CN109667637B - 一种可变气门升程结构、车辆和发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变气门升程结构，包括摇臂轴、摇臂、轴套和滑销，摇臂上开设有环形壁，轴套内置在环形壁且套设在摇臂轴上，轴套与摇臂轴偏心设置，摇臂轴上有第一容纳处，轴套上有第二容纳处，摇臂上有第三容纳处，滑销位于第二容纳处和第三容纳处中时，轴套和摇臂连接，摇臂转动时，以摇臂轴的轴线为转动中心，滑销位于第一容纳处和第二容纳处中时，轴套和摇臂轴连接，摇臂转动，以轴套的轴线为转动中心。仅在传统固定气门升程发动机的摇臂、摇臂轴之间增设一个轴孔偏置的中间轴套与一个简单的可控滑销，实现两套气门升程之间的切换。简化了结构，提高了可靠性。本发明还提供了一种采用上述可变气门升程结构的发动机和采用上述发动机的车辆。

Description

一种可变气门升程结构、车辆和发动机

技术领域

本发明涉及气门技术领域，尤其涉及一种可变气门升程结构、车辆和发动机。

背景技术

传统发动机的气门升程是固定不变的，气门的运动完全取决于设计好的凸轮型线，此时的气门升程设计是发动机在全运行工况下的平衡选择，因此不能兼顾发动机在高速区以及低速区的响应性。结果导致发动机既得不到最佳的高速功率，又得不到最佳的低速扭矩，只是得到了全工况下折衷平衡的性能。可变气门升程能够根据发动机不同工况的变化改变气门升程，使发动机在高速区和低速区均有良好的响应性，得到最佳的高速功率和低速扭矩。

现应用的发动机气门可变升程技术结构复杂，实际应用成本高，控制难度大，故障率高。且滑动凸轮轴或气门摇臂等形式承受负荷有限，不适于用在气门开启驱动力较大的重型发动机上；液力挺柱及电子气门形式结构较复杂，成本高，故障率高，不适合商用车使用。

因此，如何提供一种可变气门升程结构，以简化结构，提高可靠性，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可变气门升程结构，以简化结构，提高可靠性。本发明的另一目的在于提供一种采用上述可变气门升程结构的发动机和采用上述发动机的车辆。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可变气门升程结构，包括摇臂轴、摇臂、轴套和滑销，所述摇臂上开设有环形壁，所述轴套内置在所述环形壁中且套设在所述摇臂轴上，

所述轴套与所述摇臂轴偏心设置，

所述摇臂轴上开设有第一容纳处，所述轴套上开设有第二容纳处，所述摇臂上开设有第三容纳处，

当所述滑销同时位于所述第二容纳处和所述第三容纳处中时，所述轴套和所述摇臂连接，当所述摇臂转动时，以所述摇臂轴的轴线为转动中心，

当所述滑销同时位于所述第一容纳处和所述第二容纳处中时，所述轴套和所述摇臂轴连接，当所述摇臂转动时，以所述轴套的轴线为转动中心。

优选的，上述滑销为可控滑销。

优选的，上述环形壁上设置有用于作为所述轴套的运动止点的限位槽。

优选的，上述限位槽设置在所述摇臂的上止点。

优选的，上述第一容纳处和所述第三容纳处均为凹槽，所述第二容纳处为通孔。

本发明还提供一种发动机，包括气门升程结构，所述气门升程结构为如上述任意一项所述的可变气门升程结构。

优选的，当所述发动机正放时，所述摇臂轴的轴线、所述轴套和所述环形壁的轴线位于同一水平线上。

本发明还提供一种车辆，包括发动机，所述发动机为如上述所述的发动机。

本发明还提供一种车辆，包括发动机，所述发动机为如上述所述的发动机。

本发明提供的可变气门升程结构，包括摇臂轴、摇臂、轴套和滑销，所述摇臂上开设有环形壁，所述轴套内置在所述环形壁中且套设在所述摇臂轴上，所述轴套与所述摇臂轴偏心设置，所述摇臂轴上开设有第一容纳处，所述轴套上开设有第二容纳处，所述摇臂上开设有第三容纳处，当所述滑销同时位于所述第二容纳处和所述第三容纳处中时，所述轴套和所述摇臂连接，当所述摇臂转动时，以所述摇臂轴的轴线为转动中心，当所述滑销同时位于所述第一容纳处和所述第二容纳处中时，所述轴套和所述摇臂轴连接，当所述摇臂转动时，以所述轴套的轴线为转动中心。

