連續可變氣門升程機構及連續可變氣門升程裝置的製作方法
2023-09-22 01:51:30
本發明涉及一種氣門控制機構，尤其涉及一種連續可變氣門升程機構，本發明還涉及一種連續可變氣門升程裝置。
背景技術：
傳統汽油發動機凸輪軸的凸輪型線是固定的，這就造成發動機的氣門升程是固定不變的，但對於發動機來說不同工況下所需要的最佳進氣量是不一樣的，氣門升程的固定不變不可能使發動機在高速區和低速區都得到良好的響應，其結果是發動機既得不到最佳的高速效率，也得不到最佳的低速扭矩，因此實現發動機氣門升程的連續可調性對改善發動機運轉有很大的意義。現有技術中也出現了一些能夠實現發動機氣門升程可變的方案，如中國發明專利CN101900003B公開了一種連續可變氣門升程的內燃機配氣機構及其控制方法，該配氣機構包括由凸輪軸帶動的凸輪，由凸輪帶動的搖臂，由搖臂控制的氣門及帶動氣門回位的氣門彈簧，搖臂的一端與凸輪抵靠並相切，另一端與氣門的頂端活動連接，搖臂上方設置有一個利用步進電機帶動的轉軸，轉軸通過滾輪支架安裝有一個滾子，搖臂的頂面為與所述滾子的運動軌跡相符的弧面，滾子與弧面緊密接觸。此發明通過連續改變氣門及凸輪與滾子的距離，從而連續改變氣門的升程，但上述機構滾子與搖臂弧面間存在發生相對滑動的可能，且隨著機構使用磨損，發生相對滑動的可能性迅速變大，會導致機構的控制精度降低、甚至失效，同時此機構為剛性連接，不能消除氣門間隙帶來噪音的影響。而其他一些可變氣門升程的技術方案存在結構複雜，製造成本較高，以及在發動機狹小的空間內不便布置等問題。
技術實現要素：
為解決現有技術中存在的不足，本發明提供了一種連續可變氣門升程機構,其可實現連續改變氣門升程且結構穩定，同時能夠防止噪音產生，其結構簡單，可便於在發動機上的布置。為實現上述目的，本發明的連續可變氣門升程機構，包括由凸輪軸帶動轉動的凸輪驅動的搖臂，以及與凸輪位於搖臂同一側的、與搖臂相連的氣門，還包括：驅動凸輪，由轉動軸帶動旋轉的設置在與氣門相對的搖臂另一側；傳動件，其一端鉸接於氣門與凸輪之間的搖臂上，另一端與驅動凸輪接觸配合，並在驅動凸輪的轉動驅動下，所述的傳動件具有沿其長度方向的直線運動。作為對上述方式的限定，所述的傳動件為液壓挺柱。作為對上述方式的改進，在液壓挺柱的非連接於搖臂的一端轉動連接有與驅動凸輪滾動配合的滾輪。作為對本發明的限定，所述的搖臂為具有兩個驅動臂及與兩個驅動臂固連的直臂構成的Y型結構，所述的凸輪與直臂接觸配合，在兩個驅動臂上均連接有氣門。作為對上述方式的改進，在所述直臂的自由端轉動連接有搖臂滾輪，所述的凸輪與搖臂滾輪滾動配合。本發明的連續可變氣門升程裝置，包括安裝在發動機缸蓋上的安裝座，還包括適配在所述安裝座上的連續可變氣門升程機構，所述的連續可變氣門升程機構具有上述的結構。作為對上述方式的改進，所述的安裝座與連續可變氣門升程機構之間設有使所述傳動件與驅動凸輪始終接觸的彈性機構。作為對上述方式的限定，所述的彈性機構為彈簧。