一種連續(xù)可變正時裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內燃機可變正時裝置，尤其是一種組合式凸輪軸可變正時裝置。
【背景技術】
[0002]近幾十年來，基于提高汽車發(fā)動機動力性、經濟性和降低排污的要求，許多國家和發(fā)動機廠商、科研機構投入了大量的人力、物力進行新技術的研宄與開發(fā)。目前，這些新技術和新方法，有的已在內燃機上得到應用，有些正處于發(fā)展和完善階段。在當前的內燃機使用過程中，氣門的關閉&打開作為內燃機的工作狀態(tài)的一部分，為了達到最優(yōu)化的氣門控制方式，設計者期望能夠根據不同的需求設置來打開或關發(fā)動機的進氣和排氣閥門。發(fā)動機可變氣門正時技術(VVT，Variavle Valve Timing)是近些年來被逐漸應用于現代轎車上的新技術中的一種，它是能夠對發(fā)動機的氣門開啟、關閉時間及進氣量進行連續(xù)調節(jié)，使充量系數增加，從而可提高發(fā)動機功率，優(yōu)化扭矩曲線，提升產品的動力性、降低油耗，可變配氣技術帶來的優(yōu)勢是顯而易見的，這種技術將逐步成為先進發(fā)動機的標準配備。隨著這一技術的普及，現在已經配備在大多數主流發(fā)動機上，不配備這種技術的發(fā)動機在大多數領域將面臨淘汰。
[0003]通常氣門是由發(fā)動機的曲軸通過凸輪軸帶動的，氣門的配氣正時取決于凸輪軸的轉角。在普通的發(fā)動機上，進氣門和排氣門的開閉時間是固定不變的，這種固定不變的正時很難兼顧到發(fā)動機不同轉速的工作需求，可變氣門正時就是解決這一矛盾的技術。在發(fā)動機運轉的時候，我們需要讓更多的新鮮空氣進入到燃燒室，讓廢氣能盡可能的排出燃燒室，最好的解決方法就是讓進氣門提前打開，讓排氣門推遲關閉。這樣，在進氣行程和排氣行程之間，就會發(fā)生進氣門和排氣門同時打開的情況，這種進排氣門之間的重疊被稱為氣門疊加角。當發(fā)動機處于不同轉速時，氣門疊加角的要求也是不同的。沒有任何一種固定的氣門疊加角設置能讓發(fā)動機在高地轉速時都能完美輸出的，如果沒有可變氣門正時技術，發(fā)動機只能根據其匹配車型的需求，選擇最優(yōu)化的固定的氣門疊加角。例如，賽車的發(fā)動機一般都采用較小的氣門疊加角，以有利于高轉速時候的動力輸出。而普通的民用車則采用適中的氣門疊加角，同時兼顧高速和低速是的動力輸出，但在低轉速和高轉速時會損失很多動力。而可變氣門正時技術，就是通過技術手段，實現氣門疊加角的可變來解決這一矛盾。
[0004]采用了可變氣門正時技術，發(fā)動機的功率和扭力輸出將會更加線性，同時兼顧高低轉速的動力輸出，這樣發(fā)動機的轉速能夠設計得更高，因而獲得更多的功率輸出；同時采用了可變氣門正時技術，發(fā)動機在低轉速時能增加扭力輸出，大大增強駕駛的操縱靈活性，發(fā)動機采用可變氣門正時技術獲得上述好處的同時，沒有任何負面影響，換句話說，就是沒有對于發(fā)動機的工作強度提出更高的要求。在整個可變配氣技術領域里，它通過液壓和齒輪傳動機構，根據發(fā)動機的需要調整凸輪軸相位，實現了動態(tài)調節(jié)氣門正時。需要一套液壓裝置及電磁閥，控制液壓缸與高壓油路相連，那么活塞會向凸輪軸方向運動，隨之而來的是凸輪軸的轉角被提前更高性能的可變配氣相位VVT系統(tǒng)能夠連續(xù)可變相位角，根據轉速的不同，在O度-30度之間線性調教配氣相位，其缺點在于液壓系統(tǒng)可靠性易受到污染物干擾及無法改變氣門開閉持續(xù)時間，
