專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明特別涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)是將氣門(mén)(進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén))的升程及開(kāi)啟區(qū)間設(shè)計(jì)為定 值，使發(fā)動(dòng)機(jī)在某一特定轉(zhuǎn)速下處于最優(yōu)的配氣狀態(tài)。這樣就導(dǎo)致了發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速和高 轉(zhuǎn)速時(shí)的配氣狀態(tài)達(dá)不到最佳，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、燃燒及排放。而可變式配氣機(jī)構(gòu)可 在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工況內(nèi)，使氣門(mén)升程及開(kāi)啟區(qū)間都處于理想的狀態(tài)，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣 性能，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和排放指標(biāo)。公開(kāi)號(hào)為US 2004/0103887 Al的美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門(mén)控制裝置。 如圖1所示，該裝置是由依次設(shè)在氣門(mén)上方且分別設(shè)有偏心凸輪的驅(qū)動(dòng)軸17和控制軸20、 分別套在驅(qū)動(dòng)軸17及其偏心凸輪上的擺動(dòng)凸輪22和第一連桿18、套在控制軸20的偏心凸 輪上且一端與第一連桿18上端鉸接的搖臂19、鉸接在搖臂19另一端與擺動(dòng)凸輪22之間 的第二連桿21構(gòu)成，所述的擺動(dòng)凸輪22的輪廓線與氣門(mén)挺桿接觸。其工作原理是通過(guò)驅(qū) 動(dòng)軸17驅(qū)動(dòng)第一連桿18圍繞驅(qū)動(dòng)軸17的軸心作往復(fù)回轉(zhuǎn)，從而推動(dòng)搖臂19圍繞控制軸 20的軸心作往復(fù)擺動(dòng)，再通過(guò)第二連桿21推動(dòng)擺動(dòng)凸輪22圍繞驅(qū)動(dòng)軸17的軸心作往復(fù)擺 動(dòng)，最終驅(qū)動(dòng)氣門(mén)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)氣門(mén)的開(kāi)啟和閉合。另外，通過(guò)旋轉(zhuǎn)控制軸20可改變搖 臂19的回轉(zhuǎn)中心，從而改變擺動(dòng)凸輪22的初始位置和擺動(dòng)角度，最終改變氣門(mén)的升程。這種可變氣門(mén)控制裝置存在的問(wèn)題是1、該裝置的動(dòng)力是由驅(qū)動(dòng)軸17出發(fā)經(jīng)歷 了四次傳遞，傳遞一周最終才將動(dòng)力傳給擺動(dòng)凸輪22，其動(dòng)力傳遞路線較長(zhǎng)，這樣會(huì)導(dǎo)致整 個(gè)配氣機(jī)構(gòu)系統(tǒng)剛度降低，同時(shí)系統(tǒng)的固有頻率也會(huì)隨之降低，直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn) 速；2、在高速工況下，第一連桿18會(huì)圍繞驅(qū)動(dòng)軸17的軸心作高速偏心回轉(zhuǎn)，這樣勢(shì)必會(huì)產(chǎn) 生較大的慣性力，導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生較大的振動(dòng)和噪聲；3、由于控制軸20安裝于驅(qū)動(dòng)軸17的正 上方，這樣必然會(huì)增加配氣機(jī)構(gòu)的整體高度，整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的高度也會(huì)隨之增高，其結(jié)果必然 會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的總體布置設(shè)計(jì)，增大布置難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是要提供一種動(dòng)力傳遞路線短、系統(tǒng)剛度高，各部件 運(yùn)動(dòng)幅度小、振動(dòng)和噪聲小，整體高度低、便于總體布置設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置。該發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置包括配氣機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部分和從動(dòng)部分，在從動(dòng)部 分的上端設(shè)有滾輪或挺桿，其特殊之處是所述的驅(qū)動(dòng)部分是由固定在滾輪或挺桿上方并 可旋轉(zhuǎn)的控制偏心軸和驅(qū)動(dòng)偏心軸，套裝在驅(qū)動(dòng)偏心軸的偏心軸段上的驅(qū)動(dòng)擺臂，鉸接在 控制偏心軸的偏心軸段與驅(qū)動(dòng)擺臂上端之間的控制連桿，套裝在控制偏心軸上且輪廓線與 滾輪或挺桿相接觸的工作凸輪，以及鉸接在驅(qū)動(dòng)擺臂下端與工作凸輪之間的驅(qū)動(dòng)連桿構(gòu) 成，所述的驅(qū)動(dòng)偏心軸的軸心位于控制偏心軸軸心的斜上方，驅(qū)動(dòng)偏心軸為該發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)
