發(fā)動(dòng)機(jī)及其凸輪軸、凸輪裝置的制造方法
【專利摘要】一種發(fā)動(dòng)機(jī)及其凸輪軸、凸輪裝置，其中凸輪裝置包括：沿軸向彼此相抵且同步運(yùn)動(dòng)的第一套筒、第二套筒，可移動(dòng)地套設(shè)在芯軸上；凸輪對(duì)，分別套設(shè)于第一套筒、第二套筒上、用于控制氣門開閉；具有第一驅(qū)動(dòng)面的第一控制凸輪，套設(shè)于第一套筒上；具有第二驅(qū)動(dòng)面的第二控制凸輪，套設(shè)于第二套筒上；第一驅(qū)動(dòng)面、第二驅(qū)動(dòng)面分別用于與執(zhí)行機(jī)構(gòu)配合以使得凸輪裝置能夠被驅(qū)動(dòng)而沿軸向朝向不同的方向移動(dòng)。本方案控制裝置中控制凸輪的結(jié)構(gòu)和形狀更簡單，可以簡化加工工藝，有助于降低成本。
【專利說明】
發(fā)動(dòng)機(jī)及其凸輪軸、凸輪裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及汽車領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)及其凸輪軸、凸輪裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]凸輪軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要部件，其用于控制氣門的開啟和閉合動(dòng)作。傳統(tǒng)的凸輪軸中，若干個(gè)凸輪均布在凸輪軸上，凸輪與凸輪軸為一體式結(jié)構(gòu)，凸輪不可軸向移動(dòng)。
[0003]隨著技術(shù)的發(fā)展，為了使得氣門的升程可變，出現(xiàn)了一種新的凸輪軸，該凸輪軸中，每個(gè)氣缸的若干個(gè)凸輪集成在一個(gè)套筒上，并通過套筒安裝在凸輪軸上。每個(gè)凸輪都具有兩個(gè)沿軸向排列的不同升程，套筒可相對(duì)于凸輪軸沿軸向移動(dòng)來切換凸輪的升程。
[0004]其中，套筒上設(shè)有兩條分別與兩個(gè)鎖銷配合的且旋向相反的溝槽，每個(gè)套筒上配備有一套安裝于缸蓋的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括可伸入溝槽中的鎖銷。當(dāng)鎖銷伸入對(duì)應(yīng)的溝槽時(shí)，隨著凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，套筒將被驅(qū)動(dòng)沿軸向移動(dòng)，從而切換凸輪的升程。
[0005]上述方案的缺點(diǎn)在于，第一，由于溝槽的結(jié)構(gòu)形式較為復(fù)雜，加工難度較大，溝槽的形狀和精度很難一次成型，通常還需要進(jìn)行精加工，成本較高。第二，對(duì)于直列多缸發(fā)動(dòng)機(jī)來說，例如直列四缸或六缸發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)應(yīng)地就需要多個(gè)套筒，而凸輪軸的長度有限，導(dǎo)致各個(gè)套筒的軸向移動(dòng)空間將會(huì)非常受限。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型解決的問題是現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸中，溝槽的結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜、加工繁瑣，以及每個(gè)套筒的軸向移動(dòng)空間受限。
[0007]為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪裝置，包括:第一套筒、第二套筒，用于套設(shè)在芯軸上、并可由執(zhí)行機(jī)構(gòu)推動(dòng)而沿所述芯軸的軸向移動(dòng)，所述第一套筒、第二套筒沿軸向彼此相抵且同步運(yùn)動(dòng)；凸輪對(duì)，分別套設(shè)于所述第一套筒、第二套筒上、用于控制氣門開閉，所述凸輪對(duì)包括至少兩個(gè)沿軸向排布且升程不同的凸輪或者凸桃;第一控制凸輪，套設(shè)于所述第一套筒上;第二控制凸輪，套設(shè)于所述第二套筒上;所述第一控制凸輪設(shè)有面向軸向一端的第一驅(qū)動(dòng)面、所述第二控制凸輪設(shè)有面向軸向另一端的第二驅(qū)動(dòng)面;所述第一驅(qū)動(dòng)面、所述第二驅(qū)動(dòng)面分別用于與執(zhí)行機(jī)構(gòu)配合以使得所述凸輪裝置能夠被驅(qū)動(dòng)而沿軸向朝向不同的方向移動(dòng)。
[0008]可選的，所述第一控制凸輪位于所述第一套筒面向所述第二套筒的一端，所述第二控制凸輪位于所述第二套筒面向所述第一套筒的一端;所述第一套筒上的所述凸輪對(duì)和所述第二套筒上的所述凸輪對(duì)被所述第一控制凸輪、所述第二控制凸輪間隔開。
[0009]可選的，所述第一控制凸輪、第二控制凸輪彼此沿軸向相抵。
[0010]可選的，所述第一驅(qū)動(dòng)面、所述第二驅(qū)動(dòng)面彼此相背。
[0011]可選的，所述第一驅(qū)動(dòng)面、所述第二驅(qū)動(dòng)面分別包括沿所述控制凸輪的周向依次連接的進(jìn)入段、切換段和退出段，所述凸輪裝置在所述切換段與所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)配合時(shí)被驅(qū)動(dòng)。
[0012]可選的，所述第一驅(qū)動(dòng)面的切換段和所述第二驅(qū)動(dòng)面的切換段彼此鏡像對(duì)稱。
[0013]可選的，從所述控制凸輪的徑向方向看，所述進(jìn)入段、退出段為直線段且與所述控制凸輪的中心軸垂直。
