CN102852584B - 一种连续可变气门升程*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续可变气门升程***，涉及发动机气门设计领域，包括第一摇臂，其第一端底侧与气门接触并能推动气门，第二端底侧由液压挺柱支撑；还包括用于推动第一摇臂以及被固定设置的驱动凸轮所驱动的第二摇臂，所述第二摇臂设置在偏心轮上，以偏心轮的中心为旋转中心；所述第二摇臂的旋转中心的位置改变，对应地所述动力臂和阻力臂的方向和大小、所述第二摇臂与水平面的夹角发生改变，再带动所述第一摇臂的转动量改变，最终改变与第一摇臂相接触的气门的升程；本发明解决了目前气门升程***提升发动机性能不完全以及结构复杂、造价昂贵的问题。

Description

一种连续可变气门升程***

技术领域

本发明涉及发动机气门设计领域，特别是涉及一种连续可变气门升程***。

背景技术

对于传统的汽油发动机来说，气门升程量是固定不变的，发动机负荷的调节是通过控制节气门开度来实现的。这样的控制办法使得发动机存在着较大的泵气损失，特别是在部分负荷下，泵气损失更为严重，会很大程度的影响发动机的性能。

因此，国际各大汽车集团都投入大量的资金和人力研发气门升程可变技术。目前，连续可变气门升程技术，可以根据发动机的运行工况改变气门升程量，使得节气门始终处于较大开度的范围内，能有效的降低油耗和排放、提高发动机功率和扭矩的特点。然而就目前上市的产品中，一类是气门升程能实现两级到三级的可调，不足之处在于只能部分提升发动机的性能；另一类可以实现气门升程的连续可变，但是机构复杂、造价昂贵。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的连续可变气门升程***，解决了目前气门升程***提升发动机性能不完全以及结构复杂、造价昂贵的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种连续可变气门升程***，包括：

第一摇臂，其第一端底侧与气门接触并能推动气门，第二端底侧由液压挺柱支撑；

驱动凸轮，固定在凸轮轴上；

第二摇臂，所述驱动凸轮接触并推动所述第二摇臂的第一端，所述第二摇臂的第二端接触并推动所述第一摇臂；

所述第二摇臂设置在偏心轮上，以偏心轮的中心为旋转中心；

所述偏心轮旋转，所述偏心轮的中心位置发生改变，对应地改变所述第二摇臂的动力臂和阻力臂，最终改变与第一摇臂相接触的气门的升程。

可选地，上述的装置中，所述第二摇臂的旋转中心的位置改变，对应地所述动力臂和阻力臂的方向和大小、所述第二摇臂与水平面的夹角发生改变，再带动所述第一摇臂的转动量改变，最终改变气门的升程。

可选地，上述的装置中，以预定距离与所述凸轮轴平行布置有驱动轴，所述偏心轮固定在所述驱动轴上。

可选地，上述的装置中，所述偏心轮的转动范围为0°-90°。

可选地，上述的装置中，当所述偏心轮的中心位于所述驱动轴轴心垂直下方时，定义为初始状态，此时，所述动力臂最大、阻力臂最小，气门升程量最小。

当所述偏心轮的中心由初始状态逆时针转到90°时，所述第二摇臂的旋转中心升至其工作状态的最高点，此时，所述动力臂最小、阻力臂最大，气门升程量最大。

可选地，上述的装置中，所述第一摇臂上位于第一端与第二端之间设有滚子轴承，用于与所述第二摇臂滑动接触。

可选地，上述的装置中，所述第二摇臂的第二端与所述滚子轴承接触处呈向内凹的弧形。

可选地，上述的装置中，所述第二摇臂的第一端与所述驱动凸轮接触处呈向内凹的弧形。

可选地，上述的装置中，所述第二摇臂的旋转中心到其驱动力作用线的垂直距离为动力臂，所述驱动力由驱动凸轮提供；

所述第二摇臂的旋转中心到其阻力作用线的垂直距离为阻力臂，所述阻力由第二摇臂旋转推动第一摇臂产生。

本发明至少存在以下技术效果：

1）、本发明是利用偏心轮的转动改变第二摇臂旋转中心的位置，从而使得第二摇臂的动力臂L1和阻力臂L2方向和大小发生改变，最终改变与第一摇臂相接触的气门的升程量，结构原理简单，操控方便快捷；

2）、本发明中偏心轮每转动一个角度，都将改变第二摇臂旋转中心的位置，从而改变气门升程量，即属于无级调控，使得发动机性能得到更高的提升；

3）、本发明中偏心轮的转动角度范围只是0°-90°，便可实现气门升程量由最小至最大的变化，使得本***调控效率更高；并且相应的偏心轮转动操控部件也可得到简化，易于制造和安装，同时还提升了***的可靠性；

