專利名稱：連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)的制作方法
所屬技術(shù)領(lǐng)域一種連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)，尤其是一種通過連續(xù)改變進(jìn)排氣凸輪軸的相位，來控制進(jìn)排氣氣門的啟閉和持續(xù)時間的連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，公知的活塞式內(nèi)燃機(jī)其連續(xù)可變氣門正時機(jī)構(gòu)只能通過改變進(jìn)排氣門凸輪軸的配氣相位來控制進(jìn)排氣門的啟閉時間，不能控制進(jìn)排氣門從開啟到關(guān)閉的持續(xù)時間。從而限制了通過連續(xù)可變氣門正時系統(tǒng)進(jìn)一步提高內(nèi)燃機(jī)的有效功率和熱效率，降低燃油消耗和污染物排放性能的提升。

發(fā)明內(nèi)容
目前活塞式內(nèi)燃機(jī)其連續(xù)可變氣門正時機(jī)構(gòu)只能通過氣門凸輪軸改變氣門配氣相位來控制進(jìn)排氣門的啟閉時間，而不能控制進(jìn)排氣門從開啟到關(guān)閉的持續(xù)時間。本發(fā)明提供一種連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)，不僅可以通過進(jìn)排氣門凸輪軸連續(xù)改變氣門配氣相位來控制進(jìn)排氣門的啟閉時間，而且通過進(jìn)排氣門凸輪軸連續(xù)改變進(jìn)排氣門從開啟到關(guān)閉的持續(xù)時間，從而進(jìn)一步提升內(nèi)燃機(jī)的有效功率和熱效率，降低燃油消耗和污染物排放。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的方案是通過連續(xù)改變主凸輪軸和副凸輪軸的配氣相位來控制主進(jìn)排氣氣門和副進(jìn)排氣氣門的啟閉及啟閉持續(xù)時間。
連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)通過連續(xù)可變正時執(zhí)行器控制一根主凸輪軸的配氣相位及主進(jìn)氣氣門和主排氣氣門的啟閉，通過連續(xù)可變正時執(zhí)行件控制一根副凸輪軸的配氣相位及副排氣氣門和副進(jìn)氣氣門的啟閉。
連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)其主要結(jié)構(gòu)由機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)，連續(xù)可變氣門啟閉及持續(xù)時間正時配氣機(jī)構(gòu)，燃油系統(tǒng)，進(jìn)排氣系統(tǒng)及排氣凈化裝置，冷卻系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)，增壓系統(tǒng)，啟動系統(tǒng)組成。
連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)的機(jī)體組主要由機(jī)體，氣缸蓋，氣缸蓋罩，氣缸襯墊，主軸承蓋以及油底殼等組成。
機(jī)體組是內(nèi)燃機(jī)的支架，是曲柄連桿機(jī)構(gòu)，配氣機(jī)構(gòu)等內(nèi)燃機(jī)各系統(tǒng)主要零部件的裝配基體。氣缸蓋用來封閉氣缸頂部，并與活塞頂、缸蓋底部和氣缸壁一起形成燃燒室。氣缸蓋和機(jī)體內(nèi)的水道和油道以及油底殼又分別是冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)的組成部分。
機(jī)體是氣缸體與曲軸箱的連鑄體，主要由機(jī)體頂面、氣缸水套、主油道、橫隔板加強(qiáng)肋、機(jī)體底面、主軸承座、氣缸間橫隔板、機(jī)體側(cè)壁、側(cè)壁加強(qiáng)肋組成。在機(jī)體側(cè)壁和前后壁的內(nèi)外表面以及氣缸間的橫隔板上均有加強(qiáng)肋，保證機(jī)體有足夠的強(qiáng)度和剛度，在機(jī)體的前后壁和氣缸間橫隔板上鑄造有支撐軸承的主軸承座或主軸承座孔，以及滿足潤滑需要的縱、橫油道。在內(nèi)燃機(jī)氣缸的外壁鑄有冷卻水套和布水室。機(jī)體應(yīng)具有良好的強(qiáng)度和剛度，耐磨損，耐高溫和耐腐蝕，氣缸需進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦鋮s，以免機(jī)體過熱變形或損壞。機(jī)體的材料為鑄鐵或鋁合金材料。
