变使得行星轮6转动，从而带动齿圈4转动，进而使得凸轮轴2转动，控制电机10转动最终使得凸轮轴2转动，在此过程中所有的传动与曲轴无关，所以凸轮轴2与曲轴的相位发生改变，实现最佳的配气相位，改善了进排气条件，减少了泵气损失，提高了燃油利用率，降低了排放，提高了发动机的动力性。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型采用电机10驱动空心齿轮15实现相位的改变，相位改变准确、控制机构简单，由于可以控制电机10的转动方向和角度的大小，所以控制相位的范围大，可以实现发动机在大范围不同转速下的最佳配气相位，改善进排气条件，减少泵气损失，提高燃油利用率，降低排放。并且本实用新型具有结构简单，制造难度小的优点，可以降低生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的可变气门正时系统正面的示意图；

图2为本实用新型的可变气门正时系统背面的示意图；

图3为销轴卡圈槽的位置示意图；

图4为销轴定位卡圈的配合示意图，表示销轴定位卡圈与销轴卡圈槽配合控制行星轮的轴向变动，起到定位行星轮的作用；

图5为传动轴卡圈槽的位置示意图；

图6为传动轴定位卡圈的配合示意图，表示传动轴定位卡圈与传动轴卡圈槽配合控制相位调节机构的轴向变动，起到定位相位调节机构的作用；

图7为整个连续可变气门装置装配图；

图中：1、凸轮轴支撑；2、凸轮轴；3、凸轮轴齿轮；4、齿圈；5、传动轴齿轮a；6、行星轮；7、销轴定位卡圈；8、销轴；9、支撑架；10、电机；11、电机传动轴；12、传动轴齿轮b；13、键槽；14、传动轴；15、空心齿轮；16、支撑铁圈；17、电机传动轴齿轮；18、传动轴定位卡圈；19、销轴卡圈槽；20、传动轴卡圈槽。

具体实施方式

如附图所示，本实用新型实例提供了一种可变气门正时系统，所述连续可变气门正时系统包括凸轮轴支撑1、凸轮轴2、凸轮轴齿轮3、齿圈4、传动轴齿轮a5、行星轮6、销轴定位卡圈7、销轴8、支撑架9、电机10、电机传动轴11、传动轴齿轮b12、键槽13、传动轴14、空心齿轮15、支撑铁圈16、电机传动轴齿轮17、传动轴定位卡圈18、销轴卡圈槽19、传动轴卡圈槽20；其中凸轮轴齿轮3、齿圈4、传动轴齿轮a5、行星轮6、销轴8、空心齿轮15、支撑铁圈16、电机10、电机传动轴11和电机传动轴齿轮17组成了相位调节机构；所述凸轮轴齿轮3、传动轴齿轮a5、传动轴齿轮b12、行星轮6、空心齿轮15、电机传动轴齿轮17均为直齿圆柱齿轮，减少了制造成本而且无轴向力；所述齿圈4放置于支撑铁圈16中，因而支撑铁圈16起到支撑齿圈4的作用，而且齿圈4可以在支撑铁圈16内自由转动；所述凸轮轴齿轮3和凸轮轴2固定连接；所述传动轴齿轮a5与传动轴14固定连接；所述传动轴齿轮b12和传动轴14通过键槽13连接，用键槽13连接传动轴齿轮b12和传动轴14便于整个装置的组装和拆卸；所述传动轴14穿过空心齿轮15的中心孔，传动轴14直径和空心齿轮15中心孔间隙配合，传动轴14和空心齿轮15可以相对转动；所述传动轴定位卡圈18套于传动轴卡圈槽20中，所以传动轴定位卡圈18起到定位的作用；所述支撑铁圈16和空心齿轮15固定连接；所述销轴8和空心齿轮15固定连接，用来实现相位的改变；所述行星轮6套于销轴8上，所述销轴定位卡圈7套于销轴卡圈槽19中，所以销轴定位卡圈7起到定位行星轮6的作用，控制其轴向变动；所述电机传动轴齿轮17和电机传动轴11固定连接；所述传动轴齿轮a5和齿圈4均与行星轮6啮合；所述凸轮轴齿轮3与齿圈4啮合；所述空心齿轮15和电机传动轴齿轮17啮合。

所述齿圈4与空心齿轮15互相接触且可以相对转动，所述传动轴齿轮a5和凸轮轴齿轮3齿数相同，保证了装置不工作时曲轴和凸轮轴2间的相位不变；所述行星轮6的直径大于传动轴齿轮a5的直径，保证凸轮轴齿轮3不与传动轴齿轮a5啮合；所述传动轴14、齿圈4和空心齿轮15的中心轴线相同；所述凸轮轴2、传动轴14、销轴8和电机传动轴11的中心轴线平行；所述凸轮轴齿轮3、传动轴齿轮a5、行星轮6和齿圈4均处于同一平面内；所述支撑架9与汽缸盖固接，支撑架9支撑除凸轮轴2外的整个可变气门正时装置，起到支撑作用；凸轮轴2则由与汽缸盖固接的凸轮轴支撑1支撑，也起到了支撑作用；所述销轴8上设了销轴定位卡圈7，所述销轴定位卡圈7装配到销轴8上的位置到销轴8底部的距离等于行星轮6的厚度，起到定位行星轮6的作用；所述传动轴14上设了传动轴定位卡圈18，所述传动轴定位卡圈18装配到传动轴14上的位置到传动轴齿轮a5的距离等于空心齿轮15的厚度，起到定位相位调剂机构的作用；所述凸轮轴齿轮3与齿圈4啮合，与传动轴齿轮a5不啮合