4）、本发明第一摇臂上设有滚子轴承，使得与第二摇臂之间的摩擦更小，操控效率更高；第二摇臂上与第一摇臂和驱动凸轮的接触处均设计为内凹弧形，起到抵消或补偿由于第二摇臂旋转带来的位移增减的作用。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明中气门升程量分别最小和最大时各个构件的位置关系示意图；

图4为本发明中偏心轮转动前后位置关系、偏心轮中心移动方向以及随之运动的第二摇臂的前后位置关系示意图；

图5为本发明中气门升程量最小时动力臂和阻力臂的示意图；

图6为本发明中气门升程量最大时动力臂和阻力臂的示意图；

其中，

1-第二摇臂，2-偏心轮，3-液压挺柱，4-驱动凸轮，5-第一摇臂，6-气门，7-驱动轴，8-凸轮轴，9-滚子轴承。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。

图1-6所示，本发明实施例提供了一种连续可变气门升程***，包括：

第一摇臂5，其第一端底侧与气门6接触并能推动气门6，第二端底侧由液压挺柱3支撑，即第一摇臂5可绕液压挺柱3转动。

驱动凸轮4，固定在凸轮轴8上。

第二摇臂1，所述驱动凸轮4接触并推动所述第二摇臂1的第一端，所述第二摇臂1的第二端接触并推动所述第一摇臂5，即气门6的推动力由第二摇臂1提供。

所述第二摇臂1设置在偏心轮2上，以偏心轮2的中心为旋转中心。

所述偏心轮2旋转时，所述偏心轮2的中心位置将改变，使得第二摇臂1的旋转中心位置随之改变，如图4和图5中所示的第二摇臂1的动力臂L1和阻力臂L2也将相应地发生改变，最终改变与第一摇臂5相接触的气门6的升程，即气门升程量，结构原理简单，操控方便快捷。

本发明的一个实施例中，可以以预定距离在与所述凸轮轴8平行的位置布置一根驱动轴7，所述偏心轮2固定在所述驱动轴7上。如图4的a部分所示，偏心轮2转动过程中是由图中实线到虚线的变化，偏心轮2的中心的变化轨迹呈圆弧形，其转动角度范围为0°-90°，同时气门升程量也实现如图3中所示的由min-max的变化。

如图3中的实线部分以及图5所示，当所述偏心轮2的中心位于所述驱动轴7轴心垂直下方，即图4的b部分中的A点位置时，定义为初始状态。此时，所述动力臂L1最大、阻力臂L2最小，气门升程量最小。

当所述偏心轮2的中心由初始状态向驱动凸轮4所在方向逐渐逆时针旋转升高时，所述第二摇臂1的旋转中心将随之旋转且顺着圆弧形的轨迹升高，移动轨迹如图4的b部分中箭头方向所示，使得第二摇臂1无论是水平和竖直方向均有移动。因为驱动凸轮4是固定的，而第一摇臂5可绕液压挺柱3转动，通过图4和图5以及力学常识可知，上述移动必将导致第二摇臂1与水平面的夹角发生改变，此时动力臂L1方向将改变，并且动力臂L1将逐渐变小；另外，第二摇臂1的第二端必将推动第一摇臂5顺时针转动一定角度，此时阻力臂L2的方向将改变，阻力臂L2将逐渐变大，相应地第一摇臂5的转动量也变大，最终使得设置在第一摇臂5第一端底部的气门6的升程量也逐渐变大。如图3中的虚线部分以及图6所示，当所述偏心轮2的旋转角度为90°时，所述第二摇臂1的旋转中心升至其工作状态的最高点，即图4的b部分中的B点位置，此时，所述动力臂最小、阻力臂最大，气门升程最大。对应地，若要使气门升程量由大变到小，使所述偏心轮2顺时针旋转即可，原理相同，具体过程与上述过程相反，此处不再赘述。

本发明中偏心轮2每转动一个角度，都将改变第二摇臂1旋转中心的位置，从而改变气门升程量，即本***属于无级调控，使得发动机性能得到更高的提升。另外，偏心轮2的转动角度范围只是0°-90°，便可实现气门升程量由最小至最大的变化，使得本***调控效率更高；并且相应的偏心轮2转动操控部件也可得到简化，易于制造和安装，同时还提升了***的可靠性。

本发明的一个实施例中，所述第一摇臂5上位于第一端与第二端之间可以设有滚子轴承9，用于与所述第二摇臂1滑动接触，使得与第二摇臂之间的摩擦更小，操控效率更高。

所述第二摇臂1的第二端与所述滚子轴承9接触处以及所述第二摇臂1的第一端与所述驱动凸轮4接触处均呈向内凹的弧形，起到抵消或补偿由于第二摇臂旋转带来的位移增减的作用。