連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)氣缸排列形式有直列式，v型和水平對置式。
氣缸蓋的材料由優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵，合金鑄鐵或鋁合金鑄造，其材料具有良好的強(qiáng)度和剛度，耐高溫和耐腐蝕，
氣缸蓋的構(gòu)造為箱型零件，有整體式，分塊式和單體式的結(jié)構(gòu)形式。其上加工有進(jìn)、排氣門座孔，氣門導(dǎo)管孔，火花塞安裝孔或噴油器安裝孔。在氣缸蓋內(nèi)還鑄有水套，進(jìn)排氣道，潤滑油道和燃燒室或燃燒室的一部分。
油底殼用于儲存潤滑油和封閉機(jī)體或曲軸箱，用薄鋼板沖壓或鋁合金鑄制而成。其主要由油底殼、密封墊、密封圈、放油螺栓組成。
曲柄連桿機(jī)構(gòu)的組成由曲軸定時齒輪，下止推片，平衡重，曲軸，定位銷，飛輪，飛輪螺栓，變速器軸承，擋圈，上止推片，上氣環(huán)，下氣環(huán)，油環(huán)，活塞，活塞銷，連桿螺栓，連桿體，連桿蓋，連桿軸承，連桿螺母組成。
曲柄連桿機(jī)構(gòu)分為活塞組，連桿組和曲軸飛輪組的三大零件組。
活塞組由活塞，氣環(huán)，油環(huán)活塞銷組成。
活塞主要結(jié)構(gòu)為活塞頂，活塞頭部，活塞裙部，活塞銷孔，氣門凹坑，活塞頂岸，活塞環(huán)岸，擋圈槽，活塞銷座，回油孔，油環(huán)槽，氣環(huán)槽，加強(qiáng)肋組成。其材料為耐高溫耐腐蝕并具有良好的強(qiáng)度和剛度的鋁合金、鑄鐵或耐熱鋼。
連桿組包括連桿體，連桿蓋，連桿螺栓和連桿軸承等零件。其主要結(jié)構(gòu)由連桿體，連桿襯套，連桿軸承上軸瓦，連桿軸承下軸瓦，連桿蓋，螺母，連桿螺栓，集油孔，噴油孔組成。
連桿體和連桿蓋的材料由中碳鋼、中碳合金鋼或纖維增強(qiáng)鋁合金模鍛或輥鍛而成。
曲軸飛輪組包括曲軸，曲軸的前后端密封，曲軸扭轉(zhuǎn)減振器，飛輪，曲軸主軸承和平衡機(jī)構(gòu)等零件。
曲軸的主要結(jié)構(gòu)由曲軸前端，主軸頸，曲柄臂，曲柄銷，平衡重，曲軸后端，單元曲拐組成。
氣門配氣機(jī)構(gòu)由氣門組和氣門傳動組兩大部分組成，主要包括凸輪軸，凸輪軸傳動齒輪，傳動齒型帶，液壓挺柱，氣門彈簧座，氣門油封，氣門鎖夾，氣門彈簧，氣門導(dǎo)管，氣門，氣門座圈，連續(xù)可變氣門正時執(zhí)行器等零件。
連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的特征是采用主副進(jìn)排氣凸輪軸的結(jié)構(gòu)，每根主凸輪軸或副凸輪軸都能控制與之對應(yīng)的進(jìn)氣氣門和排氣氣門，主凸輪軸控制主進(jìn)氣門和主排氣門的開啟和關(guān)閉，副凸輪軸控制副進(jìn)氣門和副排氣門的開啟和關(guān)閉。
通過連續(xù)控制改變主凸輪軸的配氣相位，控制主進(jìn)氣門的開啟和關(guān)閉時刻。通過連續(xù)控制改變副凸輪軸的配氣相位，控制副進(jìn)氣門的開啟和關(guān)閉時刻，來達(dá)到連續(xù)控制進(jìn)氣門的開啟和關(guān)閉的時刻即進(jìn)氣門啟閉正時，通過控制主進(jìn)氣門的開啟時刻到副進(jìn)氣門的關(guān)閉時刻持續(xù)的時間，來控制進(jìn)氣門的開啟至關(guān)閉的持續(xù)時間即進(jìn)氣門開啟至關(guān)閉持續(xù)時間配氣正時。
通過連續(xù)控制改變主凸輪軸的配氣相位，控制主排氣門的開啟和關(guān)閉時刻。通過連續(xù)控制改變副凸輪軸的配氣相位，控制副排氣門的開啟和關(guān)閉時刻，來達(dá)到連續(xù)控制排氣門的開啟和關(guān)閉的時刻即排氣門啟閉正時，通過控制主排氣門的開啟時刻到副排氣門的關(guān)閉時刻持續(xù)的時間，來控制排氣門的開啟至關(guān)閉的持續(xù)時間即排氣門開啟至關(guān)閉持續(xù)時間配氣正時。
