專利名稱：一種內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種內(nèi)燃機(jī)連續(xù) 可變氣門升程機(jī)構(gòu)。
技術(shù)背景現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)上的氣門升程大都采用固定不變或非連續(xù)可變 的結(jié)構(gòu)。但內(nèi)燃機(jī)在不同工況、不同轉(zhuǎn)速下，對(duì)配氣系統(tǒng)有不同的要求。 內(nèi)燃機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，氣體的流動(dòng)慣性較小，這時(shí)，如果氣門升程過(guò)大則 不利于形成進(jìn)氣渦流，燃油與空氣混合將不均勻，不利于燃燒。在這種情 況下，又由于節(jié)氣門的阻礙作用，造成泵氣損失，內(nèi)能的消耗使得內(nèi)燃機(jī) 部分負(fù)荷工作效率降低。而內(nèi)燃機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，氣體的流速較快，流動(dòng) 慣性較大，該情形下，如果氣門升程過(guò)小，則會(huì)使進(jìn)氣產(chǎn)生強(qiáng)大的渦流， 過(guò)強(qiáng)的渦流同樣不利于燃燒。故此時(shí)需要較大的氣門升程，以便減小渦流 比，同時(shí)產(chǎn)生更多的進(jìn)氣。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可從 低速到高速的連續(xù)可變氣門升程機(jī)構(gòu)，使內(nèi)燃機(jī)在全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)獲得最佳 氣門升程。本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案予以解決 一種內(nèi)燃機(jī)可變氣門 升程機(jī)構(gòu)，包括滾子搖臂升程機(jī)構(gòu)，所述滾子搖臂升程機(jī)構(gòu)包括第二搖臂和旋轉(zhuǎn)銷，所述旋轉(zhuǎn)銷設(shè)置在所述第二搖臂上，還包括使內(nèi)燃機(jī)氣門升程連續(xù)可變的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述旋轉(zhuǎn)銷與所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接。本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下的技術(shù)方案進(jìn)一步予以解決 上述內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括直線電機(jī)和控制軸，所述直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述控制軸，所述控制軸通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)銷和所述第二搖臂連接。上述內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括控制電機(jī)、控制軸、 齒輪、和齒條，所述控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述控制軸帶動(dòng)所述齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述齒 輪和所述齒條嚙合，所述齒條通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)銷和所述第二搖臂連接。上述內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括控制電機(jī)、蝸桿、 蝸輪、控制軸、齒輪、和齒條，所述控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述蝸桿和所述蝸輪并 通過(guò)所述控制軸帶動(dòng)所述齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述齒輪和所述齒條嚙合，所述齒條 通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)銷和所述第二搖臂連接。上述內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)，所述滾子搖臂升程機(jī)構(gòu)還包括凸輪、 滾子、第一搖臂、具有滑軌的第二搖臂、滾子銷、第一氣門、第二氣門、 第一挺柱、第二挺柱、搖臂銷、第一氣門搖臂和第二氣門搖臂；所述凸輪 驅(qū)動(dòng)置于第一搖臂中的滾子，所述的第一搖臂一端聯(lián)接搖臂銷，另一端通 過(guò)滾子銷連接所述第二搖臂；所述的第二搖臂、第一氣門搖臂和第二氣門 搖臂均通過(guò)所述的搖臂銷連接；第一氣門搖臂和第二氣門搖臂的一端分別 連接第一氣門、第二氣門，另一端分別由第一挺柱、第二挺柱頂起；所述 滾子銷和搖臂銷在第二搖臂的滑軌上滑動(dòng)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程 機(jī)構(gòu)采用第二搖臂支點(diǎn)相對(duì)搖臂銷位置可調(diào)節(jié)的技術(shù)方案，且由電機(jī)控制 氣門升程，氣門升程可根據(jù)內(nèi)燃機(jī)實(shí)際工況要求靈活調(diào)節(jié)，提供從低速到 高速的連續(xù)可變氣門升程，使內(nèi)燃機(jī)在全工況范圍內(nèi)提供最佳的氣門升 程，提高內(nèi)燃機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)以及控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單， 響應(yīng)速度快。


