一種可連續(xù)改變氣門(mén)升程的機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可連續(xù)改變氣門(mén)升程的機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、油耗以及排放的要求越來(lái)越高，可變氣門(mén)升程技術(shù)已成為衡量發(fā)動(dòng)機(jī)性能的標(biāo)致性關(guān)鍵技術(shù)之一?？勺儦忾T(mén)升程技術(shù)改變了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)升程固定不變的狀態(tài)，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況范圍內(nèi)提供最佳氣門(mén)升程，使發(fā)動(dòng)機(jī)在高速區(qū)和低速區(qū)都能得到滿足需求的氣門(mén)升程，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)高速功率和低速扭矩，較好地解決了高轉(zhuǎn)速與低轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷與小負(fù)荷下動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性的矛盾，同時(shí)改善了廢氣排放。
[0003]因此，可變氣門(mén)升程技術(shù)在大幅度提升發(fā)動(dòng)機(jī)性能的同時(shí)，在節(jié)能和環(huán)保方面也有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)有的可變氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)分為兩類，為分段式可變氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)和連續(xù)式可變氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)。分段式可變氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的原因改變氣門(mén)升程的值只能有固定的兩到三段，分段式可變氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)在相鄰兩段升程之間為階躍式的切換，而在駕駛感受上表現(xiàn)的生硬、不連貫，在內(nèi)燃機(jī)的工作情況上無(wú)法針對(duì)所有的工況做出調(diào)整所以對(duì)于燃油經(jīng)濟(jì)性和排放的改善狀況不佳。
[0004]而現(xiàn)在市場(chǎng)上已經(jīng)量產(chǎn)并實(shí)裝的連續(xù)式可變氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜，導(dǎo)致成本高昂、機(jī)構(gòu)較大需改動(dòng)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋設(shè)計(jì)、易發(fā)生故障、獲得的燃油經(jīng)濟(jì)性提升的能耗反而被復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)之間的摩擦消耗等缺點(diǎn)。
[0005]另外，市場(chǎng)上的部分氣門(mén)升程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使用液壓或復(fù)雜的機(jī)械機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)?？刂品绞綇?fù)雜，控制速度慢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，提供一種可連續(xù)改變氣門(mén)升程的機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件數(shù)量少，成本低，占用發(fā)動(dòng)機(jī)空間小。零部件加工與裝配均比較簡(jiǎn)便，調(diào)節(jié)流暢，調(diào)節(jié)范圍大的特點(diǎn)。