[0014]可選的，從所述控制凸輪的徑向方向看，所述切換段為直線段、且與所述控制凸輪的中心軸不垂直;或者，所述切換段為弧線段或螺旋線段。
[0015]可選的，所述第一套筒、第二套筒上的所述凸輪對(duì)分別用于控制一個(gè)氣缸的氣門。
[0016]本實(shí)用新型還提供一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸，其包括芯軸，以及上述任一項(xiàng)所述的凸輪裝置;所述凸輪裝置通過所述套筒套設(shè)于所述芯軸外。
[0017]本實(shí)用新型還提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括上述凸輪軸，以及執(zhí)行機(jī)構(gòu);所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電磁驅(qū)動(dòng)器，以及與所述電磁驅(qū)動(dòng)器連接、且由所述電磁驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的鎖銷部，所述鎖銷部可沿所述控制凸輪的徑向伸出或縮回，并能夠伸出至與所述第一驅(qū)動(dòng)面或第二驅(qū)動(dòng)面配合，以推動(dòng)所述凸輪裝置沿軸向朝不同的方向移動(dòng)。
[0018]可選的，所述鎖銷部包括第一鎖銷、第二鎖銷，所述第一鎖銷、第二鎖銷分別用于與所述第一驅(qū)動(dòng)面、所述第二驅(qū)動(dòng)面配合;所述第一鎖銷、所述第二鎖銷連接至同一電磁驅(qū)動(dòng)器、由同一電磁驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)；或者，所述第一鎖銷、所述第二鎖銷分別連接至不同的電磁驅(qū)動(dòng)器，由不同的電磁驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。
[0019]本實(shí)用新型還提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括芯軸、套設(shè)于所述芯軸上的套筒、套設(shè)于所述套筒上的凸輪對(duì)和控制凸輪，以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述凸輪對(duì)用于控制氣門開閉、且包括至少兩個(gè)升程不同的凸輪或者凸桃，所述控制凸輪可由所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)推動(dòng)而沿所述芯軸的軸向移動(dòng);所述控制凸輪為上述控制凸輪;所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電磁驅(qū)動(dòng)器，以及與所述電磁驅(qū)動(dòng)器連接、且由所述電磁驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的鎖銷部，所述鎖銷部可沿所述控制凸輪的徑向伸出或縮回，并能夠伸出至與所述第一驅(qū)動(dòng)面或第二驅(qū)動(dòng)面配合，以推動(dòng)所述凸輪裝置沿軸向朝不同的方向移動(dòng);所述鎖銷部在與所述進(jìn)入段的終點(diǎn)接觸時(shí)、已完全伸出；或者，所述鎖銷部在與所述進(jìn)入段的終點(diǎn)接觸時(shí)、未完全伸出，并在與所述切換段接觸的過程中完全伸出。
[0020]可選的，所述鎖銷部包括第一鎖銷、第二鎖銷，所述第一鎖銷、第二鎖銷分別用于與所述第一驅(qū)動(dòng)面、所述第二驅(qū)動(dòng)面配合;所述第一鎖銷、所述第二鎖銷連接至同一電磁驅(qū)動(dòng)器、由同一電磁驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)；或者，所述第一鎖銷、所述第二鎖銷分別連接至不同的電磁驅(qū)動(dòng)器，由不同的電磁驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。
[0021 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0022]本實(shí)用新型的凸輪裝置包括沿軸向相抵且同步運(yùn)動(dòng)的第一套筒、第二套筒，第一控制凸輪設(shè)于第一套筒、且具有第一驅(qū)動(dòng)面，第二控制凸輪設(shè)于第二套筒、且具有第二驅(qū)動(dòng)面。對(duì)于每一套筒來說，只需要設(shè)置一個(gè)控制凸輪和一個(gè)驅(qū)動(dòng)面，相對(duì)于現(xiàn)有的溝槽式結(jié)構(gòu)來說，控制凸輪的結(jié)構(gòu)和形狀更簡單，驅(qū)動(dòng)面的形狀和精度更加可控，可以采用粉末冶金、鍛造等手段一次加工成型，甚至可以不需要后期精加工，簡化了加工工藝，有助于降低成本。
[0023]進(jìn)一步地，第一控制凸輪、第二控制凸輪沿軸向相抵，可以通過同一執(zhí)行機(jī)構(gòu)來控制第一套筒、第二套筒中凸輪對(duì)的升程切換，由此減少執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)量，減小執(zhí)行機(jī)構(gòu)的布置難度，降低成本。
【附圖說明】
[0024]圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的凸輪軸的立體結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的凸輪軸的主視結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖3示出了本實(shí)用新型第一實(shí)施例的凸輪軸的其中一個(gè)套筒與芯軸在分解狀態(tài)下的半剖圖；