3可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力軸；該驅(qū)動(dòng)裝置還設(shè)有控制和驅(qū)動(dòng)控制偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)， 所述的控制偏心軸與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。上述的發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置，所述的從動(dòng)部分是由氣門(mén)、間隙調(diào)節(jié)器和 搖臂，安裝在搖臂上的滾輪，以及設(shè)在氣門(mén)上的氣門(mén)彈簧和彈簧限位器構(gòu)成。上述的發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置，所述的從動(dòng)部分是由氣門(mén)以及依次設(shè)在氣 門(mén)上的氣門(mén)彈簧、彈簧限位器和挺桿構(gòu)成。上述的發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置，所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是由步進(jìn)電機(jī)及連接步進(jìn) 電機(jī)軸與控制偏心軸的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成。上述的發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置，所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于驅(qū)動(dòng)偏心軸為動(dòng)力軸并通過(guò)驅(qū)動(dòng)擺臂 和驅(qū)動(dòng)連桿直接作用于工作凸輪，動(dòng)力經(jīng)過(guò)二次傳遞便傳給工作凸輪，大大縮短了動(dòng)力的 傳遞路徑，使動(dòng)力傳遞更加快捷，可提高系統(tǒng)的整體剛度和固有頻率，發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速也 能得到有效提高；2、由于驅(qū)動(dòng)偏心軸為動(dòng)力軸，使整個(gè)裝置在工作時(shí)，除驅(qū)動(dòng)偏心軸作偏心 回轉(zhuǎn)外，各部件在平面內(nèi)均作小幅度的往復(fù)擺動(dòng)，因此產(chǎn)生的慣性力較小，系統(tǒng)工作時(shí)產(chǎn)生 的振動(dòng)和噪聲也很小，運(yùn)行更加平穩(wěn)可靠，可提高配氣機(jī)構(gòu)的NVH指標(biāo)；3、由于驅(qū)動(dòng)偏心軸 的軸心位于控制偏心軸軸心的斜上方，可降低配氣機(jī)構(gòu)的整體裝配高度，整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的高 度也會(huì)隨之降低，使發(fā)動(dòng)機(jī)更便于總體布置設(shè)計(jì)和安裝；4、通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)控制偏心軸 旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度后，便可改變工作凸輪的初始相位，從而改變工作凸輪形線的工作區(qū)間，最終 可實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制氣門(mén)的開(kāi)啟區(qū)間和氣門(mén)升程。


圖1是US 2004/0103887 Al的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(對(duì)應(yīng)實(shí)施例1)；
圖3是圖2的左視圖4是圖2的前視圖(去掉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu))；
圖5是圖2中工作凸輪輪廓線的工作區(qū)間示意圖6是圖4中氣門(mén)處于低升程開(kāi)啟時(shí)的示意圖7是圖4中氣門(mén)處于高升程開(kāi)啟時(shí)的示意圖8是圖2中氣門(mén)升程及開(kāi)啟區(qū)間的連續(xù)變化曲線圖9是本發(fā)明去掉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖(對(duì)應(yīng)實(shí)施例2)。圖中氣門(mén)1，間隙調(diào)節(jié)器2，搖臂3，滾輪4，控制偏心軸5，偏心軸段501，基準(zhǔn)軸段 502，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6，步進(jìn)電機(jī)7，控制連桿8，驅(qū)動(dòng)偏心軸9，偏心軸段901，驅(qū)動(dòng)擺臂10，驅(qū)動(dòng)連 桿11，工作凸輪12，彈簧限位器13，氣門(mén)彈簧14，發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋15，挺桿16，驅(qū)動(dòng)軸17，第一連 桿18，搖臂19，控制軸20，第二連桿21，擺動(dòng)凸輪22。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
