專利名稱：一種連續(xù)可變氣門升程系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)氣門設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是涉及一種連續(xù)可變氣門升程系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對(duì)于傳統(tǒng)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)來說，氣門升程量是固定不變的，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的調(diào)節(jié)是通過控制節(jié)氣門開度來實(shí)現(xiàn)的。這樣的控制辦法使得發(fā)動(dòng)機(jī)存在著較大的泵氣損失，特別是在部分負(fù)荷下，泵氣損失更為嚴(yán)重，會(huì)很大程度的影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。因此，國際各大汽車集團(tuán)都投入大量的資金和人力研發(fā)氣門升程可變技術(shù)。目前，連續(xù)可變氣門升程技術(shù)，可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況改變氣門升程量，使得節(jié)氣門始終處 于較大開度的范圍內(nèi)，能有效的降低油耗和排放、提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率和扭矩的特點(diǎn)。然而就目前上市的產(chǎn)品中，一類是氣門升程能實(shí)現(xiàn)兩級(jí)到三級(jí)的可調(diào)，不足之處在于只能部分提升發(fā)動(dòng)機(jī)的性能；另一類可以實(shí)現(xiàn)氣門升程的連續(xù)可變，但是機(jī)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的連續(xù)可變氣門升程系統(tǒng)，解決了目前氣門升程系統(tǒng)提升發(fā)動(dòng)機(jī)性能不完全以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)昂貴的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種連續(xù)可變氣門升程系統(tǒng)，包括第一搖臂，其第一端底側(cè)與氣門接觸并能推動(dòng)氣門，第二端底側(cè)由液壓挺柱支撐；驅(qū)動(dòng)凸輪，固定在凸輪軸上；第二搖臂，所述驅(qū)動(dòng)凸輪接觸并推動(dòng)所述第二搖臂的第一端，所述第二搖臂的第二端接觸并推動(dòng)所述第一搖臂；所述第二搖臂設(shè)置在偏心輪上，以偏心輪的中心為旋轉(zhuǎn)中心；所述偏心輪旋轉(zhuǎn)，所述偏心輪的中心位置發(fā)生改變，對(duì)應(yīng)地改變所述第二搖臂的動(dòng)力臂和阻力臂，最終改變與第一搖臂相接觸的氣門的升程?？蛇x地，上述的裝置中，所述第二搖臂的旋轉(zhuǎn)中心的位置改變，對(duì)應(yīng)地所述動(dòng)力臂和阻力臂的方向和大小、所述第二搖臂與水平面的夾角發(fā)生改變，再帶動(dòng)所述第一搖臂的轉(zhuǎn)動(dòng)量改變，最終改變氣門的升程。可選地，上述的裝置中，以預(yù)定距離與所述凸輪軸平行布置有驅(qū)動(dòng)軸，所述偏心輪固定在所述驅(qū)動(dòng)軸上?？蛇x地，上述的裝置中，所述偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍為0° -90°?？蛇x地，上述的裝置中，當(dāng)所述偏心輪的中心位于所述驅(qū)動(dòng)軸軸心垂直下方時(shí)，定義為初始狀態(tài)，此時(shí)，所述動(dòng)力臂最大、阻力臂最小，氣門升程量最小。當(dāng)所述偏心輪的中心由初始狀態(tài)逆時(shí)針轉(zhuǎn)到90°時(shí)，所述第二搖臂的旋轉(zhuǎn)中心升至其工作狀態(tài)的最高點(diǎn)，此時(shí)，所述動(dòng)力臂最小、阻力臂最大，氣門升程量最大。可選地，上述的裝置中，所述第一搖臂上位于第一端與第二端之間設(shè)有滾子軸承，用于與所述第二搖臂滑動(dòng)接觸?？蛇x地，上述的裝置中，所述第二搖臂的第二端與所述滾子軸承接觸處呈向內(nèi)凹的弧形。可選地，上述的裝置中，所述第二搖臂的第一端與所述驅(qū)動(dòng)凸輪接觸處呈向內(nèi)凹的弧形。可選地，上述的裝置中，所述第 二搖臂的旋轉(zhuǎn)中心到其驅(qū)動(dòng)力作用線的垂直距離為動(dòng)力臂，所述驅(qū)動(dòng)力由驅(qū)動(dòng)凸輪提供；所述第二搖臂的旋轉(zhuǎn)中心到其阻力作用線的垂直距離為阻力臂，所述阻力由第二搖臂旋轉(zhuǎn)推動(dòng)第一搖臂產(chǎn)生。