一種連續(xù)可變氣門正時控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種連續(xù)可變氣門正時控制裝置，該控制裝置基于曲軸、排氣凸輪軸齒輪、進氣凸輪軸齒輪和傳動鏈組成的鏈傳動系統(tǒng)，包括三個傳動鏈張緊器，每個傳動鏈張緊器通過連接油管連接一個傳動鏈張緊器控制器；第一傳動鏈張緊器安裝在曲軸與排氣凸輪軸齒輪之間，第二傳動鏈張緊器安裝在排氣凸輪軸齒輪與進氣凸輪軸齒輪之間，第三傳動鏈張緊器安裝在曲軸與進氣凸輪軸齒輪之間。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)進、排氣門正時提前或者是推遲的連續(xù)可變控制，并且進氣門與排氣門的可變控制相互獨立。本發(fā)明的控制裝置與氣門傳動機構(gòu)相對獨立，即便是在控制裝置失效的情況也不會影響傳動機構(gòu)本身的正常運行。本發(fā)明維修成本低、維修難度小、控制難度小。
【專利說明】一種連續(xù)可變氣門正時控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車內(nèi)燃機領(lǐng)域，特別是涉及到內(nèi)燃機的進、排系統(tǒng)當中的進、排氣門的正時控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]對于傳統(tǒng)的內(nèi)燃機來講，氣門的正時由凸型線和凸輪軸與曲軸之間的傳動機構(gòu)控制，當凸輪制造完成后，其正時也就確定，在工作過程中不能夠改變。但是內(nèi)燃機，尤其是車用內(nèi)燃機，其工況變化范圍很寬，不同的轉(zhuǎn)速條件下氣體的流動特性差異很大。固定的氣門開啟時刻對于利用氣流慣性等很不利，在設(shè)計凸輪軸和傳動機構(gòu)時只有根據(jù)內(nèi)燃機的使用特點，結(jié)合其工況范圍進行一個折衷選擇，因此最終的結(jié)果是不能全面優(yōu)化整個工況范圍內(nèi)的內(nèi)燃機特性。在大力提倡節(jié)能減排的背景下，如果能夠靈活控制氣門的正時，對于全面提升內(nèi)燃機的綜合性能將直到積極作用。
[0003]進排氣凸輪一旦加工完成，其型線在工作過程當中是很難改變的，因此在已有的眾多氣門正時機構(gòu)發(fā)明設(shè)計當中都對凸輪軸傳動輪進行了改進。在改進傳動輪的過程當中不免會使傳動輪的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，并且會增加傳動輪的質(zhì)量。而傳動輪的轉(zhuǎn)速為發(fā)動機轉(zhuǎn)速的1/2，其轉(zhuǎn)速較高，在變工況的時候由于慣性將增加傳動系統(tǒng)的動態(tài)負荷。因此，如果增大傳動輪的質(zhì)量必然造成傳動負荷的進一步增加，對于改善發(fā)動機的動態(tài)響應(yīng)很不利。
[0004]為了達到改變氣門正時的目的，同時也不增加傳動系統(tǒng)的質(zhì)量，本發(fā)明重新設(shè)計了 一種連續(xù)可變氣門正時機構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種在不增加傳動系統(tǒng)的質(zhì)量的情況下實現(xiàn)氣門正時的連續(xù)可變氣門正時控制裝置。
[0006]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，提供一種連續(xù)可變氣門正時控制裝置，該控制裝置基于曲軸、排氣凸輪軸齒輪、進氣凸輪軸齒輪和傳動鏈組成的鏈傳動系統(tǒng)，包括三個傳動鏈張緊器，每個傳動鏈張緊器通過連接油管連接一個傳動鏈張緊器控制器；第一傳動鏈張緊器安裝在曲軸與排氣凸輪軸齒輪之間，第二傳動鏈張緊器安裝在排氣凸輪軸齒輪與進氣凸輪軸齒輪之間，第三傳動鏈張緊器安裝在曲軸與進氣凸輪軸齒輪之間。