圖1是本發(fā)明第一種實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明第二種實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明第三種實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明第三種實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)的元件分立圖；圖5是本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)可變升程機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖； 圖6是本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)可變升程機(jī)構(gòu)的氣門升程型線示意圖；具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體的實(shí)施方式并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和滾子搖臂升程機(jī)構(gòu)。如圖l所示，本發(fā)明第一種實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括直線電機(jī)17、控制軸4。直線電機(jī)17驅(qū)動(dòng)控制軸4帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)銷 16運(yùn)動(dòng)。采用直線電機(jī)17直接帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)銷16運(yùn)動(dòng)，可省去大量中間傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)，加快系統(tǒng)反應(yīng)速度，提高系統(tǒng)精確度。滾子搖臂升程機(jī)構(gòu)包括凸輪7、滾子8、第一搖臂9、具有滑軌的第二 搖臂10、滾子銷11、第一氣門12、第二氣門12'、第一挺柱13、第二挺柱 13'、搖臂銷14、第一氣門搖臂15和第二氣門搖臂15'。所述凸輪7驅(qū)動(dòng)置 于第一搖臂9中的滾子8，所述的第一搖臂9 一端連接搖臂銷14，另一端 通過(guò)滾子銷11連接第二搖臂10，第二搖臂10、第一氣門搖臂15和第二氣 門搖臂15'均通過(guò)搖臂銷14連接；第一氣門搖臂15和第二氣門搖臂15'的 一端分別連接第一氣門12、第二氣門12'，另一端分別由第一挺柱13、第 二挺柱13'頂起；所述滾子銷11和搖臂銷14在第二搖臂10的滑軌上滑動(dòng)。 搖臂銷14貫通兩側(cè)的第一氣門搖臂15和第二氣門搖臂15'，故搖臂銷14 隨著第一氣門搖臂15和第二氣門搖臂15'的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，均是繞第一挺柱 13和第二挺柱13'的頂點(diǎn)上下擺動(dòng)。搖臂銷14與滾子銷11通過(guò)第一搖臂9 連接，都在第二搖臂IO的滑軌上同步滑動(dòng)，故滾子銷ll軸線在繞著旋轉(zhuǎn) 銷16運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，保持與搖臂14相對(duì)位置不變。齒條6與第二搖臂10 通過(guò)旋轉(zhuǎn)銷16連接，并由齒輪5驅(qū)動(dòng)。第一氣門12和第二氣門12'設(shè)置在氣缸上，由第一氣門搖臂15、第二 氣門搖臂15'分別控制以適時(shí)啟閉進(jìn)排氣門，并使內(nèi)燃機(jī)達(dá)到理想升程。第 一搖臂9，整體以旋轉(zhuǎn)銷16軸線為旋轉(zhuǎn)軸，并同步隨著搖臂銷14在第二搖臂10的滑軌上滑動(dòng)，從而確保滾子8與凸輪7的相對(duì)位置不變，使其始終保持良好的接觸。第二搖臂10以旋轉(zhuǎn)銷16軸線為旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并隨著 齒條6左右移動(dòng)，其作用是提供可變化的搖臂，其可變范圍如圖5所示。 圖5是本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖，其中a為氣升程最大時(shí)旋轉(zhuǎn)銷16中心位置；b為旋轉(zhuǎn)銷16中心可移動(dòng)范圍；C為氣門升程最小時(shí)旋轉(zhuǎn)銷16中心位置；d為搖臂銷14運(yùn)動(dòng)軌跡線；e為搖臂銷14中心起始點(diǎn)；f為搖臂銷14中心行程最小時(shí)終點(diǎn)；g為滾子銷11 中心起始點(diǎn)；h為滾子銷11運(yùn)動(dòng)軌跡；i滾子銷11中心終點(diǎn)；j為搖臂銷 14中心行程最大時(shí)終點(diǎn)；k為搖臂銷14行程可調(diào)范圍。圖6是搖臂銷14通過(guò)驅(qū)動(dòng)第一氣門搖臂15和第二氣門搖臂15'而產(chǎn) 生的氣門升程型線。