本發(fā)明至少存在以下技術(shù)效果I)、本發(fā)明是利用偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)改變第二搖臂旋轉(zhuǎn)中心的位置，從而使得第二搖臂的動(dòng)力臂LI和阻力臂L2方向和大小發(fā)生改變,最終改變與第一搖臂相接觸的氣門的升程量，結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單，操控方便快捷；2 )、本發(fā)明中偏心輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，都將改變第二搖臂旋轉(zhuǎn)中心的位置，從而改變氣門升程量，即屬于無級(jí)調(diào)控，使得發(fā)動(dòng)機(jī)性能得到更高的提升；3)、本發(fā)明中偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍只是0° -90°，便可實(shí)現(xiàn)氣門升程量由最小至最大的變化，使得本系統(tǒng)調(diào)控效率更高；并且相應(yīng)的偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)操控部件也可得到簡(jiǎn)化，易于制造和安裝，同時(shí)還提升了系統(tǒng)的可靠性；4)、本發(fā)明第一搖臂上設(shè)有滾子軸承，使得與第二搖臂之間的摩擦更小，操控效率更高；第二搖臂上與第一搖臂和驅(qū)動(dòng)凸輪的接觸處均設(shè)計(jì)為內(nèi)凹弧形，起到抵消或補(bǔ)償由于第二搖臂旋轉(zhuǎn)帶來的位移增減的作用。


圖I為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的主視圖；圖3為本發(fā)明中氣門升程量分別最小和最大時(shí)各個(gè)構(gòu)件的位置關(guān)系示意圖；圖4為本發(fā)明中偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)前后位置關(guān)系、偏心輪中心移動(dòng)方向以及隨之運(yùn)動(dòng)的第二搖臂的前后位置關(guān)系示意圖；圖5為本發(fā)明中氣門升程量最小時(shí)動(dòng)力臂和阻力臂的示意圖；圖6為本發(fā)明中氣門升程量最大時(shí)動(dòng)力臂和阻力臂的示意圖；其中，I-第二搖臂，2-偏心輪，3-液壓挺柱，4-驅(qū)動(dòng)凸輪，5-第一搖臂，6_氣門，7_驅(qū)動(dòng)軸，8-凸輪軸，9-滾子軸承。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1-6所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種連續(xù)可變氣門升程系統(tǒng)，包括第一搖臂5，其第一端底側(cè)與氣門6接觸并能推動(dòng)氣門6，第二端底側(cè)由液壓挺柱3支撐，即第一搖臂5可繞液壓挺柱3轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)凸輪4，固定在凸輪軸8上。第二搖臂1，所述驅(qū)動(dòng)凸輪4接觸并推動(dòng)所述第二搖臂I的第一端，所述第二搖臂
I的第二端接觸并推動(dòng)所述第一搖臂5，即氣門6的推動(dòng)力由第二搖臂I提供。所述第二搖臂I設(shè)置在偏心輪2上，以偏心輪2的中心為旋轉(zhuǎn)中心。所述偏心輪2旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述偏心輪2的中心位置將改變，使得第二搖臂I的旋轉(zhuǎn)中心位置隨之改變，如圖4和圖5中所示的第二搖臂I的動(dòng)力臂LI和阻力臂L2也將相應(yīng)地 發(fā)生改變，最終改變與第一搖臂5相接觸的氣門6的升程，即氣門升程量，結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單，操控方便快捷。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以以預(yù)定距離在與所述凸輪軸8平行的位置布置一根驅(qū)動(dòng)軸7，所述偏心輪2固定在所述驅(qū)動(dòng)軸7上。如圖4的a部分所示，偏心輪2轉(zhuǎn)動(dòng)過程中是由圖中實(shí)線到虛線的變化，偏心輪2的中心的變化軌跡呈圓弧形，其轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍為0° -90° ,同時(shí)氣門升程量也實(shí)現(xiàn)如圖3中所示的由min-max的變化。如圖3中的實(shí)線部分以及圖5所示，當(dāng)所述偏心輪2的中心位于所述驅(qū)動(dòng)軸7軸心垂直下方，即圖4的b部分中的A點(diǎn)位置時(shí)，定義為初始狀態(tài)。此時(shí)，所述動(dòng)力臂LI最大、阻力臂L2最小，氣門升程量最小。當(dāng)所述偏心輪2的中心由初始狀態(tài)向驅(qū)動(dòng)凸輪4所在方向逐漸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)升高時(shí)，所述第二搖臂I的旋轉(zhuǎn)中心將隨之旋轉(zhuǎn)且順著圓弧形的軌跡升高，移動(dòng)軌跡如圖4的b部分中箭頭方向所示，使得第二搖臂I無論是水平和豎直方向均有移動(dòng)。因?yàn)轵?qū)動(dòng)凸輪4是固定的，而第一搖臂5可繞液壓挺柱3轉(zhuǎn)動(dòng)，通過圖4和圖5以及力學(xué)常識(shí)可知，上述移動(dòng)必將導(dǎo)致第二搖臂I與水平面的夾角發(fā)生改變，此時(shí)動(dòng)力臂LI方向?qū)⒏淖?