專利名稱：一種發(fā)動機連續(xù)可變氣門升程機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車發(fā)動機連續(xù)可變氣門升程機構(gòu)，屬于發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著汽車制造技術(shù)的進步，消費者對汽車動力性、經(jīng)濟性、乘坐舒適性和排放指標(biāo)等方面的要求不斷提高，給汽車新產(chǎn)品的研發(fā)提出了新的挑戰(zhàn)。為提升發(fā)動機的動力性和燃油經(jīng)濟性，實現(xiàn)發(fā)動機低排放目標(biāo)，渦輪增壓、VVT (可變氣門正時)、VVL(可變氣門升程)、缸內(nèi)直噴、可變渦流等先進技術(shù)備受關(guān)注，尤其是可變氣門升程技術(shù)在歐洲和日本得到廣泛應(yīng)用和發(fā)展，但該項技術(shù)的實施難度較大，對大多數(shù)采用雙凸輪型線與控制執(zhí)行機構(gòu)配合的模式來實現(xiàn)氣門升程的改變，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，凸輪軸質(zhì)量大，加工困難，應(yīng)用成本高的 缺陷，嚴重制約了該技術(shù)在汽車上的應(yīng)用，影響著普通汽車的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為改善車輛的動力性、燃油經(jīng)濟性和排放性能，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、加工成本低、便于實施的發(fā)動機連續(xù)可變氣門升程機構(gòu)。本發(fā)明所述問題是以下述技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種發(fā)動機連續(xù)可變氣門升程機構(gòu)，它包括驅(qū)動組件、傳動單元和氣門組件，其特別之處在于，所述驅(qū)動組件包括凸輪軸和補償凸輪軸，所述補償凸輪軸在發(fā)動機ECU的控制下，由步進電機驅(qū)動實現(xiàn)對氣門升程的控制，所述傳動單元包括一組數(shù)量與發(fā)動機缸數(shù)匹配的鉸接式搖臂組件，所述搖臂組件與凸輪軸及補償凸輪軸配裝。上述發(fā)動機連續(xù)可變氣門升程機構(gòu)，所述搖臂組件安裝在發(fā)動機缸蓋上設(shè)置的搖臂組件安裝槽中，它由上搖臂、下?lián)u臂、搖臂連接軸和復(fù)位卡簧組成，所述上搖臂上端設(shè)有與補償凸輪軸型線匹配的圓弧曲面，上搖臂的下端與下?lián)u臂的上端通過搖臂連接軸鉸接，所述復(fù)位卡簧套裝在搖臂連接軸外面，兩端分別安裝在上搖臂下端設(shè)置的上搖臂卡簧槽和下?lián)u臂上端設(shè)置的下?lián)u臂卡簧槽里面。。上述發(fā)動機連續(xù)可變氣門升程機構(gòu)，所述凸輪軸與發(fā)動機曲軸之間通過傳動鏈傳遞動力，凸輪軸在發(fā)動機運轉(zhuǎn)的所有工況均處于連續(xù)工作狀態(tài)，凸輪軸的凸輪型線與上搖臂下端及下?lián)u臂上端側(cè)面接觸。上述發(fā)動機連續(xù)可變氣門升程機構(gòu)，所述氣門組件包括氣門和挺柱，所述挺柱位于氣門桿頂端，挺柱上端面與傳動組件的下?lián)u臂下端配裝。本發(fā)明通過凸輪軸和補償凸輪軸驅(qū)動搖臂組件來實現(xiàn)氣門升程連續(xù)可變的功能。其中，凸輪軸與普通發(fā)動機凸輪軸的功能和動作規(guī)律相同，在發(fā)動機小負荷和怠速工況時，補償凸輪軸不工作，由凸輪軸來推動搖臂組件，使得搖臂組件的上搖臂與下?lián)u臂相對轉(zhuǎn)動，下?lián)u臂帶動挺柱和氣門做上下往復(fù)運動，實現(xiàn)氣門的開啟和關(guān)閉，完成發(fā)動機進、排氣功能；在發(fā)動機大負荷工況時，由發(fā)動機ECU控制步進電機動作，通過步進電機驅(qū)動補償凸輪軸轉(zhuǎn)動一定角度，使補償凸輪軸的頂端與搖臂組件配合，氣門升程增大，進氣量增加，滿足了發(fā)動機大負荷工況的要求，增大了發(fā)動機的功率和扭矩，提高了發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性。