CN208564673U - 连续可变气门升程机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连续可变气门升程机构，包括气门机构、气门摇臂和液压挺杆，气门摇臂一端与气门机构铰接，另一端与液压挺柱铰接，还包括中间凸轮和凸轮摇臂，凸轮摇臂包括位于凸轮摇臂下端的凸轮摇臂端面、以及与凸轮摇臂铰接的第一凸轮摇臂轴承和第二凸轮摇臂轴承，凸轮摇臂端面与气门摇臂接触配合，第一凸轮摇臂轴承与中间凸轮接触配合，第二凸轮摇臂轴承与凸轮接触配合。通过仅增加一个凸轮摇臂分别与中间凸轮、凸轮和气门摇臂接触配合，使得凸轮摇臂成为一个三个接触点均可以调节的双支点杠杆，结构布置比较简单，且可实现气门升程的连续可变。

Description

连续可变气门升程机构

技术领域

本实用新型涉及一种气门机构，属于汽车发动机进排气系统，具体地指一种连续可变气门升程机构。

背景技术

传统气门驱动系统通常只能保证在某一工况优化发动机的性能，其凸轮型线是固定的,无法在运行的过程中进行调节，发动机性能难以在各种工况下都达到优化。世界各国多年来开发了多种可变气门机构，其中可变气门升程技术是根据发动机的工况，改变气门的升程来改变吸气量，从而很好的匹配发动机在低转速和高转速下的不同吸气需求。

目前的可变气门升程机构通常是通过一组不同线型的凸轮组直接驱动气门摇臂，气门摇臂再驱动气门运动，通过不同线型的凸轮可调节的升程不同来实现气门升程的可调，这种结构由于凸轮线型的不连续，使得气门升程不能在一个范围内连续可调。而可连续变化的气门升程机构大多结构比较复杂，增大了发动机配气系统的结构尺寸。

实用新型内容

本实用新型的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种结构布置简单、可连续变化的气门升程机构。

为实现上述目的，本实用新型提供一种连续可变气门升程机构，包括气门机构、气门摇臂和液压挺杆，所述气门摇臂一端与气门机构铰接，另一端与液压挺柱铰接，其特征在于：还包括中间凸轮和凸轮摇臂，所述凸轮摇臂包括位于凸轮摇臂下端的凸轮摇臂端面、以及与凸轮摇臂铰接的第一凸轮摇臂轴承和第二凸轮摇臂轴承，所述凸轮摇臂端面与气门摇臂接触配合，所述第一凸轮摇臂轴承与中间凸轮接触配合，所述第二凸轮摇臂轴承与凸轮接触配合。

进一步地，所述凸轮摇臂端面为内凹弧形，所述第一凸轮摇臂轴承与凸轮摇臂的上部连接，所述第二凸轮摇臂轴承与凸轮摇臂的中部连接。

进一步地，所述气门摇臂的中部连接有气门摇臂轴承，所述气门摇臂轴承的外圈与凸轮摇臂端面的内凹弧形配合。

进一步地，所述中间凸轮还包括中间凸轮轴，所述中间凸轮轴与缸盖固定连接，所述中间凸轮轴一端固定有中间凸轮轴齿轮，所述中间凸轮之间的中间凸轮轴外圈设有中间凸轮轴承，所述中间凸轮轴承外圈与缸盖配合。

进一步地，所述中间凸轮轴齿轮与电机输出轴上的主轴蜗杆啮合。

进一步地，所述第一凸轮摇臂轴承的上端设有限位块，所述限位块下端面设有与第一凸轮摇臂轴承外圈配合的限位槽。

进一步地，所述限位块的上端设有扭簧，所述扭簧包括扭簧连接板，扭簧扭转圈和扭簧支腿，所述扭簧扭转圈两端分别与扭簧连接板和扭簧支腿连接。

进一步地，所述凸轮摇臂上还设有卡扣凹槽，所述扭簧支腿与卡扣凹槽卡接。

进一步地，所述扭簧连接板上开有连接板固定孔，所述限位块上开有限位块固定孔，所述扭簧和限位块通过螺栓紧固件穿过连接板固定孔和限位块固定孔与缸盖配合固定在缸盖上。

本实用新型的有益效果是：通过仅增加一个凸轮摇臂分别与中间凸轮、凸轮和气门摇臂接触配合，使得凸轮摇臂成为一个三个接触点均可以调节的双支点杠杆；当中间凸轮的接触点固定时，凸轮的转动带动气门开启和关闭，此时为正常的吸气冲程过程，当凸轮的接触点固定时，中间凸轮的连续转动使得气门最大开启状态时的升程连续可变。此结构仅增加了一个凸轮摇臂，结构布置比较简单，且可实现气门升程的连续可变。