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種可連續(xù)改變氣門(mén)升程的機(jī)構(gòu)，包括缸蓋中的凸輪軸和搖臂，凸輪軸上設(shè)有凸輪，凸輪以過(guò)盈、滾花或類似的安裝方式固定在凸輪軸上，所述凸輪軸上設(shè)有擺動(dòng)凸輪，擺動(dòng)凸輪上設(shè)有輸入端和輸出端，設(shè)有控制軸與凸輪軸相互平行，控制軸上設(shè)置偏心軸段，偏心軸段處設(shè)有控制臂，偏心軸段和控制臂之間設(shè)置有滑動(dòng)軸承，控制臂上設(shè)有輸入桿和輸出桿，控制臂的輸入桿與凸輪相抵，輸出桿與擺動(dòng)凸輪的輸入端相抵，擺動(dòng)凸輪的輸出端與搖臂相抵。本機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)由凸輪軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)凸輪旋轉(zhuǎn)開(kāi)始傳遞，凸輪驅(qū)動(dòng)與之貼合的控制臂輸入桿擺動(dòng)并使整個(gè)控制臂繞其旋轉(zhuǎn)中心擺動(dòng)，控制臂輸出桿也隨控制臂擺動(dòng)，并推動(dòng)與之接觸的擺動(dòng)凸輪的輸入端并帶動(dòng)整個(gè)擺動(dòng)凸輪擺動(dòng)，最后擺動(dòng)凸輪的輸出端擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)與之接觸的氣門(mén)搖臂滾子，使其擺動(dòng)并最終達(dá)到開(kāi)啟與關(guān)閉氣門(mén)的目的。
[0008]當(dāng)需要調(diào)整氣門(mén)升程時(shí)，如原理圖所示，通過(guò)一定的控制方式使控制軸的偏心軸段繞轉(zhuǎn)動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)，可以改變偏心軸段的幾何中心的位置，即改變了控制臂在工作擺動(dòng)時(shí)的擺動(dòng)中心的位置。偏心軸段旋轉(zhuǎn)的同時(shí)也帶動(dòng)了控制臂的位姿改變，其輸出桿與擺動(dòng)凸輪輸入端接觸的位置發(fā)生了改變，等效于改變了整個(gè)杠桿機(jī)構(gòu)的桿長(zhǎng)比例。而在擺動(dòng)凸輪的輸出端上設(shè)置的型線從基圓向外依次為圓弧段、低升程段、高升程段，圓弧段的作用在于防止控制軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)控制臂改變位姿時(shí)誤開(kāi)啟氣門(mén)，高、低升程段的作用在于為氣門(mén)提供相應(yīng)的升程，當(dāng)擺動(dòng)凸輪擺動(dòng)角度較小時(shí)在擺動(dòng)時(shí)只有圓弧段和低升程段作用于搖臂滾子上，當(dāng)擺動(dòng)凸輪擺動(dòng)角度較大時(shí)在擺動(dòng)時(shí)圓弧段和高低升程段都將作用在搖臂滾子上。整個(gè)機(jī)構(gòu)桿長(zhǎng)比例的改變會(huì)導(dǎo)致擺動(dòng)凸輪擺動(dòng)的角度范圍改變，即改變了擺動(dòng)凸輪作用在搖臂滾子上的型線段，最終改變氣門(mén)搖臂滾子擺動(dòng)的角度，從而調(diào)整氣門(mén)升程。
[0009]為防止沖擊、振動(dòng)以及過(guò)量噪音的出現(xiàn)，同時(shí)為保持本機(jī)構(gòu)能夠正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，在機(jī)構(gòu)中裝配了彈簧或與其等效的回復(fù)裝置，通過(guò)使機(jī)構(gòu)中零件間一直保持接觸貼合來(lái)達(dá)到以上目的。
[0010]根據(jù)以上所述所作的一種優(yōu)選的方案:以一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸結(jié)構(gòu)為例，凸輪軸和控制軸平行地安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋中，在缸蓋上設(shè)有軸承座和軸承座蓋，軸從軸承座中穿過(guò)并由其支撐。所述凸輪軸、凸輪和搖臂分別設(shè)為凸輪軸1、凸輪I和搖臂I，凸輪軸I上位于凸輪I一側(cè)空套有擺動(dòng)凸輪軸，所述擺動(dòng)凸輪包括主擺動(dòng)凸輪和副擺動(dòng)凸輪，主擺動(dòng)凸輪和副擺動(dòng)凸輪以滾花、過(guò)盈或其他等效裝配形式安裝在擺動(dòng)凸輪軸上，主擺動(dòng)凸輪上設(shè)有主輸入端和主輸出端，副擺動(dòng)凸輪上與主輸出端同一水平位置設(shè)有副輸出端，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，主擺動(dòng)凸輪和副擺動(dòng)凸輪通過(guò)擺動(dòng)凸輪軸實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)轉(zhuǎn);所述控制軸、偏心軸段和控制臂分別設(shè)為控制軸1、偏心軸段I和控制臂I，控制臂I上設(shè)有輸入桿I和輸出桿I;所述凸輪I與控制臂I的輸入桿I外端相抵，輸出桿I外端與主擺動(dòng)凸輪的主輸入端相抵，主輸出端與搖臂I相抵，副輸出端與另一個(gè)搖臂I相抵。