采用主副凸輪軸的氣門配氣形式，使主進(jìn)氣氣門和主排氣氣門設(shè)置在氣缸蓋的一側(cè)，主進(jìn)氣管和主排氣管在內(nèi)燃機(jī)的同一側(cè)，副進(jìn)氣氣門和副排氣氣門在氣缸蓋的另一側(cè)，副進(jìn)氣管和副排氣管在內(nèi)燃機(jī)的另一側(cè)，這種進(jìn)排氣氣門的布置形式可最大限度的增加進(jìn)氣門的直徑。
主進(jìn)氣氣門和副進(jìn)氣氣門在氣缸蓋兩側(cè)對應(yīng)設(shè)置，當(dāng)進(jìn)氣行程過程中，主進(jìn)氣氣門和副進(jìn)氣氣門開啟，在燃燒室內(nèi)對應(yīng)的兩側(cè)進(jìn)氣，將產(chǎn)生強(qiáng)烈的進(jìn)氣下沉旋轉(zhuǎn)渦流，不僅可以獲得充分的進(jìn)氣效果，而且可以使氣缸和燃燒室內(nèi)的空氣或可燃混合氣產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)渦流，使可燃混合氣更加均勻，燃燒更加迅速，并降低泵氣損失。
主排氣氣門和副排氣氣門在氣缸蓋兩側(cè)對應(yīng)設(shè)置，當(dāng)排氣行程過程中，主排氣氣門和副排氣氣門開啟，在燃燒室內(nèi)對應(yīng)的兩側(cè)排氣，將產(chǎn)生強(qiáng)烈的排氣上升旋轉(zhuǎn)渦流，不僅可以獲得充分的排氣效果，而且可以使氣缸、燃燒室和排氣管內(nèi)的費(fèi)氣產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)渦流，使氣缸和燃燒室內(nèi)排氣更加干凈撤底，排氣更加迅速。
連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)可在主副進(jìn)排氣凸輪軸上各設(shè)置一個連續(xù)可變氣門正時執(zhí)行器，也可只在主進(jìn)排氣凸輪軸或副進(jìn)排氣凸輪軸上設(shè)置一個連續(xù)可變氣門正時執(zhí)行器，連續(xù)可變氣門正時執(zhí)行器可選用螺旋花鍵式、葉片式等連續(xù)可變氣門正時執(zhí)行器。
連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)其燃油系統(tǒng)燃油噴射方式可選擇，進(jìn)氣管汽油噴射方式，缸內(nèi)直噴汽油噴射方式等多種燃油噴射方式。
當(dāng)采用汽油為燃料進(jìn)氣管噴射時，連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)的燃油系統(tǒng)包括汽油箱，電動汽油泵，汽油濾清器，燃油分配管，油壓調(diào)節(jié)器，油壓脈動緩沖器，電控單元，點(diǎn)火線圈，分電器，火花塞，噴油器，冷起動噴嘴，怠速調(diào)節(jié)螺釘，節(jié)氣門及節(jié)氣門位置傳感器，氧傳感器，曲軸位置傳感器，內(nèi)燃機(jī)溫度傳感器，熱時間開關(guān)，補(bǔ)充空氣閥，怠速混合氣調(diào)節(jié)螺釘，空氣流量計，進(jìn)氣溫度傳感器，內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，蓄電池，點(diǎn)火開關(guān)，主繼電器，電動汽油泵繼電器。
進(jìn)氣系統(tǒng)主要包括空氣濾清器和進(jìn)氣歧管?？諝鉃V清器由進(jìn)氣導(dǎo)流管，空氣濾清器蓋，空氣濾清器外殼和濾芯組成。
排氣系統(tǒng)主要由排氣歧管，前排氣管，催化轉(zhuǎn)換器，排氣溫度傳感器，氧傳感器，微粒過濾器，消聲器，后排氣管，排氣尾管的零件。
連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)的冷卻系統(tǒng)主要包括散熱器，散熱器蓋，補(bǔ)償水桶，散熱器出水軟管，風(fēng)扇傳動帶，暖風(fēng)機(jī)出水軟管，管箍，暖風(fēng)機(jī)芯，暖風(fēng)機(jī)進(jìn)水軟管，節(jié)溫器，水泵，冷卻風(fēng)扇，護(hù)風(fēng)圈，散熱器進(jìn)水軟管等零件。
