专利名称：独立可调节的连续可变气门正时与升程机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种独立可调节的连续可变气门正时与升程机构，它所驱动的内燃机气门的升程和正时在一定范围内可以做独立调节。
背景技术：
内燃机的气门驱动采用连续可变气门正时可以提高内燃机气缸的充气率，提高功率和效率，降低气缸工作温度，降低内燃机的污染排放。内燃机的进气门驱动采用连续可变气门升程技术可以提高内燃机的进气效率，降低油耗，提高内燃机对油门的响应速度。公开号CN101149000A名为内燃机的可变气门驱动机构的专利中，气门的正时和升程是相互关联的，即气门打开的持续时间与气门打开的升程是成比例关系，但由此带来的问题是不能很好兼顾可变气门正时和可变气门升程这两种调节的优点。如果能够将连续可变气门正时与升程结合在一切，并可以做到相对独立调节，那么将能够提高内燃机的实际使用效果。在公开号为CN101858233名为包含变速摆机构的全可变气门正时方法和机构的发明专利中，所示的方法和机构可以完成连续可变气门正时的功能，虽然改变参数可以达到微调气门升程的作用，但是并不能独立调节。采用此机构的变速摆系统的原理，只需要重新设计支点调节机构的可调节范围，就可以单独调整气门的正时和升程了。
发明内容
本专利为改进上述不足作出新的解决方案，在公开号为CN101858233的发明专利中可变支点结联双变速摆杆驱动机构的基础上提出一种新的机构，实现对气门正时和升程独立的调节。发本发明提供这样一种独立可调节的连续可变气门正时与升程机构，该机构包含凸轮轴，该凸轮轴与曲轴转动相关联，驱动变速摆机构推动气门打开或关闭；变速摆系统，该变速摆系统由二根变速摆杆连接在一起，受到所述凸轮轴的推动产生摆动，推动气门开与闭；支点杆，带有滚轮，滚轮与所述变速摆杆的侧面接触，形成对所述变速摆杆的支撑； 曲柄摇臂，一端与所述支点杆以转轴相连；偏心轴，轴表面与所述支点杆接触；滚轮摇臂， 在所述变速摆系统推动下，将其摆动运动转化为推动气门的往复运动；扭力弹簧，一端固定在气缸盖上，另一端固定于有固定转轴的所述变速摆杆的一端。所述变速摆系统的一根变速摆杆一端有滚轮，另一端连接在另一根变速摆杆中间部位的凸起上，而中间有凸起的变速摆杆，一端以自由旋转转轴固定于气缸盖之上。所述驱动气门的变速摆系统与其推动的所述滚轮摇臂的滚轮接触面分为二部分，推动气门的开启的部分与保持气门关闭的部分， 相应的摆动角度范围被分为二部分，一部分保持气门关闭，另一部分推动气门开启；变速摆系统的初始位置在保持气门关闭的角度范围，终了位置在使气门完全开启的角度位置。所述曲柄摇臂控制支点杆的垂直位置，所述偏心轴控制支点杆的水平位置，二者的调节运动是独立的运动。
图1是示意图，示出了机构个部件之间的位置和连接关系。图2是机构单独调节气门升程的示意图，示出了机构中曲柄摇臂和偏心轴的联合调节动作。图3是气门升程的示意图，示出了机构单独调整气门升程的气门升程图。图4是机构单独调节气门正时的示意图，示出了机构中曲柄摇臂和偏心轴的联合调节动作。图5是气门升程的示意图，示出了机构单独调整气门正时的气门升程图。图6是机构的一种改进的示意图，示出了采用通用部件的另一种形式。
具体实施例方式下面将参考附图来叙述一个例示性实施例。图1是示意图，示出了机构个部件之间的位置和连接关系。变速摆7 —端有滚轮 12和轴11，滚轮12与凸轮1紧密接触，并受到凸轮1的推动；另一端通过轴10与变速摆2 的凸台连接。变速摆6的一端通过转轴5固定在气缸盖上，可据转轴5转动。支点杆8上有滚轮M，滚轮M与变速摆7的侧面接触，成为变速摆7摆动的支撑点；支点杆8的一端通过转轴23连接到曲柄摇臂22的一端，可由曲柄摇臂22的转动牵引上下运动。支点杆8 的一侧受到偏心轴21的顶压，使支点杆8可以支撑变速摆7的横向压力。变速摆6的端面紧密接触滚轮13，将自身的摆动通过滚轮13、轴14和滚轮摇臂15转换成气门19的开启和关闭动作。扭力弹簧3 —端固定在气缸盖4上，另一端支撑变速摆6，使之产生一个横向的压力，推动变速摆7挤压支点杆8使之紧密贴合在偏心轴21的曲面上。弹簧17和气门夹 16和底座18构成了气门弹簧组件。图2机构单独调节气门升程的示意图。凸轮1旋转过程中可以推动变速摆7使之以支点杆8的滚轮为支点做摆动运动。曲柄摇臂22顺时针转动直至虚线所示的位置，偏心轴21同时顺时针转动并转动到虚线所示的位置，二者转动的角速度成比例关系，使二者同时开始转动，同时转动到虚线所示的位置。此时支点杆8的滚轮推动变速摆7并使之产生摆动，由此改变了变速摆6的初始位置；并改变了变速摆7摆动的支点位置，使变速摆6摆动的角度变小。图3气门升程的示意图，由图2所示机构的调整动作可以达到单独调整气门升程的作用，如图所示，气门开启的持续时间对应的曲轴角度没有变化，改变的只是气门的升程。气门在最大升程直至最大升程的二分之一升程的范围内可以保持正时不变，即气门持续开启时间仍为示例性的180度。图4机构单独调节气门正时的示意图。凸轮1旋转过程中可以推动变速摆7使之以支点杆8的滚轮为支点做摆动运动。曲柄摇臂22顺时针转动，偏心轴21同时顺时针转动，二者转动的角速度成比例关系，使二者同时开始转动，同时转动到虚线所示的位置。此时支点杆8的滚轮推动变速摆7并使之产生摆动，由此改变了变速摆6的初始位置；并改变了变速摆7摆动的支点位置，使变速摆6摆动的角度变小。虚线所示的位置是机构出于宽角度正时的位置。