附图说明

图1为气门升程机构的气门为关闭时的示意图。

图2为气门升程机构的气门为最小升程时的示意图。

图3为气门升程机构的气门为最大升程时的示意图。

图4为扭簧的结构示意图。

图5为限位块的结构示意图。

图6为中间凸轮轴的结构示意图。

图7为凸轮摇臂的结构示意图。

图中各部件标号如下：扭簧1、扭簧连接板1.1、连接板固定孔 1.1.1、扭簧扭转圈1.2，扭簧支腿1.3、限位块2、限位块固定孔2.1、限位槽2.2、中间凸轮3、中间凸轮轴3.1、中间凸轮轴齿轮3.2、中间凸轮轴承3.3、电机输出轴4、主轴蜗杆4.1、气门机构5、气门5.1、凸轮6、凸轮摇臂7、凸轮摇臂端面7.1、第一凸轮摇臂轴承7.2、第二凸轮摇臂轴承7.3、卡扣凹槽7.4、气门摇臂8、气门摇臂轴承8.1、液压挺杆9、螺栓紧固件10。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本实用新型，但它们不对本实用新型构成限定。

如图1～7所示，一种连续可变气门升程机构，包括气门机构5、气门摇臂8和液压挺杆9，气门摇臂8一端与气门机构5铰接，另一端与液压挺柱9铰接，气门摇臂8的中部连接有气门摇臂轴承8.1；还包括中间凸轮3和凸轮摇臂7，凸轮摇臂7包括位于凸轮摇臂7下端的凸轮摇臂端面7.1、第一凸轮摇臂轴承7.2和第二凸轮摇臂轴承 7.3，第一凸轮摇臂轴承7.2的内圈与凸轮摇臂7的上部连接，第二凸轮摇臂轴承7.3的内圈与凸轮摇臂7的中部连接；凸轮摇臂端面 7.1与气门摇臂轴承8.1的外圈接触配合，第一凸轮摇臂轴承7.2与中间凸轮3接触配合，第二凸轮摇臂轴承7.3与凸轮6接触配合。

上述技术方案中，中间凸轮3包括中间凸轮轴3.1，中间凸轮轴 3.1一端与缸盖固定连接，中间凸轮轴3.1一端固定有中间凸轮轴齿轮3.2，中间凸轮3之间的中间凸轮轴3.1外圈设有中间凸轮轴承3.3，中间凸轮轴承3.3外圈与缸盖配合；中间凸轮轴齿轮3.2与固定在电机输出轴4上的主轴蜗杆4.1啮合。这样，电机输出轴4输出的动力通过主轴蜗杆4.1与中间凸轮轴齿轮3.2齿轮传动传递到中间凸轮3，使得中间凸轮3通过转动来改变第一凸轮摇臂轴承7.2的位置。

上述技术方案中，第一凸轮摇臂轴承7.2的上端设有限位块2，限位块2下端面设有与第一凸轮摇臂轴承7.2外圈配合的限位槽2.2。这样，限位槽2.2限制第一凸轮摇臂轴承7.2在凸轮摇臂7长度方向上的位移，使得第一凸轮摇臂轴承7.2和第二凸轮摇臂轴承7.3只能在垂直于凸轮摇臂7的长度方向上转动。

上述技术方案中，限位块2的上端设有扭簧1，扭簧1包括扭簧连接板1.1，扭簧扭转圈1.2和扭簧支腿1.3，扭簧扭转圈1.2两端分别与扭簧连接板1.1和扭簧支腿1.3连接；凸轮摇臂7上还设有卡扣凹槽7.4，扭簧支腿1.3与卡扣凹槽7.4卡接。这样，当第一凸轮摇臂轴承7.2和第二凸轮摇臂轴承7.3位置不变时，扭簧1对凸轮摇臂 7具有逆时针转动方向的回复力，当第一凸轮摇臂轴承7.2位置不变时，凸轮6从桃尖位置转动到基圆位置时，第二凸轮摇臂轴承7.3可在扭簧1的回复力作用下自动逆时针转动，可保持第二凸轮摇臂轴承7.3的外圈始终与凸轮6接触配合；当第二凸轮摇臂轴承7.3位置不变时，中间凸轮3从桃尖位置转动到基圆位置时，第二凸轮摇臂轴承7.3可在扭簧1的回复力作用下自动逆时针转动，可保持第一凸轮摇臂轴承7.2的外圈始终与中间凸轮3接触配合。

上述技术方案中，扭簧连接板1.1上开有连接板固定孔1.1.1，限位块2上开有限位块固定孔2.1，螺栓紧固件10穿过连接板固定孔1.1.1和限位块固定孔2.1并与缸盖配合。这样扭簧1和限位块2 通过螺栓紧固件10与缸盖固定连接。

上述连续可变气门升程机构的具体工作过程如下：

如图1所示，当发动机的工况固定时，在发动机控制单元ECU 的控制下，电机输出轴4不动，使得中间凸轮3的位置固定不变，在发动机位于吸气冲程时，首先凸轮6位于基圆位置，此时气门机构5末端的气门5.1处于关闭状态；当凸轮6转动时，凸轮6推动第二凸轮摇臂轴承7.3和凸轮摇臂端面7.1顺时针转动，凸轮摇臂端面 7.1推动气门摇臂轴承8.1向下运动，从而带动气门5.1逐渐向下开启；如图2所示，当凸轮6转动到位于桃尖位置时，气门5.1向下运动到最大位置，此时气门5.1处于此发动机工况下的最大开启状态。

