一種內燃機連續可變氣門正時裝置的製作方法
2023-05-24 08:03:16
本發明涉及內燃機領域，特別涉及內燃機的進排氣系統的氣門正時控制裝置。
背景技術：
發動機可變氣門正時技術能夠改變進排氣門的開閉角度，調整氣門重疊角，從而提高進氣充量降低發動機的油耗，改善發動機的排放，提高發動機的扭矩和功率。在能源短缺、環境汙染嚴重的社會條件下，可變氣門正時技術作為內燃機節能減排的新技術而被廣泛的應用。而連續可變氣門技術可以在發動機的全工況範圍內實現對氣門正時的調節，為發動機時時刻刻提供最佳的配氣相位，因此受到了更多的關注和青睞。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是：提供一種能對發動機氣門的提前角、滯后角進行連續調節，滿足發動機不同轉速下的配氣相位要求，提高發動機的燃油經濟性和排放性能的可變氣門正時系統。
本發明採用的技術方案是：連續可變氣門正時系統包括凸輪軸支撐1、凸輪軸2、凸輪軸齒輪3、齒圈4、傳動軸齒輪a5、行星輪6、銷軸定位卡圈7、銷軸8、支撐架9、電機10、電機傳動軸11、傳動軸齒輪b12、鍵槽13、傳動軸14、空心齒輪15、支撐鐵圈16、電機傳動軸齒輪17、傳動軸定位卡圈18、銷軸卡圈槽19、傳動軸卡圈槽20；所述凸輪軸齒輪3、傳動軸齒輪a5、傳動軸齒輪b12、行星輪6、空心齒輪15、電機傳動軸齒輪17均為直齒圓柱齒輪；所述齒圈4放置於支撐鐵圈16中,且可在支撐鐵圈16內自由轉動；所述凸輪軸齒輪3和凸輪軸2固定連接；所述傳動軸齒輪a5與傳動軸14固定連接；所述傳動軸齒輪b12和傳動軸14通過鍵槽13連接；所述傳動軸14穿過空心齒輪15的中心孔，傳動軸14直徑和空心齒輪15中心孔間隙配合，傳動軸14和空心齒輪15可以相對轉動；所述傳動軸定位卡圈18套於傳動軸卡圈槽20中；所述支撐鐵圈16和空心齒輪15固定連接；所述支撐鐵圈16與支撐架9可以相對轉動；所述銷軸8和空心齒輪15固定連接；所述行星輪6套於銷軸8上；所述銷軸定位卡圈7套於銷軸卡圈槽19中；所述電機傳動軸齒輪17和電機傳動軸11固定連接；所述傳動軸齒輪a5、齒圈4均與行星輪6嚙合；所述凸輪軸齒輪3與齒圈4嚙合；所述空心齒輪15和電機傳動軸齒輪17嚙合。
所述齒圈4與空心齒輪15互相接觸且可以相對轉動。
所述傳動軸齒輪a5和凸輪軸齒輪3齒數相同，所述行星輪6的直徑大於傳動軸齒輪a5。
所述傳動軸14、齒圈4和空心齒輪15的中心軸線相同。
所述凸輪軸2、傳動軸14、銷軸8和電機傳動軸11的中心軸線平行；
所述凸輪軸齒輪3、傳動軸齒輪a5、行星輪6和齒圈4安裝後均處於同一平面內。
所述支撐架9與汽缸蓋固接，支撐架9支撐除凸輪軸2外的整個可變氣門正時裝置，凸輪軸2則由與汽缸蓋固接的凸輪軸支撐1支撐。
所述銷軸8上設了銷軸定位卡圈7，所述銷軸定位卡圈7裝配到銷軸8上的位置到銷軸8底部的距離等於行星輪6的厚度，所述傳動軸14上設了傳動軸定位卡圈18，所述傳動軸定位卡圈18裝配到傳動軸14上的位置到傳動軸齒輪a5的距離等於空心齒輪15的厚度。
所述凸輪軸齒輪3與齒圈4嚙合，與傳動軸齒輪a5不嚙合。
