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一種兩段式可變氣門升程與氣門二次開啟機構.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510745358.1

申請日:

2015.11.06

公開號:

CN105240083A

公開日:

2016.01.13

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F01L 13/00申請日:20151106|||公開
IPC分類號: F01L13/00; F01L1/08; F01L1/047 主分類號: F01L13/00
申請人: 杭州新坐標科技股份有限公司
發明人: 徐納; 任海軍; 朱紅衛
地址: 311121浙江省杭州市余杭區倉前街道龍潭路18號1-5幢
優先權:
專利代理機構: 杭州華知專利事務所33235 代理人: 張德寶
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510745358.1

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.10.31|||2016.02.10|||2016.01.13

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種兩段式可變氣門升程與氣門二次開啟機構,包括凸輪軸和凸輪,所述凸輪上設有槽孔,槽孔內設有可活動的滑塊,滑塊縮進時,凸輪外輪廓無變化,滑塊伸出時,凸輪外輪廓有凸起。滑塊的徑向運動使凸輪型線產生變化,達到改變發動機的氣門升程或氣門二次開啟的目的,以適應不同工況下發動機的最佳性能、經濟性與排放性要求。滑塊的徑向運動由內軸的軸向運動控制。本發明結構簡單,控制容易,零部件少,加工與裝配均比較方便,可靠性高且成本低,根據發動機運行工況改變進、排氣門的升程或氣門二次開啟,實現氣門升程均可變,提高發動機的動力性與經濟性,改善發動機排放性能。本發明可用在汽車發動機、柴油發動機以及其他內燃機之中。

權利要求書

權利要求書
1.  一種兩段式可變氣門升程與氣門二次開啟機構,包括凸輪軸和凸輪(3),其特征在于:所述凸輪(3)上設有槽孔(3a),槽孔(3a)內設有可實現徑向運動的滑塊(4),滑塊(4)縮進時,凸輪(3)外輪廓無變化,滑塊(4)伸出時,凸輪(3)外輪廓有凸起。

2.  根據權利要求1所述的一種兩段式可變氣門升程與氣門二次開啟機構,其特征在于:所述槽孔(3a)設于凸輪(3)的桃尖段(3b)或基圓段(3c):所述槽孔(3a)設于凸輪(3)的桃尖段(3b)時,可形成氣門升程可變機構;所述槽孔(3a)設于凸輪(3)的基圓段(3c)時,可形成氣門二次開啟機構。

3.  根據權利要求2所述的一種兩段式可變氣門升程與氣門二次開啟機構,其特征在于:所述凸輪軸包括內軸(1)和外軸(2),內軸(1)可在外軸(2)內作軸向運動。

4.  根據權利要求3所述的一種兩段式可變氣門升程與氣門二次開啟機構,其特征在于:所述內軸(1)上設有一定軸向長度的環狀凹槽(1a),所述外軸(2)上設有槽孔(2a),所述滑塊(4)穿過槽孔(2a)與內軸(1)相抵,利用內軸(1)控制滑塊(4)的徑向運動;所述環狀凹槽(1a)與內軸(1)外表面之間設有一定的坡度;所述滑塊(4)下部設有臺階(4b),與外軸(2)的內表面接觸,起定位作用,臺階(4b)底部為圓弧結構(4a),與內軸(1)接觸;所述凸輪軸上設有多個凸輪(3)時,所述環狀凹槽(1a)的軸向長度根據需要有相同或不同的組合。

5.  根據權利要求3所述的一種兩段式可變氣門升程與氣門二次開啟機構,其特征在于:所述內軸(1)上設有一定軸向長度的缺口(1b),所述外軸(2)上設有槽孔(2a),所述滑塊(4)底部設有滾柱(7),滑塊(4)與滾柱(7)穿過槽孔(2a)與內軸(1)相抵;所述滑塊(4)下部設有臺階(4b),與外軸(2)的內表面接觸,起定位作用;所述缺口(1b)與內軸(1)外表面之間設有一定的坡度;所述凸輪軸上設有多個凸輪(3)時,所述缺口(1b)的軸向長度根據需要有相同或不同的組合。

