连续可变气门升程机构及连续可变气门升程装置

摘要

本发明涉及一种连续可变气门升程机构，其包括由凸轮轴带动转动的凸轮驱动的摇臂，以及与凸轮位于摇臂同一侧的、与摇臂相连的气门，还包括由转动轴带动旋转的设置在与气门相对的摇臂另一侧的驱动凸轮，和一端铰接于气门与凸轮之间的摇臂上、另一端与驱动凸轮接触配合的传动件，在驱动凸轮的转动驱动下，所述的传动件具有沿其长度方向的直线运动；本发明还涉及一种连续可变气门升程装置，其包括安装在发动机缸盖上的安装座，还包括适配在所述安装座上的具有上述结构的连续可变气门升程机构。利用本机构可实现气门升程的连续改变，且其具有较好的防噪音性能，控制精确，结构稳定，也便于在发动机缸盖上布置。

说明书

技术领域

本发明涉及一种气门控制机构，尤其涉及一种连续可变气门升程机构，本发明还涉及一种连续可变气门升程装置。 

背景技术

传统汽油发动机凸轮轴的凸轮型线是固定的，这就造成发动机的气门升程是固定不变的，但对于发动机来说不同工况下所需要的最佳进气量是不一样的，气门升程的固定不变不可能使发动机在高速区和低速区都得到良好的响应，其结果是发动机既得不到最佳的高速效率，也得不到最佳的低速扭矩，因此实现发动机气门升程的连续可调性对改善发动机运转有很大的意义。 

现有技术中也出现了一些能够实现发动机气门升程可变的方案，如中国发明专利CN101900003B公开了一种连续可变气门升程的内燃机配气机构及其控制方法，该配气机构包括由凸轮轴带动的凸轮，由凸轮带动的摇臂，由摇臂控制的气门及带动气门回位的气门弹簧，摇臂的一端与凸轮抵靠并相切，另一端与气门的顶端活动连接，摇臂上方设置有一个利用步进电机带动的转轴，转轴通过滚轮支架安装有一个滚子，摇臂的顶面为与所述滚子的运动轨迹相符的弧面，滚子与弧面紧密接触。此发明通过连续改变气门及凸轮与滚子的距离，从而连续改变气门的升程，但上述机构滚子与摇臂弧面间存在发生相对滑动的可能，且随着机构使用磨损，发生相对滑动的可能性迅速变大，会导致机构的控制精度降低、甚至失效，同时此机构为刚性连接，不能消除气门间隙带来噪音的影响。而其他一些可变气门升程的技术方案存在结构复杂，制造成本较高，以及在发动机狭小的空间内不便布置等问题。 

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种连续可变气门升程机构,其可实现连续改变气门升程且结构稳定，同时能够防止噪音产生，其结构简单，可便于在发动机上的布置。 

