一种发动机可变正时系统的制作方法

本发明属于汽车发动机零部件技术领域，更具体地说，是涉及一种发动机可变正时系统。

背景技术：

可变正时气门系统能得到广泛运用，主要是该技术保证燃烧稳定，降低油耗，有效降低THC(碳氢化合物)和NOX(氮氧化合物)的排放，满足国家排放标准，同时加大进气体积效率，改善燃烧性能。可变气门正时技术，就是在特定的发动机工况下，通过控制进气门开启角度提前和延迟来调节进排气量和时刻和改变气门重叠角的大小，来实现增大进气充量和效率，更好的组织进气涡流，调节气缸爆发压力与残余废气量，来获得发动机功率，扭矩，排放，燃油经济性，舒适性等综合性能的改善，从而解决传统固定配气相位发动机的各项性能指标之间相互制约的技术矛盾。目前市场上的可变正时气门系统(VVT系统)的所有工作，均需通过机油完成，为保证VVT系统及时、准确的工作，必须保证油压在工作范围内，为此，一般VVT系统发动机均有单独的VVT油路。机油从油底壳被机油泵输送到凸轮轴，经过OCV机油控制阀，然后由控制阀控制进入相位器内部空腔中的机油量和机油流入/流出方向。OCV按照ECU的指令，通过阀芯的轴向位置来调节机油的流向，使叶片相对壳体转动，从而实现对配气相位的调节及控制。现有技术中的VVT系统通过泵送机油，这样会损失较多的发动机机械力，有一定的外界条件约束，不能时时可靠的实现可变气门正时。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种结构简单，能够方便可靠地根据发动机工况需要通过拉杆带动齿轮和齿轮的位移发生变化，从而对发动机凸轮轴的正时角度进行调节，在确保发动机传动效率的基础上，有效减少发动机机械力的损失，提高传动效率的发动机可变正时系统。

要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明为一种发动机可变正时系统，所述的发动机包括进气凸轮轴、排气凸轮轴，进气凸轮轴前端或排气凸轮轴前端通过链条与曲轴齿轮连接，所述的进气凸轮轴后端设置进气凸轮轴齿轮，排气凸轮轴后端设置排气凸轮轴齿轮，进气凸轮轴和排气凸轮轴下方设置拉杆，拉杆与伺服电机连接，拉杆上设置齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ，进气凸轮轴齿轮与齿轮Ⅰ啮合，齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ啮合，齿轮Ⅱ与排气凸轮轴齿轮啮合。

所述的进气凸轮轴前端的驱动齿轮通过链条与曲轴齿轮连接，拉杆与能够带动拉杆水平移动的伺服电机连接，伺服电机安装在发动机上，伺服电机与能够控制伺服电机启停的控制部件连接。

所述的排气凸轮轴前端的驱动齿轮通过链条与曲轴齿轮连接，拉杆与能够带动拉杆水平移动的伺服电机连接，伺服电机安装在发动机上，伺服电机与能够控制伺服电机启停的控制部件连接。

所述的齿轮Ⅰ外侧设置连接板件Ⅰ，连接板件Ⅰ一端与齿轮Ⅰ外侧固定连接，连接板件Ⅰ另一端与进气凸轮轴齿轮活动连接。

所述的齿轮Ⅱ外侧设置连接板件Ⅱ，连接板件Ⅱ一端与齿轮Ⅱ外侧固定连接，连接板件Ⅱ另一端与排气凸轮轴齿轮活动连接。

所述的齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ活动安装在拉杆上，所述的伺服电机拉动拉杆水平移动时，拉杆设置为能够带动齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ沿水平位置发生位移的结构，所述的控制部件为发动机管理系统(EMS)。

所述的拉杆带动齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ沿水平位置发生位移时，齿轮Ⅱ设置为能带动排气凸轮轴齿轮相对于排气凸轮轴齿轮转动方向反向转动的结构，齿轮Ⅱ带动排气凸轮轴齿轮相对于排气凸轮轴齿轮转动方向反向转动时，排气凸轮轴相位差设置为能够发生改变的结构。