[0027]圖4示出了本實(shí)用新型第一實(shí)施例的凸輪軸的其中一個(gè)套筒與芯軸在裝配狀態(tài)下的剖視圖；
[0028]圖5示出了本實(shí)用新型第一實(shí)施例的控制凸輪的立體結(jié)構(gòu)；
[0029]圖6示出了本實(shí)用新型第一實(shí)施例的控制凸輪的橫截面示意圖；
[0030]圖7示出了本實(shí)用新型第一實(shí)施例的控制凸輪沿徑向方向看的展開示意圖；
[0031]圖8示出了第一實(shí)施例的一個(gè)變形例的凸輪軸的立體結(jié)構(gòu)圖；
[0032]圖9示出了第一實(shí)施例的另一個(gè)變形例的凸輪軸的立體結(jié)構(gòu)圖；
[0033]圖1Oa至圖1Od示出了第一實(shí)施例的又一個(gè)些變形例的凸輪軸的立體結(jié)構(gòu)圖；
[0034]圖11是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的凸輪軸的立體結(jié)構(gòu)圖
[0035]圖12示出了本實(shí)用新型第二實(shí)施例的控制凸輪的立體結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。
[0037]第一實(shí)施例
[0038]參照?qǐng)D1至圖4所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)及其凸輪軸、凸輪裝置1、控制凸輪13，其中控制凸輪13用于發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸的凸輪裝置I中。凸輪裝置I用于套設(shè)在芯軸2上，與芯軸2—起組成發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸。凸輪裝置I與芯軸2之間可以通過花鍵或者其他結(jié)構(gòu)連接，使得凸輪裝置I可沿芯軸2的軸向移動(dòng)。
[0039]執(zhí)行機(jī)構(gòu)3設(shè)于凸輪軸外，固定在氣缸或氣缸蓋上，并作為用于驅(qū)動(dòng)凸輪裝置I軸向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件，可在凸輪裝置I需要移動(dòng)的時(shí)候作用于控制凸輪13，從而推動(dòng)凸輪裝置I沿芯軸2的軸向移動(dòng)。
[0040]凸輪裝置I除了控制凸輪13外，還包括套筒11，以及設(shè)于套筒11上的凸輪對(duì)12，凸輪裝置I通過凸輪對(duì)12來控制氣缸的氣門開閉。其中，凸輪對(duì)12具有至少兩個(gè)沿軸向排布且升程不同的凸輪或者凸桃。凸輪裝置I通過套筒11套設(shè)在芯軸2上，并可由執(zhí)行機(jī)構(gòu)3與控制凸輪13之間的相互作用來實(shí)現(xiàn)沿芯軸2的軸向移動(dòng)，從而可以根據(jù)不同的工況切換使用不同升程的凸輪或凸桃，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣門升程的調(diào)節(jié)。
[0041]如圖1至圖4所示，控制凸輪13位于凸輪裝置I中且套設(shè)于套筒11上。結(jié)合圖5、圖6、圖7所示，控制凸輪13設(shè)有面向軸向一端的第一驅(qū)動(dòng)面13a、面向軸向另一端的第二驅(qū)動(dòng)面13b，以及位于第一驅(qū)動(dòng)面13a、第二驅(qū)動(dòng)面13b之間的間隔部13c，第一驅(qū)動(dòng)面13a、第二驅(qū)動(dòng)面13b彼此相背，并通過間隔部13c隔開。
[0042]第一驅(qū)動(dòng)面13a、第二驅(qū)動(dòng)面13b分別用于與執(zhí)行機(jī)構(gòu)3配合以使得凸輪裝置I能夠被驅(qū)動(dòng)而沿軸向朝向不同的方向移動(dòng)。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)3與第一驅(qū)動(dòng)面13a配合時(shí)，凸輪裝置I能夠被驅(qū)動(dòng)而朝向軸向一端移動(dòng)；當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)3與第二驅(qū)動(dòng)面13b配合時(shí)，凸輪裝置I能夠被驅(qū)動(dòng)而朝向軸向另一端移動(dòng)。
[0043]本實(shí)用新型的控制凸輪將第一驅(qū)動(dòng)面、第二驅(qū)動(dòng)面設(shè)置在軸向兩端且分別面向軸向外側(cè)，相對(duì)于現(xiàn)有的溝槽式結(jié)構(gòu)來說，控制凸輪的結(jié)構(gòu)和形狀更簡單，驅(qū)動(dòng)面的形狀和精度更加可控，可以采用粉末冶金、鍛造等手段一次加工成型，甚至可以不需要后期精加工，簡化了加工工藝，有助于降低成本。
[0044]其中，控制凸輪13可以與套筒11一體成型或者通過壓裝工藝或者連接結(jié)構(gòu)固定在套筒上。另外，為了減輕控制凸輪13的重量，間隔部13c中可以開設(shè)減重孔或槽。
[0045]執(zhí)行機(jī)構(gòu)3包括電磁驅(qū)動(dòng)器31，以及與電磁驅(qū)動(dòng)器31連接、且由電磁驅(qū)動(dòng)器31驅(qū)動(dòng)的鎖銷部32。如圖1、圖2所示，電磁驅(qū)動(dòng)器31具有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器，分別為第一驅(qū)動(dòng)器31a、第二驅(qū)動(dòng)器31b;相應(yīng)地，鎖銷部32也包括兩個(gè)鎖銷，分別定義為第一鎖銷32a、第二鎖銷32b。第一鎖銷32a、第二鎖銷32b分別連接至不同的電磁驅(qū)動(dòng)器，由不同的電磁驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。如圖1、圖2，第一鎖銷32a與第一驅(qū)動(dòng)器31a連接、由第一驅(qū)動(dòng)器31a驅(qū)動(dòng)，第二鎖銷32b由第二驅(qū)動(dòng)器31b連接、由第二驅(qū)動(dòng)器31b驅(qū)動(dòng)。
