CN212671890U - 一种vvs发动机旋转式可变配气相位的结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种VVS发动机旋转式可变配气相位的结构，包括凸轮轴、排气摇臂组件、高速进气摇臂、低速进气摇臂，还包括同步扭簧、同步插销、电磁铁和复位压簧；所述的同步扭簧其固定端与低速进气摇臂固连，工作端与高速进气摇臂固连，用于在发动机低速工作时，使高速进气摇臂不与凸轮轴的高速进气凸轮相接触，凸轮轴以低速进气凸轮与低速进气摇臂相配合；所述的同步插销用于控制高速进气摇臂与高速进气凸轮之间的配合状态，其包括同轴设置的第一台阶轴、第二台阶轴和过渡锥台，第二台阶轴设置在高速进气摇臂内，第二台阶轴的另一端设有复位压簧。本实用新型整体结构低积小、制造精度低，工作时不产生异响。

Description

一种VVS发动机旋转式可变配气相位的结构

技术领域

本实用新型涉及摩托车发动机技术，具体是一种VVS发动机旋转式可变配气相位的结构。

背景技术

可变配气相位结构（Variable Valve Timing and Valve Lift Smart System，简称VVS）是一种可以使发动机在不同工况下发挥出最佳性能的结构，该结构在发动机高速、低速二种不同工况时，通过旋转和分离摇臂在凸轮面不同的凸轮之间进行驱动结构的切换，以改变配气相位（气门升程、气门重叠角），从而改变发动机的运行状态。

目前的摩托车单缸发动机可变配气相位结构，多采用双进气摇臂组件以插销（孔-孔-轴）同步式，在发动机低速工况时（发动机转速未达到设计要求时），双进气摇臂各自工作（与低速进气凸轮配合的摇臂驱动气门进行吸气，另一进气摇臂与高速进气凸轮配合，仅作旋转动作，对气门没有执行动作），此时发动机气门升程低、气门重叠角小；在发动机高速工况时（发动机转速达到设计要求值时），插销被电磁铁推入双进气摇臂的销孔，二个进气摇臂实现同步，此时双进气摇臂以凸轮轴的高速凸轮型线运动，驱动进气门进行吸气，使发动机气门升程高、气门重叠角大；但此结构对2个配合的摇臂销孔的要求精度高，占用空间大，制造维修成本高，且存在销轴在执行插入动作时产生异响的缺陷。

发明内容

针对背景技术中的问题，本实用新型的目的是提出一种VVS发动机旋转式可变配气相位的结构，采用特殊设计的双进气摇臂组件以及插销进行旋转同步，实现发动机在高速、低速二种工况时可变配气相位，使发动机发挥出最佳性能，在降低了制造精度和生产成本的同时，消除了插销插入过程中产生的异响。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种VVS发动机旋转式可变配气相位的结构，包括凸轮轴、排气摇臂组件、高速进气摇臂、低速进气摇臂，所述的凸轮轴可转动的设置在发动机气缸头上，凸轮轴上设有排气凸轮、高速进气凸轮和低速进气凸轮，排气摇臂组件对应排气凸轮设置在凸轮轴一侧，高速进气摇臂、低速进气摇臂分别对应高速进气凸轮、低速进气凸轮设置在凸轮轴的另一侧，所述的排气摇臂组件包括排气摇臂和排气摇臂轴，排气摇臂通过排气摇臂轴与气缸头连接，高速进气摇臂、低速进气摇臂通过进气摇臂轴与气缸头连接；还包括同步扭簧、同步插销、电磁铁和复位压簧；

所述的同步扭簧其固定端与低速进气摇臂固连，工作端与高速进气摇臂固连，用于在发动机低速工作时，使高速进气摇臂不与凸轮轴的高速进气凸轮相接触，凸轮轴以低速进气凸轮与低速进气摇臂相配合；

所述的同步插销用于控制高速进气摇臂与高速进气凸轮之间的配合状态，其包括同轴设置的第一台阶轴、第二台阶轴和过渡锥台，第一台阶轴的直径大于第二台阶轴，第一台阶轴穿设在低速进气摇臂内，其一端设有用于驱动同步插销的电磁铁，另一端与过渡锥台的底面固连，过渡锥台的顶面与第二台阶轴固连，第二台阶轴设置在高速进气摇臂内，第二台阶轴的另一端设有复位压簧。

所述的高速进气摇臂设有第二通孔和第二插销孔，第二通孔用于安装进气摇臂轴，第二插销孔为盲孔，其直径与同步插销的第一台阶轴相配合；所述的复位压簧与同步插销的第二台阶轴均设置在第二插销孔内；