所述的拉杆带动齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ沿水平位置发生位移时，齿轮Ⅰ设置为能带动进气凸轮轴齿轮相对于进气凸轮轴齿轮转动方向反向转动的结构，齿轮Ⅰ带动进气凸轮轴齿轮相对于进气凸轮轴齿轮转动方向反向转动时，进气凸轮轴相位差设置为能够发生改变的结构。

采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：

本发明所述的发动机可变正时系统，当驱动齿轮安装在进气凸轮轴前端时，驱动齿轮通过链条与曲轴齿轮连接，这时，进气凸轮轴相当于主动轮，进气凸轮轴转动时，与进气凸轮轴后端连接的齿轮Ⅰ转动，齿轮Ⅰ转动带动齿轮Ⅱ转动，齿轮Ⅱ转动再带动排气凸轮轴齿轮转动，实现排气凸轮轴的转动。在发动机工作时，当需要调节排气凸轮的正时时，通过控制部件控制伺服电机动作，伺服电机带动拉杆沿水平位置发生位移，这样，会带动齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ沿水平方向移动，齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ沿水平方向移动，齿轮Ⅱ会带动排气凸轮轴齿轮转动一定的角度，而该转动角度与排气凸轮轴工作时的转动角度相反，从而使得排气凸轮轴产生一定的相位差，实现对排气凸轮轴正时进行调节的目的。而当驱动齿轮安装在排气凸轮轴前端时，驱动齿轮通过链条与曲轴齿轮连接，这时，排气凸轮轴相当于主动轮，排气凸轮轴转动时，与排气凸轮轴后端连接的齿轮Ⅱ转动，齿轮Ⅱ转动带动齿轮Ⅰ转动，齿轮Ⅰ转动再带动进气凸轮轴齿轮转动，实现进气凸轮轴的转动。在发动机工作时，当需要调节进气凸轮轴的正时时，通过控制部件控制伺服电机动作，伺服电机带动拉杆沿水平位置发生位移，这样，会带动齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ沿水平方向移动，齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ沿水平方向移动，齿轮Ⅰ会带动进气凸轮轴齿轮转动一定的角度，而该转动角度与进气凸轮工作时的转动角度相反，从而使得进气凸轮轴产生一定的相位差，实现对进气凸轮轴正时进行调节的目的。上述结构，能够方便可靠地对发动机凸轮轴的正时进行调节，不需要液压传递，从而有效减少了机械力的损失，降低了发动机动力损耗，提高了发动机功率和整体性能。本发明所述的发动机可变正时系统，结构简单，制造成本低，能够方便可靠地根据发动机工况需要通过拉杆带动齿轮和齿轮的位移发生变化，对发动机凸轮轴的正时角度进行调节，在确保发动机传动效率的基础上，有效减少发动机机械力的损失，提高传动效率。

附图说明

下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：

图1为本发明所述的发动机可变正时系统的前视结构示意图；

图2为本发明所述的发动机可变正时系统的后视结构示意图；

图3为本发明所述的发动机可变正时系统的正常工作时的状态示意图；

图4为本发明所述的发动机可变正时系统的伺服电机工作时的状态示意图；

附图中标记分别为：1、进气凸轮轴；2、排气凸轮轴；3、进气凸轮轴齿轮；4、排气凸轮轴齿轮；5、拉杆；6、伺服电机；7、齿轮Ⅰ；8、齿轮Ⅱ；9、驱动齿轮；10、控制部件；11、连接板件Ⅰ；12、连接板件Ⅱ；13、进气气门；14、排气气门。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：