[0046]使用時(shí)，第一鎖銷32a用于與第一驅(qū)動(dòng)面13a配合、以推動(dòng)凸輪裝置I沿軸向朝一個(gè)方向移動(dòng)，第二鎖銷32b用于與第二驅(qū)動(dòng)面13b配合、以推動(dòng)凸輪裝置I沿軸向朝另一個(gè)方向移動(dòng)。
[0047]在其他實(shí)施例中，如圖8，第一鎖銷32a、第二鎖銷32b可以連接至同一電磁驅(qū)動(dòng)器31、由同一電磁驅(qū)動(dòng)器31驅(qū)動(dòng)。
[0048]下面請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D5、圖6、圖7，第一驅(qū)動(dòng)面13a、第二驅(qū)動(dòng)面13b分別包括沿控制凸輪13的周向依次連接的進(jìn)入段pl、切換段p2和退出段p3，凸輪裝置I在切換段p2與執(zhí)行機(jī)構(gòu)3配合時(shí)被驅(qū)動(dòng)。換言之，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)3與進(jìn)入段pi或者退出段p3接觸時(shí)，并不能推動(dòng)凸輪裝置I沿軸向移動(dòng)。
[0049]其中，需要注意的是，切換段P2與鎖銷配合時(shí)能夠使得凸輪裝置I發(fā)生軸向移動(dòng)，那么相對(duì)于控制凸輪13的徑向平面來說，切換段p2必須具有一定的傾斜角度，并且第一驅(qū)動(dòng)面13a的切換段p2和第二驅(qū)動(dòng)面13b的切換段p2的傾斜方向相反。本實(shí)施例中，第一驅(qū)動(dòng)面13a的切換段p2和第二驅(qū)動(dòng)面13b的切換段p2彼此鏡像對(duì)稱。
[0050]此處對(duì)設(shè)置進(jìn)入段pi的理由作詳細(xì)解釋。當(dāng)不需要推動(dòng)凸輪裝置I沿軸向移動(dòng)時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)3的第一鎖銷32a、第二鎖銷32b處于回縮狀態(tài)，此時(shí)第一鎖銷32a、第二鎖銷32b均不與對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)面接觸。當(dāng)需要推動(dòng)凸輪裝置I沿軸向移動(dòng)時(shí)，例如需要推動(dòng)凸輪裝置I朝向圖2所示右側(cè)移動(dòng)時(shí)，第一鎖銷32a伸出、并到達(dá)與第一驅(qū)動(dòng)面13a接觸的預(yù)定位置。推動(dòng)凸輪裝置I運(yùn)動(dòng)需要的一定的推力F，而鎖銷所能提供的力與其伸出的長度有關(guān)，如果鎖銷在未完全伸出時(shí)就與切換段P2接觸，則有可能導(dǎo)致此時(shí)鎖銷所能提供的力小于所需的推力F，從而導(dǎo)致鎖銷的損壞。因此本實(shí)施例設(shè)置:鎖銷最遲應(yīng)當(dāng)在進(jìn)入段pi的終點(diǎn)位置位于完全伸出的狀態(tài)，也就是說在與切換段P2的起點(diǎn)接觸時(shí)，鎖銷已經(jīng)處于最大伸出長度。
[0051]設(shè)置退出段p3則出于同樣的理由。另外，進(jìn)入段pl、退出段p3的設(shè)置還能夠?yàn)殒i銷與對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)面的配合及脫離配合提供一定的緩沖，避免由于力的突變而導(dǎo)致鎖銷與驅(qū)動(dòng)面之間產(chǎn)生撞擊。
[0052]如圖7所示，從控制凸輪13的徑向方向看，進(jìn)入段pl、退出段p3為直線段且與控制凸輪11的中心軸垂直。也就是說，進(jìn)入段Pl的各個(gè)點(diǎn)都位于控制凸輪的同一徑向平面上，退出段P3的各個(gè)點(diǎn)都位于控制凸輪13的同一徑向平面上。這里說的徑向平面，指的是與控制凸輪13的中心軸垂直的平面。
[0053]并且，從控制凸輪13的徑向方向看，切換段p2為直線段、且與控制凸輪13的中心軸不垂直。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)3的鎖銷與切換段p2接觸時(shí)，切換段p2將推動(dòng)凸輪裝置I勻速地沿軸向移動(dòng)。在其他實(shí)施例中，切換段P2還可以是為弧線段或螺旋線段，此時(shí)當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)3的鎖銷與切換段P2接觸時(shí)并推動(dòng)凸輪裝置I沿軸向移動(dòng)時(shí)，凸輪裝置I的移動(dòng)將呈現(xiàn)一定的加速度。
[0054]當(dāng)凸輪裝置I移動(dòng)至指定位置且不需要再繼續(xù)移動(dòng)時(shí)，鎖銷移動(dòng)至切換段2的終點(diǎn)，也就是退出段P3的起點(diǎn)。如圖5、圖6所示，控制凸輪13具有本體凸輪13f，第一驅(qū)動(dòng)面13a、第二驅(qū)動(dòng)面13b以及間隔部13c均設(shè)于本體凸輪13f的外周面上，且設(shè)于本體凸輪13f的中間區(qū)域。其中，本體凸輪13f沿軸向伸出第一驅(qū)動(dòng)面13a、第二驅(qū)動(dòng)面13b部分的周面上分別設(shè)有退出凸桃13g，退出凸桃13g的周向位置與退出段p3對(duì)應(yīng)。當(dāng)鎖銷移動(dòng)至退出段p3的起點(diǎn)時(shí)，鎖銷的底部與退出凸桃13g接觸，隨著鎖銷沿退出段p3的運(yùn)動(dòng)，退出凸桃13g能夠推動(dòng)鎖銷朝向回縮方向運(yùn)動(dòng)，以將其沿徑向推出驅(qū)動(dòng)面。