[0007]進一步地，所述傳動鏈張緊器包括一張緊輪，張緊輪裝配在傳動桿的一端，傳動桿的另一端與張緊活塞連接；傳動桿安裝在傳動桿滑座內(nèi)，傳動桿上設(shè)置有張緊彈簧定位凸臺，在張緊彈簧定位凸臺與傳動桿滑座之間安裝有張緊彈簧；張緊活塞裝配在液壓腔內(nèi)，液壓腔固定安裝在傳動桿滑座上，傳動桿滑座與固定在發(fā)動機機體上；所述液壓腔上還設(shè)置有進油接口，該進油接口與連接油管連接。
[0008]進一步地，所述傳動鏈張緊器控制器包括一控制器殼體和電磁閥，控制器殼體上裝配有一控制活塞；控制活塞的一端位于控制器殼體內(nèi)，控制活塞的另一端與電磁閥連接；控制活塞與電磁閥之間安裝有控制活塞回位彈簧；控制器殼體上還設(shè)置有兩個個環(huán)境壓力孔，兩環(huán)境壓力孔分別位于控制活塞的兩行程端外；控制器殼體上還設(shè)置有高壓油進口、回油口和出油接口，出油接口與連接油管連接。
[0009]優(yōu)選地，所述回位彈簧與控制活塞同軸裝配。
[0010]優(yōu)選地，所述電磁閥安裝在控制器殼體上。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案中的一個技術(shù)方案具有如下優(yōu)點:
1、本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)進、排氣門正時提前或者是推遲的連續(xù)可變控制，并且進氣門與排氣門的可變控制相互獨立。
[0012]2、本發(fā)明的控制裝置與氣門傳動機構(gòu)相對獨立，即便是在控制裝置失效的情況也不會影響傳動機構(gòu)本身的正常運行，也不會影響發(fā)動機的基本工作。
[0013]3、本發(fā)明的控制裝置與氣門傳動機構(gòu)相對獨立，無論是控制裝置損壞還是傳動系統(tǒng)損壞都不會產(chǎn)生相互影響，降低了維修成本和維修難度。
[0014]4、對氣門本身的傳動機構(gòu)的改變較小，幾乎不增加傳統(tǒng)的氣門傳動機構(gòu)的重量。
[0015]5、控制裝置本身不會隨氣門傳動機構(gòu)一起高速運行，降低了運動件的總重量，有利于提高傳動系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性，降低了對控制系統(tǒng)本身的要求。
[0016]6、控制裝置本身均可使用通用零部件，開發(fā)難度較小，開發(fā)成本相對較低。
[0017]7、直接控制的零部件為電磁閥，電磁閥為位置式，控制難度小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明一較佳實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明一較佳實施例中傳動鏈張緊器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是本發(fā)明一較佳實施例中傳動鏈張緊器控制器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]【專利附圖】

【附圖說明】:1曲軸，2排氣凸輪軸齒輪，3進氣凸輪軸齒輪，4傳動鏈，5a第一傳動鏈張緊器，6a第一連接油管，7a第一傳動鏈張緊器控制器，5b第二傳動鏈張緊器，6b第二連接油管，7b第二傳動鏈張緊器控制器，5c第三傳動鏈張緊器，6c第三連接油管，7c第三傳動鏈張緊器控制器，51張緊彈簧定位凸臺，52張緊彈簧，53傳動桿，54進油接口，55液壓腔，56張緊活塞，57傳動桿滑座，58張緊輪，71控制活塞，72控制活塞回位彈簧，73電磁閥，74控制器殼體，75出油接口，a環(huán)境壓力孔，b高壓油進口，c回油口。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖與一個具體實施例進行說明。