如附图1-附图4所示，本发明为一种发动机可变正时系统，所述的发动机包括进气凸轮轴1、排气凸轮轴2，进气凸轮轴1前端或排气凸轮轴2前端通过链条与曲轴齿轮连接，所述的进气凸轮轴1后端设置进气凸轮轴齿轮3，排气凸轮轴2后端设置排气凸轮轴齿轮4，进气凸轮轴1和排气凸轮轴2下方设置拉杆5，拉杆5与伺服电机6连接，拉杆5上设置齿轮Ⅰ7和齿轮Ⅱ8，进气凸轮轴齿轮3与齿轮Ⅰ7啮合，齿轮Ⅰ7和齿轮Ⅱ8啮合，齿轮Ⅱ8与排气凸轮轴齿轮4啮合。上述结构，当驱动齿轮安装在进气凸轮轴前端时，驱动齿轮通过链条与曲轴齿轮连接，这时，进气凸轮轴相当于主动轮，进气凸轮轴转动时，与进气凸轮轴后端连接的齿轮Ⅰ7转动，齿轮Ⅰ转动带动齿轮Ⅱ转动，齿轮Ⅱ转动再带动排气凸轮轴齿轮转动，实现排气凸轮轴的转动。在发动机工作时，当需要调节排气凸轮的正时时，通过控制部件控制伺服电机动作，伺服电机带动拉杆沿水平位置发生位移，这样，会带动齿轮Ⅰ7和齿轮Ⅱ8沿水平方向移动，齿轮Ⅰ7和齿轮Ⅱ8沿水平方向移动，齿轮Ⅱ8会带动排气凸轮轴齿轮转动一定的角度，而该转动角度与排气凸轮轴工作时的转动角度相反，从而使得排气凸轮轴产生一定的相位差，实现对排气凸轮轴正时进行调节的目的。而当驱动齿轮安装在排气凸轮轴前端时，驱动齿轮通过链条与曲轴齿轮连接，这时，排气凸轮轴相当于主动轮，排气凸轮轴转动时，与排气凸轮轴后端连接的齿轮Ⅱ8转动，齿轮Ⅱ8转动带动齿轮Ⅰ转动，齿轮Ⅰ转动再带动进气凸轮轴齿轮转动，实现进气凸轮轴的转动。在发动机工作时，当需要调节进气凸轮轴的正时时，通过控制部件控制伺服电机动作，伺服电机带动拉杆沿水平位置发生位移，这样，会带动齿轮Ⅰ7和齿轮Ⅱ8沿水平方向移动，齿轮Ⅰ7和齿轮Ⅱ8沿水平方向移动，齿轮Ⅰ7会带动进气凸轮轴齿轮转动一定的角度，而该转动角度与进气凸轮工作时的转动角度相反，从而使得进气凸轮轴产生一定的相位差，实现对进气凸轮轴正时进行调节的目的。上述结构，能够方便可靠地对发动机凸轮轴的正时进行调节，不需要液压传递，从而有效减少了机械力的损失，降低了发动机动力损耗，提高了发动机功率和整体性能。本发明的发动机可变正时系统，结构简单，能够方便可靠地根据发动机工况需要通过拉杆带动齿轮和齿轮的位移发生变化，对发动机凸轮轴的正时角度进行调节，在确保发动机传动效率的基础上，有效减少发动机机械力的损失，提高传动效率。

所述的进气凸轮轴1前端的驱动齿轮9通过链条与曲轴齿轮连接，拉杆5与能够带动拉杆5水平移动的伺服电机6连接，伺服电机6安装在发动机上，伺服电机6与能够控制伺服电机6启停的控制部件10连接。上述结构，将驱动齿轮设置在进气凸轮轴上，驱动齿轮通过链条与曲轴齿轮连接，即曲轴齿轮通过链条驱动进气凸轮轴转动，进气凸轮轴相当于主动轴，进气凸轮轴转动，进气凸轮轴转动时，与进气凸轮轴后端连接的齿轮Ⅰ转动，齿轮Ⅰ转动带动齿轮Ⅱ转动，齿轮Ⅱ转动再带动排气凸轮轴齿轮转动，实现排气凸轮轴的转动。在发动机工作时，当需要调节排气凸轮的正时时，通过控制部件控制伺服电机动作，伺服电机带动拉杆沿水平位置发生位移，这样会带动齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ沿水平方向移动，齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ沿水平方向移动，齿轮Ⅱ会带动排气凸轮轴齿轮转动一定的角度，而该转动角度与排气凸轮轴工作时的转动角度相反，从而使得排气凸轮轴产生一定的相位差，实现对排气凸轮轴正时进行调节的目的。