[0055]其中，第一驅(qū)動(dòng)面13a、第二驅(qū)動(dòng)面13b沿控制凸輪13的周向所對(duì)應(yīng)的的圓心角的大小根據(jù)切換升程時(shí)套筒11需要移動(dòng)的軸向距離以及切換的時(shí)間要求等來設(shè)定。本實(shí)施例中，第一驅(qū)動(dòng)面13a、第二驅(qū)動(dòng)面13b所對(duì)應(yīng)的圓心角不大于360度。并且，切換段p2所對(duì)應(yīng)的圓心角小于360度。也就是說，第一驅(qū)動(dòng)面13a、第二驅(qū)動(dòng)面13b沿周向的延伸長度不會(huì)超過控制凸輪13的一周。
[0056]本實(shí)施例中，一個(gè)套筒11上設(shè)置的凸輪對(duì)12具有多個(gè)，多個(gè)凸輪對(duì)12分為至少兩組，一般每兩個(gè)凸輪對(duì)組成一組，每一組分別對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸，用于控制對(duì)應(yīng)氣缸的氣門開閉。
[0057]如圖1所示，每一套筒11上的多個(gè)凸輪對(duì)12均分為兩組，即第一組凸輪對(duì)12a、第二組凸輪對(duì)12b。第一組凸輪對(duì)12a對(duì)應(yīng)一個(gè)氣缸、并用于控制其氣門的開閉；第二組凸輪對(duì)12b對(duì)應(yīng)另一個(gè)氣缸、并用于控制其氣門的開閉。在其他實(shí)施例中，多個(gè)凸輪對(duì)12也可以分為三組或者三組以上，每一組分別對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸，用于控制對(duì)應(yīng)氣缸的氣門開閉。
[0058]由此可見，本實(shí)用新型中，只需要控制一個(gè)套筒11的軸向移動(dòng)，就可以改變多個(gè)氣缸的氣門升程。當(dāng)本實(shí)用新型的套筒11應(yīng)用于凸輪軸上時(shí)，對(duì)于氣缸數(shù)目相同的直列發(fā)動(dòng)機(jī)來說，凸輪軸上的套筒11的數(shù)量可以減小，由此可以增大每個(gè)套筒的軸向移動(dòng)空間。
[0059]并且，當(dāng)一個(gè)套筒11對(duì)應(yīng)控制多個(gè)氣缸時(shí)，由于套筒11上設(shè)有控制凸輪13，那么只要通過一個(gè)控制凸輪13以及一套對(duì)應(yīng)與控制凸輪13的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)氣缸的氣門升程的控制，從而可以減少執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)量，減小執(zhí)行機(jī)構(gòu)的布置難度，降低成本。
[0060]進(jìn)一步地，當(dāng)套筒11集成有多組分別對(duì)應(yīng)不同氣缸的凸輪對(duì)時(shí)，控制凸輪13可以設(shè)于套筒11的軸向任一端或者設(shè)于中部。也就是說，多組凸輪對(duì)12可以分別設(shè)于控制凸輪13的兩側(cè)、或者均設(shè)于控制凸輪13的同側(cè)。如圖1至圖4所示，本實(shí)施例采用后一種設(shè)置方式，即各組凸輪對(duì)12a、12b分別設(shè)于控制凸輪13的軸向兩側(cè)。在其他實(shí)施例中，各組凸輪對(duì)12a、12b可以設(shè)于控制凸輪13的同一側(cè)，如圖9所示。
[0061]需要注意的是，本實(shí)用新型實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸中，同一芯軸2上套設(shè)的凸輪裝置I可以是一個(gè)，也可以是多個(gè)。以每個(gè)套筒11上均分布有兩組凸輪對(duì)12a、12b為例，那么，對(duì)于直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)來說，每一芯軸2上可以最多套設(shè)三個(gè)凸輪裝置I，如圖1至圖4及圖8、圖9。而對(duì)于直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)來說，每個(gè)芯軸2上可以最多套設(shè)兩個(gè)凸輪裝置I，如圖1Oa至圖1Od所示?？傊恳恍据S2上套筒11的數(shù)量根據(jù)直列氣缸的數(shù)目以及每個(gè)套筒11上的凸輪對(duì)的組數(shù)來確定。其中，同一芯軸2上不同的套筒11可以具有不同組數(shù)的凸輪對(duì)。
[0062]另外，需要說明，如圖1Oa至圖10d，對(duì)于直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)來說，同樣的，各組凸輪對(duì)12a、12b分別設(shè)于控制凸輪13的軸向兩側(cè)(圖1 Oa、圖1Oc )，也可以位于控制凸輪13的同一側(cè)(圖10b、圖1Od)。第一鎖銷32a、第二鎖銷32b可以連接至不同的電磁驅(qū)動(dòng)器31、分別由各自的電磁驅(qū)動(dòng)器31驅(qū)動(dòng)(圖10a、圖10b)，也可以連接至同一電磁驅(qū)動(dòng)器31、由同一電磁驅(qū)動(dòng)器31驅(qū)動(dòng)(圖10c、圖10d)。
[0063]其中，如圖1、圖2所示，套筒11上具有至少一個(gè)軸頸15，并且設(shè)在同一組的兩個(gè)凸輪對(duì)12之間。本實(shí)施例只在圖1中對(duì)部分軸頸做了標(biāo)注。軸頸15作為支撐部位，凸輪軸在軸頸15的部位支撐在氣缸的氣缸蓋上。
