可實(shí)現(xiàn)無極可變氣門升程和可變氣門正時(shí)的氣門傳動(dòng)組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種可實(shí)現(xiàn)無極可變氣門升程和可變氣門正時(shí)的氣門傳動(dòng)組。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)是按照發(fā)動(dòng)機(jī)每一氣缸內(nèi)所進(jìn)行的工作循環(huán)和點(diǎn)火順序的要求，定時(shí)開啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門，使新鮮的可燃混合氣得以及時(shí)進(jìn)入氣缸，廢氣得以及時(shí)從氣缸排出。現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)有氣門組和氣門傳動(dòng)組兩大部分組成。氣門傳動(dòng)組主要包括凸輪軸、正時(shí)齒輪、正時(shí)鏈條或正時(shí)皮帶、搖臂和搖臂軸等，其作用是使進(jìn)排氣門按配氣相位規(guī)定的時(shí)刻進(jìn)行開閉，并保證有足夠的開度。
[0003]現(xiàn)有氣門傳動(dòng)組集成在發(fā)動(dòng)機(jī)中，凸輪軸、搖臂組件等一般集成在缸蓋內(nèi)。多汽缸凸輪軸長度受限于汽缸布局及缸徑大小，采用V型或H型等多組汽缸排列時(shí)，每組汽缸需單獨(dú)配置凸輪軸、搖臂等組件，這導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)較為雜，不利于發(fā)動(dòng)機(jī)小型化。
[0004]現(xiàn)有氣門傳動(dòng)組要想實(shí)現(xiàn)可變氣門升程或可變氣門正時(shí)需與專門技術(shù)配合，實(shí)現(xiàn)起來較為復(fù)雜。
[0005]現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門升程一般是固定不可變的，這就造成了該升程不可能使發(fā)動(dòng)機(jī)在高速區(qū)和低速區(qū)都得到良好響應(yīng)，其結(jié)果是發(fā)動(dòng)機(jī)既得不到最佳的高速效率，也得不到最佳的低速扭矩。
[0006]目前，有的發(fā)動(dòng)機(jī)具備可變氣門升程技術(shù)，但只能實(shí)現(xiàn)分段式(2段或3段)控制，不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制，扭力輸出不線性且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
[0007]另外，有少數(shù)廠商實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制氣門升程，即無極可變氣門升程，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜且多為國外廠商的不傳之秘。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型提供了一種可實(shí)現(xiàn)無極可變氣門升程和可變氣門正時(shí)的氣門傳動(dòng)組，旨在改善上述問題。
[0009]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0010]—種可實(shí)現(xiàn)無極可變氣門升程和可變氣門正時(shí)的氣門傳動(dòng)組，用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門的開合，包括凸輪軸和液壓系統(tǒng)，所述液壓系統(tǒng)包括相互連接的液壓傳遞系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)，所述液壓傳遞系統(tǒng)包括第一液壓缸和第二液壓缸，所述第一液壓缸和所述第二液壓缸連通，所述第一液壓缸內(nèi)設(shè)置有第一活塞，所述第一活塞與所述凸輪軸連接，所述第二液壓缸內(nèi)設(shè)置有第二活塞，所述第二活塞與所述氣門連接，所述凸輪軸與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸傳動(dòng)連接；
[0011]所述氣門上設(shè)置有氣門彈簧，所述凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在所述第二活塞的作用下，所述氣門打開，或者在所述氣門彈簧的作用下，所述氣門關(guān)閉。
[0012]進(jìn)一步地，還包括可與所述發(fā)動(dòng)機(jī)配合的裝置本體，所述裝置本體與所述發(fā)動(dòng)機(jī)為分體結(jié)構(gòu)，所述凸輪軸和所述第一液壓缸設(shè)置于所述裝置本體上。