所述的低速进气摇臂设有第一轴向通孔和第一插销孔，第一轴向通孔用于安装进气摇臂轴，第一插销孔为通孔，其直径与同步插销的第一台阶轴相配合。

所述的复位压簧通过导向销与同步插销的第二台阶轴相抵触，用于电磁铁断电后同步插销的复位。

所述的电磁铁固设在发动机气缸头上。

本实用新型的原理：

当发动机低速运转时，同步插销的第一台阶轴不与高速进气摇臂相接触，第二台阶轴在同步扭簧的作用下与高速进气摇臂的第二插销孔的孔壁相接触，使高速进气摇臂旋转一个角度，从而与凸轮轴的高速进气凸轮分离；

当发动机由低速工况向高速工况切换时，电磁铁通电，推动同步插销的第一台阶轴进入高速吸气摇臂的第二插销孔，进入过程中，由于过渡锥台的存在，不会产生异响，高速进气摇臂克服同步扭簧的弹力并通过导向销压缩复位压簧，使同步插销的第一台阶轴进入第二插销孔后，高速进气摇臂的第二插销孔与低速进气摇臂的第一插销孔同轴，高速进气摇臂与凸轮轴的高速进气凸轮相配合，此时凸轮轴的工作状态由低速进气凸轮切换至高速进气凸轮，从而使发动机的进气门开度增大；

当发动机由高速工况向低速工况切换时，电磁铁断电，同步插销的第一台阶轴在复位压簧的作用下从第二插销孔退出，由于过渡锥台的存在，仍然不会有异响，退出后，高速进气摇臂在同步扭簧的作用下，其工作面离开凸轮轴的高速进气凸轮，即高速进气摇臂与凸轮轴的高速进气凸轮分离，凸轮轴的工作状态由高速进气凸轮切换至低速进气凸轮。

本实用新型的有益效果：本实用新型在发动机进入高速、低速二种不同工况时，通过进气摇臂在凸轮轴高、低速进气凸轮之间的切换来改变配气相位，可改变气门升程以及气门重叠角，从而使发动机在不同工况下发挥出最佳性能，整体结构低积小、制造精度低，工作时不产生异响。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型在气缸头上的装配图。

图3为高速进气摇臂、低速进气摇臂与同步扭簧的组装示意图。

图4为图3另一视角的视图。

图5为同步插销的结构示意图。

图6为高速进气摇臂的立体示意图。

图7为高速进气摇臂的剖视图。

图8为低速进气摇臂的立体示意图。

图9为低速进气摇臂的主视图。

图10为低速进气摇臂的侧视图。

图11为可变配气结构的在低速工况下的示意图。

图12为图11的俯视图。

图13为可变配气结构的在高速工况下的示意图。

图14为图13的俯视图。

图中，1、气缸头，2、凸轮轴，201、排气凸轮，202、高速进气凸轮，203、低速进气凸轮，3、排气摇臂，4、排气摇臂轴，5、同步扭簧，6、高速进气摇臂，601、第二通孔，602、第二插销孔，7、电磁铁，8、低速进气摇臂，801、第一通孔，802、第一插销孔，9、气门复位弹簧，10、排气门，11、进气门，12、同步插销，1201、第一台阶轴，1202、第二台阶轴，1203、过渡锥台，13、导向销，14、复位压簧，15、进气摇臂轴。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1、图2、图11、图12、图13、图14所示，一种VVS发动机旋转式可变配气相位的结构，包括凸轮轴2、排气摇臂组件、高速进气摇臂6、低速进气摇臂8，所述的凸轮轴2可转动的设置在发动机气缸头1上，凸轮轴2上设有排气凸轮201、高速进气凸轮202和低速进气凸轮203，排气摇臂组件对应排气凸轮201设置在凸轮轴2一侧，高速进气摇臂6、低速进气摇臂8分别对应高速进气凸轮202、低速进气凸轮203设置在凸轮轴2的另一侧，所述的排气摇臂组件包括排气摇臂3和排气摇臂轴4，排气摇臂3通过排气摇臂轴4与气缸头1连接，高速进气摇臂6、低速进气摇臂8通过进气摇臂轴15与气缸头1连接；还包括同步扭簧5、同步插销12、电磁铁7和复位弹簧14；

如图3、图4、图11所示，所述的同步扭簧5其固定端与低速进气摇臂8固连，工作端与高速进气摇臂6固连，用于在发动机低速工作时，使高速进气摇臂6不与凸轮轴2的高速进气凸轮202相接触，凸轮轴2以低速进气凸轮203与低速进气摇臂8相配合；

