CN216894567U - 一种可变气门升程装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了可变一种气门升程装置及汽车，该装置包括：芯轴；移动件，设置于芯轴，移动件设有升程结构，升程结构包括沿芯轴的轴向设置的第一凸部以及第二凸部，第一凸部与第二凸部具有不同的凸出高度，移动件能够在芯轴的轴向上相对于芯轴移动，以切换第一凸部或第二凸部在第一位置处与气门控制结构相接触；动力组件，包括驱动件以及连接件，连接件与移动件连接，驱动件能够驱动连接件移动，以带动移动件移动。由此，该气门升程装置能够减小对移动件的磨损以及工作噪音，并且在凸部切换时不会对芯轴的转速形成限制。

Description

一种可变气门升程装置及车辆

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，特别涉及一种可变气门升程装置及车辆。

背景技术

在保障汽车发动机的性能要求的前提下为实现节能与环保，现有汽车发动机提出了气门升程装置。通过气门升程装置，能够实现对气门升程的控制，进而控制进入到发动机燃烧室的空气的体量。基于此，能够在发动机低负荷运行时通过低升程来降低发动机的泵气损失，进而节油；并在高负荷时通过高升程提高发动机的功率，保障其正常的动力性能。

目前，通过双销电磁阀实现不同销钉的伸出，进而与对应的螺旋槽道接触，以通过螺旋槽形状改变，实现凸轮滑块整体轴向移动，进而实现升程的改变。但在此种方式下，一方面，销钉与螺旋槽道之间的接触应力很大，容易磨损凸轮滑块并产生较大的噪音。另一方面，销钉与凸轮滑块的槽道可能存在飞脱的情况，进而对切换时芯轴的转速具有较大的限制。

实用新型内容

本申请提供一种可变气门升程装置及汽车，气门升程装置能够减小对移动件的磨损以及工作噪音，并且在凸部切换时不会对芯轴的转速形成限制。

本申请第一方面提供可变气门升程装置应用于发动机，发动机包括气门控制结构，该装置包括：芯轴；移动件，设置于芯轴，移动件设有升程结构，升程结构包括沿芯轴的轴向设置的第一凸部以及第二凸部，第一凸部与第二凸部具有不同的凸出高度，移动件能够在芯轴的轴向上相对于芯轴移动，以切换第一凸部或第二凸部在第一位置处与气门控制结构相接触；动力组件，包括驱动件以及连接件，连接件与移动件连接，驱动件能够驱动连接件移动，以带动移动件移动。

在一些具体的实施方式中，移动件套设于芯轴，芯轴能够沿自身轴线旋转以带动移动件进行旋转，使得升程结构在第一位置和第二位置之间进行切换，升程结构在第二位置处位于芯轴远离气门控制结构的一侧。

在一些具体的实施方式中，连接件包括轴体部，轴体部沿其轴向设置有轴向槽；移动件的一端部通过轴承装配于轴向槽内，并与轴向槽的内壁在轴向间隔设置，移动件能够与连接件在轴向上相对芯轴同步移动，还能够在轴向槽内与芯轴同步转动。

在一些具体的实施方式中，驱动件包括驱动轴，连接件还包括传动部，设于轴体部远离移动件的一侧，传动部与驱动轴连接，传动部在驱动轴的旋转驱动下使得轴体部沿轴向移动。

在一些具体的实施方式中，驱动轴的轴线在与芯轴的轴向相垂直的方向上延伸，驱动轴设置有齿轮部，传动部设有与齿轮部相啮合的齿条部，齿条部沿轴向延伸。

在一些具体的实施方式中，轴承包括在轴向上间隔排布的第一挡圈、第二挡圈以及设置第一挡圈与第二挡圈之间的滚轮，第一挡圈固定设置于移动件的外壁，第二挡圈固定设置于轴向槽的内壁，第一挡圈通过滚轮相对第二挡圈旋转。