[0011]優(yōu)選的，所述副擺動(dòng)凸輪上與主輸入端同一水平位置設(shè)有端部，主輸入端和端部上同一水平位置分別設(shè)有孔I和孔，主擺動(dòng)凸輪和副擺動(dòng)凸輪之間設(shè)有回位彈簧，回位彈簧左右對(duì)稱，兩端設(shè)有拐腳且分別插入孔I和孔中，中間設(shè)為回形彎折部并卡于缸蓋的預(yù)設(shè)置。保證機(jī)構(gòu)在運(yùn)作過(guò)程中沒(méi)有空隙的產(chǎn)生以及主、副擺動(dòng)凸輪在擺動(dòng)后能回到工作位置，在工作時(shí)，凸輪I的桃尖段驅(qū)動(dòng)控制臂帶動(dòng)主、副擺動(dòng)凸輪的擺動(dòng)拉動(dòng)回位彈簧的拐腳，同時(shí)回形彎折部處于固定狀態(tài)，使彈簧緊縮，并在凸輪I桃尖段轉(zhuǎn)過(guò)后回復(fù)至缺省狀態(tài)，同時(shí)將擺動(dòng)凸輪拉回原位，使控制臂I的輸入桿I和輸出桿I與凸輪I及主擺動(dòng)凸輪的主輸入端始終貼合在一起。在調(diào)節(jié)升程時(shí)，由于控制臂的位姿會(huì)隨控制軸的轉(zhuǎn)動(dòng)改變，回位彈簧也會(huì)拉動(dòng)擺動(dòng)凸輪使控制臂I的輸入桿I和輸出桿I與凸輪I及主擺動(dòng)凸輪的主輸入端始終貼合在一起。
[0012]優(yōu)選的，所述控制臂I的輸入桿I和輸出桿I外端都開(kāi)設(shè)有銷(xiāo)孔I，在銷(xiāo)孔I中設(shè)有銷(xiāo)軸并裝有滾子，在滾子和銷(xiāo)軸之間設(shè)置滾針，輸入桿I和輸出桿I通過(guò)滾子分別與凸輪I及主輸入端相抵。減少零部件之間的摩擦損失，使機(jī)構(gòu)能夠順暢的工作。
[0013]優(yōu)選的，所述擺動(dòng)凸輪軸內(nèi)以過(guò)盈的方式套有兩個(gè)銅基或鋁基襯套，襯套以間隙的方式套在凸輪軸I上起到減少摩擦的作用;所述凸輪I包括基圓段和凸輪桃尖I，凸輪形線經(jīng)特殊設(shè)計(jì)具有滿足氣門(mén)開(kāi)合的要求，基圓段上靠近擺動(dòng)凸輪軸一側(cè)設(shè)有一圈凸臺(tái)I，軸向止推以及減少與擺動(dòng)凸輪軸之間的摩擦。
[0014]優(yōu)選的，所述主擺動(dòng)凸輪的主輸入端一側(cè)設(shè)有表面與主輸入端端面齊平的擴(kuò)展段，增大與控制臂I輸出桿I的滾子接觸面積以增加可靠性，主輸入端和主輸出端與主擺動(dòng)凸輪主體連接部分設(shè)置為肋板I結(jié)構(gòu)，所述副擺動(dòng)凸輪的副輸出端與主體連接部分設(shè)置為肋板結(jié)構(gòu)，肋板I及肋板的結(jié)構(gòu)減少零件質(zhì)量并增加強(qiáng)度;所述控制臂I的輸出桿I外端與主輸入端接觸部位設(shè)有凹槽I，因主擺動(dòng)凸輪的主輸入端表面經(jīng)過(guò)擴(kuò)展段加寬，凹槽I用于加寬輸出桿I與主擺動(dòng)凸輪的主輸入端接觸部位的寬度，輸入桿I和輸出桿I與控制臂I主體連接部分分別向兩側(cè)凸出形成延伸段，在保證零件寬度需要的情況下減輕零件重量，控制臂I內(nèi)側(cè)開(kāi)有油孔I，使發(fā)動(dòng)機(jī)油霧能進(jìn)入控制臂I內(nèi)側(cè)進(jìn)行潤(rùn)滑。
[0015]還有一種優(yōu)選的方案:以一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸結(jié)構(gòu)為例，凸輪軸和控制軸平行地安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋中，在缸蓋上設(shè)有軸承座和軸承座蓋，軸從軸承座中穿過(guò)并由其支撐。所述凸輪軸、凸輪和搖臂分別設(shè)為凸輪軸Π、凸輪Π和搖臂Π，所述擺動(dòng)凸輪設(shè)為兩個(gè)擺動(dòng)凸輪，以凸輪Π為中心左右對(duì)稱并以間隙配合的方式設(shè)于凸輪軸Π上，凸輪軸和擺動(dòng)凸輪之間設(shè)置有滾針軸承，擺動(dòng)凸輪上設(shè)有輸入端和輸出端;所述控制軸、偏心軸段和控制臂分別設(shè)為控制軸Π、偏心軸段Π和控制臂Π，控制臂Π上設(shè)有輸入桿Π和兩個(gè)輸出桿Π ;所述凸輪Π與控制臂Π的輸入桿Π外端相抵，兩個(gè)輸出桿Π外端分別與兩個(gè)擺