所述的排气凸轮轴2前端的驱动齿轮9通过链条与曲轴齿轮连接，拉杆5与能够带动拉杆5水平移动的伺服电机6连接，伺服电机6安装在发动机上，伺服电机6与能够控制伺服电机6启停的控制部件10连接。上述结构，将驱动齿轮设置在排气凸轮轴上，驱动齿轮通过链条与曲轴齿轮连接，即曲轴齿轮通过链条驱动排气凸轮轴转动，排气凸轮轴相当于主动轴，排气凸轮轴转动，排气凸轮轴转动时，与排气凸轮轴后端连接的齿轮Ⅱ转动，齿轮Ⅱ转动带动齿轮Ⅰ转动，齿轮Ⅰ转动再带动进气凸轮轴齿轮转动，实现进气凸轮轴的转动。在发动机工作时，当需要调节进气凸轮轴的正时时，通过控制部件控制伺服电机动作，伺服电机带动拉杆沿水平位置发生位移，这样，会带动齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ沿水平方向移动，齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ沿水平方向移动，齿轮Ⅰ会带动进气凸轮轴齿轮转动一定的角度，该转动角度与进气凸轮工作时的转动角度相反，从而使得进气凸轮轴产生一定的相位差，实现对进气凸轮轴正时进行调节的目的。

所述的齿轮Ⅰ7外侧设置连接板件Ⅰ11，连接板件Ⅰ11一端与齿轮Ⅰ7外侧固定连接，连接板件Ⅰ11另一端与进气凸轮轴齿轮3活动连接。连接板件Ⅰ11对齿轮Ⅰ7和进气凸轮轴齿轮3之间的距离进行限定，确保齿轮Ⅰ7与进气凸轮轴齿轮可靠啮合，在拉杆动作时，能够对排气凸轮轴正时进行调节。

所述的齿轮Ⅱ8外侧设置连接板件Ⅱ12，连接板件Ⅱ12一端与齿轮Ⅱ8外侧固定连接，连接板件Ⅱ12另一端与排气凸轮轴齿轮4活动连接。连接板件ⅠⅡ12对齿轮Ⅱ8和排气凸轮轴齿轮4之间的距离进行限定，确保齿轮Ⅱ8与排气凸轮轴齿轮4可靠啮合，在拉杆动作时，能够对排气凸轮轴正时进行调节。

所述的齿轮Ⅰ7和齿轮Ⅱ8活动安装在拉杆5上，所述的伺服电机6拉动拉杆5水平移动时，拉杆5设置为能够带动齿轮Ⅰ7和齿轮Ⅱ8沿水平位置发生位移的结构，所述的控制部件10为发动机管理系统(EMS)。发动机管理系统根据节气门开度传感器、发动机水温传感器、转速传感器、空气流量计等传来的信号，解算出发动机各工况下所需的气门正时角，即目标位置；同时，发动机管理系统EMS根据曲轴位置传感器和凸轮位置传感器传来的反馈信号计算得出的凸轮轴的实际位置。EMS将目标位置和实际位置进行比较，并根据EMS的控制策略，向伺服电机发出作动信号，伺服电机拉动拉杆移动，改变齿轮Ⅰ7和齿轮Ⅱ8的位置，实现对进气凸轮轴或排气凸轮轴正时进行调节。

所述的拉杆5带动齿轮Ⅰ7和齿轮Ⅱ8沿水平位置发生位移时，齿轮Ⅱ8设置为能带动排气凸轮轴齿轮4相对于排气凸轮轴齿轮4转动方向反向转动的结构，齿轮Ⅱ8带动排气凸轮轴齿轮4相对于排气凸轮轴齿轮4转动方向反向转动时，排气凸轮轴2相位差设置为能够发生改变的结构。上述结构设置，针对于驱动齿轮安装在进气凸轮轴上的结构，当发动机管理系统(EMS)根据发动机工况控制伺服电机工作时，伺服电机带动拉杆水平位移，从而带动齿轮Ⅰ7和齿轮Ⅱ8沿水平位置发生位移，使得齿轮Ⅱ8会带动排气凸轮轴齿轮转动一定的角度，而该转动角度与排气凸轮轴工作时的转动角度相反，从而使得排气凸轮轴产生一定的相位差，实现对排气凸轮轴正时进行调节的目的。