連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)潤滑系統(tǒng)由潤滑油泵，潤滑油濾清器，潤滑油冷卻器，集濾器，潤滑油壓力傳感器，溫度傳感器和潤滑油管道等組成，主要包括密封墊圈，分電器軸，中間軸曲線齒齒輪，分電器軸從動齒輪，定位銷，潤滑油泵主動軸襯套，定位銷孔，潤滑油泵主動軸，定位套，潤滑油泵體，潤滑油泵從動齒輪，潤滑油泵主動齒輪，從動齒輪軸，襯墊，進(jìn)油管，支架，集濾器，密封圈，潤滑油泵蓋，螺栓等零件。
連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)以汽油為燃料時，其點(diǎn)火系統(tǒng)采用計算機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)。
連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)的啟動系統(tǒng)由直流電動機(jī)，傳動機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)組成。
連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)各種運(yùn)轉(zhuǎn)工況對進(jìn)排氣配氣正時要求如下所述。
在怠俗和小負(fù)荷時，因內(nèi)燃機(jī)自身，潤滑油，冷卻液，可燃混合氣的溫度較低，而且啟動時轉(zhuǎn)速較低，可調(diào)整主副進(jìn)排氣門凸輪軸進(jìn)排氣門延遲開啟和關(guān)閉時刻，并縮短進(jìn)排氣門開啟至關(guān)閉所持續(xù)的時間，使進(jìn)排氣門不發(fā)生交迭角度，防止排氣側(cè)氣體逆流，穩(wěn)定怠速狀態(tài)，提高燃料使用率，減少燃料消耗和污染物排放量。
在中等負(fù)荷時，內(nèi)燃機(jī)大部分時間在在中等負(fù)荷時間工作，為保證內(nèi)燃機(jī)有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性，可調(diào)整主副進(jìn)排氣門凸輪軸進(jìn)排氣門提前開啟和關(guān)閉時刻，并增加進(jìn)排氣門開啟至關(guān)閉所持續(xù)的時間，使進(jìn)排氣門發(fā)生交迭角度，使排氣側(cè)氣體重新進(jìn)入氣缸內(nèi)部，提高燃料使用率，減少燃料消耗和污染物排放量。
在大負(fù)荷或全負(fù)荷時，內(nèi)燃機(jī)需要發(fā)出最大功率克服較大的外界阻力或加速行駛，可調(diào)整主副進(jìn)排氣門凸輪軸延遲進(jìn)排氣門開啟和關(guān)閉時刻，并增加進(jìn)排氣門開啟至關(guān)閉所持續(xù)的時間，利用氣體慣性提高進(jìn)氣體積效率，提高燃料使用率，減少燃料消耗和污染物排放量。
在短時間內(nèi)迅速提高車速的條件下，可調(diào)整主副進(jìn)排氣門凸輪軸提前進(jìn)氣門開啟和關(guān)閉時刻，并減少進(jìn)排氣門開啟至關(guān)閉所持續(xù)的時間，快速關(guān)閉進(jìn)氣氣門，減少進(jìn)氣門口端所產(chǎn)生的進(jìn)氣逆流損失，提高燃料使用率，減少燃料消耗和污染物排放量。
本發(fā)明的有益效果是；連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)，不僅可以通過進(jìn)排氣門凸輪軸連續(xù)改變氣門配氣相位來控制進(jìn)排氣門的啟閉時間，而且通過進(jìn)排氣門凸輪軸連續(xù)改變進(jìn)排氣門從開啟到關(guān)閉的持續(xù)時間，從而進(jìn)一步提升內(nèi)燃機(jī)的有效功率和熱效率，降低燃油消耗和污染物排放。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。


圖1是本發(fā)明的局部縱剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的局部縱剖面結(jié)構(gòu)3是本發(fā)明的縱剖面結(jié)構(gòu)主視圖。
圖4是本發(fā)明的縱剖面結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
圖5是本發(fā)明的實施例。
