一種實現氣門升程連續可變的配氣機構及發動機的製作方法

2023-07-10 07:29:31 1

本新型涉及發動機領域，特別涉及一種配氣結構。

背景技術：

隨燃油經濟性要求和排放要求的提高，柴油機應用新技術的需求也越來越強烈。傳統發動機使用固定式配氣機構，配氣相位兼顧發動機的各種工況，採用的是一種折中方案，不能在各個工況下都能達到配氣相位的最優。與固定式配氣相位相比，可變氣門技術作為一種可以根據發動機的實際運行需求，改變氣門開啟正時和氣門升程，可以較好的滿足發動機高低轉速、不同負荷的要求，達到改善發動機動力性、油耗與排放的目的。此外，柴油機後處理系統對排溫要求較高，傳統的節流閥提排溫措施，因泵氣損失增加使得油耗惡化，而採用可變氣門技術可以在減少進氣量時，加入米勒循環，減少油耗惡化，同時滿足排溫需求。

現有技術當中已有可變氣門技術的相關報導，如奧迪AVS系統，設計大小兩個凸輪，同事在凸輪上旁邊設置螺旋溝槽結構，在低負載的情況下，為了追求發動機的節油性能，此時AVS系統則將凸輪推至左側，以較小的凸輪推動氣門，在高負載的情況下，AVS系統將螺旋溝槽套筒向右推動，使角度較大的凸輪得以推動氣門。但該氣門只能按照凸輪位置，實現兩段或者三段變化，不能實現連續氣門可變，工況適應具有局限性。還有一種可變氣門技術，在驅動挺柱運動的部分中增設液壓驅動油路，通過電磁閥的通斷電，實現氣門驅動油路的開閉，推動挺柱運動，實現氣門升程可變。然而該系統應用電液驅動機構，系統複雜，而且每缸都配有一套電液機構成本高，系統布置複雜。

技術實現要素：

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的。

一種實現氣門升程連續可變的配氣機構，所述配氣機構包括上部由驅動凸輪驅動的搖臂，搖臂下部一端連接有氣門帽，與氣門帽下端連接的氣門，搖臂下部的另一端連接挺柱；挺柱的下端具有實現氣門升程連續可變的控制凸輪。

進一步，所述控制凸輪的具體結構包括基圓部分，一側具有曲率半徑大於凸輪基圓半徑的圓弧結構部分，和另一側具有曲率半徑小於凸輪基圓半徑的圓弧結構部分，兩個圓弧結構部分在基圓部分處通過基圓圓滑連接。

進一步，控制凸輪的驅動方式為電機驅動。

進一步，控制凸輪的驅動方式還可以是齒輪驅動、鏈條驅動、液壓驅動等。

本實用新型還提供一種包含上述配氣機構的發動機。

本實用新型的優點在於：

1、本髮結構簡單，成本相對較低；

2、本結構實施過程中對發動機缸蓋的改動小，利於產品化；

3、可以實現氣門的連續可變，滿足發動機不同工況需求。

附圖說明

通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對於本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用於示出優選實施方式的目的，而並不認為是對本實用新型的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

附圖1示出了根據本實用新型實施的結構示意圖。

附圖2示出了圖1中的控制凸輪的結構示意圖。

附圖3為控制凸輪軸與驅動電機連接示意圖。

附圖4為實現氣門晚開早關控制凸輪最大位置示意圖。

附圖5為實現氣門早開晚關控制凸輪最大位置示意圖。

附圖6為氣門升程曲線。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施方式，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這裡闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，並且能夠將本公開的範圍完整的傳達給本領域的技術人員。

參考圖1，本實用新型實現氣門升程連續可變的配氣機構包括上部由驅動凸輪4驅動的搖臂3，搖臂3下部一端連接有氣門帽5，與氣門帽5下端連接的氣門6，搖臂3下部的另一端連接挺柱2；挺柱2的下端具有實現氣門升程連續可變的控制凸輪1。結合圖2，所述控制凸輪的具體結構包括基圓部分11，一側具有曲率半徑大於凸輪基圓11半徑的圓弧結構12，該結構實現對氣門晚開早關控制，另一側具有曲率半徑小於凸輪基圓11半徑的圓弧結構13，該結構實現對氣門進行早開晚關控制，兩個圓弧結構在基圓11中線處通過基圓圓滑連接。參考圖3，控制凸輪通過凸輪軸與驅動電機7連接。根據發動機運行工況，驅動電機7旋轉驅動控制凸輪1轉動到特定部位，實現發動機氣門正時與氣門升程的可變，滿足發動機動力性、經濟性和排放的要求。具體為：

氣門正常工作時，驅動電機7不加電，控制凸輪不動作，控制凸輪位於初始位置，即基圓部分位於挺柱2下部，挺柱2位置不發生變化，氣門6在氣門驅動凸輪4作用下，正常開啟與關閉，此時配氣機構位置如圖1所示，此時氣門升程曲線為圖6中A曲線。

氣門晚開早關工作模式，驅動電機7帶動控制凸輪順時針旋轉，控制凸輪具有曲率半徑大於凸輪基圓半徑的圓弧結構12轉到挺柱2下部，挺柱2伸出長度變短，即搖臂3相比於原始位置下移，氣門6在氣門驅動凸輪4作用下，實現氣門的晚開早關功能。根據驅動電機旋轉的角度不同，實現不同的氣門晚開早關正時，滿足不同工況需求。圖4所示為氣門晚開早關最大正時位置，圖中虛線氣門為正常工作時位置，實線氣門位置為氣門晚開早關時的實際氣門位置，此時氣門升程曲線如圖6中C所示。

氣門早開晚關工作模式，驅動電機7帶動控制凸輪逆時針旋轉，控制凸輪具有曲率半徑小於凸輪基圓半徑的圓弧結構13轉到挺柱2下部，挺柱2伸出長度變長，即搖臂3相比於原始位置上翹，氣門6在氣門驅動凸輪4的作用下，實現氣門早開晚關功能。根據驅動電機旋轉角度不同，氣門早開晚關控制凸輪所處位置不同，實現不同的氣門早開晚關正時，滿足不同工況需求。圖5所示為氣門早開晚關最大正時位置，圖中虛線氣門為正常工作時位置，實線氣門位置為氣門早開晚關時的實際氣門位置，此時氣門升程曲線如圖6中B所示。

在一個氣門動作過程中，可變氣門正時凸輪在驅動電機的帶動下實現在氣門控制凸輪基圓11、具有曲率半徑大於凸輪基圓半徑的圓弧結構12和控制凸輪具有曲率半徑小於凸輪基圓半徑的圓弧結構13之間切換。根據不同的控制需求，實際氣門運行曲線可以在圖6的B與C之間實現連續可變。

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應以所述權利要求的保護範圍為準。