当发动机的工况变化时，燃烧室对吸气量的需求也随之改变，当吸气量的需求最小时，如图2所示，此时凸轮6位于桃尖位置，气门5.1位于此发动机工况下的最大开启状态，而此时中间凸轮3位于基圆位置，此时气门5.1的升程处于最小状态；当吸气量的需求随着发动机工况逐渐增大时，凸轮6保持在桃尖位置使得气门5.1始终处于吸气冲程中的最大开启状态，此时电机输出轴4在发动机控制单元ECU的控制下转动，带动中间凸轮3转动，推动第一凸轮摇臂轴承7.2和凸轮摇臂端面7.1顺时针转动，凸轮摇臂端面7.1推动气门摇臂轴承8.1向下运动，从而带动气门5.1逐渐增大气门升程，由于电机输出轴的转动角度是连续可调，使得中间凸轮3与第一凸轮摇臂轴承7.2接触的位置也是连续可变，因此气门5.1的升程也是连续可变；当吸气量的需求最大时，如图3所示，此时凸轮6仍保持在桃尖位置使得气门5.1处于吸气冲程中的最大开启状态，中间凸轮 3转动到位于桃尖位置，此时气门5.1处于最大升程状态。

Claims (9)

1.一种连续可变气门升程机构，包括气门机构(5)、气门摇臂(8)和液压挺杆(9)，所述气门摇臂(8)一端与气门机构(5)铰接，另一端与液压挺杆(9)铰接，其特征在于：还包括中间凸轮(3)和凸轮摇臂(7)，所述凸轮摇臂(7)包括位于凸轮摇臂(7)下端的凸轮摇臂端面(7.1)、以及与凸轮摇臂(7)连接的第一凸轮摇臂轴承(7.2)和第二凸轮摇臂轴承(7.3)，所述凸轮摇臂端面(7.1)与气门摇臂(8)接触配合，所述第一凸轮摇臂轴承(7.2)与中间凸轮(3)接触配合，所述第二凸轮摇臂轴承(7.3)与凸轮(6)接触配合。

2.根据权利要求1所述的连续可变气门升程机构，其特征在于：所述凸轮摇臂端面(7.1)为内凹弧形，所述第一凸轮摇臂轴承(7.2)与凸轮摇臂(7)的上部连接，所述第二凸轮摇臂轴承(7.3)与凸轮摇臂(7)的中部连接。

3.根据权利要求1或2所述的连续可变气门升程机构，其特征在于：所述气门摇臂(8)的中部连接有气门摇臂轴承(8.1)，所述气门摇臂轴承(8.1)的外圈与凸轮摇臂端面(7.1)的内凹弧形配合。

4.根据权利要求1所述的连续可变气门升程机构，其特征在于：所述中间凸轮(3)还包括中间凸轮轴(3.1)，所述中间凸轮轴(3.1)与缸盖固定连接，所述中间凸轮轴(3.1)一端固定有中间凸轮轴齿轮(3.2)，所述中间凸轮(3)之间的中间凸轮轴(3.1)外圈设有中间凸轮轴承(3.3)，所述中间凸轮轴承(3.3)外圈与缸盖配合。

5.根据权利要求4所述的连续可变气门升程机构，其特征在于：所述中间凸轮轴齿轮(3.2)与电机输出轴(4)上的主轴蜗杆(4.1)啮合。

6.根据权利要求1所述的连续可变气门升程机构，其特征在于：所述第一凸轮摇臂轴承(7.2)的上端设有限位块(2)，所述限位块(2)下端面设有与第一凸轮摇臂轴承(7.2)外圈配合的限位槽(2.2)。

7.根据权利要求6所述的连续可变气门升程机构，其特征在于：所述限位块(2)的上端设有扭簧(1)，所述扭簧(1)包括扭簧连接板(1.1)，扭簧扭转圈(1.2)和扭簧支腿(1.3)，所述扭簧扭转圈(1.2)两端分别与扭簧连接板(1.1)和扭簧支腿(1.3)连接。

8.根据权利要求1所述的连续可变气门升程机构，其特征在于：所述凸轮摇臂(7)上还设有卡扣凹槽(7.4)，所述卡扣凹槽(7.4)与扭簧支腿(1.3)卡接。

9.根据权利要求7所述的连续可变气门升程机构，其特征在于：所述扭簧连接板(1.1)上开有连接板固定孔(1.1.1)，所述限位块(2)上开有限位块固定孔(2.1)，所述扭簧(1)和限位块(2)通过螺栓紧固件(10)穿过连接板固定孔(1.1.1)和限位块固定孔(2.1)与缸盖配合固定在缸盖上。