本发明提供的可变气门升程结构，是一种全新的构思，其没有对传统固定气门的基本结构做任何改动，仅在传统固定气门升程发动机的摇臂、摇臂轴之间增设一个轴孔偏置的中间轴套与一个简单的可控滑销，实现两套气门升程之间的切换。通过改动摇臂的转动中心改变气门升程，极大的简化了结构，提高了可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的可变气门升程结构的剖视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的可变气门升程结构上限位槽的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的滑销将轴套和摇臂连接时的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的滑销将轴套和摇臂轴连接时的结构示意图。

上图1-4中：

摇臂轴1、轴套2、摇臂3、滑销4、第一容纳处5、第二容纳处6、第三容纳处7、限位槽8。

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，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1-图4，图1为本发明实施例提供的可变气门升程结构的剖视结构示意图；图2为本发明实施例提供的可变气门升程结构上限位槽的结构示意图；图3为本发明实施例提供的滑销将轴套和摇臂连接时的结构示意图；图4为本发明实施例提供的滑销将轴套和摇臂轴连接时的结构示意图。

本发明实施例提供的可变气门升程结构，包括摇臂轴1、摇臂3、轴套2和滑销4，摇臂3上开设有环形壁，轴套2内置在环形壁中且套设在摇臂轴1上，轴套2与摇臂轴1偏心设置，摇臂轴1上开设有第一容纳处5，轴套2上开设有第二容纳处6，摇臂3上开设有第三容纳处7，当滑销4同时位于第二容纳处6和第三容纳处7中时，轴套2和摇臂1连接，当摇臂1转动时，以摇臂轴3的轴线为转动中心，当滑销4同时位于第一容纳处5和第二容纳处6中时，轴套2和摇臂轴1连接，当摇臂3转动时，以轴套2的轴线为转动中心。

本发明实施例提供的可变气门升程结构，是一种全新的构思，其没有对传统固定气门的基本结构做任何改动，仅在传统固定气门升程发动机的摇臂3、摇臂轴1之间增设一个轴孔偏置的中间轴套与一个简单的可控滑销，实现两套气门升程之间的切换。通过改动摇臂3的转动中心改变气门升程，极大的简化了结构，提高了可靠性。

其中，滑销4为可控滑销。

为了进一步优化上述方案，环形壁上设置有用于作为轴套2的运动止点的限位槽8。限位槽8设置在摇臂3的上止点。

限位槽8是为了防止摇臂3和轴套2在固定的摇臂轴1上自由转动致使滑销4不能正常受控，限位槽8设置在推杆驱动摇臂3的上止点，轴套2运动止点恰好与摇臂3运动的止点一致，使得在止点切换气门升程时更准确可靠，此时摇臂3与轴套2相对转动速度为零，便于滑销4在轴套2内运动，与固定摇臂轴或摇臂3结合，从而实现气门升程的可变。

其中，第一容纳处5和第三容纳处7均为凹槽，第二容纳处6为通孔。

实际工作时：

当发动机需要较小的气门升程时，可控滑销受控向右侧滑动至摇臂3上的开槽中，使轴套2与摇臂3通过滑销4连接。此时，摇臂3与中间轴套一起绕图3所示的摇臂轴1的圆心O2往复转动。

假设此时推杆的行程为x，气门升程为y，根据杠杆原理可知：

气门升程：y＝L₂/L₁·x

当发动机需要较大的气门升程时，可控滑销受控向左侧滑动至固定的摇臂轴1上的开槽中，使轴套2与固定的摇臂轴1通过滑销4连接。此时，轴套2与固定摇臂轴结合在一起，摇臂3绕图4所示的轴套2的外圆圆心O1往复转动。

