气门升程机构、发动机和车辆的制作方法

本实用新型涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种气门升程机构、发动机和车辆。

背景技术：

现有技术中，发动机气门升程机构的气门升程和气门的开启幅度是一个固定值。发动机低速、低负荷运行时，气门升程偏大导致气门开启幅度偏大，影响低速性能。发动机高速、大负荷行驶时，气门升程偏小导致气门开启幅度偏小，不利于提高转速。

气门升程机构的气门升程是固定值，导致气门的开启幅度难以与发动机的运行工况相匹配。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种气门升程机构、发动机和车辆，以解决现有技术中气门升程机构的气门升程是固定值，气门的开启幅度难以与发动机的运行工况相匹配的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种气门升程机构，气门升程机构包括：摇臂；凸轮，与摇臂配合以驱动摇臂摆动；气门连杆结构，与摇臂配合，气门连杆结构在摇臂的驱动下沿气门连杆结构的轴向运动；支撑部，包括调节件和与调节件配合的固定件，调节件与摇臂配合以形成摇臂的摆动中心，调节件相对于摇臂可移动地设置以使摆动中心的位置可调整，固定件相对于气缸体固定设置。

进一步地，摇臂上设置有与调节件配合以限制摆动中心变化范围的配合部。

进一步地，配合部为设置在摇臂上的孔或者槽，调节件的至少一部分插入孔或者槽中。

进一步地，配合部为长孔，长孔的长度方向沿摇臂的长度方向延伸，以使摆动中心沿摇臂的长度方向可调节。

进一步地，调节件包括与长孔配合的支撑轴和套设在支撑轴上的齿轮，固定件为与齿轮配合的齿条。

进一步地，气门升程机构还包括驱动支撑轴转动的第一驱动部。

进一步地，配合部为设置在摇臂上的滑轨，调节件包括与滑轨配合的滑块，固定件为固定块，气门升程机构还包括用于驱动滑块滑动的第二驱动部，第二驱动部的一端与固定块连接，第二驱动部的另一端与滑块连接，第二驱动部的长度可伸缩。

进一步地，气门升程机构包括：多个间隔设置的气门连杆结构；多个摇臂，与多个气门连杆结构一一对应配合；多个凸轮，与多个摇臂一一对应配合；调节件与多个摇臂均配合。

进一步地，调节件包括支撑轴和套设在支撑轴上的齿轮，固定件为与齿轮配合的齿条，多个摇臂均与支撑轴配合。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种发动机，包括气缸和与气缸配合的气门升程机构，气门升程机构为前述的气门升程机构。

根据本实用新型的第三个方面，提供了一种车辆，包括车身和设置在车身内的发动机，发动机为前述的发动机。

应用本实用新型的技术方案，支撑部包括调节件和与调节件配合的固定件，且调节件与摇臂配合形成摇臂的摆动中心，固定件相对于气缸体固定设置，这样，固定件可以提供支撑摇臂的支撑力，调节件可以调整摇臂的摆动中心，从而改变摇臂比，使气门升程可调节，进而使气门的开启幅度与发动机的运行工况相匹配，提高了发动机的充气效率和发动机的综合性能，降低车辆油耗。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的气门升程机构的实施例的结构示意图；

图2示出了图1的气门升程机构的俯视图；

图3出了根据本实用新型的气门升程机构的另一种实施例的结构示意图；以及

图4出了根据本实用新型的气门升程机构的第三种实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、摇臂；11、长孔；20、凸轮；30、支撑部；31、支撑轴；32、齿轮；33、齿条；40、第一驱动部；50、气门连杆结构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本申请的说明书和权利要求书中，数量词“多个”指的是两个以及两个以上。

本实用新型提供了一种气门升程机构、发动机和车辆。

在本实用新型及本实用新型的实施例中，车辆包括车身和设置在车身内的发动机。

在本实用新型及本实用新型的实施例中，发动机包括气缸和与气缸配合的气门升程机构。

本实用新型及本实用新型的实施例中，为了解决现有技术中气门升程机构的气门升程是固定值，气门的开启幅度难以与发动机的运行工况相匹配的问题，对气门升程机构的结构进行了改进，下面进行具体说明：

如图1至图3所示，本实用新型的实施例中，气门升程机构包括摇臂10、凸轮20、气门连杆结构50和支撑部30。凸轮20与摇臂10配合以驱动摇臂10摆动。气门连杆结构50与摇臂10配合，气门连杆结构50在摇臂10的驱动下沿气门连杆结构50的轴向运动。支撑部30包括调节件和与调节件配合的固定件。调节件与摇臂10配合以形成摇臂10的摆动中心，调节件相对于摇臂10可移动地设置以使摆动中心的位置可调整。固定件相对于气缸体固定设置。

