專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)諧波調(diào)相裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域中的配氣凸輪機(jī)構(gòu)諧波調(diào)相裝置。
在本實(shí)用新型之前，已有內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪軸和在其上的若干個(gè)凸輪是一個(gè)剛性整體。與本實(shí)用新型最為接近的已有技術(shù)如圖1所示，它是由正時(shí)齒輪1，凸輪軸2組成的(內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造、江蘇工學(xué)院、譚正三主編 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社1989年)。
凸輪軸2上的各個(gè)凸輪相互之的空間位置和各自的廓形必須與內(nèi)燃機(jī)的工作順序以及相應(yīng)的理論配氣相位嚴(yán)格準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)的條件下，才能使內(nèi)燃機(jī)獲得最佳工作狀態(tài)。但在內(nèi)燃機(jī)的工作過(guò)程中，它的工作條件一直處于變動(dòng)的狀態(tài)，如負(fù)載的大小，速度的高低，路面的不平度等。這樣，在每一具體工況條件下能實(shí)時(shí)獲得的具體配氣相位，較理論最佳配氣相位將差異很大。另外由于各凸輪廓形的制造誤差、相互之間的位置誤差以及凸倫軸和曲軸之間的傳動(dòng)誤差等，將更加劇上述差異的存在，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際工作過(guò)程中功率不能得到充分發(fā)揮，排污量加大，加劇了對(duì)環(huán)境的污染。特別是在當(dāng)今世界汽車(chē)工業(yè)迅猛發(fā)展的今天，已成為世人十分擔(dān)憂的問(wèn)題。
為了克服上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于利用諧波齒輪傳動(dòng)的工作原理，為內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)研制一種新型的諧波齒輪調(diào)相裝置，以保證內(nèi)燃機(jī)在任何工況條件下，都能在中央控制機(jī)的指令下，使各個(gè)凸輪的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)角按最佳配氣相位所需求的角度，時(shí)實(shí)準(zhǔn)確地得以實(shí)現(xiàn)。從而使內(nèi)燃機(jī)的工作效率顯著提高，耗油量減少，對(duì)環(huán)境的污染明顯的得到改善。
本實(shí)用新型的詳細(xì)內(nèi)容如圖2所示它由正時(shí)齒輪1、凸輪軸2和數(shù)控諧波齒輪差速傳動(dòng)裝置(3、4、5、6、7、8、9)所組成。
數(shù)控諧波齒輪差速傳動(dòng)裝置是由電機(jī)3、箱蓋4、剛輪5、柔輪6、箱體7、波發(fā)生器8和輸出剛輪9所組成。
正時(shí)齒輪1與箱體7、剛輪5以及箱蓋4剛性聯(lián)結(jié)。輸出剛輪9分別與柔輪6、剛輪5齒嚙合，與凸輪軸2剛性聯(lián)結(jié)構(gòu)成一體，并能隨正時(shí)齒輪1繞其軸線旋轉(zhuǎn)，從而可使在曲軸驅(qū)動(dòng)正時(shí)齒輪1旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)凸輪軸2轉(zhuǎn)動(dòng)。
電機(jī)3的軸和波發(fā)生器8剛性聯(lián)結(jié)，柔輪6分別與剛輪5和輸出剛輪9齒嚙合，輸出剛輪9與凸輪軸2剛性聯(lián)結(jié)，構(gòu)成大減速比的諧波傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，并能繞電機(jī)3的軸線旋轉(zhuǎn)，從而可使曲軸通過(guò)正時(shí)齒輪1帶動(dòng)凸輪軸2轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，電機(jī)3也能帶動(dòng)凸倫軸2產(chǎn)生附加的轉(zhuǎn)角。
本實(shí)用新型詳細(xì)內(nèi)容的另一種技術(shù)構(gòu)思如圖3所示數(shù)控諧波齒輪差速傳動(dòng)裝置是由電機(jī)3、箱蓋4、剛輪5、柔輪6、箱體7、波發(fā)生器8所組成。和前述方案相比，去掉了輸出剛輪9。在這種結(jié)構(gòu)中，電機(jī)3的軸和波發(fā)生器8剛性聯(lián)接，柔輪6和凸輪軸2剛性聯(lián)接，并能繞電機(jī)3的軸線旋轉(zhuǎn)。