在一些具体的实施方式中，轴承设置至少两个并在轴向上间隔排布，相邻两轴承之间设置有套装在移动件外周的轴套，轴套与相邻两轴承接触设置。

在一些具体的实施方式中，轴向槽包括相连通的第一槽部以及第二槽部，第一槽部与第二槽部沿轴体部的轴向相邻设置，第一槽部位于第二槽部靠近驱动件的一侧，第一槽部的直径小于第二槽部的直径，以使第一槽部和第二槽部之间形成台阶面，最内侧的轴承抵靠在台阶面上；可变气门升程装置包括轴承盖，轴承盖设置于轴体部远离驱动件的一侧，且轴承盖抵压最外侧的轴承。

在一些具体的实施方式中，芯轴沿其轴向设置有外花键结构，移动件沿轴向设置有内花键结构，外花键结构与内花键结构同轴设置；其中，外花键结构与内花键结构相配合，以能够使移动件与芯轴绕芯轴的轴线同步旋转，且还能够使移动件在芯轴的轴向上相对于芯轴移动。

本申请另一方面提供一种车辆，该车辆包括气门控制结构以及如上述任一项的可变气门升程装置。

本申请至少具备如下有益效果：本申请提供的可变气门升程装置通过驱动件驱动连接件在芯轴的轴向上移动，进而通过连接件驱动移动件在轴向上移动驱动移动件。相较于通过销轴在垂直于轴向的方向上移动驱动移动件，一方面，能够减小对移动件的磨损并且能够减小工作噪音；另一方面，在凸部切换时不会对芯轴的转速形成限制。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的可变气门升程装置的一实施例的结构示意图；

图2是图1中提供的可变气门升程装置的剖视图；

图3是图1中提供的可变气门升程装置的结构拆分示意图；

图4是图1中提供的可变气门升程装置中升程结构与气门控制结构之间的配合关系示意图；

图5是图1中提供的可变气门升程装置的移动件的结构示意图；

图6是图1中提供的可变气门升程装置的连接件的结构示意图；

图7是图1中提供的可变气门升程装置的轴承的设置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

请参阅图1、图2以及图3，图1是本申请提供的可变气门升程装置20的一实施例的结构示意图，图2是图1中提供的可变气门升程装置20的剖视图，图3是图1中提供的可变气门升程装置20的结构拆分示意图。

如图，可变气门升程装置包括芯轴21、移动件22以及动力组件23。

具体地，芯轴21与气门控制结构14在芯轴21的径向上相对，且芯轴21与气门控制结构14在径向上间隔设置，芯轴21的径向与芯轴21的轴向d2垂直。

移动件22设置于芯轴21，移动件22的外周面凸设有升程结构，升程结构包括沿芯轴21的轴向d2排布的第一凸部222以及第二凸部223，第一凸部222与第二凸部223具有不同的凸出高度。

具体地，移动件22滑动设置于芯轴21，且移动件22能够相对于芯轴21在轴向d2上进行滑动。移动件22包括主体部221，移动件22的部分外周面设置有至少一个升程机构，即主体部221的部分外周面设置有至少一个升程机构，升程机构相对于主体部221凸起设置。当移动件22设置有至少两个升程机构时，至少两个升程机构在轴向d上间隔设置于主体部221。

第一凸部222与第二凸部223可以在轴向d上相邻设置，如图3-图5所示。当然，第一凸部222与第二凸部223可以在轴向d上间隔设置。第一凸部222相对于主体部221的凸起高度与第二凸部223相对于主体部221的凸起高度不同，如图所示，第一凸部222的凸起高度小于第二凸部223的凸起高度。

在一些具体的实施方式中，第一凸部222与第二凸部223结构相同，均为凸轮部。

升程结构在第一位置处位于芯轴21与气门控制结构14之间，此时，升程结构与气门控制结构14相接触。结合图1-图3可知，此时的第一位置位于芯轴21的下方，当移动件22旋转使得升程机构位于芯轴21的下方时，升程机构处于第一位置。