通过上述设置，支撑部30包括调节件和与调节件配合的固定件，且调节件与摇臂10配合形成摇臂10的摆动中心，固定件相对于气缸体固定设置，这样，固定件可以提供支撑摇臂10的支撑力，调节件可以调整摇臂10的摆动中心，从而改变摇臂比，使气门升程可调节，进而可以使气门的开启幅度与发动机的运行工况相匹配，提高了发动机的充气效率和发动机的综合性能，降低车辆油耗。

具体地，如图1和图3所示，摇臂10的一端和凸轮20接触，摇臂10的另一端与气门连杆结构50配合。凸轮20和气门连杆结构50均位于摇臂10的下方，调节件与摇臂10配合的接触处形成摇臂10的摆动中心。

对于摇臂驱动式的气门升程机构来说，摇臂10相当于一个杠杆，用于将位于杠杆一端的凸轮20的作用力传递给位于杠杆另一端的气门连杆结构50，以使气门连杆结构50运动。摇臂10的摆动中心相当于杠杆的支点，摇臂比为摆动中心到摇臂10与气门连杆结构50的配合处之间的距离与摆动中心到凸轮20与摇臂10的接触点之间的距离之比。

上述设置中，当凸轮20的基圆表面A与摇臂10接触时，气门连杆结构50的气门与设置在发动机气缸盖上的气门座圈贴合，此时气门处于关闭状态；当凸轮20的突出表面B与摇臂10接触时，气门连杆结构50向下运动，气门与设置在发动机气缸盖上的气门座圈分离，此时气门处于开启状态。摇臂10的摆动中心相当于杠杆的支点，因此，调整摇臂比可以改变气门向下运动的距离，即改变气门升程。当凸轮20的型线固定时，摇臂比越大，气门升程越大；摇臂比越小，气门升程越小。其中，凸轮20的基圆表面A为以凸轮20的回转中心为圆心的圆弧段轮廓表面。

这样，当发动机低速、低负荷运行时，调节件向气门连杆结构50所在的方向移动以减小摇臂比，可以减小气门升程和气门开启幅度，从而提高低速性能；当发动机高速、大负荷行驶时，调节件向凸轮20所在的方向移动以增大摇臂比，可以增大气门升程和气门开启幅度，从而有利于提高转速，进而使气门的开启幅度与发动机的运行工况相匹配。

当然，在附图未示出的替代实施例中，凸轮20也可以设置在摇臂10的上方。

当凸轮20设置在摇臂10的上方时，凸轮20的突出表面B与摇臂10接触时，气门连杆结构50的气门与设置在发动机气缸盖上的气门座圈贴合，此时气门处于关闭状态；凸轮20的基圆表面A与摇臂10接触时，气门连杆结构50向下运动，气门与设置在发动机气缸盖上的气门座圈分离，此时气门处于开启状态。

在本实用新型的可选的替代实施例中，凸轮20也可以设置在调节件与气门连杆结构50之间。

当凸轮20设置在调节件与气门连杆结构50之间时，若凸轮20设置在摇臂10的下方，凸轮20的突出表面B与摇臂10接触时，气门连杆结构50的气门与设置在发动机气缸盖上的气门座圈贴合，此时气门处于关闭状态；凸轮20的基圆表面A与摇臂10接触时，气门连杆结构50向下运动，气门与设置在发动机气缸盖上的气门座圈分离，此时气门处于开启状态。若凸轮20设置在摇臂10的上方，凸轮20的基圆表面A与摇臂10接触时，气门连杆结构50的气门与设置在发动机气缸盖上的气门座圈贴合，此时气门处于关闭状态；凸轮20的突出表面B与摇臂10接触时，气门连杆结构50向下运动，气门与设置在发动机气缸盖上的气门座圈分离，此时气门处于开启状态。

本实用新型的实施例中，摇臂10上设置有与调节件配合以限制摆动中心变化范围的配合部。

通过设置配合部可以限制摆动中心的变化范围，使气门升程机构调节气门升程的性能更加可靠。

可选地，配合部为设置在摇臂10上的孔或者槽，调节件的至少一部分插入孔或者槽中。

通过上述设置，摇臂10上的孔或者槽可以限制调节件的运动范围，从而限制摆动中心的变化范围。上述设置结构简单，加工方便，便于装配。

具体地，如图1所示，在本实用新型的一种可选的实施例中，配合部为长孔11，长孔11的长度方向沿摇臂10的长度方向延伸，以使摆动中心沿摇臂10的长度方向可调节。

这样，可以使调节件沿摇臂10的长度方向移动以改变摇臂比，同时，可以避免摆动中心在图1中的竖直方向上发生变化，导致气门在关闭状态下与气门座圈难以贴合，造成气门无法可靠关闭。

