專利名稱：獨(dú)立雙擺桿全可變氣門正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種獨(dú)立雙擺桿全可變氣門正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)，是內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域中驅(qū)動(dòng)氣門的機(jī)構(gòu)之一，能夠使氣門的升程和正時(shí)獨(dú)立控制，可連續(xù)調(diào)節(jié)氣門持續(xù)開(kāi)啟時(shí)間和升程，從而達(dá)到優(yōu)化氣門控制的目的。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)的氣門驅(qū)動(dòng)采用連續(xù)可變氣門正時(shí)可以提高內(nèi)燃機(jī)氣缸的充氣率，提高功率和效率，降低氣缸工作溫度，降低內(nèi)燃機(jī)的污染排放。內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門驅(qū)動(dòng)采用連續(xù)可變氣門升程技術(shù)可以提高內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣效率，降低油耗，提高內(nèi)燃機(jī)對(duì)油門的響應(yīng)速度。公開(kāi)號(hào)CNlO1149000A名為內(nèi)燃機(jī)的可變氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的專利中，氣門的正時(shí)和 升程是相互關(guān)聯(lián)的，即氣門打開(kāi)的持續(xù)時(shí)間與氣門打開(kāi)的升程是成比例關(guān)系，但由此帶來(lái)的問(wèn)題是不能很好兼顧可變氣門正時(shí)和可變氣門升程這兩種調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)。如果能夠?qū)⑦B續(xù)可變氣門正時(shí)與升程結(jié)合在一切，并可以做到相對(duì)獨(dú)立調(diào)節(jié)，那么將能夠提高內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際使用效果。公開(kāi)號(hào)CN101858233所述的包含變速擺機(jī)構(gòu)的全可變氣正時(shí)方法和機(jī)構(gòu)中的可變動(dòng)カ臂-阻力臂的變速擺機(jī)構(gòu)，其含有ニ根擺桿，因此有條件作為調(diào)節(jié)升程的機(jī)構(gòu)而存在。

發(fā)明內(nèi)容
本專利為改進(jìn)上述不足作出新的解決方案，發(fā)本發(fā)明提供這樣ー種獨(dú)立雙變速擺桿全可變氣門正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)，包括凸輪軸，所含的高角度凸輪角度對(duì)應(yīng)曲軸角度可以滿足內(nèi)燃機(jī)最高轉(zhuǎn)速時(shí)對(duì)氣門持續(xù)開(kāi)啟時(shí)間的最佳要求；第一偏心輪軸，控制氣門的正時(shí)；第二偏心輪軸，控制氣門的升程；擺桿，一端固定，另一端有弧面和突起，與所述雙連桿中處與所述平面支點(diǎn)機(jī)構(gòu)相連的連桿之外的另ー個(gè)連桿相連，可以在擺動(dòng)時(shí)推動(dòng)氣門打開(kāi)和控制氣門關(guān)閉；凸輪擺桿，一端連接所述第二偏心輪軸，另一端有滾輪，滾輪與所述高角度凸輪軸接觸；控制桿，將所述凸輪擺桿的擺動(dòng)傳遞給所述擺桿，且受到所述第一偏心輪軸的控制，可以在擺桿的方向移動(dòng)一段距離；彈簧，連接在所述雙連桿上任意一個(gè)靠近雙連桿連接點(diǎn)的位置，為全可變氣門正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)提供回復(fù)力，彈簧的弾力方向與凸輪擺桿的方向垂直。