採用上述技術方案，通過轉動軸上的驅動凸輪驅動液壓挺柱上下行程的連續改變，使得搖臂擺動時的擺動中心發生連續的上下運動，從而可連續改變氣門升程，由於傳動件與搖臂之間鉸接，二者之間不會產生相對的滑動，使搖臂控制的氣門升程的調整變化更加穩定；傳動件採用液壓挺柱，可有效消除氣門間隙的影響；此外，增加彈簧，可在發動機油壓建立初期，保證滾輪與驅動凸輪的有效接觸，防止出現噪音的可能，本發明的機構與安裝座適配，結構簡單、穩定，可方便在發動機上的布置。附圖說明下面結合附圖及具體實施方式對本發明作更進一步詳細說明：圖1本發明實施例一的結構示意圖；圖2為搖臂的正視圖；圖3為搖臂的俯視圖；圖4為液壓挺柱的結構示意圖；圖5為轉動軸及驅動凸輪的結構示意圖；圖6為本發明實施例二的結構示意圖；圖7為圖6另一視角下的結構示意圖；圖8為安裝座的結構示意圖；圖9為彈簧結構示意圖。圖中：1、凸輪軸；2、凸輪；3、搖臂；31、第一驅動臂；32、第二驅動臂；33、直臂；34、搖臂銷孔；35、通孔；36、彈簧卡槽；4、搖臂滾輪；41、搖臂滾輪軸；5、液壓挺柱；51、連接板；52、挺柱銷孔；6、柱銷；7、滾輪；71、滾輪軸；8、轉動軸；9、驅動凸輪；10、氣門；11、氣門彈簧；12、安裝座；13、安裝板；131、底板；132、豎板；14、安裝梁；141、挺柱安裝孔；142、彈簧固定孔；15、凸輪軸安裝槽；16、轉動軸安裝槽；17、彈簧；171、第一彈簧；172、第二彈簧；173、彈簧連杆；174第一彈簧固定鉤；175、第二彈簧固定鉤；18、油路；19、發動機缸蓋。具體實施方式實施例一本實施例涉及一種連續可變氣門升程機構，由圖1所示，其包括由凸輪軸1帶動轉動的凸輪2驅動的搖臂3，以及與凸輪2位於搖臂3同一側的、與搖臂3相連的氣門10，以及可使氣門回位的氣門彈簧11，還包括由轉動軸8帶動旋轉的設置在與氣門10相對的搖臂3另一側的驅動凸輪9，以及液壓挺柱5，液壓挺柱5的一端鉸接於氣門10與凸輪2之間的搖臂3上，另一端與驅動凸輪9接觸配合，在驅動凸輪9的轉動驅動下，液壓挺柱5具有沿其長度方向的直線運動。由圖2結合圖3所示，搖臂3為具有第一驅動臂31和第二驅動臂32及與第一驅動臂31和第二驅動臂32固連的直臂33構成的Y型結構，第一驅動臂31和第二驅動臂32均連接有氣門10，在直臂33的自由端設置有搖臂滾輪4，其通過搖臂滾輪軸41安裝在直臂33的自由端，通過搖臂滾輪4與凸輪2配合，可使凸輪2對搖臂3的驅動更加平穩，也減輕了磨損，在直臂33與第一驅動臂31和第二驅動臂32的固連處開有通孔35，在直臂33與第一驅動臂31和第二驅動臂32的固連處還開有與搖臂滾輪軸41平行的貫穿所述通孔35的搖臂銷孔34，在搖臂3底部位於通孔5與搖臂滾輪4之間設有彈簧卡槽36。液壓挺柱5的結構如圖4所示，在其一端固連有連接板51，連接板51的尺寸可以使其置於搖臂3上的通孔35中，並與通孔35內壁具有一定的間隙，在連接板51中部開有挺柱銷孔52，挺柱銷孔52的直徑設計為與搖臂銷孔34直徑相等，在液壓挺柱5的另一端設有用滾輪軸71安裝的滾輪7，本實施例中選擇滾輪軸71與挺柱銷孔52平行，當然，滾輪軸71也可以設置成其他方向，設置滾輪7，可使驅動凸輪9對液壓挺柱5的驅動更加平穩，也減輕了磨損。轉動軸8及驅動凸輪9的結構如圖5所示，驅動凸輪9固連在轉動軸8中部。