內(nèi)燃機(jī)的可變氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的可變氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)，包括:驅(qū)動(dòng)件；第一傳遞件，其上設(shè)有支承面；第二傳遞組件，所述第二傳遞組件包括支承軸和設(shè)置于所述支承軸上的滾輪；升程調(diào)節(jié)件，所述升程調(diào)節(jié)件包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸具有轉(zhuǎn)動(dòng)中心、導(dǎo)向面以及空腔。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于內(nèi)燃機(jī)而言，由于經(jīng)常在部分負(fù)荷工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，殘余廢氣系數(shù)較高，故如何提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒工作穩(wěn)定性，減小部分負(fù)荷時(shí)泵氣損失，組織快速的燃燒過(guò)程，提高燃燒效率就極為重要。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)部分負(fù)荷時(shí)希望通過(guò)較小的氣門(mén)升程，提高進(jìn)氣壓差，增加通過(guò)氣門(mén)的氣流速度，增加湍流強(qiáng)度，提高火焰?zhèn)鞑ニ俣群腿紵俣?，組織快速的燃燒過(guò)程。而在發(fā)動(dòng)機(jī)高速高負(fù)荷時(shí)需要采用較大的氣門(mén)升程，以最大程度地減小流動(dòng)阻力，提高氣缸的填充系數(shù)，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)的動(dòng)力性需求。
[0003]除了調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量需求外，還存在通過(guò)加大米勒循環(huán)的力度、加大內(nèi)部EGR量、改變有效壓縮比、改善燃燒效率、實(shí)現(xiàn)部分停缸、實(shí)現(xiàn)低溫燃燒或HCCI燃燒以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性和降低尾氣污染物的排放的需求，以及改善冷啟動(dòng)性能、實(shí)現(xiàn)大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)剎車等增加發(fā)動(dòng)機(jī)的商品性等需求。這些需求都可以用可變氣門(mén)升程技術(shù)來(lái)滿足。
[0004]中國(guó)專利200910203761.6公開(kāi)了一種驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置用于內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)的驅(qū)動(dòng)。該驅(qū)動(dòng)裝置采用了一個(gè)致動(dòng)機(jī)構(gòu)，致動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一根連桿和一個(gè)曲柄。該致動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠?qū)?lái)自凸輪的運(yùn)動(dòng)傳遞給與致動(dòng)機(jī)構(gòu)配合工作的搖臂。通過(guò)調(diào)節(jié)致動(dòng)機(jī)構(gòu)中的連桿的初始位置，可以對(duì)內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)的升程進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0005]根據(jù)中國(guó)專利申請(qǐng)200910203761.6所公開(kāi)的驅(qū)動(dòng)裝置，雖然能夠?qū)?nèi)燃機(jī)氣門(mén)的升程進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是由于其采用了調(diào)節(jié)搖臂機(jī)構(gòu)的杠桿比的方式，所以，其對(duì)升程的調(diào)節(jié)范圍是有限的，特別是不能實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)到零升程的功能。
[0006]此外，根據(jù)中國(guó)專利申請(qǐng)200910203761.6所公開(kāi)的驅(qū)動(dòng)裝置，雖然能夠?qū)?nèi)燃機(jī)氣門(mén)的升程進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是其在對(duì)氣門(mén)的升程進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，氣門(mén)的相位也隨之被改變。然而在實(shí)際應(yīng)用中，只改變氣門(mén)的升程不改變其相位的需求正在與日俱增。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種內(nèi)燃機(jī)的可變氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)氣門(mén)的包括零升程在內(nèi)的大幅度升程調(diào)節(jié)，而且在對(duì)氣門(mén)的升程進(jìn)行調(diào)整時(shí)能夠維持氣門(mén)的相位不變。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，根據(jù)本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)的可變氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)，包括: 驅(qū)動(dòng)件；
第一傳遞件，其上設(shè)有支承面；
第二傳遞組件，所述第二傳遞組件包括支承軸和設(shè)置于所述支承軸上的滾輪；
升程調(diào)節(jié)件，所述升程調(diào)節(jié)件包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸具有轉(zhuǎn)動(dòng)中心、導(dǎo)向面以及空腔；
各組成部分的位置關(guān)系如下:
所述升程調(diào)節(jié)件的導(dǎo)向面和所述第一傳遞件的支承面距所述第二傳遞組件的支承軸轉(zhuǎn)動(dòng)中心的距離分別等于所述第二傳遞組件的支承軸的半徑；
所述驅(qū)動(dòng)件抵靠在所述第二傳遞組件的滾輪上，在所述驅(qū)動(dòng)件的非驅(qū)動(dòng)區(qū)段，所述支承軸的轉(zhuǎn)動(dòng)中心與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)中心重合，在所述驅(qū)動(dòng)件的驅(qū)動(dòng)區(qū)段，所述支承軸可沿所述導(dǎo)向面移動(dòng)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述驅(qū)動(dòng)件為一個(gè)凸輪，所述凸輪以其軸向的側(cè)面抵靠在所述第二傳遞組件的滾輪上。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心距所述升程調(diào)節(jié)件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)中心的距離等于所述凸輪基圓半徑與所述第二傳遞組件的滾輪的半徑之和。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述第一傳遞件的支承面與所述升程調(diào)節(jié)件的導(dǎo)向面均為平面或者均為圓心位于所述第二傳遞組件的支承軸的同一側(cè)的圓弧面。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，當(dāng)所述升程調(diào)節(jié)件的導(dǎo)向面為平面時(shí)，所述升程調(diào)節(jié)件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)中心至所述導(dǎo)向面的最短距離等于所述第二傳遞組件的支承軸的半徑。