专利名称：无级可变气门升程机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车发动机气门升程机构，特别是涉及无级可变气门升程机构。
背景技术：
随着汽车行业的发展和石油资源的紧缺，油价不断地攀升和日益严格的环保标准 出台，改善发动机的油耗、环保性能显得更为紧迫。传统的发动机气门升程技术多数都是使 用的有级升程，即分二个或三个升程，发动机在不同转速下对可燃气进入需求量也不同，发 动机处于低转速、低负荷只需较小的进气量即可满足发动机的动力输出，在满足动力输出 的工况下可降低燃油消耗率，而发动机处于高速、高负荷时，又需要较大的进气量，而且高 速下，发动机充气时间会缩短，进气量不足，具有限制发动机动力的局限性，所以有必要改 变发动机气门升程过程，以满足发动机在不同转速下的进气量需求，从而改善发动机动力 输出性能和降低发动机燃油消耗率以及燃油在缸内充分燃烧，对降低发动机污染物排放有 着重要意义。于是目前将气门正时升程设计成可变的，以满足发动机复杂工况下对气门的 升程不同要求。本机构设计成无级升程，其升程是随发动机的内部机油压力的变化而变化， 而机油压力是随发动机的转速变化而变化，利用发动机的转速控制气门的升程量，转速低， 升程量低，转速高，升程量高，而这恰好为发动机的各种工况提供最理想的升程量，从而使 发动机得到最理想的空气量。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题，可进一步提高发动机的燃油效率、动力性、环保 性。结构简单、制造成本低、使用寿命高的无级可变气门升程机构。采用的技术方案是无级可变气门升程机构，包括气缸盖上的液压缸导管、液压缸体、双轮廓凸轮、液压缸体弹簧、单向阀和装在液压缸体内的吊杯活塞、压缩活塞、气门端活塞。所述的液压缸 体装在气缸盖上的液压缸导管内，吊杯活塞、压缩活塞和气门端活塞依次装在液压缸体内， 吊环活塞和压缩活塞之间形成液压缸低压腔、压缩活塞后端和液压缸体内隔板之间形成液 压缸中压腔、液压缸体内隔板和气门端活塞之间形成液压缸高压腔。所述吊杯活塞和压缩 活塞均设有弹簧腔，压缩活塞的弹簧腔端与吊环活塞的弹簧腔端相互套接，平衡弹簧装在 压缩活塞和吊杯活塞之间的弹簧腔内，平衡弹簧两端分别抵顶在吊杯活塞和压缩活塞上。 压缩活塞与液压缸体内隔板之间、气门端活塞与液压缸体内限位台之间均装有缓冲弹簧。 所述单向阀装在液压缸体内隔板上，使液压缸中压腔的液压油通过单向阀向液压缸高压腔 单向流通。所述液压缸体弹簧套装在气门端活塞的活塞杆上，其一端抵顶在液压缸体的后 端。所述双轮廓凸轮为低轮廓凸轮连接高轮廓凸轮且为一整体结构，双轮廓凸轮装在液压 缸体的前端，在液压缸体弹簧的作用下，使双轮廓凸轮与液压缸体的前端压紧在一起，其中 低轮廓凸轮压在液压缸体上，转动中高轮廓凸轮压在吊杯活塞上。上述的液压缸体上设有第一进油道、第二进油道、第一泄油道、和第一次泄油道。所述气缸盖上的液压缸导管上设有第三进油道、第四进油道和第二泄油道，所述双轮廓凸 轮上设有第二次泄油道，当液压缸体处于静止时，第一进油道两端分别与第三进油道和液 压缸低压腔连接相通，第二进油道两端分别与第四进油道和液压缸中压腔连接相通；第一 泄油道两端与第三泄油道连接相通与液压缸低压腔不相通。当双轮廓凸轮开始回转到回转 90度过程中，第一次泄油道两端分别与液压缸高压腔和第二次泄油道连接相通。上述的吊杯活塞上设有防止弹簧腔内存入机油的第四泄油道。 上述的液压缸体上设有液压缸高压腔快速泄油的第二泄油道。上述的液压缸体内限位台与气门端活塞之间设有为消除气门间隙的间隙。本实用新型的可变升程量来源是发动机的机油泵的机油压力，机油压力随着发动 机的转速而线性变化，发动机对空气的需求量也随转速而变化，此机构利用机油压力来控 制气门的提升量，从而控制进气量，提高发动机的燃油能量利用率，降低发动机污染物的排 放量，提高了发动机的功率，具有结构简单、制造成本低、使用寿命高、经济、环保的优点。油 道的开启关闭完全由机构随凸轮的自然运动而开启关闭，运行稳定，完全达到无级可变气 门升程。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型的双轮廓凸轮结构示意图。图3是图2的侧视图。图4、图5、图6、图7、图8是本实用新型的工作原理示意图。