[0064]套筒11安裝在芯軸2上時(shí)，需要滿足兩個(gè)條件，一是要保證套筒11可沿芯軸2軸向移動(dòng)，即軸向?qū)虻囊?；二是要防止套?1與芯軸2之間發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，即抗扭要求。因此，套筒11與芯軸2之間通過花鍵或者滑塊-滑槽的形式配合連接(圖中未示出)。
[0065]進(jìn)一步地，芯軸2與套筒11之間還設(shè)有軸向限位部，以限定套筒11沿軸向移動(dòng)的空間，對(duì)套筒11沿軸向移動(dòng)的極限位置進(jìn)行控制。
[0066]本實(shí)施例中，參照?qǐng)D3并結(jié)合圖4，軸向限位部包括:位于芯軸2的外周面的第一限位槽51、位于套筒11的內(nèi)周面的第二限位槽52，以及彈性鎖止部53。其中，第一限位槽51、第二限位槽52的其中一個(gè)位于芯軸2的外周面，另一個(gè)位于套筒11的內(nèi)周面。彈性鎖止部53安裝在第一限位槽51中，其伸出第一限位槽51的一端用于伸入第二限位槽52、并卡止于第二限位槽52，以對(duì)套筒11實(shí)現(xiàn)軸向限位。
[0067]本實(shí)施例中，第一限位槽51位于芯軸2的外周面，第二限位槽52位于套筒11的內(nèi)周面。圖3、圖4中，第一限位槽51以沉孔的形式設(shè)于芯軸2上、且在深度方向沿芯軸2的徑向延伸，第二限位槽52以環(huán)繞套筒11的環(huán)形槽的形式設(shè)于套筒11的內(nèi)周面。在其他實(shí)施例中，第一限位槽、第二限位槽的位置也可以互換。
[0068]其中，彈性鎖止部53始終處于被壓縮的狀態(tài)。也就是說，彈性鎖止部53始終有沿徑向朝向第二限位槽52移動(dòng)的趨勢(shì)。本實(shí)施例中，彈性鎖止部53包括相互連接的彈簧53a以及鋼球53b，彈簧53a的一端固定在第一限位槽51中，另一端與鋼球53b連接，鋼球53b始終受到彈簧53b的推力。
[0069]當(dāng)套筒11相對(duì)于芯軸2沿軸向移動(dòng)時(shí)，第二限位槽52也相對(duì)于第一限位槽51沿軸向移動(dòng)。當(dāng)套筒11沿軸向移動(dòng)至設(shè)定位置時(shí)，第一限位槽51與第二限位槽52沿徑向重疊，SP當(dāng)?shù)诙尬徊?2移動(dòng)至與第一限位槽51沿徑向?qū)?zhǔn)時(shí)，彈性鎖止部53伸入第二限位槽52中，以阻止套筒11繼續(xù)移動(dòng)。
[0070]應(yīng)當(dāng)知曉，套筒11可以沿軸向朝向不同的方向移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)不同凸輪之間的切換。那么，為了實(shí)現(xiàn)沿軸向在兩個(gè)方向的限位，第二限位槽52具有兩個(gè)且沿軸向排布，彈性鎖止部53沿軸向在兩個(gè)第二限位槽52之間移動(dòng)。
[0071]其中，第一限位槽51及其彈性鎖止部53的數(shù)量可以是一個(gè)，也可以是兩個(gè)。當(dāng)?shù)谝幌尬徊?1也具有兩個(gè)時(shí)，每一個(gè)第一限位槽51及其彈性鎖止部53與對(duì)應(yīng)的第二限位槽52構(gòu)成一組限位結(jié)構(gòu)，兩組限位結(jié)構(gòu)分別用于對(duì)套筒11沿兩個(gè)方向的移動(dòng)進(jìn)行限位。兩組限位結(jié)構(gòu)可以沿套筒11軸向排布。
[0072]在本實(shí)施例中，第一限位槽51只設(shè)置一個(gè)，并且兩個(gè)第二限位槽52彼此沿軸向緊挨著。當(dāng)套筒11沿軸向移動(dòng)時(shí)，彈性鎖止部53只能在兩個(gè)第二限位槽52之間切換。
[0073]在其他實(shí)施例中，兩個(gè)第二限位槽52之間的軸向距離可以根據(jù)套筒11需要沿軸向移動(dòng)的距離來設(shè)定，兩者之間呈正比關(guān)系?；蛘?，如果針對(duì)每一氣門，需要切換的凸輪的數(shù)量較多，需要對(duì)套筒11的移動(dòng)設(shè)置多個(gè)設(shè)定位置，則第二限位槽52的數(shù)量也可以再增加。
[0074]第二實(shí)施例
[0075]本實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于，參照?qǐng)D11所示，凸輪裝置的套筒為兩個(gè)，分別為第一套筒111、第二套筒112;控制凸輪也為兩個(gè)，分別為第一控制凸輪131、第二控制凸輪132。
[0076]第一套筒11a、第二套筒Ilb分別用于套設(shè)在芯軸2上、并可由執(zhí)行機(jī)構(gòu)3推動(dòng)而沿所述芯軸2的軸向移動(dòng)，所述第一套筒111、第二套筒112沿軸向彼此相抵且同步運(yùn)動(dòng)。
[0077]第一控制凸輪131套設(shè)在第一套筒111上，第二控制凸輪132套設(shè)在第二套筒112上。第一套筒111上還套設(shè)有凸輪對(duì)12a，第二套筒112上還套設(shè)有凸輪對(duì)12b。其中，凸輪對(duì)12a、12b分別用于控制一個(gè)氣缸的運(yùn)動(dòng)。
[0078]結(jié)合圖12所示，第一控制凸輪131設(shè)有面向軸向一端的第一驅(qū)動(dòng)面13a、第二控制凸輪132設(shè)有面向軸向另一端的第一驅(qū)動(dòng)面13b;
[0079]第一驅(qū)動(dòng)面13a、第一驅(qū)動(dòng)面13b分別用于與執(zhí)行機(jī)構(gòu)3配合以使得凸輪裝置I能夠被驅(qū)動(dòng)而沿軸向朝向不同的方向移動(dòng)。
[0080]第一控制凸輪131具有第一本體凸輪131f，第二控制凸輪132具有第二本體凸輪132f。第一驅(qū)動(dòng)面13a設(shè)于第一本體凸輪131f的外周面上，第二驅(qū)動(dòng)面13b設(shè)于第二本體凸輪132f的外周面上。其中，第一本體凸輪131f、第二本體凸輪132f的外周面的形狀與第一實(shí)施例中的本體凸輪相同。
