CN2771485Y

CN2771485Y - 内燃机无级可变气门正时机构

Info

Publication number: CN2771485Y
Application number: CN 200420066366
Authority: CN
Inventors: 余坚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-07-08
Filing date: 2004-07-08
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2014-07-08

Abstract

内燃机无级可变气门正时机构，包括内燃机曲轴(9)、活塞(7)、和气缸进气门(4)，曲轴经链条(6)带动二个凸轮轴配气正时轮(11A、11B)和有二个臂的、用于压接打开进气门的V形摇臂(3)；调节装置(A、B)各包括一套行星齿轮系统，其输出的凸轮轴(17A、17B)和其上的凸轮(1A、1B)分别压接所述V形摇臂的二个臂，由控制电机控制二凸轮间相对转角位置，共同来控制压接进气门打开时刻和时长。本实用新型正时机构能连续可变调节内燃机气缸进气门的开闭，使在内燃机全转速范围内提供最佳的气门正时，从而使内燃机的进气效率提高，达到减少排放，降低油耗，增加输出功率。

Description

内燃机无级可变气门正时机构

技术领域

本实用新型涉及内燃机气门正时机构，特别涉及内燃机无级可变气门正时机构。

背景技术

目前，在内燃机的配气系统上，气门的正时一般是固定不可变，但是内燃机在不同工况、不同转速运转时，对配气系统的要求不一样。在低速运转时，气体的流速较慢，流动惯性较小，会造成汽缸已经进入压缩上行冲程时，而进气门尚未关闭，将使已经进入汽缸的气体被挤出汽缸。在高速运转时，气体的流速较快，流动惯性较大，会造成汽缸还在进气，但进气门已经关闭，造成进气不充分。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服气门正时不可变的缺点，提供使从低速到高速连续无级可变气门正时的机构，在内燃机的全转速范围内提供最佳的气门正时，从而使内燃机的进气效率提高，达到减少排放，降低油耗，增加输出功率。

本实用新型的技术方案是：内燃机无级可变气门正时机构，包括内燃机曲轴9、活塞7、和气缸进气门4，其特征是：还包括所述曲轴经传动装置6带动二个凸轮轴配气正时轮11和绕轴回转的有二个臂的V形摇臂3，其中一个臂压接所述进气门4作进气门开闭动作；所述每个凸轮轴配气正时轮11A、11B经调节装置A、B调节所述V形摇臂3压接所述进气门4的动作；所述各调节装置A、B包括一套行星齿轮系统，所述行星齿轮系统由内齿轮12A、12B、左右行星轮13A、13B、13A′、13B′、太阳轮15A、15B、行星架14A、14B及凸轮轴17A、17B、凸轮1A、1B和控制电机16A、16B所组成，所述凸轮1A、1B分别压接所述V形摇臂的二个臂；所述内齿轮12A、12B和相应的所述凸轮轴配气正时轮11A、11B硬连接，所述左右行星轮13A、13B、13A′、13B′与所述内齿轮12A、12B分别啮合，所述太阳轮15A、15B在左右行星轮之间并与之同时啮合，左右行星轮的轴设置在行星架14A、14B上，带有凸轮1A、1B的凸轮轴17A、17B设于行星架上，所述太阳轮15A、15B由控制电机16A、16B驱动。

通过本实用新型的内燃机无级可变气门正时机构，由控制电机控制，连续可变调节内燃机气缸进气门的开闭，使在内燃机全转速范围内提供最佳的气门正时，从而使内燃机的进气效率提高，达到减少排放，降低油耗，增加输出功率。

