兩級可變氣門升程裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種兩級可變氣門升程裝置，包括可變升程凸輪軸、氣門挺柱和氣門組件，氣門挺柱由低升程挺柱和位于低升程挺柱內(nèi)的高升程挺柱組成，在低升程挺柱的挺柱體上沿徑向開設(shè)有挺柱槽，高升程挺柱位于該挺柱槽內(nèi)與挺柱體和挺柱筒滑動配合，在挺柱筒內(nèi)設(shè)置有支撐板，高升程挺柱通過支撐彈簧支撐在該支撐板上，在低升程挺柱的挺柱體內(nèi)橫向開設(shè)有第一、第三鎖銷導(dǎo)向孔，在第一鎖銷導(dǎo)向孔內(nèi)設(shè)置有回位彈簧和第一鎖銷，在第三鎖銷導(dǎo)向孔內(nèi)設(shè)置有第三鎖銷，在高升程挺柱內(nèi)橫向開設(shè)有第二鎖銷導(dǎo)向孔，其內(nèi)設(shè)置有第二鎖銷，在油壓控制下，將低升程挺柱與高升程挺柱鎖定連為一體。本發(fā)明可根據(jù)發(fā)動機(jī)不同工況下的轉(zhuǎn)速需求，通過油壓控制來實(shí)現(xiàn)氣門高、低升程開度切換。
【專利說明】兩級可變氣門升程裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車發(fā)動機(jī)配氣技術(shù)，具體涉及一種兩級可變氣門升程裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油資源的日益緊缺，改善發(fā)動機(jī)動力性能，提高燃料的利用率顯得更為緊 迫。常規(guī)發(fā)動機(jī)凸輪型線設(shè)計是對發(fā)動機(jī)在全工況下的平衡性選擇，其結(jié)果是發(fā)動機(jī)既得 不到最佳的低速扭矩，也得不到最佳的燃油經(jīng)濟(jì)性。如果能夠根據(jù)發(fā)動機(jī)不同工況下的轉(zhuǎn) 速需求，進(jìn)行氣門高、低升程開度切換，則將使發(fā)動機(jī)的性能得到極大程度的改善。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種兩級可變氣門升程裝置，可根據(jù)發(fā)動機(jī)不同工況下的轉(zhuǎn) 速需求，通過油壓控制來實(shí)現(xiàn)氣門高、低升程開度切換。
[0004] 本發(fā)明所述的兩級可變氣門升程裝置，包括可變升程凸輪軸、氣門挺柱和氣門組 件，可變升程凸輪軸上設(shè)置有兩只低升程凸輪和位于兩只低升程凸輪之間的高升程凸輪， 氣門挺柱由低升程挺柱和位于低升程挺柱內(nèi)的高升程挺柱組成，低升程挺柱是由聯(lián)為一體 的挺柱體和挺柱筒組成，在挺柱體上沿徑向開設(shè)有與挺柱筒連通的挺柱槽，高升程挺柱位 于該挺柱槽內(nèi)與挺柱體和挺柱筒滑動配合，在挺柱筒內(nèi)設(shè)置有支撐板，高升程挺柱通過支 撐彈簧支撐在該支撐板上，支撐板與氣門上端頭接觸。
[0005] 在低升程挺柱的挺柱體內(nèi)橫向開設(shè)有第一鎖銷導(dǎo)向孔和第三鎖銷導(dǎo)向孔，第一、 第三鎖銷導(dǎo)向孔同軸線，并與所述挺柱槽的側(cè)壁垂直，在第一鎖銷導(dǎo)向孔內(nèi)設(shè)置有第一鎖 銷和回位彈簧，第一鎖銷與第一鎖銷導(dǎo)向孔滑動配合，在第三鎖銷導(dǎo)向孔內(nèi)設(shè)置有第三鎖 銷，第三鎖銷與第三鎖銷導(dǎo)向孔滑動配合；在高升程挺柱內(nèi)橫向開設(shè)有第二鎖銷導(dǎo)向孔，第 二鎖銷導(dǎo)向孔可與第一、第三鎖銷導(dǎo)向孔同軸線，其內(nèi)設(shè)置有第二鎖銷與第二鎖銷導(dǎo)向孔 滑動配合；在油壓控制下，第三鎖銷的一端可位于第二鎖銷導(dǎo)向孔內(nèi)，并使第二鎖銷的一端 位于第一鎖銷導(dǎo)向孔內(nèi)與第一鎖銷導(dǎo)向孔滑動配合，將低升程挺柱與高升程挺柱鎖定連為 一體；當(dāng)?shù)蜕掏馆喸谄湫兔孀畹臀恢锰幣c低升程挺柱頂面接觸時，高升程凸輪型面最低 位置處亦與高升程挺柱頂面接觸。