6.  根據上述任一項權利要求所述的一種兩段式可變氣門升程與氣門二次開啟機構,其特征在于:所述凸輪(3)可為獨立結構;所述凸輪(3)也可為組合式結構,包括左凸輪(301)和右凸輪(302),由左凸輪(301)和右凸輪(302)組合后形成完整的凸輪(3)。

說明書

說明書一種兩段式可變氣門升程與氣門二次開啟機構
技術領域
本發明涉及發動機技術領域,特別涉及一種兩段式可變氣門升程與氣門二次開啟機構。
背景技術
傳統發動機在正常工作時的最大氣門升程是固定不可變的,也就是凸輪軸的凸輪型線只有一種。這就造成了該升程不可能使發動機在高速區和低速區都得到良好響應。傳統發動機的氣門升程——凸輪型線設計是對發動機在全工況下的平衡性選擇,其結果是發動機既得不到最佳的高速效率,也得不到最佳的低速扭矩,只得到了全工況下最平衡的性能。
但隨著汽車工業的發展,人們對發動機的性能、油耗以及排放的要求越來越高,可變氣門升程技術已成為衡量發動機性能的標致性關鍵技術之一。可變氣門升程技術改變了傳統發動機氣門升程固定不變的狀態,在發動機運轉工況范圍內提供最佳氣門升程,使發動機在高速區和低速區都能得到滿足需求的氣門升程,從而改善發動機高速功率和低速扭矩,較好地解決了高轉速與低轉速、大負荷與小負荷下動力性與經濟性的矛盾,同時改善了廢氣排放。
因此,可變氣門升程技術在大幅度提升發動機性能的同時,在節能和環保方面也有其獨特的優勢。但是,現有的可變氣門升程機構相對比較復雜,或是通過切換完整凸輪,或是在搖臂機構上做文章,導致增加不少額外零件,使系統慣量增大,摩擦損失變大,可靠性要求高,需對發動機配氣機構布置做較大的改動與調整,發動機缸蓋設計的難度較大,成本很高。提高發動機的充氣效率是改善車輛經濟性與動力性的有效途徑,由于發動機在不同工況下所需要最佳進氣量不同,而控制氣門動作的凸輪型線是固定的,所以傳統發動機的配氣機構只能滿足部分工況的最佳配氣要求。
發明內容
本發明要解決現有技術的問題,提供一種根據發動機運行工況改變進、排氣門的升程以及氣門二次開啟,實現氣門升程與氣門正時均可變,提高發動機的動力性與經濟性,改善發動機排放性能的兩段式可變氣門升程或氣門二次開啟機構。
為達到上述目的,本發明采用的技術方案如下:
一種兩段式可變氣門升程與氣門二次開啟機構,包括凸輪軸和凸輪,所述凸輪上設有槽孔,槽孔內設有可活動的滑塊,滑塊縮進時,凸輪外輪廓無變化,滑塊伸出時,凸輪外輪廓有凸起。滑塊的徑向運動范圍為完全縮進凸輪內及局部凸出凸輪外輪廓,使得凸輪軸的凸輪型線產生變化,從而達到改變發動機的氣門升程或氣門二次開啟的目的,以適應不同工況下發動機的最佳配氣與排放性要求。
優選的,所述槽孔設于凸輪的桃尖段或基圓段。當槽孔設于凸輪的桃尖段時,可實現可變氣門升程,當槽孔設于凸輪的基圓段時,可實現氣門二次開啟。
優選的,所述凸輪為獨立結構,或包括右凸輪和左凸輪,由右凸輪和左凸輪組合后形成完整的凸輪。兩者在加工、裝配及使用過程中有各自的特點。
優選的,所述凸輪為獨立結構時,在滑塊安裝位置對置處有相應加工或安裝槽孔,方便滑塊的安裝。