，并且?dòng)力臂LI將逐漸變??；另外，第二搖臂I的第二端必將推動(dòng)第一搖臂5順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，此時(shí)阻力臂L2的方向?qū)⒏淖?，阻力臂L2將逐漸變大，相應(yīng)地第一搖臂5的轉(zhuǎn)動(dòng)量也變大，最終使得設(shè)置在第一搖臂5第一端底部的氣門6的升程量也逐漸變大。如圖3中的虛線部分以及圖6所示，當(dāng)所述偏心輪2的旋轉(zhuǎn)角度為90°時(shí)，所述第二搖臂I的旋轉(zhuǎn)中心升至其工作狀態(tài)的最高點(diǎn)，即圖4的b部分中的B點(diǎn)位置，此時(shí)，所述動(dòng)力臂最小、阻力臂最大，氣門升程最大。對(duì)應(yīng)地，若要使氣門升程量由大變到小，使所述偏心輪2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)即可，原理相同，具體過程與上述過程相反，此處不再贅述。本發(fā)明中偏心輪2每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，都將改變第二搖臂I旋轉(zhuǎn)中心的位置，從而改變氣門升程量，即本系統(tǒng)屬于無級(jí)調(diào)控，使得發(fā)動(dòng)機(jī)性能得到更高的提升。另外，偏心輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍只是0° -90°，便可實(shí)現(xiàn)氣門升程量由最小至最大的變化，使得本系統(tǒng)調(diào)控效率更高；并且相應(yīng)的偏心輪2轉(zhuǎn)動(dòng)操控部件也可得到簡(jiǎn)化，易于制造和安裝，同時(shí)還提升了系統(tǒng)的可靠性。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一搖臂5上位于第一端與第二端之間可以設(shè)有滾子軸承9，用于與所述第二搖臂I滑動(dòng)接觸，使得與第二搖臂之間的摩擦更小，操控效率更聞。所述第二搖臂I的第二端與所述滾子軸承9接觸處以及所述第二搖臂I的第一端與所述驅(qū)動(dòng)凸輪4接觸處均呈向內(nèi)凹的弧形，起到抵消或補(bǔ)償由于第二搖臂旋轉(zhuǎn)帶來的位移增減的作用。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第二搖臂I的旋轉(zhuǎn)中心到其驅(qū)動(dòng)力作用線的垂直距離為動(dòng)力臂LI，所述驅(qū)動(dòng)力由驅(qū)動(dòng)凸輪4提供。所述第二搖臂I的旋轉(zhuǎn)中心到其阻力作用線的垂直距離為阻力臂L2，所述阻力由
第二搖臂I旋轉(zhuǎn)推動(dòng)第一搖臂5產(chǎn)生。本發(fā)明使得氣門升程量由最小到最大的整個(gè)工作過程如下首先，發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸8帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)凸輪4旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)凸輪4驅(qū)動(dòng)第二搖臂I的第一端，使第二搖臂I繞偏心輪2擺動(dòng)，第二搖臂I的第二端再驅(qū)動(dòng)第一搖臂5繞液壓挺柱3擺動(dòng)，從而控制第一搖臂5的第一端底部的氣門6的升降。
無級(jí)調(diào)控時(shí),相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)偏心輪2由初始狀態(tài)開始逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，偏心輪2的中心位置都將順著圓弧形的軌跡升高。此時(shí)，以偏心輪2中心為旋轉(zhuǎn)中心的第二搖臂I也隨之升高，第二搖臂I在水平和豎直方向均發(fā)生位移，固定的驅(qū)動(dòng)凸輪4使得第二搖臂I與水平面的夾角改變，因此動(dòng)力臂LI方向改變，動(dòng)力臂LI逐漸減小。相應(yīng)地，第二搖臂I的旋轉(zhuǎn)中心升高過程中，第二搖臂I的第二端必將推動(dòng)第一搖臂5順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，此時(shí)阻力臂L2的方向?qū)⒏淖?阻力臂L2將逐漸變大,使得第一搖臂5的轉(zhuǎn)動(dòng)量變大。最終使得設(shè)置在第一搖臂5第一端底部的氣門6的升程量也逐漸變大，從而達(dá)到無級(jí)調(diào)控氣門升程量的目的，改善汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能。最后，若氣門升程量要由最大到最小，則將上述工作過程反過來即可，此處不再贅述。