[0006] 使用時，兩級可變氣門升程裝置與缸蓋主油道連接，在第三鎖銷導(dǎo)向孔內(nèi)建立油 壓，控制第三鎖銷在第三鎖銷導(dǎo)向孔內(nèi)運(yùn)動，從而可推動第二、第一鎖銷一起在氣門挺柱內(nèi) 橫向滑動，第一鎖銷的移動使得回位彈簧被壓縮；油壓卸去后，回位彈簧使第一、第二、第三 鎖銷回位，通過第一、第二、第三鎖銷在氣門挺柱內(nèi)的橫向滑動，實(shí)現(xiàn)低升程挺柱與高升程 挺柱由鎖定到未鎖定狀態(tài)的切換，從而實(shí)現(xiàn)氣門高、低升程開度的切換。
[0007] 第二鎖銷導(dǎo)向孔為臺階孔，第二鎖銷為臺階軸。
[0008] 所述第二鎖銷的長度小于或等于高升程挺柱的寬度。
[0009] 所述第一鎖銷的長度與回位彈簧在常態(tài)下的長度之和等于第一鎖銷導(dǎo)向孔的長 度。
[0010] 第二鎖銷的大直徑軸的直徑大于第三鎖銷的直徑。
[0011] 所述支撐板上開設(shè)有漏油孔。
[0012] 本發(fā)明所述的兩級可變氣門升程裝置，可根據(jù)發(fā)動機(jī)不同工況下的轉(zhuǎn)速需求，通 過油壓控制來實(shí)現(xiàn)氣門高、低升程開度切換，即在中小負(fù)荷時，采用低升程凸輪，降低了泵 氣的損失，改善了進(jìn)氣流動，提高了進(jìn)氣效率，進(jìn)而提升了整機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性；在中高負(fù)荷時， 利用高升程凸輪能夠提供足夠的進(jìn)氣量，以保證所需的動力輸出，同時優(yōu)化的進(jìn)氣流動也 將有效改善缸內(nèi)燃燒效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明所述的兩級可變氣門升程裝置的軸測示意圖。
[0014] 圖2為本發(fā)明中低升程挺柱的軸測示意圖； 圖3為本發(fā)明中氣門挺柱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為該兩級可變氣門升程裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之一(低升程狀態(tài)時）； 圖5為該兩級可變氣門升程裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之二(高升程狀態(tài)時）； 圖6為本發(fā)明中氣門挺柱油路布置示意圖； 圖7為本發(fā)明中液壓油路電磁閥示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016] 如圖1至圖6所示的兩級可變氣門升程裝置，包括可變升程凸輪軸13、氣門挺柱和 氣門組件，可變升程凸輪軸13上設(shè)置有兩只低升程凸輪11和位于兩只低升程凸輪11之間 的高升程凸輪12,氣門挺柱由低升程挺柱21和位于低升程挺柱21內(nèi)的高升程挺柱22組 成，低升程挺柱21是由挺柱體21a和挺柱筒21c聯(lián)為一體組成的筒狀結(jié)構(gòu)，在挺柱體21a 上沿徑向開設(shè)有與挺柱筒21c連通的挺柱槽21e，高升程挺柱22位于該挺柱槽21e內(nèi)與挺 柱體21a和挺柱筒21c滑動配合，在挺柱筒21c內(nèi)設(shè)置有支撐板21f，高升程挺柱22通過支 撐彈簧5支撐在該支撐板21f上，支撐板21f與氣門64端頭接觸，支撐板21f上開設(shè)有漏 油孔21g。
[0017] 在低升程挺柱21的挺柱體21a內(nèi)橫向開設(shè)有第一鎖銷導(dǎo)向孔21b和第三鎖銷導(dǎo) 向孔21d，第一、第三鎖銷導(dǎo)向孔21b、21d同軸線，并與所述挺柱槽21e的側(cè)壁垂直，在第一 鎖銷導(dǎo)向孔21b內(nèi)設(shè)置有第一鎖銷31和回位彈簧34,第一鎖銷31與第一鎖銷導(dǎo)向孔21b滑 動配合，在第三鎖銷導(dǎo)向孔21d內(nèi)設(shè)置有第三鎖銷33,第三鎖銷33與第三鎖銷導(dǎo)向孔21d 滑動配合；在高升程挺柱22內(nèi)橫向開設(shè)有第二鎖銷導(dǎo)向孔22a，第二鎖銷導(dǎo)向孔22a可與 第一、第三鎖銷導(dǎo)向孔21b、21d同軸線，其內(nèi)設(shè)置有第二鎖銷32與第二鎖銷導(dǎo)向孔22a滑 動配合；在油壓控制下，第三鎖銷33的一端可位于第二鎖銷導(dǎo)向孔22a內(nèi)，并使第二鎖銷 32的一端位于第一鎖銷導(dǎo)向孔21b內(nèi)與第一鎖銷導(dǎo)向孔21b滑動配合，將低升程挺柱21與 高升程挺柱22鎖定連為一體。
