專利名稱：一種發(fā)動機可變配氣機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明設計發(fā)動機機制造技術領域，具體涉及一種發(fā)動機可變配氣機構。
背景技術：
控制發(fā)動機充量交換過程的氣門，其特性參數(shù)主要有三個氣門開啟相位、氣門開啟持續(xù)角度(即氣門保持開啟持續(xù)的曲軸轉角)和氣門升程。隨著發(fā)動機轉速和負荷的改變，對閥系的最佳特性需求是不同的。為了提高功率，要提早開啟、推遲關閉進氣門， 并提高進氣門的升程；為了提高低速扭矩，需要較小的氣門升程。在傳統(tǒng)的發(fā)動機中，由于這三個特性參數(shù)在發(fā)動機運行過程中不能改變，往往將氣門正時設計成高速全負荷工況最為有利，以便求得最大的標定功率。近年來由于更注重油耗和排放，所以將氣門正時和升程設計成可變的，以滿足發(fā)動機復雜的工況對氣門升程的不同需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種結構簡單，控制精度高，氣門升程曲線變化明顯的發(fā)動機可變配氣機構。本發(fā)明的發(fā)動機可變配氣機構，包括導向塊固定在發(fā)動機缸蓋的支撐上，與一級搖臂上方的支點活動連接，并且具有供所述支點移動的軌道；一級搖臂通過滾針軸承與發(fā)動機凸輪軸構成凸輪連接，一級搖臂還設有回位裝置，一級搖臂的下方為工作面，所述工作面包括基圓面和實際作用面，所述基圓面為一段以一級搖臂上方的支點為圓心的弧面，所述實際作用面為與基圓面連接的平面或弧面；二級搖臂二級搖臂的一側與固定在發(fā)動機上的挺柱連接，另一側與氣門鉸接，二級搖臂通過滾針軸承與一級搖臂下方的工作面緊密接觸；調整機構與一級搖臂活動連接，可使一級搖臂上方的支點改變位置；一級搖臂可在凸輪軸作用下繞支點擺動，并通過下方的工作面往下壓迫二級搖臂的滾針軸承，使二級搖臂繞著與挺柱的連接點擺動，進而帶動氣門。本發(fā)明的工作原理為通過調整機構使一級搖臂上方的支點在導向塊的軌道內(nèi)移動，以此調整一級搖臂上方支點的位置，進而改變一級搖臂實際作用到二級搖臂上的升程從而改變氣門升程；一級搖臂下方為基圓面和實際工作面，在發(fā)動機的工況需要最小升程時，可使一級搖臂上方的支點移動到指定位置，此時一級搖臂下方的工作面與二級搖臂的滾針軸承的初始接觸點為基圓面相對實際工作面的另一端，這樣一級搖臂在凸輪軸傳遞動力過程中，其下方滾過二級搖臂的滾針軸承的工作面先是基圓面，然后才到實際工作面，由于基圓面為一段以一級搖臂上方的支點為圓心的弧面，所以基圓面滾過二級搖臂的滾針軸承時，氣門實際沒有工作，實際上屏蔽了氣門升程；在發(fā)動機的工況需要最大升程時，可使一級搖臂上方的支點移動到指定位置，此時一級搖臂下方的工作面與二級搖臂的滾針軸承的初始接觸點為基圓面與實際工作面的連接處，這樣一級搖臂在凸輪軸傳遞動力過程中，實際滾過二級搖臂的滾針軸承的工作面只有實際工作面，沒有經(jīng)過屏蔽氣門升程的基圓面，此時可獲得最大氣門升程。
所述軌道為一段以二級搖臂的滾針軸承為圓心的圓弧。供一級搖臂上方的支點移動的軌道為圓弧，配合一級搖臂下方的基圓面，這樣當一級搖臂上方的支點在圓弧軌道內(nèi)移動改變氣門升程時，氣門升程曲線變化規(guī)律更好，利于調控。所述實際工作面為與基圓面連接的向下彎的弧面。實際工作面可以是平面或弧面，弧面相對平面更能提供有效的氣門升程。所述一級搖臂由兩個或兩個以上的搖臂組成，所述搖臂的上方均與一根帶有滾針軸承的軸固定連接，所述一級搖臂上方的支點為所述軸上的滾針軸承。本發(fā)明適用于兩個或多個氣門，只要這些氣門的一級搖臂均連在同一根軸上，調整機構就可以通過帶動此軸實現(xiàn)這些氣門的升程的同時改變。所述調整機構由步進電機驅動。通過步進電機驅動調整機構，使一級搖臂的支點在導向塊內(nèi)設計好的各點之間移動，就可以對應實際多變的工況對氣門升程的要求。所述回位裝置為一個或多個扭力彈簧，所述扭力彈簧的一端與所述導向塊或發(fā)動機缸蓋固定，另一端抵靠在一級搖臂相對凸輪軸的另一側?；匚谎b置的作用是使一級搖臂始終保持與凸輪軸構成凸輪連接，起到蓄能作用，可以采用一個或多個與導向塊或發(fā)動機缸蓋固定的扭力彈簧，扭力彈簧的另一端抵靠在一級搖臂相對凸輪軸的另一側。所述一級搖臂在扭力彈簧抵靠處設有限位槽。為了防止上述扭力彈簧抵靠在一級搖臂的一端移位，可在一級搖臂上設置限位槽。本發(fā)明通過調整機構以及導向塊提供的軌道，使一級搖臂上方的支點改變位置，從而調節(jié)凸輪軸依次經(jīng)過一級搖臂和二級搖臂實際作用到氣門上的升程，達到改變氣門升程的目的。