此时推杆的行程仍为x，气门升程为y′，根据杠杆原理可知：

气门升程：y′＝L₄/L₃·x

由于圆心O1与推杆轴线之间的距离L3比圆心O2与推杆轴线之间的距离L1小，且圆心O1与气门轴线之间的距离L4比圆心O2与气门轴线之间的距离L2大，所以：

y′＝L₄/L₃·x＞y＝L₂/L₁·x

由此，便能实现气门升程的可控可变，此技术方案较传统发动机气门可变升程技术方案结构大大简化，实现难度降低，工作可靠，且由于没有过多复杂精密且脆弱的零部件，因而适于中重型商用车发动机使用。

本发明实施例提供的可变气门升程结构：

1、仅在传统发动机固定气门升程机构的基础上增设了一个中间轴套和可控滑销装置，没有轴类零件的轴向滑动，增设的中间轴套还会提高气门摇臂轴的承压能力，提高了气门可变升程技术方案结构的可靠性。

2、省去了传统气门可变升程技术中双凸轮型线凸轮、双摇臂***、轴向滑动凸轮轴、轴向滑动摇臂等复杂精密零部件，可控的滑销机构运动可采用两极式控制，可利用液力驱动或电磁力驱动，实现方式技术要求较低，成本低，便于技术方案向实际产品的实现及大规模普及。

3、限位槽8使得中间轴套的运动受到合理限制，运动止点恰好与摇臂3运动的止点一致，使得在止点切换气门升程时更准确可靠，不会出现过度转动滑销机构无法正确寻找滑销槽，气门摇臂回转中心不确定的异常失控现象。

4、结构精简，控制***设计实现难度小，工作可靠，成本低，有利于从概念到实际产品的转变和产品大规模使用与普及。

本发明实施例还提供一种发动机，包括气门升程结构，气门升程结构为如上述任意一项实施例所述的可变气门升程结构。

其中，当发动机正放时，摇臂轴1的轴线、轴套2和环形壁的轴线位于同一水平线上。

本发明实施例还提供一种车辆，包括发动机，发动机为如上述任意一项实施例所述的发动机。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种可变气门升程结构，包括摇臂轴、摇臂、轴套，所述摇臂上开设有环形壁，所述轴套内置在所述环形壁中且套设在所述摇臂轴上，

所述轴套与所述摇臂轴偏心设置，

其特征在于，

还包括滑销，

所述摇臂轴上开设有第一容纳处，所述轴套上开设有第二容纳处，所述摇臂上开设有第三容纳处，

当所述滑销同时位于所述第二容纳处和所述第三容纳处中时，所述轴套和所述摇臂连接，当所述摇臂转动时，以所述摇臂轴的轴线为转动中心，

当所述滑销同时位于所述第一容纳处和所述第二容纳处中时，所述轴套和所述摇臂轴连接，当所述摇臂转动时，以所述轴套的轴线为转动中心。

2.根据权利要求1所述的可变气门升程结构，其特征在于，所述滑销为可控滑销。

3.根据权利要求1所述的可变气门升程结构，其特征在于，所述环形壁上设置有用于作为所述轴套的运动止点的限位槽。

4.根据权利要求3所述的可变气门升程结构，其特征在于，所述限位槽设置在所述摇臂的上止点。

5.根据权利要求1所述的可变气门升程结构，其特征在于，所述第一容纳处和所述第三容纳处均为凹槽，所述第二容纳处为通孔。

6.一种发动机，包括气门升程结构，其特征在于，所述气门升程结构为如上述权利要求1-5任意一项所述的可变气门升程结构。

7.根据权利要求6所述的发动机，其特征在于，当所述发动机正放时，所述摇臂轴的轴线、所述轴套和所述环形壁的轴线位于同一水平线上。

8.一种车辆，包括发动机，其特征在于，所述发动机为如上述权利要求6所述的发动机。

9.一种车辆，包括发动机，其特征在于，所述发动机为如上述权利要求7所述的发动机。

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