曲軸和凸輪軸2之間的相位恆定時，傳動軸齒輪b12傳遞曲軸的驅動力，由曲軸帶動轉動，從而帶動傳動軸14轉動，傳動軸齒輪a5也隨著轉動，由於傳動軸齒輪a5與行星輪6嚙合，從而帶動行星輪6轉動，又行星輪6與齒圈4嚙合，從而轉動傳遞到齒圈4，最終齒圈4帶動與齒圈4嚙合的凸輪軸2轉動，至此曲軸的驅動力傳到了凸輪軸2，而且曲軸與凸輪軸2的相位不發生改變。
改變相位時時，給電機10上電，電機10按照一定的方向轉動一定的幅度，電機10轉動帶動電機傳動軸11和電機傳動軸齒輪17同時轉動，由於電機傳動軸齒輪17和空心齒輪15嚙合，從而使得空心齒輪15轉動，由於銷軸8固定在空心齒輪15上，空心齒輪15轉動使得銷軸8的位置發生改變，進而行星輪6的位置發生改變，行星輪6位置的改變使得行星輪6轉動，從而帶動齒圈4轉動，進而使得凸輪軸2轉動，控制電機10轉動最終使得凸輪軸2轉動，在此過程中所有的傳動與曲軸無關，所以凸輪軸2與曲軸的相位發生改變，實現最佳的配氣相位，改善了進排氣條件，減少了泵氣損失，提高了燃油利用率，降低了排放，提高了發動機的動力性。
本發明提供的技術方案帶來的有益效果是：
本發明採用電機10驅動空心齒輪15實現相位的改變，相位改變準確、控制機構簡單，由於可以控制電機10的轉動方向和角度的大小，所以控制相位的範圍大，可以實現發動機在大範圍不同轉速下的最佳配氣相位，改善進排氣條件，減少泵氣損失，提高燃油利用率，降低排放。並且本發明具有結構簡單，製造難度小的優點，可以降低生產成本。
附圖說明
圖1為本發明的可變氣門正時系統正面的示意圖；
圖2為本發明的可變氣門正時系統背面的示意圖；
圖3為銷軸卡圈槽的位置示意圖；
圖4為銷軸定位卡圈的配合示意圖，表示銷軸定位卡圈與銷軸卡圈槽配合控制行星輪的軸向變動，起到定位行星輪的作用；
圖5為傳動軸卡圈槽的位置示意圖；
圖6為傳動軸定位卡圈的配合示意圖，表示傳動軸定位卡圈與傳動軸卡圈槽配合控制相位調節機構的軸向變動，起到定位相位調節機構的作用；
圖7為整個連續可變氣門裝置裝配圖；
圖中：1、凸輪軸支撐；2、凸輪軸；3、凸輪軸齒輪；4、齒圈；5、傳動軸齒輪a；6、行星輪；7、銷軸定位卡圈；8、銷軸；9、支撐架；10、電機；11、電機傳動軸；12、傳動軸齒輪b；13、鍵槽；14、傳動軸；15、空心齒輪；16、支撐鐵圈；17、電機傳動軸齒輪；18、傳動軸定位卡圈；19、銷軸卡圈槽；20、傳動軸卡圈槽。
具體實施方式
如附圖所示，本發明實例提供了一種可變氣門正時系統，所述連續可變氣門正時系統包括凸輪軸支撐1、凸輪軸2、凸輪軸齒輪3、齒圈4、傳動軸齒輪a5、行星輪6、銷軸定位卡圈7、銷軸8、支撐架9、電機10、電機傳動軸11、傳動軸齒輪b12、鍵槽13、傳動軸14、空心齒輪15、支撐鐵圈16、電機傳動軸齒輪17、傳動軸定位卡圈18、銷軸卡圈槽19、傳動軸卡圈槽20；其中凸輪軸齒輪3、齒圈4、傳動軸齒輪a5、行星輪6、銷軸8、空心齒輪15、支撐鐵圈16、電機10、電機傳動軸11和電機傳動軸齒輪17組成了相位調節機構；所述凸輪軸齒輪3、傳動軸齒輪a5、傳動軸齒輪b12、行星輪6、空心齒輪15、電機傳動軸齒輪17均為直齒圓柱齒輪，減少了製造成本而且無軸向力；所述齒圈4放置於支撐鐵圈16中，因而支撐鐵圈16起到支撐齒圈4的作用，而且齒圈4可以在支撐鐵圈16內自由轉動；所述凸輪軸齒輪3和凸輪軸2固定連接；所述傳動軸齒輪a5與傳動軸14