圖1是本發(fā)明的發(fā)動機可變配氣機構的結構示意圖； 圖2是本發(fā)明的最大氣門升程時的結構示意圖3是本發(fā)明的最小氣門升程時的結構示意圖； 圖4是本發(fā)明的發(fā)動機可變配氣機構移除發(fā)動機缸蓋的立體視圖； 圖5是本發(fā)明的可變配氣機構的作用下可獲得的氣門升程曲線圖； 圖6是本發(fā)明的可變配氣機構的幾何關系說明圖； 圖7是本發(fā)明的可變配氣機構的導向塊和回位裝置的結構示意圖； 圖8是本發(fā)明的可變配氣機構的一級搖臂結構示意圖； 圖9是本發(fā)明的調整機構的偏心軸的結構示意圖； 圖10是本發(fā)明的調整機構的連接臂的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例和附圖來詳細說明本發(fā)明。如圖1、2、3、4，本發(fā)明的發(fā)動機可變配氣機構，包括導向塊1 固定在發(fā)動機缸蓋 2的支撐上，與一級搖臂3上方的支點31活動連接，并且具有供支點31移動的軌道11 ；一級搖臂3 通過滾針軸承32與發(fā)動機凸輪軸20構成凸輪連接，一級搖臂3還設有回位裝置 33，一級搖臂3的下方為工作面34，工作面34包括基圓面341和實際作用面342，基圓面341為一段以一級搖臂3上方的支點31為圓心的弧面，實際作用面342為與基圓面341連接的弧面；二級搖臂4 二級搖臂4的一側與固定在發(fā)動機上的挺柱5連接，另一側與氣門 6鉸接，二級搖臂4通過滾針軸承41與一級搖臂3下方的工作面34緊密接觸；調整機構7 與一級搖臂3活動連接，可使一級搖臂3上方的支點31改變位置；一級搖臂3可在凸輪軸 4作用下繞支點31擺動，并通過下方的工作面34往下壓迫二級搖臂4的滾針軸承41，使二級搖臂4繞著與挺柱5的連接點擺動，進而帶動氣門6。導向塊1的軌道11為一段以二級搖臂4的滾針軸承41為圓心的圓弧，如圖6，這樣當一級搖臂3上方的支點31在圓弧軌道 11內(nèi)移動改變氣門升程時，氣門升程曲線變化規(guī)律更好，利于調控。導向塊1上還設有減重孔12。本實施例的導向塊1與回位裝置9的結構如圖7。一級搖臂3的實際工作面342為與基圓面341連接的向下彎的弧面，相對平面更能提供有效的氣門升程。一級搖臂3由兩個搖臂301和302組成，搖臂301和302的上方均與一根帶有滾針軸承31的軸310固定連接，這樣一級搖臂3上方的支點31就為軸310上的滾針軸承31，如圖8。本發(fā)明適用于兩個或多個氣門，只要這些氣門的一級搖臂均連在同一根軸310上，調整機構7就可以通過帶動軸310實現(xiàn)這些氣門的升程同時改變。又或者通過優(yōu)化結構，可以使每個氣門由單獨的調整機構控制，以滿足多缸發(fā)動機對不同排量的要求。調整機構7由步進電機驅動。本發(fā)明的調整機構可以有多種，只要能使一級搖臂 3上方的支點31在導向塊1的軌道11內(nèi)移動并且可以在固定點固定即可。本實施例的調整機構7為通過連接臂71與軸310活動連接的一根偏心軸8，偏心軸8上有偏心輪81，連接臂71安裝在偏心輪81上，如圖9、10。偏心軸81由同步電機驅動，這樣偏心軸81由同步電機驅動發(fā)生旋轉時便會帶動連接臂71，從而拖動一級搖臂的軸310的支點31在導向塊1 的軌道11內(nèi)移動。由于同步電機的運動特性，偏心軸8每次均轉動一定角度，一級搖臂上方的支點31對應運動到導向塊1的軌道11內(nèi)的多個定點，相應的每個定點對應發(fā)動機不同的氣門升程曲線，如圖5。本實施例中根據(jù)發(fā)動機不同的工況要求調整偏心軸9的偏心角度，便可得到滿足不同工況要求的發(fā)動機氣門升程。同時，為了保證精確的調整精度和足夠大的調整范圍，本實施例的偏心軸8的偏心角度可以設計到180度。本發(fā)明的回位裝置的作用使一級搖臂3始終與凸輪軸20構成凸輪連接。本實施例的回位裝置為兩個扭力彈簧9，扭力彈簧9的一端與導向塊1固定，另一端抵靠在一級搖臂3相對凸輪軸20的另一側。而為了防止上述扭力彈簧9抵靠在一級搖臂3的一端移位， 一級搖臂3在扭力彈簧9抵靠處設有限位槽35，如圖8。