優選的,所述滑塊兩側帶有一定的錐度。帶有錐度的滑塊在槽孔內活動,可實現自定位及自鎖功能。
優選的,所述凸輪軸包括內軸和外軸,內軸可在外軸內作軸向運動,為滑塊的活動在結構上提供了可實現的保障。
作為一種優選的方案,所述內軸上設有一定軸向長度的環狀凹槽,所述外軸上設有槽孔,所述滑塊穿過槽孔與內軸相抵。通過內軸的軸向運動,滑塊可落于內軸的環狀凹槽中或環狀凹槽外,當滑塊落于內軸的環狀凹槽中時,滑塊為縮進狀態,凸輪外輪廓無變化,不產生額外作用,當滑塊落于內軸的環狀凹槽外時,滑塊為凸出狀態,凸輪外輪廓有凸起,從而改變凸輪升程。
優選的,所述凸輪軸上設有多個凸輪時,所述環狀凹槽的軸向長度根據需要有相同或不同的組合。具有不同軸向長度的環狀凹槽,使內軸作軸向運動時,利用不同的長度實現在不同時刻驅動不同的滑塊,從而實現多個氣門機構升程的可變與氣門機構的二次開啟。
優選的,所述環狀凹槽與內軸外表面之間設有一定的坡度,所述滑塊下部設有臺階,與外軸的內表面接觸,起定位作用,臺階底部為圓弧結構,與內軸接觸。可以實現內軸與滑塊的相對運動配合平穩,同時還能保證安裝的簡易性。
作為另一種優選的方案,所述內軸上設有一定軸向長度的缺口,所述外軸上設有槽孔,所述滑塊底部設有滾柱,滑塊與滾柱穿過槽孔與內軸相抵。通過內軸的軸向運動,滾柱可落于內軸的缺口中或缺口外,當滾柱落于內軸的缺口中時,滑塊為縮進狀態,凸輪外輪廓無變化,不產生額外作用,當滾柱落于內軸的缺口外時,滑塊為凸出狀態,凸輪外輪廓有凸起,從而改變凸輪升程。
優選的,所述凸輪軸上設有多個凸輪時,所述缺口的軸向長度根據需要有相同或不同的組合。具有不同軸向長度的缺口,使內軸作軸向運動時,利用不同的長度實現在不同時刻驅動不同的滑塊,從而實現多個氣門機構升程的可變與氣門機構的二次開啟。
優選的,所述滑塊下部設有臺階,與外軸的內表面接觸,起定位作用,所述缺口與內軸外表面之間設有一定的坡度,便于滾柱的運動,使內軸與滑塊的相對運動配合平穩。
本發明的有益效果在于:結構簡單,控制容易,零部件少,加工與裝配均比較方便,可靠性高且成本低,根據發動機運行工況改變進、排氣門的升程或氣門二次開啟,實現氣門升程均可變,提高發動機的動力性與經濟性,改善發動機排放性能。本發明可用在汽車發動機、柴油發動機以及其他內燃機之中。
附圖說明
圖1是本發明實施方式一的結構示意圖。
圖2是本發明實施方式一的結構爆炸圖。
圖3是本發明實施方式一中滑塊與內軸的結構關系圖。
圖4是本發明實施方式二的結構爆炸圖。
圖5是本發明組合式凸輪的結構爆炸圖。
圖6是本發明實現氣門二次開啟的滑塊與凸輪的結構關系圖。
圖7是本發明實現氣門二次開啟的滑塊與凸輪的優選方案圖。
圖8是本發明實現可變氣門升程的滑塊與凸輪的結構關系圖。
圖9是本發明凸輪由左凸輪和右凸輪組成時的結構示意圖。
圖10是本發明施方式一的局部剖視圖。
圖中:1、內軸;1a、環狀凹槽;1b、缺口;2、外軸;2a、槽孔;3、凸輪;301、左凸輪;302、右凸輪;3a、槽孔;3b、桃尖段;3c、基圓段;3d、槽孔;4、滑塊;4a、圓弧結構;4b、臺階;5、液壓挺柱;6、滾子搖臂;7、滾柱。