第一氣門12和第二氣門12'的開閉時(shí)刻不變，圖中的 兩條型線是氣門升程型線，其中Ll為本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)產(chǎn) 生的最小升程，L2為本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的最大升程。本 發(fā)明產(chǎn)生的所有氣門升程型線均在此兩線之間，L為氣門升程可調(diào)范圍。 各條型線之間所有時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的升程成等比例關(guān)系，即任意兩條氣門升程 型線的任意兩時(shí)刻點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的升程之比相等。本發(fā)明的工作原理如下當(dāng)氣門升程一定時(shí)，凸輪7帶動(dòng)滾子8繞旋 轉(zhuǎn)銷16旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，滾子8通過(guò)滾子銷11帶動(dòng)第二搖臂10以旋轉(zhuǎn)銷16為 旋轉(zhuǎn)中心擺動(dòng)，第二搖臂IO則驅(qū)動(dòng)搖臂銷14而帶動(dòng)第一氣門搖臂15和第 二氣門搖臂15'整體繞第一挺柱13和第二挺柱13'的頂點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)第 一氣門12和第二氣門12'以恰當(dāng)?shù)纳讨芷谛缘亻_閉。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)工況點(diǎn)發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)ECU發(fā)出指今，直線電機(jī)17啟動(dòng)。直線電機(jī)17帶動(dòng)控制軸4運(yùn)動(dòng)，控制軸4則將運(yùn)動(dòng)傳遞給旋轉(zhuǎn)銷16，從而使旋轉(zhuǎn)銷16同步移 動(dòng)，其調(diào)節(jié)范圍如圖5所示b。旋轉(zhuǎn)銷16移動(dòng)而搖臂銷14及滾子銷11起 始位置保持不變，滾子銷11中心相當(dāng)于杠桿控制端，旋轉(zhuǎn)銷16的中心相 當(dāng)于支點(diǎn)，搖臂銷14中心相當(dāng)于中間點(diǎn)。即相當(dāng)于杠桿的控制端位置不變， 而支點(diǎn)位置可調(diào)。于是中間點(diǎn)最大行程發(fā)生改變，從而使搖臂銷14產(chǎn)生如 圖5所示k的可調(diào)范圍。如圖2所示，本發(fā)明第二種實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)的驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)包括控制電機(jī)1、控制軸4、控制齒輪5和齒條6?？刂齐姍C(jī)1驅(qū)動(dòng) 控制軸4帶動(dòng)齒輪5轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪5與齒條6嚙合，齒條6帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)銷16 移動(dòng)。本發(fā)明第二種實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)的滾子搖臂升程 機(jī)構(gòu)和第一種實(shí)施方式的相同，其工作原理和第一種實(shí)施方式的工作原理 基本相同。如圖3、圖4所示，本發(fā)明第三種實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī) 構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括控制電機(jī)1、蝸桿2、蝸輪3、控制軸4、控制齒輪5、 齒條6和旋轉(zhuǎn)軸16?？刂齐姍C(jī)1驅(qū)動(dòng)蝸桿2及蝸輪3，并通過(guò)控制軸4帶 動(dòng)齒輪5轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪5與齒條6嚙合，并將運(yùn)動(dòng)傳遞給旋轉(zhuǎn)銷16，帶動(dòng)其 產(chǎn)生移動(dòng)。本發(fā)明第三種實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)的滾子搖臂 升程機(jī)構(gòu)和第一種實(shí)施方式的相同，其工作原理和第一種實(shí)施方式的工作 原理相同。本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)采用電機(jī)控制氣門升程，氣門升程可根據(jù)內(nèi)燃機(jī)實(shí)際工況要求靈活調(diào)節(jié)，提供從低速到高速的連續(xù)可變氣門 升程，使內(nèi)燃機(jī)在全工況范圍內(nèi)提供最佳的氣門升程，提高內(nèi)燃機(jī)的燃油 經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。本發(fā)明的原理、結(jié)構(gòu)以及控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度快。