如图1和图2所示，在上述实施例中，调节件包括与长孔11配合的支撑轴31和套设在支撑轴31上的齿轮32，固定件为与齿轮32配合的齿条33。具体地，齿条33的长度方向与摇臂10的长度方向平行。

上述设置中，固定在发动机气缸上的齿条33以提供支撑摇臂10的支撑力，齿轮32沿齿条33转动时带动支撑轴31沿长孔11的长度方向移动，从而调整摇臂10的摆动中心。

本实用新型的实施例中，气门升程机构还包括驱动支撑轴31转动的第一驱动部40。

上述设置中，第一驱动部40可以驱动支撑轴31转动，从而使套设在支撑轴31上的齿轮32沿齿条33运动产生位移，并带动支撑轴31沿摇臂10的长度方向移动。当齿轮32向凸轮20的方向移动时，气门升程变大。反之，当齿轮32向气门连杆结构50的方向移动时，气门升程变小。

可选地，第一驱动部40为旋转步进电机。

当然，在本实用新型的可选的替代实施例中，摇臂10上也可以不设置配合部，调节件直接与摇臂10的上表面或者下表面配合以形成摇臂10的摆动中心。

这样，可以简化气门升程机构的结构，降低生产成本。

具体地，如图3所示，在本实用新型的另一种可选的实施例中，支撑轴31直接与摇臂10的下表面配合，支撑轴31与摇臂10的接触点即为摇臂10的摆动中心。

在本实用新型的可选的替代实施例中，配合部为设置在摇臂10上的滑轨。调节件包括与滑轨配合的滑块，固定件为固定块。气门升程机构还包括驱动滑块滑动的第二驱动部，第二驱动部的一端与固定块连接，第二驱动部的另一端与滑块连接，第二驱动部的长度可伸缩。

第二驱动部的长度可伸缩能够改变滑块相对于固定块之间的距离，进而驱动滑块沿滑轨移动，以调整摇臂10的摆动中心。

具体地，滑块与第二驱动部枢转连接，这样滑块可以随摇臂10一起摆动，既能对摇臂10形成可靠的支撑，又可以避免影响摇臂10的摆动。

可选地，第二驱动部可以是液压缸或者气缸。

在本实用新型的可选的替代实施例中，还可以采用直线电机驱动支撑轴31或者滑块直线运动。此时，固定件为直线电机的导轨。

具体地，直线电机的导轨与摇臂10平行设置，直线电机可以在导轨上往复移动以驱动支撑轴31或者滑块与直线电机同步移动。

本实用新型的实施例中，气门升程机构包括多个间隔设置的气门连杆结构50、多个摇臂10和多个凸轮20。多个摇臂10与多个气门连杆结构50一一对应配合，多个凸轮20与多个摇臂10一一对应配合。调节件与多个摇臂10均配合。

通过上述设置，一个调节件可以同时调节多个摇臂10的摆动中心，简化了气门升程机构的结构。

具体地，调节件包括支撑轴31和套设在支撑轴31上的齿轮32，固定件为与齿轮32配合的齿条33，多个摇臂10均与支撑轴31配合。

如图4所示，在本实用新型的另一种可选的实施例中，每个摇臂10上都具有长孔11，支撑轴31依次穿过多个长孔11。

这样，支撑轴31在长孔11中移动时可以同时改变多个摇臂10的摆动中心。

进一步地，如图4所示，第一驱动部40与支撑轴31连接，从而使多个摇臂10共用一个第一驱动部40，提高驱动效率，简化了气门升程机构的结构。

可选地，齿轮32为多个，多个齿轮32沿支撑轴31的轴向间隔设置。固定件包括与多个齿轮32一一对应设置的多个齿条33。

设置多个齿轮32和齿条33可以对支撑轴31形成可靠支撑，防止支撑轴31变形，进而提高多个气门升程同时调节的精度。

优选地，如图4所示，支撑轴31的两端各有一对相互配合的齿轮32和齿条33，两个齿轮32均套设在支撑轴31上。各个摇臂10均位于两个齿轮32之间。

通过上述设置，两对齿轮32和齿条33可以对支撑轴31形成可靠支撑，不但简化了气门升程机构的结构，而且可以避免支撑轴31发生变形，提高气门升程机构调节气门升程的精度。

当然，在附图未示出的替代实施例中，为了简化结构，调节件也可以只包括一个齿轮32，齿轮32设置在支撑轴31的一端或者任意相邻两个摇臂10之间。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：支撑部包括调节件和与调节件配合的固定件，且调节件与摇臂配合形成摇臂的摆动中心，固定件相对于气缸体固定设置，这样，固定件可以提供支撑摇臂的支撑力，调节件可以调整摇臂的摆动中心，从而改变摇臂比，使气门升程可调节，进而可以使气门的开启幅度与发动机的运行工况相匹配，提高了发动机的充气效率和发动机的综合性能，降低车辆油耗。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。