[0018] 如圖4和圖5所示，第二鎖銷32的長度略小于(或等于）高升程挺柱22的寬度， 防止氣門低升程運(yùn)動時第二鎖銷32被卡死，第二鎖銷32為臺階軸，且第二鎖銷32的大直 徑軸的直徑大于第三鎖銷33的直徑，同時，高升程挺柱22中的第二鎖銷導(dǎo)向孔22a為臺階 孔，與第二鎖銷導(dǎo)向孔22a配合，以實(shí)現(xiàn)左端定位的同時，防止液壓油路卸去后回位彈簧34 作用慣性力使第二鎖銷32插入第三鎖銷導(dǎo)向孔21d內(nèi)。第三鎖銷33的長度設(shè)計既要保證 預(yù)留一定的液壓油路通道，又要確保氣門挺柱處于鎖止?fàn)顟B(tài)下，第三鎖銷33約一半可處于 第二鎖銷導(dǎo)向孔22a內(nèi)；第一鎖銷31的長度與回位彈簧34在常態(tài)下的長度之和等于第一 鎖銷導(dǎo)向孔21b的長度，且回位彈簧34與第一鎖銷31固聯(lián)，以避免泄壓時第一鎖銷31在 回位彈簧34作用下插入到第二鎖銷導(dǎo)向孔22a內(nèi)。
[0019] 如圖6所示，為了確?？勺兩掏馆嗇S運(yùn)轉(zhuǎn)時氣門挺柱的平衡性，在第三鎖銷導(dǎo) 向孔21d與缸蓋主油道之間設(shè)置有銜接塊4,該銜接塊4上布置有缸蓋油路通道41，該缸蓋 油路通道41將缸蓋主油道與兩只第三鎖銷導(dǎo)向孔21d連通，在缸蓋主油道與缸蓋油路通道 41之間設(shè)置有控制油壓的電磁閥7,電磁閥7由發(fā)動機(jī)ECU控制。
[0020] 如圖7所示，電磁閥7設(shè)計有A、B、C三道油路，其中A與缸蓋主油道連接，B不接 (即：空置)，C與缸蓋油路通道41的進(jìn)油端相連。低升程狀態(tài)時，液壓油路無需加壓，電磁 閥7處于狀態(tài)a ;高升程狀態(tài)時電磁閥7處于狀態(tài)b，液壓油路加壓驅(qū)動第一、第二、第三鎖 銷31、32、33運(yùn)動；由高升程向低升程轉(zhuǎn)換泄壓過程中，電磁閥7處于狀態(tài)c。
[0021] 如圖2所示，氣門組件包括氣門64、氣門彈簧61、氣門導(dǎo)管62和氣門彈簧座63,由 于與現(xiàn)有氣門組件的結(jié)構(gòu)相同，故此處不在贅述。
[0022] 以下具體說明本發(fā)明實(shí)施高升程模式和低升程模式的操作： (1) 當(dāng)發(fā)動機(jī)正常工作時，E⑶控制電磁閥7處于無油壓狀態(tài)，第一、第二、第三鎖銷31、 32、33處于各自挺柱內(nèi)部，未鎖止。此時高升程挺柱22可壓動挺柱支撐彈簧5,低升程凸輪 11壓動低升程挺柱21，使支撐板21f驅(qū)動氣門，實(shí)現(xiàn)低升程運(yùn)動； (2) 當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速、負(fù)荷等參數(shù)高于預(yù)設(shè)值時，ECU控制電磁閥7切換至狀態(tài)b，缸 蓋主油道的油液經(jīng)缸蓋油路通道41進(jìn)入第三鎖銷導(dǎo)向孔21d并建立油壓，從而推動第三、 第二、第一鎖銷33、32、31 -起橫向移動，回位彈簧34被壓縮，使第二鎖銷32的一部分插入 到第一鎖銷導(dǎo)向孔21b內(nèi)，第三鎖銷33的一部分插入到第二鎖銷導(dǎo)向孔22a內(nèi)，使低升程 挺柱21和高升程挺柱22鎖定連為一體，此時只有高升程凸輪12驅(qū)動挺柱，實(shí)現(xiàn)高升程運(yùn) 動； (3) 當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速、負(fù)荷等參數(shù)再次低于預(yù)設(shè)值時，ECU控制電磁閥7切換至狀態(tài) c，第三鎖銷導(dǎo)向孔21d內(nèi)泄壓，第一、第二、第三鎖銷31、32、33在回位彈簧34的作用下一 起向右移動，最后恢復(fù)至各自挺柱內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)了低升程挺柱21與高升程挺柱22由鎖定到未 鎖定狀態(tài)的切換，從而實(shí)現(xiàn)氣門高、低升程開度的切換。