为实现上述目的，本发明的连续可变气门升程机构，包括由凸轮轴带动转动的凸轮驱动的摇臂，以及与凸轮位于摇臂同一侧的、与摇臂相连的气门，还包括： 

驱动凸轮，由转动轴带动旋转的设置在与气门相对的摇臂另一侧；

传动件，其一端铰接于气门与凸轮之间的摇臂上，另一端与驱动凸轮接触配合，并在驱动凸轮的转动驱动下，所述的传动件具有沿其长度方向的直线运动。

作为对上述方式的限定，所述的传动件为液压挺柱。 

作为对上述方式的改进，在液压挺柱的非连接于摇臂的一端转动连接有与驱动凸轮滚动配合的滚轮。 

作为对本发明的限定，所述的摇臂为具有两个驱动臂及与两个驱动臂固连的直臂构成的Y型结构，所述的凸轮与直臂接触配合，在两个驱动臂上均连接有气门。 

作为对上述方式的改进，在所述直臂的自由端转动连接有摇臂滚轮，所述的凸轮与摇臂滚轮滚动配合。 

本发明的连续可变气门升程装置，包括安装在发动机缸盖上的安装座，还包括适配在所述安装座上的连续可变气门升程机构，所述的连续可变气门升程机构具有上述的结构。 

作为对上述方式的改进，所述的安装座与连续可变气门升程机构之间设有使所述传动件与驱动凸轮始终接触的弹性机构。 

作为对上述方式的限定，所述的弹性机构为弹簧。 

采用上述技术方案，通过转动轴上的驱动凸轮驱动液压挺柱上下行程的连续改变，使得摇臂摆动时的摆动中心发生连续的上下运动，从而可连续改变气门升程，由于传动件与摇臂之间铰接，二者之间不会产生相对的滑动，使摇臂控制的气门升程的调整变化更加稳定；传动件采用液压挺柱，可有效消除气门间隙的影响；此外，增加弹簧，可在发动机油压建立初期，保证滚轮与驱动凸轮的有效接触，防止出现噪音的可能，本发明的机构与安装座适配，结构简单、稳定，可方便在发动机上的布置。 

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本发明作更进一步详细说明： 

图1本发明实施例一的结构示意图；

图2为摇臂的正视图；

图3为摇臂的俯视图；

图4为液压挺柱的结构示意图；

图5为转动轴及驱动凸轮的结构示意图；

图6为本发明实施例二的结构示意图；

图7为图6另一视角下的结构示意图；

图8为安装座的结构示意图；

图9为弹簧结构示意图。

图中：1、凸轮轴；2、凸轮；3、摇臂；31、第一驱动臂；32、第二驱动臂；33、直臂；34、摇臂销孔；35、通孔；36、弹簧卡槽；4、摇臂滚轮；41、摇臂滚轮轴；5、液压挺柱；51、连接板；52、挺柱销孔；6、柱销；7、滚轮；71、滚轮轴；8、转动轴；9、驱动凸轮；10、气门；11、气门弹簧；12、安装座；13、安装板；131、底板；132、竖板；14、安装梁；141、挺柱安装孔；142、弹簧固定孔；15、凸轮轴安装槽；16、转动轴安装槽；17、弹簧；171、第一弹簧；172、第二弹簧；173、弹簧连杆；174第一弹簧固定钩；175、第二弹簧固定钩；18、油路；19、发动机缸盖。 

具体实施方式

实施例一

本实施例涉及一种连续可变气门升程机构，由图1所示，其包括由凸轮轴1带动转动的凸轮2驱动的摇臂3，以及与凸轮2位于摇臂3同一侧的、与摇臂3相连的气门10，以及可使气门回位的气门弹簧11，还包括由转动轴8带动旋转的设置在与气门10相对的摇臂3另一侧的驱动凸轮9，以及液压挺柱5，液压挺柱5的一端铰接于气门10与凸轮2之间的摇臂3上，另一端与驱动凸轮9接触配合，在驱动凸轮9的转动驱动下，液压挺柱5具有沿其长度方向的直线运动。

由图2结合图3所示，摇臂3为具有第一驱动臂31和第二驱动臂32及与第一驱动臂31和第二驱动臂32固连的直臂33构成的Y型结构，第一驱动臂31和第二驱动臂32均连接有气门10，在直臂33的自由端设置有摇臂滚轮4，其通过摇臂滚轮轴41安装在直臂33的自由端，通过摇臂滚轮4与凸轮2配合，可使凸轮2对摇臂3的驱动更加平稳，也减轻了磨损，在直臂33与第一驱动臂31和第二驱动臂32的固连处开有通孔35，在直臂33与第一驱动臂31和第二驱动臂32的固连处还开有与摇臂滚轮轴41平行的贯穿所述通孔35的摇臂销孔34，在摇臂3底部位于通孔5与摇臂滚轮4之间设有弹簧卡槽36。 

液压挺柱5的结构如图4所示，在其一端固连有连接板51，连接板51的尺寸可以使其置于摇臂3上的通孔35中，并与通孔35内壁具有一定的间隙，在连接板51中部开有挺柱销孔52，挺柱销孔52的直径设计为与摇臂销孔34直径相等，在液压挺柱5的另一端设有用滚轮轴71安装的滚轮7，本实施例中选择滚轮轴71与挺柱销孔52平行，当然，滚轮轴71也可以设置成其他方向，设置滚轮7，可使驱动凸轮9对液压挺柱5的驱动更加平稳，也减轻了磨损。 