圖I是示意圖，示出了獨(dú)立雙擺桿全可變氣門正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)各部件之間的位置和連接關(guān)系。圖2是示意圖，示出了第一偏心輪軸與控制桿的組裝方法。圖3是示意圖，示出了氣門保持最大升程吋，凸輪擺桿和擺桿的側(cè)面平行。圖4是示意圖，示出了單獨(dú)調(diào)節(jié)氣門持續(xù)開(kāi)啟時(shí)間的機(jī)構(gòu)動(dòng)作，此時(shí)第二偏心輪軸固定。圖5是示意圖，示出了轉(zhuǎn)動(dòng)第一偏心輪軸后，調(diào)節(jié)氣門持續(xù)開(kāi)啟時(shí)間使氣門升程圖的曲線寬度變寬。圖6是示意圖，示出了單獨(dú)調(diào)節(jié)氣門升程的機(jī)構(gòu)動(dòng)作，此時(shí)第一偏心輪軸固定。圖7是示意圖，示出了轉(zhuǎn)動(dòng)第一偏心輪軸后，調(diào)節(jié)氣門持續(xù)開(kāi)啟時(shí)間使氣門升程圖的曲線寬度變寬。
具體實(shí)施方式

下面將參考附圖來(lái)敘述ー個(gè)例示性實(shí)施例。所有圖中均未示出控制機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，也未示出凸輪軸的完整驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，因此部分并不存在設(shè)計(jì)困難，使用公知的機(jī)械結(jié)構(gòu)即可，凸輪的軸由通常的鏈條被曲軸所驅(qū)動(dòng)，控制機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)可使用液壓或電機(jī)系統(tǒng)完成。參考附圖1，凸輪軸上的凸輪I緊密接觸凸輪擺桿7上端的滾輪2，凸輪擺桿7下端固定在第二偏心輪軸8上。凸輪擺桿7背向凸輪的側(cè)面與控制桿12上的滾輪10接觸，滾輪10也與擺桿6的側(cè)面緊密接觸。滾輪10通過(guò)軸11與控制桿12連接。控制桿12連接在第一偏心輪軸5上的偏心輪9。同時(shí)，第一偏心輪軸5的軸部分也是擺桿6的固定軸。擺桿6距離滾輪搖臂14和滾輪13較近的側(cè)面位置與彈簧3接觸，彈簧3的另一端固定在固定座4上，而固定座4是固定在氣缸蓋上的。滾輪搖臂14架在液壓頂柱20與氣門19之間，通過(guò)擺桿6的擺動(dòng)可以驅(qū)動(dòng)滾輪搖臂14推動(dòng)氣門開(kāi)啟。附圖I中的凸輪軸上的凸輪I是高角度凸輪，即其對(duì)應(yīng)的曲軸角度比一般的凸輪要大很多，比如可以到達(dá)300至360度的水平。具體的數(shù)值，視所服務(wù)的內(nèi)燃機(jī)的最高轉(zhuǎn)速的數(shù)值而定，只有如此大的凸輪角度才能保證氣門具有足夠的最大持續(xù)開(kāi)啟時(shí)間。第一偏心輪軸5可以驅(qū)動(dòng)控制桿12及其滾輪10沿?cái)[桿6的側(cè)面豎直方向移動(dòng)ー段距離。移動(dòng)的距離根據(jù)所選擺桿6的長(zhǎng)度而定，將滾輪10與擺桿6的接觸位置放在中間位置的目的在干，即保證的足夠的傳動(dòng)放大倍數(shù)，也就是擺桿6緊貼滾輪13的部分的擺動(dòng)弧長(zhǎng)與滾輪10沿水平方向移動(dòng)的距離的比值，又不會(huì)使?jié)L輪10因?yàn)榇蟮膫鲃?dòng)放大倍數(shù)而產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力。第二偏心輪8即所控制的凸輪擺桿7的擺動(dòng)方向與擺桿相反，相反使得滾輪10的位置上下變化后，從凸輪I驅(qū)動(dòng)沖程傳遞到擺桿6的擺動(dòng)弧長(zhǎng)可以有比較大的改變，使機(jī)構(gòu)更加小巧。如果額外為凸輪擺桿7増加著力點(diǎn)在滾輪2附近的彈簧時(shí)，滾輪10與凸輪擺桿7接觸的位置可以移動(dòng)到距離第二偏心輪8很近的地方，使其傳遞的驅(qū)動(dòng)沖程變得很小，從而使氣門升程調(diào)節(jié)的范圍増大。參考附圖2，第一偏心輪軸5上有ー個(gè)偏心輪9，連接ー個(gè)控制桿12。控制桿12上的ー個(gè)孔15連接著軸11，軸11同時(shí)也連接著滾輪10的孔16。第一偏心輪軸5連接擺桿6的孔17，使其繞第一偏心輪軸5轉(zhuǎn)動(dòng)。彈簧3的一端插入固定座4的孔中，使彈簧3固定在氣缸蓋上。