所述的拉杆5带动齿轮Ⅰ7和齿轮Ⅱ8沿水平位置发生位移时，齿轮Ⅰ7设置为能带动进气凸轮轴齿轮3相对于进气凸轮轴齿轮3转动方向反向转动的结构，齿轮Ⅰ7带动进气凸轮轴齿轮3相对于进气凸轮轴齿轮3转动方向反向转动时，进气凸轮轴1相位差设置为能够发生改变的结构。上述结构设置，针对于驱动齿轮安装在排气凸轮轴上的结构，当发动机管理系统(EMS)根据发动机工况控制伺服电机工作时，伺服电机带动拉杆水平位移，从而带动齿轮Ⅰ7和齿轮Ⅱ8沿水平位置发生位移，使得齿轮Ⅰ7会带动进气凸轮轴齿轮转动一定的角度，而该转动角度与进气凸轮轴工作时的转动角度相反，从而使得进气凸轮轴产生一定的相位差，实现了对排气凸轮轴正时进行调节的目的。

附图3中，曲线箭头线条所示为发动机工作时各个齿轮的转动方向。

附图4中，直线箭头线所示为伺服电机工作时拉杆移动方向。

本发明所述的发动机可变正时系统，当驱动齿轮安装在进气凸轮轴前端时，驱动齿轮通过链条与曲轴齿轮连接，这时，进气凸轮轴相当于主动轮，进气凸轮轴转动时，与进气凸轮轴后端连接的齿轮Ⅰ转动，齿轮Ⅰ转动带动齿轮Ⅱ转动，齿轮Ⅱ转动再带动排气凸轮轴齿轮转动，实现排气凸轮轴的转动。在发动机工作时，当需要调节排气凸轮的正时时，通过控制部件控制伺服电机动作，伺服电机带动拉杆沿水平位置发生位移，这样，会带动齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ沿水平方向移动，齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ沿水平方向移动，齿轮Ⅱ会带动排气凸轮轴齿轮转动一定的角度，而该转动角度与排气凸轮轴工作时的转动角度相反，从而使得排气凸轮轴产生一定的相位差，实现对排气凸轮轴正时进行调节的目的。而当驱动齿轮安装在排气凸轮轴前端时，驱动齿轮通过链条与曲轴齿轮连接，这时，排气凸轮轴相当于主动轮，排气凸轮轴转动时，与排气凸轮轴后端连接的齿轮Ⅱ转动，齿轮Ⅱ转动带动齿轮Ⅰ转动，齿轮Ⅰ转动再带动进气凸轮轴齿轮转动，实现进气凸轮轴的转动。在发动机工作时，当需要调节进气凸轮轴的正时时，通过控制部件控制伺服电机动作，伺服电机带动拉杆沿水平位置发生位移，这样，会带动齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ沿水平方向移动，齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ沿水平方向移动，齿轮Ⅰ会带动进气凸轮轴齿轮转动一定的角度，而该转动角度与进气凸轮工作时的转动角度相反，从而使得进气凸轮轴产生一定的相位差，实现对进气凸轮轴正时进行调节的目的。上述结构，能够方便可靠地对发动机凸轮轴的正时进行调节，不需要液压传递，从而有效减少了机械力的损失，降低了发动机动力损耗，提高了发动机功率和整体性能。本发明所述的发动机可变正时系统，结构简单，制造成本低，能够方便可靠地根据发动机工况需要通过拉杆带动齿轮和齿轮的位移发生变化，对发动机凸轮轴的正时角度进行调节，在确保发动机传动效率的基础上，有效减少发动机机械力的损失，提高传动效率。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。