[0005]當前豐田的VVTL-1是是當今世界上最先進的VVT系統(tǒng)，它強大的功能包括:連續(xù)可變氣門正時，分兩段可變氣門行程和氣門打開持續(xù)時間且進排氣都可變，這套可變氣門正時系統(tǒng)也是通過發(fā)動機的管理系統(tǒng)根據發(fā)動機的轉速、加速度、上坡、下坡等參數，計算出合適的氣門正時，并通過布置在凸輪軸末端的一個液壓機構來控制。此外其相位角能在0-60度范圍內連續(xù)可變。因此氣門正時能與發(fā)動機的工作完美匹配。豐田的這套系統(tǒng)采用了一組搖臂設計，它位于兩個進氣門之間(或排氣門)。它也有兩個不同形狀的凸輪來驅動搖臂，其橫切面有著不同的形狀，一個有較長的氣門打開時間(用于高轉速時)，另一個有較短的氣門打開時間(用于低轉速時)。在低轉速時，低速凸輪通過滾動軸承驅動搖臂運動(為了減小摩擦阻力)。高轉速時，由于這個凸輪與下面的液壓頂桿之間留有足夠的間隙，無法直接驅動搖臂。當轉速增加到極限的時候，滑塊在液壓的作用下，被推到液壓頂桿的間隙中。高速凸輪開始有效的工作。在高速凸輪的驅動下，氣門開啟的持續(xù)時間更長，此時行程也更長(就像本田的VTEC—樣，氣門開啟行程和打開持續(xù)時間都取決于凸輪軸的形狀)。然而，它的缺點也十分明顯:結構也是極其的復雜，成本高，大量的成本制造工藝上，才能保證整個系統(tǒng)的持續(xù)運轉。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術問題是:提出一種連續(xù)可變正時裝置，利用組合式凸輪軸解決了當前液壓機構控制的可靠性相對較差，高性能連續(xù)可變正時裝置機構復雜且成本高的冋題。
[0007]本發(fā)明所采用的技術方案為:一種連續(xù)可變正時裝置，包括空心凸輪軸，內置凸輪軸，I號進氣門凸輪，2號進氣門凸輪；所述的內置凸輪軸通過軸承安裝在空心凸輪內；所述的I號進氣凸輪由可調式凸輪和固定凸輪組成；所述的可調節(jié)式進氣凸輪通過第二固定銷安裝在內置凸輪軸上，固定凸輪安裝在空心凸輪上；所述的2號進氣門凸輪由另一個可調式凸輪和另一個固定凸輪組成；所述的另一個可調節(jié)式進氣凸輪通過第一固定銷安裝在內置凸輪軸上，另一個固定凸輪安裝在空心凸輪上。
[0008]進一步的說，本發(fā)明所述的內置凸輪軸與空心凸輪軸做相對角度為O?70度的轉動。本發(fā)明所述的內置凸輪軸上設有渦輪，在蝸桿的帶動下實現與空心凸輪軸做相對角度為O?70度的轉動。
[0009]再進一步的說，本發(fā)明所述的蝸桿順時針方向運動，帶動渦輪轉動，渦輪帶動內置凸輪軸順時針轉動；蝸桿逆時針方向運動，帶動禍輪轉動，禍輪帶動內置凸輪軸逆時針轉動。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:相比傳統(tǒng)的O?30度氣門連續(xù)可調調節(jié)機構，其可調節(jié)范圍更大，其可靠性更強；與當前最先進的豐田VVL系統(tǒng)相比，本發(fā)明簡化了調節(jié)機構，構結構簡單，占用空間小，能夠應用于小排量的發(fā)動機中，大幅度的降低了生產成本，易于推廣使用。
【附圖說明】
[0011]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0012]圖1是本發(fā)明的結構示意圖；
[0013]圖1-1是圖1中I處的局部放大圖；
[0014]圖2是冷啟動和怠速工況時進氣門和排氣門開啟時刻示意圖；
[0015]圖3是發(fā)動機轉速處于中高速時(>1300rpm)進氣門和排氣門開啟時刻示意圖；
[0016]圖4是發(fā)動機轉速處于高速時(>3600r/min)進氣門和排氣門開啟時刻示意圖；