[0023]參見圖1至圖3。本實施例所描述的連續(xù)可變氣門正時控制裝置，該控制裝置基于曲軸1、排氣凸輪軸齒輪2、進氣凸輪軸齒輪3和傳動鏈4組成的鏈傳動系統(tǒng)。
[0024]如圖1所示的連續(xù)可變氣門正時裝置包括曲軸1、進氣凸輪軸齒輪2、排氣凸輪軸齒輪3、傳動鏈4、第一傳動鏈張緊器5a、第二傳動鏈張緊器5b、第三傳動鏈張緊器5c、第一傳動鏈張緊器控制器7a、第二傳動鏈張緊器控制器7b、第三傳動鏈張緊器控制器7c、第一連接油管6a、第二連接油管6b和第三連接油管6c。
[0025]曲軸1、進氣凸輪軸齒輪2和排氣凸輪軸齒輪3三者由傳動鏈4連接并實現(xiàn)傳動，三者的轉(zhuǎn)動方向一致。[0026]曲軸I與進氣凸輪軸齒輪2之間安裝有第一傳動鏈張緊器5a,第一傳動鏈張緊器5a通過第一連接油管6a與第一傳動鏈張緊器控制器7a相連接。
[0027]進氣凸輪軸齒輪2與排氣凸輪軸齒輪3之間安裝有第二傳動鏈張緊器5b，第二傳動鏈張緊器5b通過第二連接油管6b與第二傳動鏈張緊器控制器7b相連接。
[0028]排氣凸輪軸齒輪3與曲軸I之間安裝有第三傳動鏈張緊器5c，第三傳動鏈張緊器5c通過第三連接油管6c與第三傳動鏈張緊器控制器7c相連接。
[0029]第一傳動鏈張緊器5a、第二傳動鏈張緊器5b和第三傳動鏈張緊器5c具有相同的結(jié)構(gòu)特征，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。
[0030]如圖2所示的傳動鏈張緊器包括張緊輪58、傳動桿53、張緊彈簧52、張緊彈簧定位凸臺51、傳動桿滑座57、張緊活塞56、液壓腔55和進油接口 54。
[0031]張緊輪58安裝在傳動桿53的一端,傳動桿53的另一端安裝有張緊活塞56。傳動桿53固定在傳動桿滑座57內(nèi)，只能作往返線性滑動。傳動桿53上設(shè)置有張緊彈簧定位凸臺51，張緊彈簧52安裝在張緊彈簧定位凸臺51與傳動桿滑座57之間，傳動桿滑座57與發(fā)動機機體固定不可移動。液壓腔55安裝在傳動桿滑座57上，安裝在傳動桿53上的張緊活塞56伸入到液壓腔55內(nèi)，張緊活塞56可以在液壓腔55內(nèi)作往返線性滑動。液壓腔55上還設(shè)置有進油接口 54，進油接口 54與傳動鏈張緊器控制器的出油接口 75通過連接油管連接。
[0032]張緊器是這樣工作的，當沒有任何液體流入液壓腔55時，安裝在傳動桿53與傳動桿滑座57之間的張緊彈簧52的力作用于傳動桿53上，因此位于傳動桿53 —端的張緊輪58則壓緊在傳動鏈4上，使傳動鏈處于張緊狀態(tài)。當有控制液體流入液壓腔55時，液壓力則會作用于張緊活塞56上，因此傳動桿53就會受張緊彈簧52和液壓力的雙重作用，其平衡被打破，因此傳動桿53則會伸長，張緊輪58則進一步壓緊傳動鏈，位于該張緊器位置段的傳動鏈長度增加。同時，由于傳動鏈的總長度固定，因此必有另一段的傳動鏈長度會縮短，也可以是另兩段都縮短或者一段伸長另一段段縮短。當液壓腔55內(nèi)的液體總體積不變時，傳動桿的長不發(fā)生改變，位于該段的傳動鏈長度也不發(fā)生任何改變。當液壓腔55內(nèi)的液體在張緊器控制器的作用下與回油口 c接通時，作用于張緊活塞56的液壓力將會減小，在傳動鏈4的反作用力下，傳動桿53將會縮短，位于該段的傳動鏈長度變短。相應(yīng)地，由于傳動鏈的總長度固定，因此必有另一段的傳動鏈長度會伸長，也可以是另兩段都伸長或者一段伸長另一段段縮短。
[0033]第一傳動鏈張緊器控制器7a、第二傳動鏈張緊器控制器7b和第三傳動鏈張緊器控制器7c具有相同的結(jié)構(gòu)特征，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。