本實(shí)用新型的作用原理和工作過(guò)程是在內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際工作過(guò)程中，因多種原因的影響，曲軸通過(guò)正時(shí)齒輪1使凸輪軸2上凸輪的實(shí)際轉(zhuǎn)角與其最佳配氣相位所要求的理論轉(zhuǎn)角將有一定差異。此時(shí)能反映該具體工作狀況的有關(guān)參數(shù)將有相應(yīng)的傳感器測(cè)得，并及時(shí)送入中央控制計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)借助已存貯的相應(yīng)該工況的最佳配氣相位軟件系統(tǒng)進(jìn)行分析對(duì)比計(jì)算之后，立即求出為補(bǔ)償該差異凸輪應(yīng)該轉(zhuǎn)過(guò)的附加轉(zhuǎn)角，并及時(shí)向電機(jī)3發(fā)出指令，讓電機(jī)3帶動(dòng)波發(fā)生器8，迫使柔輪6，經(jīng)減速后通過(guò)輸出剛輪9帶動(dòng)凸輪軸2使其上面的凸輪實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)的附加轉(zhuǎn)角，從而可使內(nèi)燃機(jī)在該具體工況條件下，能獲得最佳配氣相位，并使其達(dá)到最佳工作狀態(tài)。這種原理工作過(guò)程也適用于圖3所示的方案。
本實(shí)用新型的積極效果是可以克服在已有的技術(shù)中，由于凸輪軸2的轉(zhuǎn)角達(dá)不到理想配氣相位所造成的內(nèi)燃機(jī)工作效率不高和造成對(duì)環(huán)境污染。本實(shí)用新型可以大大提高內(nèi)燃機(jī)工作效率節(jié)約燃料和減少?gòu)U氣對(duì)環(huán)境的污染。


圖1是已有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例可采用圖2所示的結(jié)構(gòu)，電機(jī)3采用步進(jìn)電機(jī)，剛輪5和輸出剛輪9采用20°壓力角的漸開(kāi)線齒廓，采用45＃鋼制造并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。柔輪6采用20°壓力角的漸開(kāi)線齒廓，用35CrMnSiA制造并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。
剛輪5、柔輪6和輸出剛輪9三者的最佳嚙合參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)均可用由長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械研究所研制開(kāi)發(fā)的諧波齒輪傳動(dòng)CAD軟件系統(tǒng)經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)后獲得。
如果采用圖3所示的技術(shù)方案，只是去掉輸出剛輪9，其它技術(shù)要求不變。
權(quán)利要求1.內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)諧波調(diào)相裝置，是由正時(shí)齒輪，凸輪軸和在其上的凸輪組成的，其特征在于正時(shí)齒輪1與箱體7、剛輪5以及箱蓋4剛性聯(lián)接，輸出剛輪9分別與柔輪6齒嚙合，與凸輪軸2剛性聯(lián)接，并能隨正時(shí)齒輪1繞其軸線旋轉(zhuǎn)，電機(jī)3的軸和波發(fā)生器8剛性聯(lián)接，柔輪6分別與剛輪5和輸出剛輪9齒嚙合，并能繞電機(jī)3的軸線旋轉(zhuǎn)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是一種利用諧波傳動(dòng)原理發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)諧波調(diào)相裝置，它的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是將一種新型的諧波差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與凸輪軸同軸配置組合成一體，因而具有結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)相定位精確和易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控等優(yōu)點(diǎn)。故將其用于汽車(chē)、飛機(jī)、坦克、艦船……內(nèi)燃機(jī)中，將可顯著地提高其輸出功率，降低耗油量并可改善對(duì)環(huán)境的污染。
文檔編號(hào)F01L1/06GK2123610SQ9220707
公開(kāi)日1992年12月2日 申請(qǐng)日期1992年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月13日
發(fā)明者謝金瑞, 何惠陽(yáng), 張承嘉 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械研究所