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，當(dāng)所述升程調(diào)節(jié)件的導(dǎo)向面和第一傳遞件的支承面同為圓弧面時(shí)，所述升程調(diào)節(jié)件的圓弧形的導(dǎo)向面與所述第一傳遞件的圓弧形的支承面的半徑差等于所述第二傳遞組件的支承軸的半徑的2倍，并且所述升程調(diào)節(jié)件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)中心至所述導(dǎo)向面的最短距離等于所述第二傳遞組件的支承軸的半徑。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述第一傳遞件為一細(xì)長(zhǎng)體，其上設(shè)有所述支承面和鉸接支承孔。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述第一傳遞件呈V型，其上設(shè)有所述支承面和鉸接支承孔，所述支承面設(shè)置在V型兩條腿之一的外側(cè)壁上。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述第一傳遞件呈中空?qǐng)A柱體狀，所述中空?qǐng)A柱體具有底，在底的外表面上設(shè)有所述第一傳遞件的支承面。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)，通過(guò)調(diào)整升程調(diào)節(jié)件相對(duì)于第一傳遞件的位置，可以改變第二傳遞組件在驅(qū)動(dòng)件的驅(qū)動(dòng)下沿導(dǎo)向面移動(dòng)所能到達(dá)的極限位置，因此可以改變氣門(mén)機(jī)構(gòu)的杠桿比，從而改變氣門(mén)的最大升程。由于升程調(diào)節(jié)件的位置是連續(xù)可調(diào)的，所以根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)的最大升程是連續(xù)可變的。而且，當(dāng)導(dǎo)向面和支承面均為平面時(shí)，只要將升程調(diào)節(jié)件調(diào)整為在驅(qū)動(dòng)件的非驅(qū)動(dòng)區(qū)段與第二傳遞組件接觸時(shí)導(dǎo)向面與支承面平行，或者當(dāng)導(dǎo)向面和支承面均為圓弧面時(shí)，只要將升程調(diào)節(jié)件調(diào)整為在驅(qū)動(dòng)件的非驅(qū)動(dòng)區(qū)段與第二傳遞組件接觸時(shí)導(dǎo)向面與支承面同心，則即使驅(qū)動(dòng)件的驅(qū)動(dòng)區(qū)段與第二傳遞組件接觸時(shí)，第二傳遞組件也只是沿著由導(dǎo)向面和支承面形成的通道移動(dòng)而不會(huì)將驅(qū)動(dòng)件的驅(qū)動(dòng)傳遞給第一傳遞件，因此，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)氣門(mén)的零升程調(diào)節(jié)。再有，由于驅(qū)動(dòng)件與第二傳遞組件之間的位置關(guān)系不發(fā)生變化，所以，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)在對(duì)氣門(mén)的升程進(jìn)行調(diào)節(jié)的時(shí)候，能夠維持氣門(mén)的相位不變。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1a是示意性表示根據(jù)本發(fā)明的第一種實(shí)施方式的立體圖；
圖1b是圖1a所示裝置A-A向的局部剖視圖；
圖2a是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式中相位調(diào)節(jié)元件的立體圖；
圖2b是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式中相位調(diào)節(jié)元件的主視圖；
圖2c是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式中相位調(diào)節(jié)元件的側(cè)視圖；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的示意性局部剖視圖；
圖4a是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的立體圖；
圖4b是圖4a的局部剖視圖；
圖5a是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的示意性立體圖；
圖5b是圖5a的局部剖視圖；
圖6示意性表示根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施方式；
圖7a是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)原理圖，其表示的是氣門(mén)關(guān)閉的狀態(tài)；
圖7b是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)原理圖，其表示的是氣門(mén)開(kāi)啟最大的狀態(tài)；
圖8是示意性地表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的調(diào)節(jié)角與氣門(mén)升程之間的關(guān)系的簡(jiǎn)圖；
圖9示意性地表示本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的氣門(mén)升程曲線圖；
圖10表示的是升程調(diào)節(jié)件4沿逆時(shí)針?lè)较蚶@其轉(zhuǎn)動(dòng)軸40的軸心P4轉(zhuǎn)過(guò)角Φ后的狀態(tài)；
圖11是示意性地表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的調(diào)節(jié)角與氣門(mén)升程之間的關(guān)系的簡(jiǎn)圖。
[0019]
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面針對(duì)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的描述所涉及的水平、垂直、上、下、左、右均以附圖，尤其是附圖1中所示意性表示的【具體實(shí)施方式】而言。即，圖1中的水平方向?yàn)槊枋鲋械乃椒较颍瑘D1中的垂直方向?yàn)槊枋鲋械拇怪狈较?，圖1中向上的方向?yàn)槊枋鲋械纳?，圖1中向下的方向?yàn)槊枋鲋械南隆Ｃ枋鲋械乃?、垂直、上、下、左、右僅為方便理解清楚理解本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0021]附圖1a是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的立體示意圖。在圖1a中表示了一個(gè)內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)6，在以后的附圖中以及針對(duì)的描述中也涉及到氣門(mén)6。但是氣門(mén)6本身并非本發(fā)明機(jī)構(gòu)的一個(gè)組成部分，而是由根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)最終驅(qū)動(dòng)的零件或者是被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載。表示并描述這個(gè)氣門(mén)6的目的在于進(jìn)一步清楚地表示根據(jù)本發(fā)明的機(jī)構(gòu)如何輸出驅(qū)動(dòng)以及該驅(qū)動(dòng)如何作用于負(fù)載。
[0022]圖1b是圖1a的局部剖視圖。如圖1b所示，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)包括一個(gè)由圖中未不出的外部驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的凸輪I。凸輪I具有基圓部分11和從基圓部分11突出的凸起部分12。凸起部分12上距離凸輪I轉(zhuǎn)動(dòng)中心