附图说明

图1为本实用新型实施例内燃机无级可变气门正时机构的示意图。

图2(a)、(b)为本实用新型实施例正时机构低速运转时工作图。

图3(a)、(b)、(c)为本实用新型实施例正时机构高速运转时工作图。

图4为本实用新型实施例正时机构调节装置中行星齿轮系统正视图。

图5为本实用新型实施例正时机构调节装置中行星齿轮系统侧视图。

附图标记说明

1、凸轮 3、V型摇臂 4、进气门 5、气门弹簧

6、正时传动链条 7、活塞 8、连杆 9、曲轴

10、曲轴配气正时轮 11、凸轮轴配气正时轮

12、内齿轮 13、行星轮 14、行星架 15、太阳轮

16、控制电机 17、凸轮轴

具体实施方式

以下参照附图详细说明本实用新型的具体实施例。图1为本实用新型实施例内燃机无级可变气门正时机构的示意图。图2(a)、(b)为本实用新型实施例正时机构低速运转时工作图。图3(a)、(b)、(c)为本实用新型实施例正时机构高速运转时工作图。图4、5为本实用新型实施例正时机构调节装置中行星齿轮系统正视和侧视图。

其中，7为内燃机气缸活塞，通过连杆8连接曲轴9，当内燃机运转工作时，曲轴9的旋转运动转换为活塞7的往复直线运动。有一个绕轴31回转的V形摇臂3，该摇臂3有二个臂，其中的一个臂压接所述进气门4向下打开进气门，将燃料气进入气缸。进气门的关闭由弹簧完成，此弹簧可设在进气门上，弹力朝着进气门关闭方向，当然，如摇臂3固定连接进气门4的话，弹簧也可设在摇臂3的枢轴上，向着进气门关闭方向。曲轴9同时也驱动曲轴配气正时轮10旋转，曲轴配气正时轮10通过配气正时传动装置6，例如链条传动装置，驱动二个凸轮轴配气正时轮11A、11B旋转。二个凸轮轴配气正时轮11A、11B分别通过二套调节装置A、B共同作用于所述摇臂3来控制进气门4的开闭。

所述二套调节装置A和B中每套均包括一组行星齿轮系统，参见图4、5，第一组调节装置A的行星齿轮系统取图中带A的标记，由与凸轮轴配气正时轮11A硬连接的内齿轮12A、与所述内齿轮12A啮合的左、右各一个行星轮13A、13A′、在左右行星轮之间的太阳轮15A、设置了所述二行星轮的轴的行星架14A、连接行星架的调节装置的输出轴或称凸轮轴17A、装设在所述凸轮轴上的凸轮1A、以及驱动所述太阳轮的控制电机16A组成，其中太阳轮15A同时和左右行星轮13A、13A′啮合。所述控制电机可以是同步电机、步进电机、或伺服电机中的一种。另一套调节装置B与此相同，其所有各部分的标记是将B替换A即可，即将图4、5中取带B的标记，其凸轮轴17B上装设有凸轮1B。所述凸轮1A、1B随其旋转分别推动所述V形摇臂的二个臂向打开进气门4的方向廻转，在二凸轮1A、1B共同作用之下，由V形摇臂启闭进气门。当曲轴9旋转，通过连杆8带动活塞7向下运动，气体在气压差的作用下被吸进汽缸。当活塞7到达下止点后，转而向上运动。此时，凸轮1A和凸轮1B的突起点转过与V型摇臂3的接触面，脱离对摇臂的推压，在气门弹簧5的作用下，进气门4又回到原来关闭状态。

由于内燃机在不同工况，不同转速运转时对配气系统的要求不一样。在低速运转时，气体的流速较慢，流动惯性较小，会造成汽缸已经进入压缩上行冲程时，而进气门尚未关闭，这样将使已经进入汽缸的气体被挤出汽缸。在高速运转时，气体的流速较快，流动惯性较大，会造成汽缸还在进气，但进气门已经关闭，造成进气不充分。