本發(fā)明的工作原理為通過調整機構7使一級搖臂3上方的支點31在導向塊1的軌道11內(nèi)移動，以此調整一級搖臂3上方支點31的位置，進而改變一級搖臂3實際作用到二級搖臂4上的升程從而改變氣門6的升程；一級搖臂3下方為基圓面341和實際工作面 342，在發(fā)動機的工況需要最小升程時，可使一級搖臂3上方的支點31移動到指定位置，如圖3，此時一級搖臂3下方的工作面34與二級搖臂4的滾針軸承41的初始接觸點為基圓面341相對實際工作面的另一端，這樣一級搖臂3在凸輪軸20傳遞動力過程中，其下方滾過二級搖臂4的滾針軸承41的工作面先是基圓面341，然后才到實際工作面342，由于基圓面341為一段以一級搖臂3上方的支點31為圓心的弧面，所以基圓面341滾過二級搖臂4 的滾針軸承41時，氣門6實際沒有工作，實際上屏蔽了氣門6的升程；在發(fā)動機的工況需要最大升程時，可使一級搖臂上3方的支點31移動到指定位置，如圖2，此時一級搖臂3下方的工作面；34與二級搖臂4的滾針軸承41的初始接觸點為基圓面341與實際工作面342的連接處，這樣一級搖臂3在凸輪軸20傳遞動力過程中，實際滾過二級搖臂4的滾針軸承41 的工作面只有實際工作面342，沒有經(jīng)過屏蔽氣門6的升程的基圓面341，此時可獲得最大氣門升程。
權利要求
1.一種發(fā)動機可變配氣機構，其特征在于包括導向塊固定在發(fā)動機缸蓋的支撐上，與一級搖臂上方的支點活動連接，并且具有供所述支點移動的軌道；一級搖臂通過滾針軸承與發(fā)動機凸輪軸構成凸輪連接，一級搖臂還設有回位裝置，一級搖臂的下方為工作面，所述工作面包括基圓面和實際作用面，所述基圓面為一段以一級搖臂上方的支點為圓心的弧面，所述實際作用面為與基圓面連接的平面或弧面；二級搖臂二級搖臂的一側與固定在發(fā)動機上的挺柱連接，另一側與氣門鉸接，二級搖臂通過滾針軸承與一級搖臂下方的工作面緊密接觸；調整機構與一級搖臂活動連接，可使一級搖臂上方的支點改變位置；一級搖臂可在凸輪軸作用下繞支點擺動，并通過下方的工作面往下壓迫二級搖臂的滾針軸承，使二級搖臂繞著與挺柱的連接點擺動，進而帶動氣門。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機可變配氣機構，其特征在于所述軌道為一段以二級搖臂的滾針軸承為圓心的圓弧。
3.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機可變配氣機構，其特征在于所述實際工作面為與基圓面連接的向下彎的弧面。
4.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機可變配氣機構，其特征在于所述一級搖臂由兩個或兩個以上的搖臂組成，所述搖臂的上方均與一根帶有滾針軸承的軸固定連接，所述一級搖臂上方的支點為所述軸上的滾針軸承。
5.根據(jù)權利要求1或2或3或4所述的發(fā)動機可變配氣機構，其特征在于所述調整機構由步進電機驅動。
6.根據(jù)權利要求6所述的發(fā)動機可變配氣機構，其特征在于所述回位裝置為一個或多個扭力彈簧，所述扭力彈簧的一端與所述導向塊或發(fā)動機缸蓋固定，另一端抵靠在一級搖臂相對凸輪軸的另一側。
7.根據(jù)權利要求7所述的發(fā)動機可變配氣機構，其特征在于所述一級搖臂在扭力彈簧抵靠處設有限位槽。
全文摘要
本發(fā)明提供一種結構簡單，控制精度高，氣門升程曲線變化明顯的發(fā)動機可變配氣結構，包括提供軌道的導向塊，與凸輪軸構成凸輪連接的一級搖臂，一級搖臂下方為包括基圓面和實際工作面的工作面，二級搖臂驅動氣門，二級搖臂通過滾針軸承與一級搖臂下方的工作面緊密接觸，調整機構可帶動一級搖臂上方的支點在導向塊的軌道內(nèi)移動。本發(fā)明通過調整機構以及導向塊提供的軌道，使一級搖臂上方的支點改變位置，從而調節(jié)凸輪軸依次經(jīng)過一級搖臂和二級搖臂實際作用到氣門上的升程，達到改變氣門升程的目的。
文檔編號F01L13/00GK102155273SQ20111008694
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權日2011年4月8日
發(fā)明者劉義克, 劉和義, 江濤, 胡騰龍, 趙輝 申請人:奇瑞汽車股份有限公司