[0081]本實(shí)施例中，將套筒分為兩個(gè)，控制凸輪也分為兩個(gè)，兩個(gè)套筒沿軸向相抵且同步運(yùn)動(dòng)。相對(duì)于第一實(shí)施例中控制凸輪位于套筒中部的方案來說，相當(dāng)于其中的控制凸輪沿軸向分割成鏡像對(duì)稱的兩部分，分別對(duì)應(yīng)本實(shí)施例的第一控制凸輪和第二控制凸輪;同時(shí)，套筒也分割成兩部分，分別對(duì)應(yīng)本實(shí)施例的第一套筒和第二套筒。那么，相對(duì)于第一實(shí)施例來說，本實(shí)施例中的套筒和控制凸輪的尺寸更小、結(jié)構(gòu)更簡單，更便于加工。
[0082]其中，第一控制凸輪131、第二控制凸輪132在對(duì)應(yīng)套筒上的軸向位置可以不作限定，既可以位于對(duì)應(yīng)套筒的軸向端部，也可以位于對(duì)應(yīng)套筒的中部。本實(shí)施例中，第一控制凸輪131、第二控制凸輪132分別位于對(duì)應(yīng)套筒的端部。
[0083]具體地，第一控制凸輪131位于第一套筒111面向第二套筒112的一端，第二控制凸輪132位于第二套筒112面向第一套筒111的一端。第一套筒111上的凸輪對(duì)12a和第二套筒112上的凸輪對(duì)12b被第一控制凸輪131、第二控制凸輪132間隔開。這樣設(shè)置的好處在于，第一控制凸輪131、第二控制凸輪132的軸向距離比較短，便于執(zhí)行機(jī)構(gòu)3的布置。
[0084]作為較佳的選擇，第一控制凸輪131、第二控制凸輪132彼此沿軸向相抵。那么，第一驅(qū)動(dòng)面13a、第二驅(qū)動(dòng)面13b的軸向距離較短，可以由同一執(zhí)行機(jī)構(gòu)3來控制。執(zhí)行機(jī)構(gòu)3的設(shè)置方式與第一實(shí)施例相同。
[0085]如圖12，所述第一驅(qū)動(dòng)面13a、所述第二驅(qū)動(dòng)面13b彼此相背。也就是說，第一驅(qū)動(dòng)面13a面向第一套筒111上的凸輪對(duì)12a，第二驅(qū)動(dòng)面13b面向第二套筒112上的凸輪對(duì)12b。
[0086]本實(shí)施例中，第一驅(qū)動(dòng)面13a、所述第二驅(qū)動(dòng)面13b的形狀與第一實(shí)施例相同。
[0087]第三實(shí)施例
[0088]本實(shí)施例提供另一種發(fā)動(dòng)機(jī)，其與第一實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)的區(qū)別在于執(zhí)行機(jī)構(gòu)3與控制凸輪13的配合關(guān)系不同。
[0089 ]本實(shí)施例中，鎖銷部32的鎖銷(即第一鎖銷32a、第二鎖銷32b)在與進(jìn)入段PI的終點(diǎn)接觸時(shí)、未完全伸出，并在與切換段P2接觸的過程中完全伸出。
[0090]也就是說，當(dāng)鎖銷部32的鎖銷需要伸出至與對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)面配合時(shí)，鎖銷伸出并進(jìn)入到進(jìn)入段Pl，在鎖銷從進(jìn)入段Pl的起點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)的過程中，鎖銷處于不斷伸出的過程中。
[0091]但是當(dāng)鎖銷運(yùn)動(dòng)到進(jìn)入段pi的終點(diǎn)時(shí)，鎖銷尚未完全伸出，即沒有伸到最大長度。此時(shí)，鎖銷進(jìn)入切換段P2，并且繼續(xù)伸出，并在切換段p2中完成伸出動(dòng)作、在切換段中伸至最大長度。
[0092]如第一實(shí)施例所述，推動(dòng)凸輪裝置I運(yùn)動(dòng)需要的一定的推力F，而鎖銷所能提供的力與其伸出的長度有關(guān)。此外，鎖銷所能提供的力還與其直徑、以及材料的強(qiáng)度有關(guān)。如果鎖銷的直徑足夠大，或者材料的強(qiáng)度足夠大，那么，只要鎖銷未完全伸出時(shí)，例如伸至第二位置時(shí)所能提供可以達(dá)到甚至超過所需的推力F，那么，此時(shí)即使與切換段p2接觸，也不會(huì)導(dǎo)致鎖銷的損壞。
[0093]雖然本實(shí)用新型披露如上，但本實(shí)用新型并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪裝置，其特征在于，包括: 第一套筒、第二套筒，用于套設(shè)在芯軸上、并可由執(zhí)行機(jī)構(gòu)推動(dòng)而沿所述芯軸的軸向移動(dòng)，所述第一套筒、第二套筒沿軸向彼此相抵且同步運(yùn)動(dòng)； 凸輪對(duì)，分別套設(shè)于所述第一套筒、第二套筒上、用于控制氣門開閉，所述凸輪對(duì)包括至少兩個(gè)沿軸向排布且升程不同的凸輪或者凸桃； 第一控制凸輪，套設(shè)于所述第一套筒上； 第二控制凸輪，套設(shè)于所述第二套筒上； 所述第一控制凸輪設(shè)有面向軸向一端的第一驅(qū)動(dòng)面、所述第二控制凸輪設(shè)有面向軸向另一端的第二驅(qū)動(dòng)面； 所述第一驅(qū)動(dòng)面、所述第二驅(qū)動(dòng)面分別用于與執(zhí)行機(jī)構(gòu)配合以使得所述凸輪裝置能夠被驅(qū)動(dòng)而沿軸向朝向不同的方向移動(dòng)。2.如權(quán)利要求1所述的凸輪裝置，其特征在于，所述第一控制凸輪位于所述第一套筒面向所述第二套筒的一端，所述第二控制凸輪位于所述第二套筒面向所述第一套筒的一端； 所述第一套筒上的所述凸輪對(duì)和所述第二套筒上的所述凸輪對(duì)被所述第一控制凸輪、所述第二控制凸輪間隔開。3.如權(quán)利要求2所述的凸輪裝置，其特征在于，所述第一控制凸輪、第二控制凸輪彼此沿軸向相抵。