固定連接；所述傳動軸齒輪b12和傳動軸14通過鍵槽13連接，用鍵槽13連接傳動軸齒輪b12和傳動軸14便於整個裝置的組裝和拆卸；所述傳動軸14穿過空心齒輪15的中心孔，傳動軸14直徑和空心齒輪15中心孔間隙配合，傳動軸14和空心齒輪15可以相對轉動；所述傳動軸定位卡圈18套於傳動軸卡圈槽20中，所以傳動軸定位卡圈18起到定位的作用；所述支撐鐵圈16和空心齒輪15固定連接；所述銷軸8和空心齒輪15固定連接，用來實現相位的改變；所述行星輪6套於銷軸8上，所述銷軸定位卡圈7套於銷軸卡圈槽19中，所以銷軸定位卡圈7起到定位行星輪6的作用，控制其軸向變動；所述電機傳動軸齒輪17和電機傳動軸11固定連接；所述傳動軸齒輪a5和齒圈4均與行星輪6嚙合；所述凸輪軸齒輪3與齒圈4嚙合；所述空心齒輪15和電機傳動軸齒輪17嚙合。
所述齒圈4與空心齒輪15互相接觸且可以相對轉動，所述傳動軸齒輪a5和凸輪軸齒輪3齒數相同，保證了裝置不工作時曲軸和凸輪軸2間的相位不變；所述行星輪6的直徑大於傳動軸齒輪a5的直徑，保證凸輪軸齒輪3不與傳動軸齒輪a5嚙合；所述傳動軸14、齒圈4和空心齒輪15的中心軸線相同；所述凸輪軸2、傳動軸14、銷軸8和電機傳動軸11的中心軸線平行；所述凸輪軸齒輪3、傳動軸齒輪a5、行星輪6和齒圈4均處於同一平面內；所述支撐架9與汽缸蓋固接，支撐架9支撐除凸輪軸2外的整個可變氣門正時裝置，起到支撐作用；凸輪軸2則由與汽缸蓋固接的凸輪軸支撐1支撐，也起到了支撐作用；所述銷軸8上設了銷軸定位卡圈7，所述銷軸定位卡圈7裝配到銷軸8上的位置到銷軸8底部的距離等於行星輪6的厚度，起到定位行星輪6的作用；所述傳動軸14上設了傳動軸定位卡圈18，所述傳動軸定位卡圈18裝配到傳動軸14上的位置到傳動軸齒輪a5的距離等於空心齒輪15的厚度，起到定位相位調劑機構的作用；所述凸輪軸齒輪3與齒圈4嚙合，與傳動軸齒輪a5不嚙合
曲軸和凸輪軸2之間的相位恆定時，傳動軸齒輪b12傳遞曲軸的驅動力，由曲軸帶動轉動，從而帶動傳動軸14轉動，傳動軸齒輪a5也隨著轉動，由於傳動軸齒輪a5與行星輪6嚙合，從而帶動行星輪6轉動，又行星輪6與齒圈4嚙合，從而轉動傳遞到齒圈4，最終齒圈4帶動與齒圈4嚙合的凸輪軸2轉動，至此曲軸的驅動力傳到了凸輪軸2，而且曲軸與凸輪軸2的相位不發生改變。
改變相位時時，給電機10上電，電機10按照一定的方向轉動一定的幅度，電機10轉動帶動電機傳動軸11和電機傳動軸齒輪17同時轉動，由於電機傳動軸齒輪17和空心齒輪15嚙合，從而使得空心齒輪15轉動，由於銷軸8固定在空心齒輪15上，空心齒輪15轉動使得銷軸8的位置發生改變，進而行星輪6的位置發生改變，行星輪6位置的改變使得行星輪6轉動，從而帶動齒圈4轉動，進而使得凸輪軸2轉動，控制電機10轉動最終使得凸輪軸2轉動，在此過程中所有的傳動與曲軸無關，所以凸輪軸2與曲軸的相位發生改變，實現最佳的配氣相位，改善了進排氣條件，減少了泵氣損失，提高了燃油利用率，降低了排放，提高了發動機的動力性。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用於限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。