具体实施方式
无级可变气门升程机构，包括气缸盖上的液压缸导管1、液压缸体2、双轮廓凸轮 3、液压缸体弹簧14、单向阀18和装在液压缸体内的吊杯活塞4、压缩活塞9和气门端活塞 13。所述的液压缸体2装在气缸盖上的液压缸导管1内，吊杯活塞4、压缩活塞9和气门端 活塞13依次装在液压缸体2内，吊杯活塞4和压缩活塞9之间形成液压缸低压腔23、压缩 活塞9后端和液压缸体内隔板24之间形成液压缸中压腔19、液压缸体内隔板24和气门端 活塞13之间形成液压缸高压腔17。所述吊杯活塞4和压缩活塞9均设有弹簧腔，压缩活 塞9的弹簧腔端与吊杯活塞4的弹簧腔端相互套接，平衡弹簧5装在压缩活塞9和吊杯活 塞4之间的弹簧腔6内，平衡弹簧5两端分别抵顶在吊杯活塞4和压缩活塞9上。压缩活 塞9与液压缸体内隔板24之间、气门端活塞13与液压缸体内限位台25之间均装有缓冲弹 簧12。所述的液压缸体内限位台25与气门端活塞13之间设有为消除气门间隙的间隙16。 所述的单向阀18装在液压缸体内隔板24上，使液压缸中压腔19的液压油通过单向阀18 向液压缸高压腔17流通。所述液压缸体弹簧14套装在气门端活塞13的活塞杆上，其一端 抵顶在液压缸体2的后端。所述双轮廓凸轮3为低轮廓凸轮28连接高轮廓凸轮27且为一 整体结构，双轮廓凸轮3装在液压缸体2的前端，在液压缸体弹簧14的作用下，使双轮廓凸 轮3与液压缸体2的前端压紧在一起，其中低轮廓凸轮28压在液压缸体2上，转动中高轮 廓凸轮27压在吊环活塞4上。所述的液压缸体2上设有第一进油道8、第二进油道11、第 一泄油道21、使液压缸高压腔快速泄油的第二泄油道15和第一次泄油道20。所述的气缸盖上的液压缸导管1上设有第三进油道7、第四进油道10和第三泄油道22。所述双轮廓凸轮3上设有第二次泄油道29。所述吊杯活塞4上设有防止弹簧腔6内存入机油的第四泄 油道26。当液压缸体2处于静止时，第一进油道8两端分别与第三进油道7和液压缸低压 腔23连接相通，第二进油道11两端分别与第四进油道10和液压缸中压腔19连接相通；第 一泄油道21与第三泄油道22连接相通与液压缸低压腔23不相通。当双轮廓凸轮3开始 回转到其回转90度过程中，第一次泄油道20两端分别与液压缸高压腔17和第二次泄油道 29(见图2、3)连接相通，构成可变气门升程机构。工作原理(见图4、图8)1、凸轮凸圆未压整个机构(图4所示)，由于压缩活塞9在液压缸低压腔23和中 压腔19的面积不同，产生的压力差和平衡弹簧5的作用下，压缩活塞9的位置会在整个机 构中随着机油压力的变化而变化。机油经过第一进油道8、第二进油道11、第三进油道7、第 四进油道10进入整个机构，此时压力很小，压缩活塞9的提升量很小。2、凸轮的凸圆开始压整个机构(图5所示)，低轮廓凸轮28压液压缸体2，由于液 压缸高压腔17密封，形成刚性体，推动气门的原始提升量，与此同时高轮廓凸轮27压吊杯 活塞4，此时整个机构的所有进油道、泄油道封闭，形成刚性体，将液压缸中压腔19的机油 压进液压缸高压腔17，气门端活塞13会推动气门来增加附加的提升量。随着压缩活塞9的 推动，第一泄油道21和第三泄油道22相对，泄油通道打开，液压缸低压腔23开始泄油，此 时液压缸低压腔已不是刚性，气门的继续提升量由低轮廓凸轮28推动，此时液压缸高压腔 17不变化，液压缸中压腔19在缓冲弹簧12和泄油过程的共同作用下也维持不变。3、凸轮的凸圆达最高点时(图6所示)，液压缸低压腔23机油通过第三泄油道22 泄油完毕，此时液压缸高压腔17为密封，由于进入液压缸高压腔17的机油量少，第二泄油 道15并未开启，在液压缸体弹簧14、缓冲弹簧12、平衡弹簧5的作用下整个机构随凸轮轮 廓移动，此时第一次泄油道20即将开启。4、凸轮凸圆开始回轮(图7所示)，在此之前低轮廓凸轮28上的第二次泄油道29 与第一次泄油道20相对，泄油。由于液压缸高压腔17的机油量少，此时机油通过次泄油道 已经泄油完毕。5、凸轮完全回转(凸轮最高点与机构中心线成180度时)，图8所示。进油道再次 开启，开始进油，转速不同，进油压力不同，压缩活塞的位置不同，升程不同。