本發(fā)明中，由于補償凸輪軸的工作頻率較低，結(jié)構(gòu)設(shè)計較簡單，加工成本低，具有很強的實用性；本發(fā)明通過鉸接結(jié)構(gòu)的搖臂組件，使得氣門升程的可變量更大，可以更好的提升汽車的動力性和燃油經(jīng)濟性，改善發(fā)動機的排放性能。



下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。圖I是本發(fā)明結(jié)構(gòu)及與動力源驅(qū)動關(guān)系示意圖。圖2是本發(fā)明在氣門關(guān)閉狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意 圖3是本發(fā)明在氣門開啟最大升程狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意 圖4是搖臂組件裝配關(guān)系示意 圖5是搖臂組件與缸蓋上的搖臂安裝槽裝配關(guān)系俯視圖。圖中各標(biāo)號為1、補償凸輪軸，2、上搖臂，2-1、上搖臂卡簧槽，2-2、圓弧曲面，3、下?lián)u臂，3-1、下?lián)u臂卡簧槽,4、氣門，5、挺柱,6、凸輪軸,7、復(fù)位卡簧,8、搖臂連接軸,9、發(fā)動機缸蓋，9-1、搖臂組件安裝槽，10、步進電機，11、發(fā)動機ECU，12、發(fā)動機曲軸，13、傳動鏈。
具體實施例方式參看圖I、圖2、圖3，本發(fā)明包括驅(qū)動組件、傳動單元和氣門組件，其特別之處在于，所述驅(qū)動組件包括凸輪軸6和補償凸輪軸1，所述補償凸輪軸I在發(fā)動機E⑶11的控制下，由步進電機10驅(qū)動實現(xiàn)對氣門升程的控制，所述傳動單元包括一組數(shù)量與發(fā)動機缸數(shù)匹配的鉸接式搖臂組件，所述搖臂組件與凸輪軸6及補償凸輪軸I配裝。參看圖4、圖5，本發(fā)明的搖臂組件安裝在發(fā)動機缸蓋9上設(shè)置的搖臂組件安裝槽9-1中，它由上搖臂2、下?lián)u臂3、搖臂連接軸8和復(fù)位卡簧7組成，所述上搖臂2上端設(shè)有與補償凸輪軸I型線匹配的圓弧曲面2-2，上搖臂2的下端與下?lián)u臂3的上端通過搖臂連接軸8鉸接，所述復(fù)位卡簧7套裝在搖臂連接軸8外面，兩端分別安裝在上搖臂下端設(shè)置的上搖臂卡簧槽2-1和下?lián)u臂上端設(shè)置的下?lián)u臂卡簧槽3-1里面。參看圖I、圖2、圖3、圖4，本發(fā)明的工作原理是
本發(fā)明通過凸輪軸6和補償凸輪軸I驅(qū)動搖臂組件來實現(xiàn)氣門升程連續(xù)可變的功能，其中，凸輪軸6與普通發(fā)動機凸輪軸的功能和動作規(guī)律相同。在發(fā)動機小負荷和怠速工況時，補償凸輪軸I不工作，凸輪軸6推動搖臂組件，使得搖臂組件的上搖臂2與下?lián)u臂3相對轉(zhuǎn)動，下?lián)u臂3帶動挺柱5和氣門4做上下往復(fù)運動，實現(xiàn)氣門4的開啟和關(guān)閉，完成發(fā)動機進、排氣功能。具體工作步驟為a、發(fā)動機在進氣過程中，凸輪軸6配合發(fā)動機曲軸12運動向右推動搖臂組件，使得搖臂組件的上搖臂2與下?lián)u臂3相對轉(zhuǎn)動，下?lián)u臂3下行推開氣門4進氣；b、在發(fā)動機活塞上行的壓縮過程中，隨著凸輪軸6的旋轉(zhuǎn)，在搖臂復(fù)位卡簧7的作用下?lián)u臂組件的下?lián)u臂3上行帶動氣門關(guān)4閉。在發(fā)動機大負荷工況時，發(fā)動機E⑶11控制步進電機10動作，通過步進電機10驅(qū)動補償凸輪軸I轉(zhuǎn)動一定角度，使補償凸輪軸I外廓形線的不同部位與搖臂組件配合，氣門升程增大，進氣量增加，滿足了發(fā)動機大負荷工況的要求。