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)可變氣門升程系統(tǒng)，其特征在于，包括 第一搖臂(5)，其第一端底側(cè)與氣門(6)接觸并能推動(dòng)氣門(6)，第二端底側(cè)由液壓挺柱(3)支撐； 驅(qū)動(dòng)凸輪(4)，固定在凸輪軸(8)上； 第二搖臂(I )，所述驅(qū)動(dòng)凸輪(4)接觸并推動(dòng)所述第二搖臂(I)的第一端，所述第二搖臂(I)的第二端接觸并推動(dòng)所述第一搖臂(5)； 所述第二搖臂(I)設(shè)置在偏心輪(2)上，以偏心輪(2)的中心為旋轉(zhuǎn)中心； 所述偏心輪(2)旋轉(zhuǎn)，所述偏心輪(2)的中心位置發(fā)生改變，對(duì)應(yīng)地改變所述第二搖臂(O的動(dòng)力臂和阻力臂，最終改變與第一搖臂(5)相接觸的氣門(6)的升程。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)可變氣門升程系統(tǒng)，其特征在于，所述第二搖臂(I)的旋轉(zhuǎn)中心的位置改變，對(duì)應(yīng)地所述動(dòng)力臂和阻力臂的方向和大小、所述第二搖臂(I)與水平面的夾角發(fā)生改變，再帶動(dòng)所述第一搖臂(5)的轉(zhuǎn)動(dòng)量改變，最終改變氣門(6)的升程。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)可變氣門升程系統(tǒng)，其特征在于，以預(yù)定距離與所述凸輪軸(8)平行布置有驅(qū)動(dòng)軸(7)，所述偏心輪(2)固定在所述驅(qū)動(dòng)軸(7)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)可變氣門升程系統(tǒng)，其特征在于，所述偏心輪(2)的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍為0° -90°。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的連續(xù)可變氣門升程系統(tǒng)，其特征在于， 當(dāng)所述偏心輪(2)的中心位于所述驅(qū)動(dòng)軸(7)軸心垂直下方時(shí)，定義為初始狀態(tài)，此時(shí)，所述動(dòng)力臂最大、阻力臂最小，氣門升程量最小。
當(dāng)所述偏心輪(2)的中心由初始狀態(tài)逆時(shí)針轉(zhuǎn)到90°時(shí)，所述第二搖臂(I)的旋轉(zhuǎn)中心升至其工作狀態(tài)的最高點(diǎn)，此時(shí)，所述動(dòng)力臂最小、阻力臂最大，氣門升程量最大。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)可變氣門升程系統(tǒng)，其特征在于，所述第一搖臂(5)上位于第一端與第二端之間設(shè)有滾子軸承(9)，用于與所述第二搖臂(I)滑動(dòng)接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的連續(xù)可變氣門升程系統(tǒng)，其特征在于，所述第二搖臂(I)的第二端與所述滾子軸承(9 )接觸處呈向內(nèi)凹的弧形。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)可變氣門升程系統(tǒng)，其特征在于，所述第二搖臂(I)的第一端與所述驅(qū)動(dòng)凸輪(4 )接觸處呈向內(nèi)凹的弧形。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)可變氣門升程系統(tǒng)，其特征在于， 所述第二搖臂(I)的旋轉(zhuǎn)中心到其驅(qū)動(dòng)力作用線的垂直距離為動(dòng)力臂，所述驅(qū)動(dòng)力由驅(qū)動(dòng)凸輪(4)提供； 所述第二搖臂(I)的旋轉(zhuǎn)中心到其阻力作用線的垂直距離為阻力臂，所述阻力由第二搖臂(I)旋轉(zhuǎn)推動(dòng)第一搖臂(5)產(chǎn)生。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種連續(xù)可變氣門升程系統(tǒng)，涉及發(fā)動(dòng)機(jī)氣門設(shè)計(jì)領(lǐng)域，包括第一搖臂，其第一端底側(cè)與氣門接觸并能推動(dòng)氣門，第二端底側(cè)由液壓挺柱支撐；還包括用于推動(dòng)第一搖臂以及被固定設(shè)置的驅(qū)動(dòng)凸輪所驅(qū)動(dòng)的第二搖臂，所述第二搖臂設(shè)置在偏心輪上，以偏心輪的中心為旋轉(zhuǎn)中心；所述第二搖臂的旋轉(zhuǎn)中心的位置改變，對(duì)應(yīng)地所述動(dòng)力臂和阻力臂的方向和大小、所述第二搖臂與水平面的夾角發(fā)生改變，再帶動(dòng)所述第一搖臂的轉(zhuǎn)動(dòng)量改變，最終改變與第一搖臂相接觸的氣門的升程；本發(fā)明解決了目前氣門升程系統(tǒng)提升發(fā)動(dòng)機(jī)性能不完全以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)昂貴的問題。
文檔編號(hào)F01L13/00GK102852584SQ20121036238
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者盧本友, 劉巖, 沈源, 由毅, 趙福全 申請(qǐng)人:浙江吉利汽車研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司, 浙江吉利控股集團(tuán)有限公司