參考附圖3，首先將凸輪I設(shè)定在最大推程的角度，并使第二偏心輪8固定在氣門最大升程的調(diào)節(jié)角度上。此時(shí)氣門處于最大升程的位置上，凸輪擺桿7和擺桿6各自與滾輪接觸的面是平行的。這個(gè)條件是機(jī)構(gòu)在內(nèi)燃機(jī)處于最大油門條件下的調(diào)節(jié)狀態(tài)，表面此時(shí)機(jī)構(gòu)可以使氣門保持在最大升程的狀態(tài)，并且無(wú)論如何調(diào)節(jié)氣門的持續(xù)開(kāi)啟時(shí)間都不會(huì)影響氣門的升程。參考附圖4，圖中實(shí)線是機(jī)構(gòu)的原始位置。將凸輪I調(diào)節(jié)至未推動(dòng)凸輪擺桿7的位置，同時(shí)固定第二偏心輪8的角度。此時(shí)偏心輪9的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)控制桿12，使?jié)L輪10向上移動(dòng)至虛線位置。滾輪10的移動(dòng)使擺桿6在彈簧的作用下彈至虛線的位置。由于擺桿6的移動(dòng)，凸輪I在推動(dòng)凸輪擺桿7的初期并不會(huì)導(dǎo)致擺桿6擺動(dòng)推動(dòng)滾輪13而令氣門開(kāi)啟，因此氣門的持續(xù)開(kāi)啟時(shí)間縮短了。參考附圖5，附圖4的ニ個(gè)調(diào)節(jié)狀態(tài)氣門升程對(duì)比圖。圖中的呈實(shí)線的氣門升程51代表附圖4中實(shí)線的機(jī)構(gòu)部件位置所帯來(lái)的氣門升程樣式，而虛線的曲線52代表附圖4中虛線的機(jī)構(gòu)部件位置所帯來(lái)的氣門升程樣式。氣門升程51所占據(jù)的曲軸角度大于氣門升程52，而二者的最大升程相等。參考附圖6，調(diào)整凸輪I角度，使凸輪I推動(dòng)凸輪擺桿7至最大擺程處。此時(shí)固定第一偏心輪9，轉(zhuǎn)動(dòng)第二偏心輪軸8，凸輪擺桿7在第二偏心輪軸8的作用下移動(dòng)到虛線位置，擺桿6在彈簧的作用下回彈至虛線位置，氣門從最大升程位置彈回ー個(gè)距離18，距離18 就是氣門升程減少的距離。參考附圖7，圖中氣門升程曲線53比曲線54的高度降低ー些，曲線53對(duì)應(yīng)附圖6中部件的虛線位置，而曲線54對(duì)應(yīng)附圖6中部件的實(shí)線位置，表面所述的機(jī)構(gòu)具有調(diào)節(jié)升程的能力。因?yàn)榭刂茥U12的調(diào)節(jié)也具有改變擺桿6的初始位置的功能，因此如果需要改變升程而不改變氣門持續(xù)開(kāi)啟時(shí)間，可以用控制桿12的移動(dòng)補(bǔ)償凸輪擺桿7的移動(dòng)?？傮w而言，獨(dú)立雙變速擺桿全可變氣門正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)乃是利用ニ個(gè)相對(duì)獨(dú)立的擺動(dòng)桿，凸輪擺桿用來(lái)調(diào)整凸輪軸對(duì)控制桿上的滾輪的推動(dòng)的初始位置，而控制桿則控制滾輪與凸輪擺桿的接觸位置，控制擺桿的擺程和初始位置的結(jié)果就是可以獨(dú)立調(diào)節(jié)氣門正時(shí)和升程的目的。上述敘述僅僅是用于解釋本發(fā)明的例示性實(shí)施例，它不是排他的或?qū)⒈景l(fā)明限制與其公開(kāi)的具體形式。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在不偏離本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以做出各種改變以及其中的元素可用等同元素來(lái)替換。此外，可以做出很多修改以使特定情形或材料適用于本發(fā)明的主g而不偏離實(shí)質(zhì)范圍。因此，本發(fā)明不限于作為構(gòu)思實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式所公開(kāi)的特定實(shí)施例，而是本發(fā)明包括屬于本發(fā)明范圍的所有實(shí)施方式。在不偏離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，本發(fā)明能夠以具體解釋和闡明的方式以外的其他方式實(shí)施。
權(quán)利要求