4.如權(quán)利要求1所述的凸輪裝置，其特征在于，所述第一驅(qū)動(dòng)面、所述第二驅(qū)動(dòng)面彼此相背。5.如權(quán)利要求1所述的凸輪裝置，其特征在于，所述第一驅(qū)動(dòng)面、所述第二驅(qū)動(dòng)面分別包括沿所述控制凸輪的周向依次連接的進(jìn)入段、切換段和退出段，所述凸輪裝置在所述切換段與所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)配合時(shí)被驅(qū)動(dòng)。6.如權(quán)利要求5所述的凸輪裝置，其特征在于，所述第一驅(qū)動(dòng)面的切換段和所述第二驅(qū)動(dòng)面的切換段彼此鏡像對(duì)稱。7.如權(quán)利要求5所述的凸輪裝置，其特征在于，從所述控制凸輪的徑向方向看，所述進(jìn)入段、退出段為直線段且與所述控制凸輪的中心軸垂直。8.如權(quán)利要求5-7中任一項(xiàng)所述的凸輪裝置，其特征在于，從所述控制凸輪的徑向方向看，所述切換段為直線段、且與所述控制凸輪的中心軸不垂直； 或者，所述切換段為弧線段或螺旋線段。9.如權(quán)利要求1所述的凸輪裝置，其特征在于，所述第一套筒、第二套筒上的所述凸輪對(duì)分別用于控制一個(gè)氣缸的氣門。10.—種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸，其特征在于，包括芯軸，以及權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的凸輪裝置； 所述凸輪裝置通過所述套筒套設(shè)于所述芯軸外。11.一種發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，包括權(quán)利要求10所述的凸輪軸，以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)； 所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電磁驅(qū)動(dòng)器，以及與所述電磁驅(qū)動(dòng)器連接、且由所述電磁驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的鎖銷部，所述鎖銷部可沿所述控制凸輪的徑向伸出或縮回，并能夠伸出至與所述第一驅(qū)動(dòng)面或第二驅(qū)動(dòng)面配合，以推動(dòng)所述凸輪裝置沿軸向朝不同的方向移動(dòng)。12.如權(quán)利要求11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述鎖銷部包括第一鎖銷、第二鎖銷，所述第一鎖銷、第二鎖銷分別用于與所述第一驅(qū)動(dòng)面、所述第二驅(qū)動(dòng)面配合； 所述第一鎖銷、所述第二鎖銷連接至同一電磁驅(qū)動(dòng)器、由同一電磁驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)；或者，所述第一鎖銷、所述第二鎖銷分別連接至不同的電磁驅(qū)動(dòng)器，由不同的電磁驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。13.—種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括芯軸、套設(shè)于所述芯軸上的套筒、套設(shè)于所述套筒上的凸輪對(duì)和控制凸輪，以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述凸輪對(duì)用于控制氣門開閉、且包括至少兩個(gè)升程不同的凸輪或者凸桃，所述控制凸輪可由所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)推動(dòng)而沿所述芯軸的軸向移動(dòng)； 其特征在于，所述控制凸輪為權(quán)利要求5-8中任一項(xiàng)所述的控制凸輪； 所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電磁驅(qū)動(dòng)器，以及與所述電磁驅(qū)動(dòng)器連接、且由所述電磁驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的鎖銷部，所述鎖銷部可沿所述控制凸輪的徑向伸出或縮回，并能夠伸出至與所述第一驅(qū)動(dòng)面或第二驅(qū)動(dòng)面配合，以推動(dòng)所述凸輪裝置沿軸向朝不同的方向移動(dòng)； 所述鎖銷部在與所述進(jìn)入段的終點(diǎn)接觸時(shí)、已完全伸出；或者，所述鎖銷部在與所述進(jìn)入段的終點(diǎn)接觸時(shí)、未完全伸出，并在與所述切換段接觸的過程中完全伸出。14.如權(quán)利要求13所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述鎖銷部包括第一鎖銷、第二鎖銷，所述第一鎖銷、第二鎖銷分別用于與所述第一驅(qū)動(dòng)面、所述第二驅(qū)動(dòng)面配合； 所述第一鎖銷、所述第二鎖銷連接至同一電磁驅(qū)動(dòng)器、由同一電磁驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)；或者，所述第一鎖銷、所述第二鎖銷分別連接至不同的電磁驅(qū)動(dòng)器，由不同的電磁驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F01L9/04GK205638589SQ201620474453
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月23日
【發(fā)明人】郝曉偉, 張卓群, 李沖霄, 陳新
【申請(qǐng)人】上海汽車集團(tuán)股份有限公司