[0034]如圖3所不的傳動鏈張緊器控制器包括控制器殼體74、控制活塞71、控制活塞回位彈簧72、電磁閥73、出油接口 75、兩個環(huán)境壓力孔a、高壓油進口 b和回油口 C。
[0035]控制活塞71安裝在控制器殼體74內(nèi)，控制活塞71 —端自由，控制活塞71的另一端與安裝在控制器殼體上的電磁閥73相連接。控制活塞71與控制器殼體74之間安裝有控制活塞回位彈簧72，控制活塞回位彈簧72與控制活塞71同軸安裝?？刂破鳉んw74上設(shè)置有出油接口 75，并通過連接油管與張緊器進油接口 54連接。控制器殼體74上還設(shè)置有兩個環(huán)境壓力孔al和a2，環(huán)境壓力孔al和a2分別位于控制活塞71的兩行程端外?？刂破鳉んw74上還設(shè)置有高壓油進口 b和回油口 C。[0036]傳動鏈張緊器控制器是這樣工作的，控制活塞71可以在控制器殼體74內(nèi)作線性運動，其運動受控制活塞回位彈簧72和電磁閥73的共同作用。
[0037]當電磁閥73無動作時，此時電磁閥位于位置0，在控制活塞回位彈簧72的作用下處于原始位置，出油接口 75與回油口 C相連通，也即是傳動鏈張緊器的液壓腔55與回油口c相連通，液體可以自由流出液壓腔55。
[0038]當電磁閥73位于位置I時，控制活塞71同時封閉高壓進油口 b和回油口 C，也即是傳動鏈張緊器液壓腔55內(nèi)的液體保持不變。
[0039]當電磁閥位于位置2時，控制活塞封閉回油口 c并打開高壓進油口 b，液體經(jīng)出油接口 75和連接油管進入到傳動鏈張緊器液壓腔55內(nèi)。
[0040]也就是說，當張緊器控制器電磁閥73位于位置O時，張緊器液壓腔55內(nèi)的液體與回油口 c連通，傳動桿53在傳動鏈4的反作用力下將回縮短，直到其反作用力與張緊彈簧52的力達到平衡時傳動桿53的位置將不再變化；當張緊器控制器電磁閥73位于位置I時，張緊器液壓腔55內(nèi)的液體與高壓油進口 b和回油口 c均不連通，張緊器液壓腔55內(nèi)的液體保持不變，傳動桿53的位置不發(fā)生任何變化，與其處于伸長或是縮短狀態(tài)無關(guān)，也就是說的正時情況保持不變，與其處于提前或者是推遲狀態(tài)無關(guān)；當張緊器控制器電磁閥73位于位置2時，張緊器液壓腔55內(nèi)的液體與高壓油進口 b連通而與回油口 c斷開，高壓油流入到張緊器液壓腔55內(nèi)，傳動桿53伸長直到電磁閥73回到位置I而關(guān)閉高壓油進口 b和回油口 C，此時傳動桿53的位置將保持不變。
[0041]曲軸1、進氣凸輪軸齒輪2和排氣凸輪軸齒輪3三者由傳動鏈4連接并實現(xiàn)傳動，三者的轉(zhuǎn)動方向一致且為順時針方向。在不進行任何控制操作的情況下，第一傳動鏈張緊器5a、第二傳動鏈張緊器5b和第三傳動鏈張緊器5c在張緊彈簧52的作用下使傳動鏈4處于張緊狀態(tài)以保證傳動的可靠性。
[0042]為了講述清楚通過改變長度來改變進、排氣門正時的原理，將傳動鏈4分為三個段:位于曲軸I與進氣凸輪軸齒輪2之間的這一段稱為QJ段，位于進氣凸輪軸齒輪2與排氣凸輪軸齒輪3之間的這一段稱為JP段，位于排氣凸輪軸齒輪3與曲軸I之間的這一段稱為PQ段。在3個張緊器都沒有任何動作的情況下，三段傳動鏈分別在張緊器彈簧的作用下處于張緊狀態(tài)，并能夠正常工作。
[0043]在傳動鏈張緊器控制器的作用下，張緊器的可以實現(xiàn)的動作分別為伸長、縮短和長度不變?nèi)N情況。當某一張緊器伸長時，該張緊器所處的兩個輪之間的傳動鏈長度就會變長；當某一張緊器縮短時，該張緊器所處的兩個輪之間的傳動鏈長度就會變短；當張緊器位置不變時，該張緊器所處的兩個輪之間的傳動鏈長度就保持不變。當張緊器伸長或者是縮短后，在張緊器控制器的控制作用下能夠保持在該狀態(tài)而不發(fā)生改變。