因此上述调节装置将在不同工况，不同转速运转时，提供不同的配气系统。

在内燃机低速运转时，调节装置A、B中的太阳轮15和控制电机16均固定不工作，所述二调节装置的输出轴17和其上的凸轮1维持其初始位置不改变，凸轮1A和凸轮1B各自的突起点到它们的旋转中心间的辐向联线之间夹有的夹角和V型摇臂3的二臂间夹角相适应，使它们同时推顶V型摇臂3，推动进气门4向下运动，气门4被打开，参见图2(a)，内燃机气缸进气工作在设定的良好工作状态。参见图2(b)，凸轮1A和凸轮1B转过与V型摇臂3接触面，同时脱离推压，在气门弹簧5的作用下，进气门4又回到原来关闭状态，一次进气周期结束。当内燃机需要输出大功率时，节气门打开，使更多的可燃混合气或空气进入汽缸，内燃机转速升高，转速传感器探测到之后，把信号传给ECU(车载计算机)，根据事先输入的最佳配气正时的数据，计算出最佳的进气提前角和延迟角，将信号传给控制电机16A和16B，带动太阳轮15A和15B，在例如凸轮轴配气正时轮11A、11B按图1的表示作逆时针转向时，太阳轮15A和15B分别逆时针和顺时针转过一定的角度，参见图3(a)，凸轮1B逆时针转过一定角度，提前推顶V型摇臂3，尽管凸轮1A因顺时针转过一定角度还未进入推压状态，进气门4仍被提前打开。参见图3(b)，凸轮1B还在推压摇臂3状态时凸轮1A进入推压，二轮共同推顶摇臂。参见图3(c)，虽然凸轮1B已经脱离推压，但凸轮1A仍在推压状态，进气门仍处于打开，直到凸轮1A脱离推压，在气门弹簧5的作用下，进气门4延迟回到原来关闭状态，这就延迟了脱离推压V型摇臂3，延长进气门4的打开时间。ECU设定好在规定的内燃机转速(功率)下的进气门开启时刻和开启时长，以此来控制控制电机16，就可以达到无级可变气门正时的目的。已经说过，所述控制电机可以是同步电机、步进电机或伺服电机中的一种。

Claims

1、内燃机无级可变气门正时机构，包括内燃机曲轴(9)、活塞(7)、和气缸进气门(4)，其特征是：还包括所述曲轴经传动装置(6)带动二个凸轮轴配气正时轮(11A、11B)和绕轴回转的有二个臂的V形摇臂(3)，其中一个臂压接所述进气门(4)作进气门开闭动作；所述每个凸轮轴配气正时轮(11A、11B)经调节装置(A、B)调节所述V形摇臂(3)压接所述进气门(4)的动作；所述调节装置(A、B)各包括一套行星齿轮系统，所述行星齿轮系统由内齿轮(12A、12B)、左右行星轮(13A、13A′，13B、13B′)、太阳轮(15A、15B)、行星架(14A、14B)及凸轮轴(17A、17B)、凸轮(1A、1B)和控制电机(16A、16B)所组成，所述凸轮(1A、1B)分别压接所述V形摇臂的二个臂；所述内齿轮(12A、12B)和相应的所述凸轮轴配气正时轮(11A、11B)硬连接，所述左右行星轮(13A、13A′，13B、13B′)与所述内齿轮(12A、12B)啮合，所述太阳轮(15A、15B)在左右行星轮之间并与之同时啮合，左右行星轮的轴设置在行星架(14A、14B)上，带有凸轮(1A、1B)的凸轮轴(17A、17B)设于行星架上，所述太阳轮(15A、15B)由控制电机(16A、16B)驱动。

2、根据权利要求1所述的内燃机无级可变气门正时机构，其特征是：所述传动装置(6)为传动链条。

3、根据权利要求2所述的内燃机无级可变气门正时机构，其特征是：所述由V形摇臂(3)控制开闭的进气门(4)装有其弹力朝着关闭所述进气门(4)的弹簧(5)。

4、根据权利要求1-3中任一个所述的内燃机无级可变气门正时机构，其特征是：所述二凸轮(1A、1B)分别经调节装置(A、B)与能带动其向相反方向旋转的控制电机(16A、16B)传动连接；所述控制电机以其各自的旋转动作转动所述二凸轮(1A、1B)，改变该二凸轮的突起点到各自的回转中心连线之间的夹角。

5、根据权利要求4所述的内燃机无级可变气门正时机构，其特征是：所述控制电机各自的旋转动作由内燃机转速传感信号经车载计算机计算决定。

6、根据权利要求5所述的内燃机无级可变气门正时机构，其特征是：所述控制电机是同步电机、步进电机或伺服电机中的一种。