转动轴8及驱动凸轮9的结构如图5所示，驱动凸轮9固连在转动轴8中部。 

将液压挺柱5上的连接板51插入到摇臂3上的通孔35中，并使摇臂销孔34与挺柱销孔52在一条直线上，再将柱销6插入到摇臂销孔34及挺柱销孔52中，便将液压挺柱5与摇臂3铰接在一起，当驱动凸轮9与滚轮7接触配合，凸轮2与摇臂滚轮4接触配合，其状态如图1所示，随着转动轴8带动驱动凸轮9转动，驱动凸轮9通过滚轮7驱使液压挺柱5做上下运动，进而设置在摇臂销孔34中的柱销6也做上下运动，即摇臂3的摆动中心做上下运动，此时凸轮2转动驱使摇臂3摆动时，摇臂3的第一驱动臂31和第二驱动臂32的摆幅发生变化，并最终反映到气门10升程的变化，由于驱动凸轮9为连续转动的，进而摇臂3的摆动中心即柱销6的上下运动为连续变化的，进而气门10的升程也是连续变化的。 

实施例二

本实施例涉及一种连续可变气门升程装置，由图6结合图7所示，其包括安装在发动机缸盖19上的安装座12，还包括适配在所述安装座12上的具有实施例一中所述的结构的连续可变气门升程机构。

如图8为本实施例安装座12的结构示意图，所述的安装座12包括两片结构相同的安装板13，及将两块安装板13对称固连在一起的安装梁14，所述的安装板13包括底板131和固连在其上靠近端部的竖板132，所述底板131的底部两端设置有安装凸轮轴1的凸轮轴安装槽15，其可使所安装的凸轮轴1上的凸轮2与摇臂滚轮4接触配合，所述竖板132顶部设置有安装转动轴8的转动轴安装槽16，其可使所安装的转动轴8上的驱动凸轮9与滚轮7接触配合，所述的安装梁14与竖板132固连，所述的安装梁14中部设置有挺柱安装孔141，其与液压挺柱5为过渡配合，以使液压挺柱5可在其内自由滑动，在安装梁14的靠近底板131端部的一侧设置有两个弹簧固定孔142，其用于固定弹簧17，在安装板,13及安装梁14中设置有互通的油路18，其可为液压挺柱5供油及对各连接部位的润滑供油。 

弹簧17的结构如图9所示，其包括第一弹簧171和第二弹簧172，以及将第一弹簧171和第二弹簧172连接起来的弹簧连杆173，弹簧连杆173为一凹字型杆，其两端分别固连第一弹簧171和第二弹簧172的一端，在第一弹簧171和第二弹簧172的另一端分别固连有第一弹簧固定钩174和第二弹簧固定钩175。 

将上述连续可变气门升程机构的液压挺柱5与摇臂3经柱销6铰接后，使液压挺柱5插入挺柱安装孔141中，再将带驱动凸轮9的转动轴8安装到转动轴安装槽16内，将带凸轮2的凸轮轴1安装到凸轮轴安装槽15内，使驱动凸轮9与滚轮7接触，然后将弹簧17的弹簧连接杆173嵌入摇臂底部的弹簧卡槽36内，使弹簧17向上，将第一弹簧固定钩174和第二弹簧固定钩175分别固定在安装梁14的弹簧固定孔142上，最后将上述机构安装到已设置好气门10及气门弹簧11的发动机缸盖19上，便完成了整个装置的装配，其如图6或图7所示。 

如前所述，当转动轴8带动驱动凸轮9连续转动，从而驱使液压挺柱5连续上下运动，进而使得柱销6即摇臂3的摆动中心也连续上下运动，在凸轮轴1带动的凸轮2的驱动下，便可使摇臂3驱动的气门10的气门升程连续改变。而液压挺柱5在油路18油压的作用下，可消除气门间隙的影响，增加的弹簧17可在发动机油压建立初期，保证滚轮7与驱动凸轮9的接触，从而防止了噪音的产生。本装置由适配的安装座12对机构进行承载，使其结构简单，且稳定性好，也方便了在发动机缸盖19上的布置。