进一步，移动件22能够在芯轴21的轴向d2上相对于芯轴21移动，以切换第一凸部222或第二凸部223在第一位置处与气门控制结构14相接触。结合上述实施方式，移动件22能够在芯轴21的轴向d2在芯轴21上滑动，结合图1-图3，当第一凸部222与气门控制结构14接触时，移动件22向左滑动，进而使得第二凸部223与气门控制结构14接触。对应地，当第二凸部223与气门控制结构14接触时，移动件22向右滑动，进而使得第一凸部222与气门控制结构14接触。

其中，动力组件23包括驱动件231以及连接件232，连接件232与移动件22连接，驱动件231用于为连接件232提供驱动力，以使得驱动件231能够驱动连接件232在轴向上移动，以通过连接件232带动移动件22相对于芯轴21在轴向d2上移动。

具体地，连接件232可以沿轴向d2延伸设置，即长度方向为轴向，连接件232与移动件22可以固定连接，连接件232通过沿自身的长度方向移动，以带动移动件22在轴向d2上移动。

请参阅图4，图4是图1中提供的可变气门升程装置20中升程结构与气门控制结构14之间的配合关系示意图。

在一些具体的实施方式中，气门控制结构14可以包括滚子摇臂141、设置于滚子摇臂141一侧的气门杆142以及设置于滚子摇臂141另一侧的液压挺柱142。其中，滚子摇臂141设置有滚轮1411，升程机构处于第一位置时，第一凸部222或第二凸部223与滚轮1411接触，进而通过第一凸部222与第二凸部223的不同凸起高度来实现气门杆142对气门的开启程度。

综合上述内容可知，本申请提供的可变气门升程装置20通过驱动件231驱动连接件232在芯轴21的轴向d2上移动，进而通过连接件232驱动移动件22在轴向d2上移动驱动移动件22。相较于现有的通过销轴在垂直于轴向d2的方向上移动驱动移动件22，一方面，能够减小对移动件22的磨损并且能够减小工作噪音；另一方面，在第一凸部222与第二凸部223之间切换时不会对芯轴21的转速形成限制。

请参阅图5，图5是图1中可变气门升程装置20的移动件22的结构示意图。

移动件22套设于芯轴21，芯轴21能够沿自身轴线旋转以带动移动件22进行旋转，使得升程结构在第一位置和第二位置之间进行切换，升程结构在第二位置处位于芯轴21远离气门控制结构14的一侧。

具体地，移动件22虽然可以在芯轴21上移动，但芯轴12转动并带动移动件22旋转时，移动件22相对于芯轴21并不发生旋转。因此，芯轴21在沿自身轴线进行旋转时，使得升程结构不断地在第一位置与第二位置之间变换，使得升程结构间接性地与气门控制结构14接触。

结合图3与图5，在一些具体的实施方式中，芯轴21沿其轴向d2设置有外花键结构211，移动件22沿轴向d2设置有内花键结构224，外花键结构211与内花键结构224同轴设置。其中，外花键结构211与内花键结构224相配合，能够使移动件22与芯轴21绕芯轴21的轴线同步旋转，且还能够使移动件22在芯轴21的轴向d2上相对于芯轴21移动。

其中，外花键结构211可以设置为沿轴向d2延伸的凸起部，内花键结构可以设置为沿轴向d2延伸的凹槽，凸起部设置于凹槽内，且凸起部可以在凹槽内滑动，进而实现芯轴21与移动件22之间的滑动连接。

请参阅图6，图6是图1中的可变气门升程装置20的连接件21的结构示意图。

进一步，连接件232包括轴体部2321，轴体部2321沿其轴向设置有轴向槽2323。移动件22的一端部通过轴承24装配于轴向槽2323内，并与轴向槽2323的内壁在轴向d2间隔设置，移动件22能够与连接件232在轴向上相对芯轴21同步移动，还能够在轴向槽2323内与芯轴21同步转动。

具体地，驱动件231包括驱动轴2311，连接件232还包括传动部2322。传动部2322设于轴体部2321远离移动件22的一侧，传动部2322与驱动轴2311连接，传动部2322在驱动轴2311的旋转驱动下使得轴体部2321沿轴向d2移动。