具體工作步驟為c、發(fā)動機在進氣過程中，凸輪軸6運動規(guī)律不變，補償凸輪軸I配合凸輪軸6做相應(yīng)的運動，推動搖臂組件整體向下移動，增大進氣門的開度和行程；d、在發(fā)動機活塞上行的壓縮過程中，補償凸輪軸I配合凸輪軸6動作，可以順利完成氣門4的關(guān)閉。本發(fā)明是通過上下兩端直線距離可以變化的搖臂組件和補償凸輪軸I的配合來實現(xiàn)氣門升程連續(xù)變化的，不需要復(fù)雜的控制機構(gòu)和高加工難度的凸輪軸，與國內(nèi)、外的現(xiàn) 有技術(shù)相比具有結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、加工成本低、便于實施的特點，滿足了發(fā)動機各種工況下的動力性能和經(jīng)濟性能的要求，降低了發(fā)動機的排放指標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機連續(xù)可變氣門升程機構(gòu)，它包括驅(qū)動組件、傳動單元和氣門組件，其特征是，所述驅(qū)動組件包括凸輪軸(6)和補償凸輪軸(I )，所述補償凸輪軸(I)在發(fā)動機E⑶(11)的控制下，由步進電機(10)驅(qū)動實現(xiàn)對氣門升程的控制，所述傳動單元包括一組數(shù)量與發(fā)動機缸數(shù)匹配的鉸接式搖臂組件，所述搖臂組件與凸輪軸(6)及補償凸輪軸(I)配裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種發(fā)動機連續(xù)可變氣門升程機構(gòu)，其特征是，所述搖臂組件安裝在發(fā)動機缸蓋(9)上設(shè)置的搖臂組件安裝槽(9-1)中，它由上搖臂(2)、下?lián)u臂(3)、搖臂連接軸(8)和復(fù)位卡簧(7)組成，所述上搖臂(2)上端設(shè)有與補償凸輪軸(I)型線匹配的圓弧曲面(2-2)，上搖臂(2)的下端與下?lián)u臂(3)的上端通過搖臂連接軸(8)鉸接，所述復(fù)位卡簧(7)套裝在搖臂連接軸(8)外面，兩端分別安裝在上搖臂下端設(shè)置的上搖臂卡簧槽(2-1)和下?lián)u臂上端設(shè)置的下?lián)u臂卡簧槽(3-1)里面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種發(fā)動機連續(xù)可變氣門升程機構(gòu)，其特征是，所述凸輪軸(6)與發(fā)動機曲軸(12)之間通過傳動鏈(13)傳遞動力，凸輪軸(6)在發(fā)動機運轉(zhuǎn)的所有工況均處于連續(xù)工作狀態(tài)，凸輪軸(6)的凸輪型線與上搖臂(2)下端及下?lián)u臂(3)上端側(cè)面接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種發(fā)動機連續(xù)可變氣門升程機構(gòu)，其特征是，所述氣門組件包括氣門(4)和挺柱(5)，所述挺柱(5)位于氣門(4)頂端，挺柱(5)上端與搖臂組件的下?lián)u臂下端配裝。
全文摘要
一種發(fā)動機連續(xù)可變氣門升程機構(gòu)，用于改善車輛的動力性能、燃油經(jīng)濟性能和排放指標(biāo)，它包括驅(qū)動組件、傳動單元和氣門組件，其特別之處在于，所述驅(qū)動組件包括凸輪軸和補償凸輪軸，所述補償凸輪軸在發(fā)動機ECU的控制下，由步進電機驅(qū)動實現(xiàn)對氣門升程的控制，所述傳動單元包括一組數(shù)量與發(fā)動機缸數(shù)匹配的鉸接式搖臂組件，所述搖臂組件與凸輪軸及補償凸輪軸配裝。本發(fā)明通過鉸接結(jié)構(gòu)的搖臂組件，使得氣門升程的可變量更大，可以更好的提升汽車的動力性和燃油經(jīng)濟性，改善發(fā)動機的排放性能。
文檔編號F01L13/00GK102777226SQ20121025416
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月23日
發(fā)明者劉占強, 周許英 申請人:長城汽車股份有限公司