权利要求无级可变气门升程机构，包括气缸盖上的液压缸导管(1)、液压缸体(2)、双轮廓凸轮(3)、液压缸体弹簧(14)、单向阀(18)和装在液压缸体内的吊杯活塞(4)、压缩活塞(9)和气门端活塞(13)，其特征在于所述的液压缸体(2)装在气缸盖上的液压缸导管(1)内，吊杯活塞(4)、压缩活塞(9)和气门端活塞(13)依次装在液压缸体(2)内，吊杯活塞(4)和压缩活塞(9)之间形成液压缸低压腔(23)，压缩活塞(9)后端和液压缸体内隔板(24)之间形成液压缸中压腔(19)、液压缸体内隔板(24)和气门端活塞(13)之间形成液压缸高压腔(17)，所述吊杯活塞(4)和压缩活塞(9)均设有弹簧腔，压缩活塞(9)的弹簧腔端与吊杯活塞(4)的弹簧腔端相互套接，平衡弹簧(5)装在压缩活塞(9)和吊杯活塞(4)之间的弹簧腔(6)内，平衡弹簧(5)两端分别抵顶在吊杯活塞(4)和压缩活塞(9)上，压缩活塞(9)与液压缸体内隔板(24)之间、气门端活塞(13)与液压缸体内限位台(25)之间均装有缓冲弹簧(12)，所述单向阀(18)装在液压缸体内隔板(24)上，使液压缸中压腔(19)的液压油通过单向阀(18)向液压缸高压腔(17)流通；所述的液压缸体弹簧(14)套装在气门端活塞(13)的活塞杆上，其一端抵顶在液压缸体(2)的后端，所述双轮廓凸轮(3)为低轮廓凸轮(28)连接高轮廓凸轮(27)且为一整体结构，双轮廓凸轮(3)装在液压缸体(2)的前端，在液压缸体弹簧(14)的作用下，使双轮廓凸轮(3)与液压缸体(2)的前端压紧在一起，其中低轮廓凸轮(28)压在液压缸体(2)上，转动中高轮廓凸轮(27)压在吊环活塞(4)上。
2.根据权利要求1所述的无级可变气门升程机构，其特征在于所述的液压缸体(2)上 设有第一进油道(8)、第二进油道(11)、第一泄油道(21)和第一次泄油道(20)，所述的气 缸盖上的液压缸导管(1)上设有第三进油道(7)、第四进油道(10)和第三泄油道(22)，所 述双轮廓凸轮(3)上设有第二次泄油道(29)，当液压缸体(2)处于静止时，第一进油道(8) 两端分别与第三进油道(7)和液压缸低压腔(23)连接相通，第二进油道(11)两端分别与 第四进油道(10)和液压缸中压腔(19)连接相通；第一泄油道(21)与第三泄油道(22)连 接相通与液压缸低压腔(23)不相通，双轮廓凸轮(3)开始回转到其回转90度过程中，第一 次泄油道(20)两端分别与液压缸高压腔(17)和第二次泄油道(29)连接相通。
3.根据权利要求1所述的无级可变气门升程机构，其特征在于所述的吊杯活塞(4)上 设有防止弹簧腔(6)内存入机油的第四泄油道(26)。
4.根据权利要求1所述的无级可变气门升程机构，其特征在于所述的液压缸体(2)上 设有液压缸高压腔(17)快速泄油的第二泄油道(15)。
5.根据权利要求1所述的无级可变气门升程机构，其特征在于所述的液压缸体内限位 台(25)与气门端活塞(13)之间设有为消除气门间隙的间隙(16)。
专利摘要无级可变气门升程机构，包括气缸盖上的液压缸导管、液压缸体、双轮廓凸轮、液压缸体弹簧、单向阀和装在液压缸体内的吊杯活塞、压缩活塞、气门端活塞。液压缸体装在气缸盖上的液压缸导管内，吊杯活塞和压缩活塞之间形成低压腔，压缩活塞和液压缸体内隔板之间形成中压腔、内隔板和气门端活塞之间形成高压腔。吊环活塞与压缩活塞套接，其间装平衡弹簧，压缩活塞与内隔板间、气门端活塞与缸体内限位台间均装有缓冲弹簧。单向阀装在内隔板上，液压缸体弹簧套装在气门端活塞的活塞杆上，双轮廓凸轮装在液压缸前端，在液压缸体弹簧的作用下，双轮廓凸轮与液压缸体前端压紧。液压管体与液压缸导管上设进油道和泄油道，并相对连通。本实用新型具成本低、寿命高、经济、环保的优点。
文档编号F01L13/00GK201588701SQ20092028761
公开日2010年9月22日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者吴爽 申请人:吴爽