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō) 明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù) 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若 干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)，包括滾子搖臂升程機(jī)構(gòu)，所述滾子搖臂升程機(jī)構(gòu)包括第二搖臂(10)和旋轉(zhuǎn)銷(16)，所述旋轉(zhuǎn)銷(16)設(shè)置在所述第二搖臂(10)上，其特征在于還包括使內(nèi)燃機(jī)氣門升程連續(xù)可變的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述旋轉(zhuǎn)銷(16)與所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括直線電機(jī)(17)和控制軸(4)，所述直線電機(jī)(17)驅(qū)動(dòng) 所述控制軸(4)，所述控制軸(4)通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)銷(16)和所述第二搖 臂(10)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)，其特征在于所 述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括控制電機(jī)(1)、控制軸(4)、齒輪(5)、和齒條(6)，所 述控制電機(jī)(1)驅(qū)動(dòng)所述控制軸(4)帶動(dòng)所述齒輪(5)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述齒 輪(5)和所述齒條(6)嚙合，所述齒條(6)通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)銷(16)和 所述第二搖臂(10)連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)，其特征在于所 述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括控制電機(jī)(1)、蝸桿(2)、蝸輪(3)、控制軸(4)、齒輪(5)、和齒條(6)，所述控制電機(jī)(1)驅(qū)動(dòng)所述蝸桿(2)和所述蝸輪(3) 并通過(guò)所述控制軸(4)帶動(dòng)所述齒輪(5)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述齒輪(5)和所述 齒條(6)嚙合，所述齒條(6)通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)銷(16)和所述第二搖臂(10) 連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)，其特征在于所述滾子搖臂升程機(jī)構(gòu)還包括凸輪(7)、滾子(8)、第一搖 臂(9)、具有滑軌的第二搖臂(10)、滾子銷(11)、第一氣門(12)、第二氣門(12')、第一挺柱(13)、第二挺柱(130、搖臂銷(14)、第一氣門搖 臂(15)和第二氣門搖臂(15');所述凸輪(7)驅(qū)動(dòng)置于第一搖臂(9) 中的滾子(8)，所述的第一搖臂(9) 一端聯(lián)接搖臂銷(14)，另一端通過(guò) 滾子銷(11)連接所述第二搖臂(10)，所述的第二搖臂(10)、第一氣門 搖臂(15)和第二氣門搖臂(15')均通過(guò)所述的搖臂銷(14)連接；第一 氣門搖臂(15)和第二氣門搖臂(150的一端分別連接第一氣門(12)、 第二氣門(12')，另一端分別由第一挺柱(13)、第二挺柱(13')頂起；所 述滾子銷(11)和搖臂銷(14)在第二搖臂(10)的滑軌上滑動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)，包括滾子搖臂升程機(jī)構(gòu)，所述滾子搖臂升程機(jī)構(gòu)包括第二搖臂和旋轉(zhuǎn)銷，所述旋轉(zhuǎn)銷設(shè)置在所述第二搖臂上，還包括使內(nèi)燃機(jī)氣門升程連續(xù)可變的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述旋轉(zhuǎn)銷與所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接。本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)可變氣門升程機(jī)構(gòu)采用電機(jī)控制氣門升程，氣門升程可根據(jù)內(nèi)燃機(jī)實(shí)際工況要求靈活調(diào)節(jié)，提供從低速到高速的連續(xù)可變氣門升程，使內(nèi)燃機(jī)在全工況范圍內(nèi)提供最佳的氣門升程，提高內(nèi)燃機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)以及控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度快。
文檔編號(hào)F01L13/00GK101403326SQ20081006776
公開日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月16日
發(fā)明者熊志江, 輝 趙 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司