本发明的一个实施例中，所述第二摇臂1的旋转中心到其驱动力作用线的垂直距离为动力臂L1，所述驱动力由驱动凸轮4提供。

所述第二摇臂1的旋转中心到其阻力作用线的垂直距离为阻力臂L2，所述阻力由第二摇臂1旋转推动第一摇臂5产生。

本发明使得气门升程量由最小到最大的整个工作过程如下：

首先，发动机正常运转时，驱动轴8带动驱动凸轮4旋转，驱动凸轮4驱动第二摇臂1的第一端，使第二摇臂1绕偏心轮2摆动，第二摇臂1的第二端再驱动第一摇臂5绕液压挺柱3摆动，从而控制第一摇臂5的第一端底部的气门6的升降。

无级调控时，相应的驱动装置驱动偏心轮2由初始状态开始逆时针转动，每转动一个角度，偏心轮2的中心位置都将顺着圆弧形的轨迹升高。此时，以偏心轮2中心为旋转中心的第二摇臂1也随之升高，第二摇臂1在水平和竖直方向均发生位移，固定的驱动凸轮4使得第二摇臂1与水平面的夹角改变，因此动力臂L1方向改变，动力臂L1逐渐减小。相应地，第二摇臂1的旋转中心升高过程中，第二摇臂1的第二端必将推动第一摇臂5顺时针转动一定角度，此时阻力臂L2的方向将改变，阻力臂L2将逐渐变大，使得第一摇臂5的转动量变大。最终使得设置在第一摇臂5第一端底部的气门6的升程量也逐渐变大，从而达到无级调控气门升程量的目的，改善汽车发动机性能。最后，若气门升程量要由最大到最小，则将上述工作过程反过来即可，此处不再赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种连续可变气门升程***，其特征在于，包括：

第一摇臂(5)，其第一端底侧与气门(6)接触并能推动气门(6)，第二端底侧由液压挺柱(3)支撑；

驱动凸轮(4)，固定在凸轮轴(8)上；

单件式的第二摇臂(1)，所述驱动凸轮(4)接触并推动所述第二摇臂(1)的第一端，所述第二摇臂(1)的第二端接触并推动所述第一摇臂(5)；

所述第二摇臂(1)设置在偏心轮(2)上，以偏心轮(2)的中心为旋转中心；

所述偏心轮(2)旋转，所述偏心轮(2)的中心位置发生改变，对应地改变所述第二摇臂(1)的动力臂和阻力臂，最终改变与第一摇臂(5)相接触的气门(6)的升程。

2.根据权利要求1所述的连续可变气门升程***，其特征在于，所述第二摇臂(1)的旋转中心的位置改变，对应地所述动力臂和阻力臂的方向和大小、所述第二摇臂(1)与水平面的夹角发生改变，再带动所述第一摇臂(5)的转动量改变，最终改变气门(6)的升程。

3.根据权利要求1所述的连续可变气门升程***，其特征在于，以预定距离与所述凸轮轴(8)平行布置有驱动轴(7)，所述偏心轮(2)固定在所述驱动轴(7)上。

4.根据权利要求3所述的连续可变气门升程***，其特征在于，所述偏心轮(2)的转动范围为0°-90°。

5.根据权利要求4所述的连续可变气门升程***，其特征在于，

当所述偏心轮(2)的中心位于所述驱动轴(7)轴心垂直下方时，定义为初始状态，此时，所述动力臂最大、阻力臂最小，气门升程量最小；

当所述偏心轮(2)的中心由初始状态逆时针转到90°时，所述第二摇臂(1)的旋转中心升至其工作状态的最高点，此时，所述动力臂最小、阻力臂最大，气门升程量最大。

6.根据权利要求1所述的连续可变气门升程***，其特征在于，所述第一摇臂(5)上位于第一端与第二端之间设有滚子轴承(9)，用于与所述第二摇臂(1)滑动接触。

7.根据权利要求6所述的连续可变气门升程***，其特征在于，所述第二摇臂(1)的第二端与所述滚子轴承(9)接触处呈向内凹的弧形。

8.根据权利要求1所述的连续可变气门升程***，其特征在于，所述第二摇臂(1)的第一端与所述驱动凸轮(4)接触处呈向内凹的弧形。

9.根据权利要求1所述的连续可变气门升程***，其特征在于，

所述第二摇臂(1)的旋转中心到其驱动力作用线的垂直距离为动力臂，所述驱动力由驱动凸轮(4)提供；

所述第二摇臂(1)的旋转中心到其阻力作用线的垂直距离为阻力臂，所述阻力由第二摇臂(1)旋转推动第一摇臂(5)产生。