如图5、图12、图14所示，所述的同步插销12用于控制高速进气摇臂6与高速进气凸轮202之间的配合状态，其包括同轴设置的第一台阶轴1201、第二台阶轴1202和过渡锥台1203，第一台阶轴1201的直径大于第二台阶轴1202，第一台阶轴1201穿设在低速进气摇臂8内，其一端设有用于驱动同步插销12的电磁铁7，另一端与过渡锥台1203的底面固连，过渡锥台1203的顶面与第二台阶轴1202固连，第二台阶轴1202设置在高速进气摇臂6内，第二台阶轴1202的另一端设有复位压簧14。

如图6、图7、图12、图14所示，所述的高速进气摇臂6设有第二通孔601和第二插销孔602，第二通孔601用于安装进气摇臂轴15，第二插销孔602为盲孔，其直径与同步插销12的第一台阶轴1201相配合；所述的复位压簧14与同步插销12的第二台阶轴1202均设置在第二插销孔602内。

如图8、图9、图10所示，所述的低速进气摇臂8设有第一通孔801和第一插销孔802，第一通孔801用于安装进气摇臂轴15，第一插销孔802为通孔，其直径与同步插销12的第一台阶轴1201相配合。

如图12、图14所示，所述的复位压簧14通过导向销13与同步插销12的第二台阶轴1202相抵触，用于电磁铁7断电后同步插销12的复位。

如图2所示，所述的电磁铁7固设在发动机气缸头1上。

为了便于理解上述技术方案，下面对有关的现有技术做一些简单说明：

如图2所示，所述的气缸头1为现有零件的组件，用来固定和安装凸轮轴2、排气摇臂组件、进气摇臂轴15、高速进气摇臂6、电磁铁7、低速进气摇臂8、气门复位弹簧9；

凸轮轴2安装固定在气缸头1上，凸轮轴2上设计有用于驱动排气摇臂组件3的排气凸轮201、用于驱动高速进气摇臂6的高速进气凸轮202、用于驱动低速进气摇臂8的低速进气凸轮203；

排气摇臂组件，包括排气摇臂3和排气摇臂轴4，排气摇臂3通过排气摇臂轴4安装在气缸头1上，与凸轮轴2中的排气凸轮201相配合，驱动排气门10的打开和关闭，并通过气门复位弹簧9进行复位；

排气摇臂轴4，用于固定支撑排气摇臂；

进气摇臂轴15，用于固定支撑高速进气摇臂6与低速进气摇臂8；

气门复位弹簧9，固定安装在气缸头1上，用来对排气摇臂3、低速进气摇臂8、排气门10、进气门11进行复位；

排气门10，安装固定在气缸头1上，能够被排气摇臂3驱动进行打开和关闭，以组织排气；

进气门11，安装固定在气缸头1上，能够被低速进气摇臂8驱动，进行打开和关闭，以组织进气；

本实用新型的原理是：

同步扭簧5的固定端安装在低速进气摇臂8上，同步扭簧5的工作端安装在高速进气摇臂6上，在低速时，由于同步扭簧5的弹力作用，使高速进气摇臂6在进气摇臂轴15上发生偏转，从而加大高速进气摇臂6与凸轮轴2中的高速进气凸轮202之间的距离，并使高速进气摇臂6压紧在同步插销12的第二台阶轴1202上，使高速进气摇臂6能随低速进气摇臂8沿着凸轮轴2中的低速进气凸轮203进行同时运转来驱动进气门11的打开和关闭；

在高速时，通过采集发动机转速、车速、发动机温度、油门开度等信号综合计算后，由ECU（电子控制单元）发出执行信号给电磁铁7，使其推动同步插销12的第一台阶轴1201插入高速进气摇臂6的第二插销孔602中，在插入过程中，高速进气摇臂6沿同步插销12中的过渡锥台1203克服同步扭簧5的弹力发生旋转，当同步插销12的第一台阶轴1201插入高速进气摇臂6的第二插销孔602中，即高速进气摇臂6与第一台阶轴1201接触并仍与低速进气摇臂8同步运动，此时高速进气摇臂6与凸轮轴2中的高速进气凸轮202面接触，使凸轮轴2的工作状态从低速进气凸轮203切换到高速进气凸轮202；

在由高速转至低速时，即电磁铁7断电不工作时，通过复位压簧14的弹力作用，推动同步插销12回位，在同步扭簧5的作用下，使高速进气摇臂6发生转动，第二插销孔602的孔壁重新压在同步插销的第二台阶轴1202上，以使高速进气摇臂6与高速进气凸轮202的工作面分离；

高速进气摇臂6，通过进气摇臂轴15安装在气缸头1上，在高速工作时，被凸轮轴2的高速进气凸轮202驱动，并通过同步插销12与低速进气摇臂8固联在一起，间接通过低速进气摇臂8来打开和关闭进气门11，并通过气门复位弹簧9进行复位；