应理解，传动部2322与轴体部2321沿可以沿轴向d2设置，且传动部2322与轴体部2321一体成型，进而保证连接件232的结构的稳定性。

具体地，驱动轴2311的轴线可以在与芯轴21的轴向d2相垂直的方向上延伸，驱动轴2311设置有齿轮部2311a，传动部2322设有与齿轮部2311a相啮合的齿条部2322a，齿条部2322a沿轴向d2延伸。

更具体地，传动部2322呈矩形框设置，齿条部2322a设置于矩形框沿轴向d2设置的框壁内侧。齿条部2322a可以设置为两个，两个齿条部2322a相对设置于相对的两框壁的内侧，该相对的两框壁均沿轴向d2沿伸设置。通过将齿条部2322a设置为两个，能够使得齿轮部2311a更好地与齿条部2322a啮合，实现驱动轴2311与传动部2322之间更为稳固的连接关系，进而实现更为稳定的传动关系。

请结合图7，图7是图1中的可变气门升程装置20的轴承24的设置示意图。

在一些具体的实施方式中，轴承24包括在轴向上间隔排布的第一挡圈241、第二挡圈242以及设置第一挡圈241与第二挡圈242之间的滚轮243，第一挡圈241固定设置于移动件22的外壁，第二挡圈242固定设置于轴向槽2323的内壁，第一挡圈241通过滚轮243相对第二挡圈242旋转。

具体地，第一挡圈241相对于第二挡圈242靠近驱动组件23设置，第一挡圈241与第二挡圈242的大小相等，第一挡圈241与第二挡圈242之间还设置有轴承架，轴承架用于分隔第一当前241与第二挡圈242并设置滚轮243。第一挡圈241与第二挡圈242可以通过滚轮243以轴向d2为芯轴进行相对转动。其中，第一挡圈241可以通过过盈配合设置于移动件22的外壁，第二挡圈242也可以通过过盈配合设置于轴向槽2323的内壁。当然，在另一些实施方式中，也可以是第一挡圈241固定设置于轴向槽2323的内壁，第二挡圈242固定设置于移动件22的外壁。

应理解，通过上述第一挡圈241与第二挡圈242的设置方式，可以实现移动件22与连接件232之间发生相对转动。

结合上述的实施方式，轴承24设置至少两个并在轴向d2上间隔排布，相邻两轴承24之间设置有套装在移动件22外周的轴套25，轴套25与相邻两轴承24接触设置。如图2所示，轴承24的数量设置为两个。

应理解，轴套25将相邻的轴承24间隔开，通过至少两个轴承24的设置，能够实现移动件22与连接件232之间的可转动连接。

请结合图6，更具体地，轴向槽2323包括相连通的第一槽部2323a以及第二槽部2323b，第一槽部2323a与第二槽部2323b沿轴体部2321的轴向相邻设置，第一槽部2323a位于第二槽部2323b靠近驱动件231的一侧，第一槽部2323a的直径小于第二槽部2323b的直径，以使第一槽部2323a和第二槽部2323b之间形成台阶面s，最内侧的轴承24抵靠在台阶面s上。

结合上述实施方式的内容，最内侧的轴承24抵靠在台阶面s上，即最内侧的轴承24的第一挡圈241抵靠在台阶面s上。

其中，请结合图2以及图6，芯轴21靠近轴体部2321的一端与第一槽部2323a的底部平面间隔设置，进而使得芯轴21在第一槽部2323a内具有一定的活动空间，以实现轴体部2321相对于芯轴23在轴向d2上移动。

请进一步结合图7，可变气门升程装置10还可以包括轴承盖26，轴承盖26设置于轴体部2321远离驱动件231的一侧，轴承盖26可以通过销轴固定于轴体部2321上。并且，轴承盖26抵压最外侧的轴承24，结合上述实施方式的内容，即轴承盖26抵压轴承24的第二挡圈242。

应理解，通过轴承盖26的设置，可以实现将轴承24良好的抵压在台阶面s上，进而实现轴承24在轴向d2上良好地固定。

本申请另一方面提供一种车辆，该车辆包括如上述的气门控制结构14以及如上述任一项的可变气门升程装置20，可变气门升程装置20与气门控制结构相配合，进而实现对气门升程的控制。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种可变气门升程装置，所述装置应用于发动机，所述发动机包括气门控制结构，其特征在于，所述装置包括：