图5气门升程的示意图，由图4所示机构的调整动作可以达到单独调整气门正时的作用，如图所示，气门的最大升程没有变化，气门开启的时间和关闭的时间所对应的曲轴角度改变了，气门的正时得到单独的调节。虚线所示的位置是机构出于宽角度正时的位置时的气门升程曲线，可见其曲轴角度从180度展宽到360度，这里假设凸轮所对应的凸轮的角度是360度，也就是说机构可以此时可以使气门持续开启时间最大可以达到凸轮所对应的曲轴角度。图6是机构的一种改进的示意图，示出了采用通用部件的另一种形式。将曲柄摇臂22和偏心轴21的位置互换，将与变速摆7同样的部件替换支点杆8，曲柄摇臂22的调节方向反向后，即可以达到图1至图5所示之机构的调节效果。所有图中均未示出控制机构的驱动机构，也未示出凸轮轴的完整驱动机构，因此部分并不存在设计困难，使用公知的机械结构即可，凸轮的轴由通常的链条被曲轴所驱动， 控制机构的驱动可使用液压或电机系统完成。总体而言，独立可调节的连续可变气门正时与升程机构乃是利用曲柄摇臂和偏心轴来组合调节支点杆的滚轮位置，也就是变速摆的支点位置，使之在一个面积不为零的三角形区域中任意调节，从而达到近似的独立调节气门正时和升程的目的。就例示性实施例的机构而言，在气门升程为最大升程二分之一倍到一倍的范围内，气门的升程和正时是可以完全独立调节的；在气门升程为最大升程二分之一倍到零的范围内，气门的升程和正时的调节比例关系是相互关联的，即气门升程为二分之一时气门的开启时间也为最大开启时间的二分之一；气门升程为四分之一时，气门开启持续时间也是四分之一。在独立调节气门的正时和升程的基础上，还可以根据实际需要同时调整，以最精密的气门动作满足内燃机的需要。上述叙述仅仅是用于解释本发明的例示性实施例，它不是排他的或将本发明限制与其公开的具体形式。本领域技术人员可以理解，在不偏离本发明的范围内，可以做出各种改变以及其中的元素可用等同元素来替换。此外，可以做出很多修改以使特定情形或材料适用于本发明的主旨而不偏离实质范围。因此，本发明不限于作为构思实现本发明的最佳模式所公开的特定实施例，而是本发明包括属于本发明范围的所有实施方式。在不偏离本发明的精神和范围内，本发明能够以具体解释和阐明的方式以外的其他方式实施。
权利要求
1.一种独立可调节的连续可变气门正时与升程机构，该机构包含凸轮轴，该凸轮轴与曲轴转动相关联，驱动变速摆机构推动气门打开或关闭； 变速摆系统，该变速摆系统由二根变速摆杆连接在一起，受到所述凸轮轴的推动产生摆动，推动气门开与闭；支点杆，带有滚轮，滚轮与所述变速摆杆的侧面接触，形成对所述变速摆杆的支撑； 曲柄摇臂，一端与所述支点杆以转轴相连； 偏心轴，轴表面与所述支点杆侧面接触；滚轮摇臂，在所述变速摆系统推动下，将其摆动运动转化为推动气门的往复运动； 扭力弹簧，一端固定在气缸盖上，另一端固定于有固定转轴的所述变速摆杆的一端.
2.如权利要求1所述的一种包含变速摆机构的全可变气门正时机构，其特征在于所述变速摆系统的一根变速摆杆一端有滚轮，另一端连接在另一根变速摆杆中间部位的凸起上，而中间有凸起的变速摆杆，一端以自由旋转转轴固定于气缸盖之上。
3.如权利要求1所述的一种包含变速摆机构的全可变气门正时机构，其特征在于所述驱动气门的变速摆系统与其推动的所述滚轮摇臂的滚轮接触面分为二部分，推动气门的开启的部分与保持气门关闭的部分，相应的摆动角度范围被分为二部分，一部分保持气门关闭，另一部分推动气门开启；变速摆系统的初始位置在保持气门关闭的角度范围，终了位置在使气门完全开启的角度位置。
4.如权利要求1所述的一种包含变速摆机构的全可变气门正时机构，其特征在于所述曲柄摇臂控制支点杆的垂直位置，所述偏心轴控制支点杆的水平位置，二者的调节运动是独立的运动。
全文摘要
本发明涉及一种独立可调节的连续可变气门正时与升程机构，它包含凸轮轴、变速摆系统、支点杆、曲柄摇臂、偏心轴、滚轮摇臂、扭力弹簧。凸轮推动变速摆系统，变速摆系统以支点杆上的滚轮为支点做可调摆动速度和幅度的摆动。通过曲柄摇臂控制支点杆的垂直位置，通过渐开线控制凸轮控制支点杆的水平位置，从而改变变速摆系统的支点位置，从而改变变速摆系统的摆动，达到在一定范围内独立调节气门正时和升程的目的。
文档编号F01L13/00GK102562207SQ20101057718
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者朱譞晟 申请人:朱譞晟