1.ー種獨(dú)立雙擺桿全可變氣門正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)，包括凸輪軸，所含的高角度凸輪角度對(duì)應(yīng)曲軸角度可以滿足內(nèi)燃機(jī)最高轉(zhuǎn)速時(shí)對(duì)氣門持續(xù)開(kāi)啟時(shí)間的最佳要求；第一偏心輪軸，控制氣門的正時(shí)；第二偏心輪軸，控制氣門的升程；擺桿，一端固定，另一端有弧面和突起，與所述雙連桿中處與所述平面支點(diǎn)機(jī)構(gòu)相連的連桿之外的另ー個(gè)連桿相連，可以在擺動(dòng)時(shí)推動(dòng)氣門打開(kāi)和控制氣門關(guān)閉；凸輪擺桿，一端連接所述第二偏心輪軸，另一端有滾輪，滾輪與所述高角度凸輪軸接觸；控制桿，將所述凸輪擺桿的擺動(dòng)傳遞給所述擺桿，且受到所述第一偏心輪軸的控制，可以在擺桿的方向移動(dòng)一段距離；彈簧，連接在所述雙連桿上任意一個(gè)靠近雙連桿連接點(diǎn)的位置，為全可變氣門正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)提供回復(fù)力，彈簧的彈力方向與凸輪擺桿的方向垂直。
2.如權(quán)利要求I所述的獨(dú)立雙擺桿全可變氣門正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)，其特征在于第一偏心輪軸的軸同時(shí)也是所述擺桿的固定軸。
3.如權(quán)利要求I所述的獨(dú)立雙擺桿全可變氣門正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)，其特征在于所述擺桿和凸輪擺桿的擺動(dòng)方向相反。
4.如權(quán)利要求I所述的獨(dú)立雙擺桿全可變氣門正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)，其特征在于所述控制桿的一端有滾輪，滾輪同時(shí)與擺桿和凸輪擺桿相對(duì)的側(cè)面接觸。
5.如權(quán)利要求I所述的獨(dú)立雙擺桿全可變氣門正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)，其特征在于當(dāng)所述第ニ偏心輪軸調(diào)節(jié)至氣門最大升程位置時(shí)，所述凸輪軸推動(dòng)所述凸輪擺桿使氣門達(dá)到最大升程時(shí)，擺桿和凸輪擺桿相對(duì)的側(cè)面平行。
6.如權(quán)利要求I所述的獨(dú)立雙擺桿全可變氣門正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)，其特征在于所述控制桿ー端的滾輪與所述擺桿的側(cè)面接觸的位置在中間位置范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了獨(dú)立雙擺桿全可變氣門正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)，是內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域中驅(qū)動(dòng)氣門的機(jī)構(gòu)之一，能夠使氣門的升程和正時(shí)獨(dú)立控制，可連續(xù)調(diào)節(jié)氣門持續(xù)開(kāi)啟時(shí)間和升程，從而達(dá)到優(yōu)化氣門控制的目的?，F(xiàn)有技術(shù)的可變氣門正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)不能夠使氣門的正時(shí)控制和升程控制分離，造成調(diào)節(jié)氣門正時(shí)會(huì)對(duì)氣門升程產(chǎn)生有害影響。本發(fā)明在已有技術(shù)的基礎(chǔ)上，使原有的一根固定擺桿可以調(diào)節(jié)位置，使氣門升程可以調(diào)節(jié)，從而可以連續(xù)調(diào)節(jié)氣門持續(xù)開(kāi)啟時(shí)間和升程，優(yōu)化的氣門控制。
文檔編號(hào)F01L1/34GK102678214SQ20111005418
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者朱譞晟 申請(qǐng)人:朱譞晟