[0044]例如:當?shù)谝粡埦o器5a伸長時，傳動鏈QJ段將變長，因此傳動鏈必然會拖動進氣凸輪軸齒輪2相對于曲軸I順時針方向轉(zhuǎn)動一個角度，否則傳動鏈將會發(fā)生塑性變形或者是斷裂，此種情況下進氣正時提前。無論JP段和PQ段的長度如何變化，這個結(jié)果都不會被改變。反之，若第一張緊器5a縮短，傳動鏈QJ段將變短，因此傳動鏈必然會拖動進氣凸輪軸齒輪2相對于曲軸I逆時針方向轉(zhuǎn)動一個角度，否則傳動鏈將處于松馳狀態(tài)，傳動將失效，此種情況下進氣正時提前。若需要保持正時狀態(tài)不變，則只需要讓與之對應(yīng)的張緊器控制器的電磁閥處于位置I。依次類推可以得出排氣門凸輪軸的正時控制方法。[0045]根據(jù)本發(fā)明所提供的裝置及控制方法，本發(fā)明可以實現(xiàn)的進、排氣門正時控制以及進排氣門重疊角可以分為以下12種情況，分別為:
【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)可變氣門正時控制裝置，該控制裝置基于曲軸(I)、排氣凸輪軸齒輪(2)、進氣凸輪軸齒輪(3)和傳動鏈(4)組成的鏈傳動系統(tǒng)，其特征在于，包括三個傳動鏈張緊器，每個傳動鏈張緊器通過連接油管連接一個傳動鏈張緊器控制器；第一傳動鏈張緊器(5a)安裝在曲軸(I)與排氣凸輪軸齒輪(2)之間，第二傳動鏈張緊器(5b)安裝在排氣凸輪軸齒輪(2)與進氣凸輪軸齒輪(3)之間，第三傳動鏈張緊器(5c)安裝在曲軸(I)與進氣凸輪軸齒輪(3)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)可變氣門正時控制裝置，其特征在于，所述傳動鏈張緊器包括一張緊輪(58)，張緊輪(58)裝配在傳動桿(53)的一端，傳動桿(53)的另一端與張緊活塞(56)連接；傳動桿(53)安裝在傳動桿滑座(57)內(nèi)，傳動桿(53)上設(shè)置有張緊彈簧定位凸臺(51)，在張緊彈簧定位凸臺(51)與傳動桿滑座(57)之間安裝有張緊彈簧(52);張緊活塞(56)裝配在液壓腔(55)內(nèi)，液壓腔(55)固定安裝在傳動桿滑座(57)上，傳動桿滑座(57 )與固定在發(fā)動機機體上；所述液壓腔(55 )上還設(shè)置有進油接口( 54)，該進油接口與連接油管連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)可變氣門正時控制裝置，其特征在于，所述傳動鏈張緊器控制器包括一控制器殼體(74)和電磁閥(73)，控制器殼體(74)上裝配有一控制活塞(71);控制活塞(71)的一端位于控制器殼體(74)內(nèi)，控制活塞(71)的另一端與電磁閥(73)連接；控制活塞(71)與電磁閥(73)之間安裝有控制活塞回位彈簧(72);控制器殼體(74)上還設(shè)置有兩個個環(huán)境壓力孔(al、a2)，兩環(huán)境壓力孔分別位于控制活塞(71)的兩行程端外；控制器殼體(74)上還設(shè)置有高壓油進口(b)、回油口(c)和出油接口，出油接口與連接油管連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種連續(xù)可變氣門正時控制裝置，其特征在于，所述回位彈簧與控制活塞同軸裝配。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種連續(xù)可變氣門正時控制裝置，其特征在于，所述電磁閥安裝在控制器殼體上。
【文檔編號】F01L1/344GK103939166SQ201410209055
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】田維, 韓志強, 王瑜, 樊利康, 何偉 申請人:西華大學