如圖2-圖4所示，該發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置包括配氣機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部分和從動(dòng)部 分，所述的從動(dòng)部分是由安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋15上的氣門(mén)1和間隙調(diào)節(jié)器2，作用在氣門(mén)1和
4間隙調(diào)節(jié)器2上的搖臂3，安裝在搖臂3上的滾輪4，以及設(shè)在氣門(mén)1上的氣門(mén)彈簧14和彈 簧限位器13構(gòu)成。本實(shí)施例中氣門(mén)1以雙氣門(mén)為例。所述的驅(qū)動(dòng)部分包括固定在滾輪4上方并可旋轉(zhuǎn)的控制偏心軸5和驅(qū)動(dòng)偏心軸 9，在驅(qū)動(dòng)偏心軸9的偏心軸段901上套裝有驅(qū)動(dòng)擺臂10，在控制偏心軸5的偏心軸段501 與驅(qū)動(dòng)擺臂10上端之間鉸接有控制連桿8，在控制偏心軸5與其旋轉(zhuǎn)軸心同軸的基準(zhǔn)軸段 502上套裝有輪廓線與滾輪4相切的工作凸輪12，在驅(qū)動(dòng)擺臂10的下端與工作凸輪12之 間鉸接有驅(qū)動(dòng)連桿11，所述的驅(qū)動(dòng)偏心軸9為該發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力軸， 驅(qū)動(dòng)偏心軸9的旋轉(zhuǎn)軸心位于控制偏心軸5旋轉(zhuǎn)軸心的斜上方。上述部件構(gòu)成配氣機(jī)構(gòu)的 驅(qū)動(dòng)部分。該驅(qū)動(dòng)裝置還設(shè)有控制和驅(qū)動(dòng)控制偏心軸5轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是由步進(jìn) 電機(jī)7以及連接步進(jìn)電機(jī)軸與控制偏心軸5的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6構(gòu)成，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6以蝸輪蝸桿傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)為最佳，也可采用齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。安裝時(shí)，將控制偏心軸5和驅(qū)動(dòng)偏心軸9分別通過(guò)軸承安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋15上， 將步進(jìn)電機(jī)7也固定在發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋15上，將驅(qū)動(dòng)偏心軸9的軸端通過(guò)皮帶(也可使用鏈條 或齒輪)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與曲軸連接。工作時(shí)，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)7控制控制偏心軸5的偏心軸段501處 于低升程開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，如圖6所示，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)曲軸帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)偏心軸9旋轉(zhuǎn)，使驅(qū)動(dòng)擺 臂10圍繞驅(qū)動(dòng)偏心軸9的軸心作往復(fù)偏心擺動(dòng)，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)連桿11推動(dòng)工作凸輪12作往 復(fù)擺動(dòng)，工作凸輪12的輪廓線直接作用于滾輪4，從而通過(guò)滾輪4和搖臂3推動(dòng)氣門(mén)1開(kāi) 啟，此時(shí)氣門(mén)1處于低升程開(kāi)啟狀態(tài)，工作凸輪12工作在圖5所示的A區(qū)間。當(dāng)步進(jìn)電機(jī) 7啟動(dòng)并帶動(dòng)控制偏心軸5轉(zhuǎn)過(guò)δ角后，控制偏心軸5的偏心軸段501處于高升程開(kāi)啟狀 態(tài)，如圖7所示，此時(shí)工作凸輪12工作在圖5所示的B區(qū)間，曲軸帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)偏心軸9旋轉(zhuǎn)， 最終推動(dòng)氣門(mén)1會(huì)到達(dá)高升程開(kāi)啟狀態(tài)。這樣通過(guò)步進(jìn)電機(jī)7控制控制偏心軸5的轉(zhuǎn)動(dòng)， 便可改變工作凸輪12輪廓線的工作區(qū)間，最終可實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制氣門(mén)1的升程和開(kāi)啟區(qū)間。通過(guò)步進(jìn)電機(jī)7連續(xù)驅(qū)動(dòng)控制偏心軸5旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度便得出一條氣門(mén)升 程曲線，連續(xù)記錄該氣門(mén)升程曲線便可得出氣門(mén)升程及開(kāi)啟區(qū)間的連續(xù)變化曲線圖，如圖8 所示，其橫坐標(biāo)為驅(qū)動(dòng)偏心軸9轉(zhuǎn)角(單位為度)，縱坐標(biāo)為氣門(mén)升程(單位為mm)，從圖8中 可以看出連續(xù)改變控制偏心軸5的轉(zhuǎn)角，通過(guò)驅(qū)動(dòng)偏心軸9旋轉(zhuǎn)即可驅(qū)動(dòng)氣門(mén)1連續(xù)改變 升程大小，最終可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)工況下的配氣狀態(tài)達(dá)到最佳。實(shí)施例2