[0013]由于裝置本體與發(fā)動(dòng)機(jī)為分體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)氣門傳動(dòng)組模塊化，能夠取消傳統(tǒng)氣門傳動(dòng)組，簡化發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，該裝置安裝位置靈活，能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)更緊湊，使發(fā)動(dòng)機(jī)小型化。
[0014]進(jìn)一步地，還包括搖臂，所述搖臂上設(shè)置有搖臂軸，所述搖臂能夠繞所述搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0015]搖臂和搖臂軸形成杠桿結(jié)構(gòu)，搖臂軸為杠桿支點(diǎn)，搖臂上凸輪軸和搖臂的作用點(diǎn)與杠桿支點(diǎn)之間的一段為杠桿的動(dòng)力臂，搖臂上第一活塞和搖臂的作用點(diǎn)與杠桿支點(diǎn)之間的一段為杠桿的阻力臂。通過設(shè)置搖臂，能夠使動(dòng)力傳遞更加平穩(wěn)，并且根據(jù)凸輪軸相位調(diào)節(jié)的氣門可變正時(shí)曲線更加理想，使氣門可變正時(shí)的效果更好。
[0016]進(jìn)一步地，所述搖臂上設(shè)置有調(diào)節(jié)槽，所述搖臂軸能在所述調(diào)節(jié)槽內(nèi)滑動(dòng)；
[0017]還包括用于控制所述搖臂軸移動(dòng)的搖臂軸移動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0018]調(diào)節(jié)氣門升程時(shí)，通過搖臂軸移動(dòng)控制系統(tǒng)控制搖臂軸在調(diào)節(jié)槽內(nèi)滑動(dòng)，通過控制搖臂軸的移動(dòng)量，調(diào)節(jié)了杠桿支點(diǎn)的位置，調(diào)節(jié)了杠桿的動(dòng)力臂與阻力臂的長度，那么阻力臂的擺動(dòng)行程能夠調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了無極可變氣門升程。并且配合液壓控制系統(tǒng)能夠使可變氣門升程和可變氣門正時(shí)很好地結(jié)合，能夠使根據(jù)凸輪軸相位調(diào)節(jié)的可變氣門正時(shí)曲線更加理想，使可變氣門正時(shí)的效果更好。
[0019]進(jìn)一步地，所述搖臂的一端與所述凸輪軸配合，另一端與所述第一活塞配合，所述搖臂軸設(shè)置于所述凸輪軸與所述第一活塞之間。
[0020]發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)搖臂的一端，根據(jù)杠桿原理，搖臂的另一端作用于第一活塞，第一活塞動(dòng)作從而使氣門打開；凸輪軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，在氣門彈簧的作用下，氣門關(guān)閉，并使搖臂回復(fù)原位，以便進(jìn)行下一個(gè)工作行程。通過設(shè)置杠桿支點(diǎn)在中部的搖臂，不僅使動(dòng)力傳遞更加平穩(wěn)，而且搖臂軸更容易控制，更容易實(shí)現(xiàn)搖臂軸的移動(dòng)，通過改變杠桿支點(diǎn)的位置，可單獨(dú)控制氣門升程。并且配合液壓控制系統(tǒng)能夠使可變氣門升程和可變氣門正時(shí)很好地結(jié)合，能夠使根據(jù)凸輪軸相位調(diào)節(jié)的可變氣門正時(shí)曲線更加理想，使可變氣門正時(shí)的效果更好。
[0021]進(jìn)一步地，所述搖臂的一端與所述第一活塞配合，另一端與所述搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述凸輪軸與所述搖臂配合，且所述凸輪軸位于所述第一活塞和所述搖臂軸之間。
[0022]發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)搖臂的中部，搖臂繞著搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)，搖臂遠(yuǎn)離搖臂軸的一端作用于第一活塞，第一活塞動(dòng)作從而使氣門打開；凸輪軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，在氣門彈簧的作用下，氣門關(guān)閉，并使搖臂回復(fù)原位，以便進(jìn)行下一個(gè)工作行程。通過設(shè)置支點(diǎn)在端部的搖臂，不僅使動(dòng)力傳遞更加平穩(wěn)，并且通過改變支點(diǎn)的位置，可單獨(dú)控制氣門升程。并且配合液壓控制系統(tǒng)能夠使可變氣門升程和可變氣門正時(shí)很好地結(jié)合，能夠使根據(jù)凸輪軸相位調(diào)節(jié)的可變氣門正時(shí)曲線更加理想，使可變氣門正時(shí)的效果更好。
[0023]進(jìn)一步地，所述搖臂軸移動(dòng)控制系統(tǒng)包括兩個(gè)支撐滑槽；