【權(quán)利要求】
1. 一種兩級可變氣門升程裝置，包括可變升程凸輪軸（13)、氣門挺柱和氣門組件，可 變升程凸輪軸上設(shè)置有兩只低升程凸輪（11)和位于兩只低升程凸輪之間的高升程凸輪 (12)，氣門挺柱由低升程挺柱（21)和位于低升程挺柱內(nèi)的高升程挺柱（22)組成，其特征在 于：低升程挺柱是由聯(lián)為一體的挺柱體（21a)和挺柱筒（21c)組成，在挺柱體上沿徑向開設(shè) 有與挺柱筒連通的挺柱槽（21e)，高升程挺柱位于該挺柱槽內(nèi)與挺柱體和挺柱筒滑動配合， 在挺柱筒內(nèi)設(shè)置有支撐板（21f)，高升程挺柱通過支撐彈簧（5)支撐在該支撐板上，支撐板 與氣門（64)上2而頭接觸； 在低升程挺柱（21)的挺柱體內(nèi)橫向開設(shè)有第一鎖銷導(dǎo)向孔（21b)和第三鎖銷導(dǎo)向孔 (21d)，第一、第三鎖銷導(dǎo)向孔同軸線，并與所述挺柱槽的側(cè)壁垂直，在第一鎖銷導(dǎo)向孔內(nèi)設(shè) 置有第一鎖銷（31)和回位彈簧（34)，第一鎖銷與第一鎖銷導(dǎo)向孔滑動配合，在第三鎖銷導(dǎo) 向孔內(nèi)設(shè)置有第三鎖銷（33)，第三鎖銷與第三鎖銷導(dǎo)向孔滑動配合；在高升程挺柱（22)內(nèi) 橫向開設(shè)有第二鎖銷導(dǎo)向孔（22a)，第二鎖銷導(dǎo)向孔可與第一、第三鎖銷導(dǎo)向孔同軸線，其 內(nèi)設(shè)置有第二鎖銷（32)與第二鎖銷導(dǎo)向孔滑動配合；在油壓控制下，第三鎖銷的一端可位 于第二鎖銷導(dǎo)向孔內(nèi)，并使第二鎖銷的一端位于第一鎖銷導(dǎo)向孔內(nèi)與第一鎖銷導(dǎo)向孔滑動 配合，將低升程挺柱（21)與高升程挺柱（22)鎖定連為一體；當(dāng)?shù)蜕掏馆啠?1)在其型面最 低位置處與低升程挺柱（21)頂面接觸時，高升程凸輪（12)型面最低位置處亦與高升程挺 柱（22)頂面接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級可變氣門升程裝置，其特征在于：第二鎖銷導(dǎo)向孔（22a) 為臺階孔，第二鎖銷（32 )為臺階軸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的兩級可變氣門升程裝置，其特征在于：所述第二鎖銷 (32)的長度小于或等于高升程挺柱（22)的寬度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的兩級可變氣門升程裝置，其特征在于：所述第一鎖銷（31)的 長度與回位彈簧（34)在常態(tài)下的長度之和等于第一鎖銷導(dǎo)向孔（21b)的長度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級可變氣門升程裝置，其特征在于：所述第二鎖銷（32)的 大直徑軸的直徑大于第三鎖銷（33)的直徑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級可變氣門升程裝置，其特征在于：所述支撐板（21f)上開 設(shè)有漏油孔（21g)。
【文檔編號】F01L13/00GK104100325SQ201310122763
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月10日
【發(fā)明者】胡鐵剛, 張朝俊, 劉翠蘭, 尚宇, 劉斌, 吳學(xué)松, 詹樟松 申請人:重慶長安汽車股份有限公司