曲轴和凸轮轴2之间的相位恒定时，传动轴齿轮b12传递曲轴的驱动力，由曲轴带动转动，从而带动传动轴14转动，传动轴齿轮a5也随着转动，由于传动轴齿轮a5与行星轮6啮合，从而带动行星轮6转动，又行星轮6与齿圈4啮合，从而转动传递到齿圈4，最终齿圈4带动与齿圈4啮合的凸轮轴2转动，至此曲轴的驱动力传到了凸轮轴2，而且曲轴与凸轮轴2的相位不发生改变。

改变相位时时，给电机10上电，电机10按照一定的方向转动一定的幅度，电机10转动带动电机传动轴11和电机传动轴齿轮17同时转动，由于电机传动轴齿轮17和空心齿轮15啮合，从而使得空心齿轮15转动，由于销轴8固定在空心齿轮15上，空心齿轮15转动使得销轴8的位置发生改变，进而行星轮6的位置发生改变，行星轮6位置的改变使得行星轮6转动，从而带动齿圈4转动，进而使得凸轮轴2转动，控制电机10转动最终使得凸轮轴2转动，在此过程中所有的传动与曲轴无关，所以凸轮轴2与曲轴的相位发生改变，实现最佳的配气相位，改善了进排气条件，减少了泵气损失，提高了燃油利用率，降低了排放，提高了发动机的动力性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种内燃机连续可变气门正时装置，其特征在于：包括凸轮轴支撑(1)、凸轮轴(2)、凸轮轴齿轮(3)、齿圈(4)、传动轴齿轮a(5)、行星轮(6)、销轴定位卡圈(7)、销轴(8)、支撑架(9)、电机(10)、电机传动轴(11)、传动轴齿轮b(12)、键槽(13)、传动轴(14)、空心齿轮(15)、支撑铁圈(16)、电机传动轴齿轮(17)、传动轴定位卡圈(18)、销轴卡圈槽(19)、传动轴卡圈槽(20)；所述凸轮轴齿轮(3)、传动轴齿轮a(5)、传动轴齿轮b(12)、行星轮(6)、空心齿轮(15)、电机传动轴齿轮(17)均为直齿圆柱齿轮；所述齿圈(4)放置于支撑铁圈(16)中,且可在支撑铁圈(16)内自由转动；所述凸轮轴齿轮(3)和凸轮轴(2)固定连接；所述传动轴齿轮a(5)与传动轴(14)固定连接；所述传动轴齿轮b(12)和传动轴(14)通过键槽(13)连接；所述传动轴(14)穿过空心齿轮(15)的中心孔，传动轴(14)直径和空心齿轮(15)中心孔间隙配合，传动轴(14)和空心齿轮(15)可以相对转动；所述传动轴定位卡圈(18)套于传动轴卡圈槽(20)中；所述支撑铁圈(16)和空心齿轮(15)固定连接；所述支撑铁圈(16)与支撑架(9)可以相对转动；所述销轴(8)和空心齿轮(15)固定连接；所述行星轮(6)套于销轴(8)上；所述销轴定位卡圈(7)套于销轴卡圈槽(19)中；所述电机传动轴齿轮(17)和电机传动轴(11)固定连接；所述传动轴齿轮a(5)、齿圈(4)均与行星轮(6)啮合；所述凸轮轴齿轮(3)与齿圈(4)啮合；所述空心齿轮(15)和电机传动轴齿轮(17)啮合。

2.根据权利要求1所述的内燃机连续可变气门正时装置，其特征在于：所述齿圈(4)与空心齿轮(15)互相接触且可以相对转动。

3.根据权利要求1所述的内燃机连续可变气门正时装置，其特征在于：所述传动轴齿轮a(5)和凸轮轴齿轮(3)齿数相同，所述行星轮(6)的直径大于传动轴齿轮a(5)。

4.根据权利要求1所述的内燃机连续可变气门正时装置，其特征在于：所述传动轴(14)、齿圈(4)和空心齿轮(15)的中心轴线相同。

5.根据权利要求1所述的内燃机连续可变气门正时装置，其特征在于：所述凸轮轴(2)、传动轴(14)、销轴(8)和电机传动轴(11)的中心轴线平行。

6.根据权利要求1所述的内燃机连续可变气门正时装置，其特征在于：所述凸轮轴齿轮(3)、传动轴齿轮a(5)、行星轮(6)和齿圈(4)安装后均处于同一平面内。

7.根据权利要求1所述的内燃机连续可变气门正时装置，其特征在于：所述支撑架(9)与汽缸盖固接，支撑架(9)支撑除凸轮轴(2)外的整个可变气门正时装置，凸轮轴(2)则由与汽缸盖固接的凸轮轴支撑(1)支撑。

8.根据权利要求1所述的内燃机连续可变气门正时装置，其特征在于：所述销轴(8)上设了销轴定位卡圈(7)，所述销轴定位卡圈(7)装配到销轴(8)上的位置到销轴(8)底部的距离等于行星轮(6)的厚度，所述传动轴(14)上设了传动轴定位卡圈(18)，所述传动轴定位卡圈(18)装配到传动轴(14)上的位置到传动轴齿轮a(5)的距离等于空心齿轮(15)的厚度。

9.根据权利要求1所述的内燃机连续可变气门正时装置，其特征在于：所述凸轮轴齿轮(3)与齿圈(4)啮合，与传动轴齿轮a(5)不啮合。