如圖9所示，該發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置包括配氣機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部分和從動(dòng)部分， 所述的從動(dòng)部分是由安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋15上的氣門(mén)1以及依次設(shè)在氣門(mén)1上的氣門(mén)彈簧 14、彈簧限位器13和挺桿16構(gòu)成。其它結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1，其中驅(qū)動(dòng)部分的工作凸輪12的輪 廓線與氣門(mén)1上端的挺桿16相切。
權(quán)利要求
一種發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置，包括配氣機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部分和從動(dòng)部分，在從動(dòng)部分的上端設(shè)有滾輪或挺桿，其特征是所述的驅(qū)動(dòng)部分是由固定在滾輪或挺桿上方并可旋轉(zhuǎn)的控制偏心軸和驅(qū)動(dòng)偏心軸，套裝在驅(qū)動(dòng)偏心軸的偏心軸段上的驅(qū)動(dòng)擺臂，鉸接在控制偏心軸的偏心軸段與驅(qū)動(dòng)擺臂上端之間的控制連桿，套裝在控制偏心軸上且輪廓線與滾輪或挺桿相接觸的工作凸輪，以及鉸接在驅(qū)動(dòng)擺臂下端與工作凸輪之間的驅(qū)動(dòng)連桿構(gòu)成，所述的驅(qū)動(dòng)偏心軸的軸心位于控制偏心軸軸心的斜上方，驅(qū)動(dòng)偏心軸為該發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力軸；該驅(qū)動(dòng)裝置還設(shè)有控制和驅(qū)動(dòng)控制偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的控制偏心軸與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是所述的從動(dòng)部分 是由氣門(mén)、間隙調(diào)節(jié)器和搖臂，安裝在搖臂上的滾輪，以及設(shè)在氣門(mén)上的氣門(mén)彈簧和彈簧限 位器構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是所述的從動(dòng)部分 是由氣門(mén)以及依次設(shè)在氣門(mén)上的氣門(mén)彈簧、彈簧限位器和挺桿構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 是由步進(jìn)電機(jī)及連接步進(jìn)電機(jī)軸與控制偏心軸的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 為蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
全文摘要
一種發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置，包括配氣機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部分和從動(dòng)部分，在從動(dòng)部分的上端設(shè)有滾輪或挺桿，其特殊之處是所述的驅(qū)動(dòng)部分是由控制偏心軸和驅(qū)動(dòng)偏心軸，套裝在驅(qū)動(dòng)偏心軸上的驅(qū)動(dòng)擺臂，鉸接在控制偏心軸與驅(qū)動(dòng)擺臂之間的控制連桿，套裝在控制偏心軸上的工作凸輪，以及鉸接在驅(qū)動(dòng)擺臂與工作凸輪之間的驅(qū)動(dòng)連桿構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)偏心軸的軸心位于控制偏心軸軸心的斜上方；該驅(qū)動(dòng)裝置還設(shè)有驅(qū)動(dòng)控制偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)是1、動(dòng)力傳遞更加快捷，可提高系統(tǒng)的整體剛度和固有頻率；2、產(chǎn)生的慣性力、振動(dòng)和噪聲較小，運(yùn)行更加平穩(wěn)可靠；3、可降低配氣機(jī)構(gòu)的整體裝配高度；4、可實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制氣門(mén)的開(kāi)啟區(qū)間和氣門(mén)升程。
文檔編號(hào)F01L9/04GK101963077SQ201010519250
公開(kāi)日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者劉浩, 金光燦 申請(qǐng)人:劉浩