[0024]兩個(gè)所述支撐滑槽內(nèi)分別滑動(dòng)連接有滑塊，所述搖臂軸的兩端分別與兩個(gè)滑塊固定連接;
[0025]所述搖臂軸移動(dòng)控制系統(tǒng)還包括用于驅(qū)動(dòng)所述滑塊在所述支撐滑槽內(nèi)滑動(dòng)的第三液壓缸。
[0026]通過第三液壓缸調(diào)節(jié)搖臂軸的位置，搖臂軸與液壓缸柱塞固定也起到鎖止作用，避免搖臂軸因搖臂作用力移動(dòng)。搖臂軸移動(dòng)控制系統(tǒng)與油門配合，結(jié)合油門踩入量控制搖臂軸的移動(dòng)量，進(jìn)而控制氣門升程。
[0027]進(jìn)一步地，所述液壓控制系統(tǒng)包括儲(chǔ)油缸和設(shè)置于所述儲(chǔ)油缸內(nèi)的第三活塞，該儲(chǔ)油缸的一端與所述第一液壓缸連通，另一端設(shè)置有用于限制第三活塞移動(dòng)的限位軸，所述限位軸的一端伸入該儲(chǔ)油缸且可在該儲(chǔ)油缸內(nèi)滑動(dòng)。
[0028]第一液壓缸上的第一活塞下移壓縮液壓油，一部分液壓油流入儲(chǔ)油缸，此過程液壓油不對(duì)氣門做功，達(dá)到延遲氣門開啟，當(dāng)儲(chǔ)油缸容積足夠大時(shí)可實(shí)現(xiàn)閉缸技術(shù)，可移動(dòng)的限位軸控制儲(chǔ)油缸容積，達(dá)到連續(xù)可變氣門正時(shí)。
[0029]進(jìn)一步地，所述液壓控制系統(tǒng)包括儲(chǔ)油缸和設(shè)置于該儲(chǔ)油缸內(nèi)的第三活塞，該儲(chǔ)油缸的一端與所述第一液壓缸連通，另一端的內(nèi)壁與所述第三活塞之間設(shè)置有第一復(fù)位彈簧，該儲(chǔ)油缸與所述第一液壓缸之間設(shè)置有電磁閥，所述電磁閥與控制器連接。
[0030]電磁閥的開閉通過控制器控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)推動(dòng)氣門的活塞時(shí)機(jī)的控制。第一活塞壓縮開始時(shí)，電磁閥打開使部分液壓油流入儲(chǔ)油缸內(nèi)，然后關(guān)閉電磁閥實(shí)現(xiàn)氣門延時(shí)開啟。第一活塞壓縮快結(jié)束時(shí)打開電磁閥，實(shí)現(xiàn)提前關(guān)閉氣門。復(fù)位時(shí)電磁閥打開，在第一復(fù)位彈簧作用下使液壓油回位。由于電磁閥響應(yīng)速度極快，在一個(gè)吸氣過程中可對(duì)電磁閥的開啟次數(shù)與開啟時(shí)間進(jìn)行控制，故可實(shí)現(xiàn)氣門的多種開合狀態(tài)，亦可實(shí)現(xiàn)氣門多次開啟。
[0031]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型提供的可實(shí)現(xiàn)無極可變氣門升程和可變氣門正時(shí)的氣門傳動(dòng)組，工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)第一液壓缸的第一活塞，第一活塞向下移動(dòng)，推動(dòng)液壓油運(yùn)動(dòng)，直至推動(dòng)第二液壓缸的第二活塞向下移動(dòng)，第二活塞作用于氣門，從而使氣門打開。凸輪軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，至凸輪軸不再推動(dòng)第一活塞的相位，此時(shí)在氣門彈簧的作用下，氣門復(fù)位，并使第二活塞和第一活塞復(fù)位。
[0032]本實(shí)用新型提供的可實(shí)現(xiàn)無極可變氣門升程和可變氣門正時(shí)的氣門傳動(dòng)組，通過液壓系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)氣門的無極可變升程，提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能和燃油經(jīng)濟(jì)性，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各轉(zhuǎn)速區(qū)間均能良好響應(yīng)。并且該裝置通過液壓系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)可變氣門正時(shí)，使得氣門開啟、關(guān)閉的時(shí)機(jī)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化，以提高充氣效率，增加發(fā)動(dòng)機(jī)功率，并且可省去傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)結(jié)構(gòu)，如傳統(tǒng)的凸輪軸、正時(shí)齒輪、正時(shí)鏈條以及正時(shí)皮帶等，從而簡化了發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，減小發(fā)動(dòng)機(jī)的體積，使發(fā)動(dòng)機(jī)小型化