圖中，1主進(jìn)排氣凸輪軸，2主進(jìn)排氣凸輪軸連續(xù)可變氣門正時執(zhí)行器，3液壓挺柱，4主進(jìn)氣氣門，5氣缸蓋，6氣門彈簧，7氣門導(dǎo)管，8主進(jìn)氣通道，9進(jìn)氣氣門座圈，10排氣氣門座圈，11副進(jìn)氣通道，12副進(jìn)氣氣門，13副進(jìn)排氣凸輪軸，14副進(jìn)排氣凸輪軸連續(xù)可變氣門正時執(zhí)行器，15副排氣氣門，16主排氣氣門，17主排氣通道，18燃油噴油器，19燃油油軌，20氣缸蓋罩，21火花塞，22進(jìn)氣歧管，23活塞銷，24活塞，25排氣歧管，26機(jī)體，27冷卻液泵，28曲軸，29潤滑油泵，30潤滑油濾清器，31油底殼，32起動機(jī)，33連桿，34副排氣通道，35凸輪軸齒輪，36齒型帶輪，37齒型帶，38飛輪。39安裝孔，40燃燒室，41潤滑油道，42冷卻液道。
具體實施例方式
在圖5中，氣缸蓋(5)底面上的安裝孔(39)，潤滑油道(41)，冷卻液道(42)，燃燒室(40)以及燃燒室(40)中的主進(jìn)氣氣門(4)，副進(jìn)氣氣門(12)，主排氣氣門(16)和副排氣氣門(15)以及火花塞(21)。
權(quán)利要求
1 一種連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)，其特征是采用主副進(jìn)排氣凸輪軸的結(jié)構(gòu)，每根凸輪軸都能控制與之對應(yīng)的進(jìn)氣氣門和排氣氣門，主凸輪軸控制主進(jìn)氣氣門和主排氣氣門的開啟和關(guān)閉，副凸輪軸控制副進(jìn)氣氣門和副排氣氣門的開啟和關(guān)閉。
2 根據(jù)權(quán)力要求1所述的連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)，其特征是通過連續(xù)改變主凸輪軸和副凸輪軸的配氣相位分別控制主進(jìn)排氣氣門和副進(jìn)排氣氣門的啟閉及啟閉持續(xù)時間。
3 根據(jù)權(quán)力要求1所述的連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)，其特征是連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)其主要結(jié)構(gòu)由機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)，連續(xù)可變氣門啟閉及持續(xù)時間正時配氣機(jī)構(gòu)，燃油系統(tǒng)，進(jìn)排氣系統(tǒng)及排氣凈化裝置，冷卻系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)，增壓系統(tǒng)，啟動系統(tǒng)組成。
4 根據(jù)權(quán)力要求1所述的連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)，其特征是采用主副進(jìn)排氣凸輪軸的形式，使主進(jìn)氣氣門和主排氣氣門設(shè)置在氣缸蓋的一側(cè)，主進(jìn)氣管和主排氣管在內(nèi)燃機(jī)的同一側(cè)，副進(jìn)氣氣門和副排氣氣門在氣缸蓋的另一側(cè)，副進(jìn)氣管和副排氣管在內(nèi)燃機(jī)的另一側(cè)。
全文摘要
一種連續(xù)可變氣門正時配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)，其特征是采用主副進(jìn)排氣凸輪軸的結(jié)構(gòu)，每根凸輪軸都能控制與之對應(yīng)的進(jìn)氣氣門和排氣氣門，主凸輪軸控制主進(jìn)氣氣門和主排氣氣門的開啟和關(guān)閉，副凸輪軸控制副進(jìn)氣氣門和副排氣氣門的開啟和關(guān)閉。其可以連續(xù)通過改變進(jìn)排氣門凸輪軸的配氣相位來控制進(jìn)排氣氣門的啟閉時間和進(jìn)排氣氣門從開啟到關(guān)閉的持續(xù)時間，從而進(jìn)一步提升內(nèi)燃機(jī)的有效功率和熱效率，降低燃油消耗和污染物排放。
文檔編號F02D13/02GK1831304SQ20061005726
公開日2006年9月13日 申請日期2006年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月10日
發(fā)明者王雪松 申請人:王雪松