具體實施方式
下面通過具體實施方式和附圖對本發明作進一步的說明。
實施方式一為:如圖1和圖2所示,一種兩段式可變氣門升程與氣門二次開啟機構,包括凸輪軸和凸輪3,凸輪3為一個獨立結構,上設有槽孔3a,槽孔3a內設有可活動的滑塊4,凸輪軸包括內軸1和外軸2,內軸1可在外軸2內作軸向運動,內軸1上設有一定軸向長度的環狀凹槽1a,外軸2上設有槽孔2a,滑塊4穿過槽孔2a與內軸1相抵。
當內軸1軸向運動使環狀凹槽1a位于滑塊4下方時,受發動機液壓挺柱5及滾子搖臂6的作用力,滑塊4縮回凸輪3外輪廓內,當內軸1軸向運動使滑塊4位于環狀凹槽1a外,凸輪3外輪廓有凸起,受內軸1的支撐作用,發動機液壓挺柱5及滾子搖臂6的運動發生改變,從而達到改變發動機的氣門升程或氣門二次開啟的目的。
此外,結合圖3所示,環狀凹槽1a與內軸1外表面之間設有一定的坡度,滑塊4下部設有臺階4b,與外軸2的內表面接觸,起定位作用,臺階4b底部為圓弧結構4a,與內軸1接觸,可以實現內軸1與滑塊4的相對運動配合平穩,同時還能保證安裝的簡易性。
實施方式二為:結合圖4、圖5和圖9所示,與實施方式一的區別在于,凸輪3由左凸輪301和右凸輪302組成,并且將內軸1上的環狀凹槽1a結構設為具有一定軸向長度的缺口1b,滑塊4底部設有滾柱7與內軸1相抵。與實施方式一相同的是,內軸1的軸向運動使滑塊4及滾柱7位于缺口1b內或缺口1b外,從而改變凸輪3外輪廓的形狀,達到改變發動機的氣門升程或氣門二次開啟的目的。
顯而易見的,實施方式一中一體成型的凸輪3結構適用于實施方式二,實施方式二中由左凸輪301和右凸輪302組成的凸輪3結構同樣適用于實施方式一。
結合圖6和圖8所示,上述兩種實施方式中凸輪3上的槽孔3a即可設于凸輪3的桃尖段3b,也可設于凸輪3的基圓段3c。槽孔3a設于桃尖段3b時,可實現可變氣門升程,槽孔3a設于基圓段3c時,可實現氣門二次開啟。其中,結合圖7所示,凸輪3為獨立結構且槽孔3a設于凸輪3的基圓段3c時,在滑塊4安裝位置對置處有相應加工或安裝槽孔3d,方便滑塊4的安裝。
以實施方式一為例,結合圖10所示,滑塊4兩側帶有一定的錐度,在槽孔3a內活動,可實現自定位及自鎖功能,此結構同樣適用于實施方式二。
此外,一般的發動機凸輪軸上設有多個凸輪3,以實施方式一為例,結合圖2所示,內軸1上的環狀凹槽1a可有不同的軸向長度,使內軸1作軸向運動時,利用不同的長度實現在不同時刻驅動不同的滑塊4,從而實現多個氣門機構升程的可變與氣門機構的二次開啟。顯而易見的,實施方式二中具有一定軸向長度的結構缺口1b也能起到同樣的功能。
以上所述僅為本發明的具體實施例,但本發明的結構特征并不局限于此,本發明可以用于類似的產品上,任何本領域的技術人員在本發明的領域內,所作的變化或修飾皆涵蓋在本發明的專利范圍之中。

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一種 段式 可變 氣門 二次 開啟 機構
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