低速进气摇臂8通过进气摇臂轴15安装在气缸头1上，在低速工作时，被凸轮轴2的低速进气凸轮203驱动，并通过同步插销12与高速进气摇臂6固联在一起，直接来打开和关闭进气门11，并通过气门复位弹簧9进行复位；

同步插销12安装在低速进气摇臂8的第一插销孔内，其第二台阶轴1202在低速时与高速进气摇臂6的第二插销孔孔壁相接触，并驱动高速进气摇臂6随低速进气摇臂8同步运转；同步插销12的过渡锥台1203在同步插销12被驱动时，将高速进气摇臂6逐步抬高使其旋转直至最大升程时与高速进气凸轮202接触；同步插销12的第一台阶轴1201是在同步插销12完全执行到位时，与高速进气摇臂6的第二插销孔相配合，使低速进气摇臂8随高速进气摇臂6沿高速进气凸轮202进行运转。

综上所述，根据本实用新型所提供的技术方案，在实现摩托车发动机可变配气相位的同时，可以降低高速进气摇臂和低速进气摇臂的加工精度，从而降低生产成本，另外，还消除了高速、低速切换时的异响，提高了用户对车辆质量的整体感观。

本实用新型未详述部分为现有技术。

Claims (5)

1.一种VVS发动机旋转式可变配气相位的结构，包括凸轮轴（2）、排气摇臂组件、高速进气摇臂（6）、低速进气摇臂（8），所述的凸轮轴（2）可转动的设置在发动机气缸头（1）上，凸轮轴（2）上设有排气凸轮（201）、高速进气凸轮（202）和低速进气凸轮（203），排气摇臂组件对应排气凸轮（201）设置在凸轮轴（2）一侧，高速进气摇臂（6）、低速进气摇臂（8）分别对应高速进气凸轮（202）、低速进气凸轮（203）设置在凸轮轴（2）的另一侧，所述的排气摇臂组件包括排气摇臂（3）和排气摇臂轴（4），排气摇臂（3）通过排气摇臂轴（4）与气缸头（1）连接，高速进气摇臂（6）、低速进气摇臂（8）通过进气摇臂轴（15）与气缸头（1）连接；其特征是：还包括同步扭簧（5）、同步插销（12）、电磁铁（7）和复位压簧（14）；

所述的同步扭簧（5）其固定端与低速进气摇臂（8）固连，工作端与高速进气摇臂（6）固连，用于在发动机低速工作时，使高速进气摇臂（6）不与凸轮轴（2）的高速进气凸轮（202）相接触，凸轮轴（2）以低速进气凸轮（203）与低速进气摇臂（8）相配合；

所述的同步插销（12）用于控制高速进气摇臂（6）与高速进气凸轮（202）之间的配合状态，其包括同轴设置的第一台阶轴（1201）、第二台阶轴（1202）和过渡锥台（1203），第一台阶轴（1201）的直径大于第二台阶轴（1202），第一台阶轴（1201）穿设在低速进气摇臂（8）内，其一端设有用于驱动同步插销（12）的电磁铁（7），另一端与过渡锥台（1203）的底面固连，过渡锥台（1203）的顶面与第二台阶轴（1202）固连，第二台阶轴（1202）设置在高速进气摇臂（6）内，第二台阶轴（1202）的另一端设有复位压簧（14）。

2.根据权利要求1所述的一种VVS发动机旋转式可变配气相位的结构，其特征是：所述的高速进气摇臂（6）设有第二通孔（601）和第二插销孔（602），第二通孔（601）用于安装进气摇臂轴（15），第二插销孔（602）为盲孔，其直径与同步插销（12）的第一台阶轴（1201）相配合；所述的复位压簧（14）与同步插销（12）的第二台阶轴（1202）均设置在第二插销孔（602）内。

3.根据权利要求1所述的一种VVS发动机旋转式可变配气相位的结构，其特征是：所述的低速进气摇臂（8）设有第一通孔（801）和第一插销孔（802），第一通孔（801）用于安装进气摇臂轴（15），第一插销孔（802）为通孔，其直径与同步插销（12）的第一台阶轴（1201）相配合。

4.根据权利要求1所述的一种VVS发动机旋转式可变配气相位的结构，其特征是：所述的复位压簧（14）通过导向销（13）与同步插销（12）的第二台阶轴（1202）相抵触，用于电磁铁（7）断电后同步插销（12）的复位。

5.根据权利要求1所述的一种VVS发动机旋转式可变配气相位的结构，其特征是：所述的电磁铁（7）固设在发动机气缸头（1）上。

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