將液壓挺柱5上的連接板51插入到搖臂3上的通孔35中，並使搖臂銷孔34與挺柱銷孔52在一條直線上，再將柱銷6插入到搖臂銷孔34及挺柱銷孔52中，便將液壓挺柱5與搖臂3鉸接在一起，當驅動凸輪9與滾輪7接觸配合，凸輪2與搖臂滾輪4接觸配合，其狀態如圖1所示，隨著轉動軸8帶動驅動凸輪9轉動，驅動凸輪9通過滾輪7驅使液壓挺柱5做上下運動，進而設置在搖臂銷孔34中的柱銷6也做上下運動，即搖臂3的擺動中心做上下運動，此時凸輪2轉動驅使搖臂3擺動時，搖臂3的第一驅動臂31和第二驅動臂32的擺幅發生變化，並最終反映到氣門10升程的變化，由於驅動凸輪9為連續轉動的，進而搖臂3的擺動中心即柱銷6的上下運動為連續變化的，進而氣門10的升程也是連續變化的。實施例二本實施例涉及一種連續可變氣門升程裝置，由圖6結合圖7所示，其包括安裝在發動機缸蓋19上的安裝座12，還包括適配在所述安裝座12上的具有實施例一中所述的結構的連續可變氣門升程機構。如圖8為本實施例安裝座12的結構示意圖，所述的安裝座12包括兩片結構相同的安裝板13，及將兩塊安裝板13對稱固連在一起的安裝梁14，所述的安裝板13包括底板131和固連在其上靠近端部的豎板132，所述底板131的底部兩端設置有安裝凸輪軸1的凸輪軸安裝槽15，其可使所安裝的凸輪軸1上的凸輪2與搖臂滾輪4接觸配合，所述豎板132頂部設置有安裝轉動軸8的轉動軸安裝槽16，其可使所安裝的轉動軸8上的驅動凸輪9與滾輪7接觸配合，所述的安裝梁14與豎板132固連，所述的安裝梁14中部設置有挺柱安裝孔141，其與液壓挺柱5為過渡配合，以使液壓挺柱5可在其內自由滑動，在安裝梁14的靠近底板131端部的一側設置有兩個彈簧固定孔142，其用於固定彈簧17，在安裝板,13及安裝梁14中設置有互通的油路18，其可為液壓挺柱5供油及對各連接部位的潤滑供油。彈簧17的結構如圖9所示，其包括第一彈簧171和第二彈簧172，以及將第一彈簧171和第二彈簧172連接起來的彈簧連杆173，彈簧連杆173為一凹字型杆，其兩端分別固連第一彈簧171和第二彈簧172的一端，在第一彈簧171和第二彈簧172的另一端分別固連有第一彈簧固定鉤174和第二彈簧固定鉤175。將上述連續可變氣門升程機構的液壓挺柱5與搖臂3經柱銷6鉸接後，使液壓挺柱5插入挺柱安裝孔141中，再將帶驅動凸輪9的轉動軸8安裝到轉動軸安裝槽16內，將帶凸輪2的凸輪軸1安裝到凸輪軸安裝槽15內，使驅動凸輪9與滾輪7接觸，然後將彈簧17的彈簧連接杆173嵌入搖臂底部的彈簧卡槽36內，使彈簧17向上，將第一彈簧固定鉤174和第二彈簧固定鉤175分別固定在安裝梁14的彈簧固定孔142上，最後將上述機構安裝到已設置好氣門10及氣門彈簧11的發動機缸蓋19上，便完成了整個裝置的裝配，其如圖6或圖7所示。如前所述，當轉動軸8帶動驅動凸輪9連續轉動，從而驅使液壓挺柱5連續上下運動，進而使得柱銷6即搖臂3的擺動中心也連續上下運動，在凸輪軸1帶動的凸輪2的驅動下，便可使搖臂3驅動的氣門10的氣門升程連續改變。而液壓挺柱5在油路18油壓的作用下，可消除氣門間隙的影響，增加的彈簧17可在發動機油壓建立初期，保證滾輪7與驅動凸輪9的接觸，從而防止了噪音的產生。本裝置由適配的安裝座12對機構進行承載，使其結構簡單，且穩定性好，也方便了在發動機缸蓋19上的布置。