芯轴；

移动件，设置于所述芯轴，所述移动件设有升程结构，所述升程结构包括沿所述芯轴的轴向设置的第一凸部以及第二凸部，所述第一凸部与所述第二凸部具有不同的凸出高度，所述移动件能够在所述芯轴的轴向上相对于所述芯轴移动，以切换所述第一凸部或所述第二凸部在第一位置处与所述气门控制结构相接触；

动力组件，包括驱动件以及连接件，所述连接件与所述移动件连接，所述驱动件能够驱动所述连接件移动，以带动所述移动件移动。

2.根据权利要求1所述的可变气门升程装置，其特征在于，

所述移动件套设于所述芯轴，所述芯轴能够沿自身轴线旋转以带动所述移动件进行旋转，使得所述升程结构在所述第一位置和第二位置之间进行切换，所述升程结构在所述第二位置处位于所述芯轴远离所述气门控制结构的一侧。

3.根据权利要求2所述的可变气门升程装置，其特征在于，

所述连接件包括轴体部，所述轴体部沿其轴向设置有轴向槽；

所述移动件的一端部通过轴承装配于所述轴向槽内，并与所述轴向槽的内壁在所述芯轴的轴向间隔设置，所述移动件能够与所述连接件在所述轴向上相对所述芯轴同步移动，还能够在所述轴向槽内与所述芯轴同步转动。

4.根据权利要求3所述的可变气门升程装置，其特征在于，

所述驱动件包括驱动轴，

所述连接件还包括传动部，设于所述轴体部远离所述移动件的一侧，所述传动部与所述驱动轴连接，所述传动部在所述驱动轴的旋转驱动下使得所述轴体部沿所述轴向移动。

5.根据权利要求4所述的可变气门升程装置，其特征在于，

所述驱动轴的轴线在与所述芯轴的轴向相垂直的方向上延伸，所述驱动轴设置有齿轮部，所述传动部设有与所述齿轮部相啮合的齿条部，所述齿条部沿所述轴向延伸。

6.根据权利要求3所述的可变气门升程装置，其特征在于，

所述轴承包括在所述轴向上间隔排布的第一挡圈、第二挡圈以及设置所述第一挡圈与所述第二挡圈之间的滚轮，所述第一挡圈固定设置于所述移动件的外壁，所述第二挡圈固定设置于所述轴向槽的内壁，所述第一挡圈通过所述滚轮相对所述第二挡圈旋转。

7.根据权利要求6所述的可变气门升程装置，其特征在于，

所述轴承设置至少两个并在所述轴向上间隔排布，相邻两所述轴承之间设置有套装在所述移动件外周的轴套，所述轴套与相邻两所述轴承接触设置。

8.根据权利要求3所述的可变气门升程装置，其特征在于，

所述轴向槽包括相连通的第一槽部以及第二槽部，所述第一槽部与所述第二槽部沿所述轴体部的轴向相邻设置，所述第一槽部位于所述第二槽部靠近所述驱动件的一侧，所述第一槽部的直径小于所述第二槽部的直径，以使所述第一槽部和所述第二槽部之间形成台阶面，最内侧的所述轴承抵靠在所述台阶面上；

所述可变气门升程装置包括轴承盖，所述轴承盖设置于所述轴体部远离所述驱动件的一侧，且所述轴承盖抵压最外侧的所述轴承。

9.根据权利要求2所述的可变气门升程装置，其特征在于，

所述芯轴沿其轴向设置有外花键结构，所述移动件沿所述轴向设置有内花键结构，所述外花键结构与所述内花键结构同轴设置；

其中，所述外花键结构与所述内花键结构相配合，以能够使所述移动件与所述芯轴绕所述芯轴的轴线同步旋转，且还能够使所述移动件在所述芯轴的轴向上相对于所述芯轴移动。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括气门控制结构以及如上述权利要求1-9任一项所述的可变气门升程装置。

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