本发明涉及一种活塞式内燃机的气门升程装置，更具体地说，涉及一种活塞式内燃机连续可变气门升程装置。
背景技术
传统活塞式内燃机的进、排气门开启的升程是固定不变的，这样，发动机只能在某一特定工况下处于最佳的配气状态，而当活塞式内燃机的工况偏离这一特定工况时，其配气就会处于不理想的状态。
专利申请号为cn200810218188.1的发明公开了一种连续可变气门升程装置，该发明专利的技术方案是：包括螺纹杆，驱动所述螺纹杆作旋转运动的电机，与所述螺纹杆螺纹连接的挺柱，与所述挺柱活动连接的摇臂轴，位于所述摇臂轴上方的凸轮，与所述凸轮相互作用且与所述摇臂轴铰接的摇臂滚子，被所述摇臂轴驱动的气门，以及与所述摇臂滚子连接的伸缩臂，所述摇臂轴上设有一活动连接所述挺柱顶端的滑槽，所述挺柱在所述滑槽内移动。
该发明的工作原理是：螺纹杆在电机的驱动下作旋转运动，从而带动与其螺纹连接的挺柱作横向移动，实现杠杆支点位置的连续改变，即杠杆比连续改变，从而实现气门升程的连续改变。
可以看出，该发明虽能实现气门升程的连续改变，但不能实现气门升程变为零，即不能实现闭缸功能(多缸内燃机工作时，一个气缸的气门不循环开闭而处于关闭状态，即气门升程变为零，使这个气缸不参与燃烧做功)，从而不能根据负荷改变活塞式内燃机的排量。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种活塞式内燃机连续可变气门升程装置，该装置不仅能实现气门升程的连续改变，更能实现气门升程变为零。
本发明的活塞式内燃机连续可变气门升程装置是这样实现的：
一种活塞式内燃机连续可变气门升程装置，包括气缸盖、转动支承于所述气缸盖的凸轮轴、轴向固连于所述凸轮轴的凸轮、液压挺柱、气门，还包括杠杆、调节杆、调节轴、导轴、导架、归位弹簧；
所述杠杆的一侧面设有大圆弧面；
所述调节杆的一端部与所述杠杆的大圆弧面滑动接触，调节杆的另一端与所述调节轴连接；
所述调节轴被转动支承于所述气缸盖，调节轴可转动并带动所述调节杆摆动，使调节杆的一端部沿所述大圆弧面作圆周方向运动；
所述杠杆的一端与所述气门接触或间接接触，杠杆的另一端与所述凸轮接触或间接接触，气门与凸轮都位于杠杆的与大圆弧面相背的一侧；
当所述凸轮的凸出部不与杠杆接触时，所述大圆弧面的轴线与所述调节轴的轴线重合；
所述导轴的横截面为圆形，导轴沿所述大圆弧面轴线的平行方向穿设于所述杠杆上；
所述杠杆还设有与大圆弧面轴线垂直的面；所述导架设置于所述气缸盖，导架设有与所述调节轴轴线垂直的面，该面和杠杆上的与大圆弧面轴线垂直的面接触且可以相对滑动；所述导架还设有导槽，所述导轴的一部分置于导槽中且导轴的圆柱面与导槽相对的两个侧面接触，导轴能沿导槽移动；
所述归位弹簧为拉力弹簧，归位弹簧的一端与所述杠杆连接而另一端与所述气缸盖连接。
本发明的活塞式内燃机连续可变气门升程装置的工作原理是：所述凸轮轴通过传动系统被活塞式内燃机曲轴带动而转动，并带动所述凸轮转动，凸轮推动所述杠杆，使杠杆以所述调节杆与所述大圆弧面接触的端部为支点摇动，杠杆再直接推动所述气门或通过所述液压挺柱推动气门做往复直线运动，从而实现气门循环开闭；
通过所述调节轴带动所述调节杆摆动，使调节杆的一端部沿所述大圆弧面移动，所述杠杆的支点位置也跟着改变，从而改变了杠杆的动力臂与阻力臂的长度，气门的升程也随之改变；
当所述调节杆的一端部沿所述大圆弧面逆时针运动时，所述杠杆的动力臂连续变短而阻力臂连续变长，从而导致气门的升程连续变大；反之，当所述调节杆的一端部沿所述大圆弧面顺时针运动时，气门的升程连续变短；
当所述调节杆的一端部顺时针移出所述大圆弧面(即所述调节杆的一端部与所述杠杆脱离)时，所述凸轮虽仍推动所述杠杆连续摇动，但由于杠杆失去支点，所以杠杆不能推动所述气门做往复直线运动，即气门升程变为零，从而实现活塞式内燃机闭缸功能。因为闭缸时所述调节杆与所述杠杆脱离，调节杆与杠杆之间产生间隙，所以连续摇动的杠杆可能会与调节杆产生撞击。
进一步的，所述调节杆沿所述调节轴的径向开有槽，使调节杆呈“π”形；
所述杠杆沿其长度方向开有槽，槽口位于杠杆与所述气门接触或间接接触的一端，槽的相对的两个侧面垂直于大圆弧面轴线，且与所述导架的垂直于调节轴轴线的面接触并可以相对滑动。这样结构的杠杆可以同时推动同一气缸上的两个进气门(或排气门)做往复直线运动。
进一步的，活塞式内燃机连续可变气门升程装置还包括滚轮轴、滚轮，所述滚轮轴设置于所述杠杆的靠近所述凸轮的一端；
所述滚轮支承于滚轮轴上且与滚轮轴同轴线，滚轮可相对于杠杆转动，滚轮与凸轮滚动接触，以减少凸轮至杠杆传动的摩擦力。
进一步的，所述归位弹簧由一根弹性丝制成并设有两个并列的弹性变形单元，在所述弹性变形单元的一端设有挂杆而另一端设有l形结构的钩脚，所述钩脚包括垂直相连的横向部和竖向部，整个归位弹簧的形状呈“门”字形。
进一步的，活塞式内燃机连续可变气门升程装置还包括销钉，所述销钉设有外螺纹；
所述杠杆还设有销孔、挂钩，所述销孔沿所述大圆弧面轴线平行的方向开设于所述杠杆上，销孔设有与所述销钉的外螺纹配合的内螺纹，销钉与销孔螺纹连接；
所述挂钩固连于所述杠杆上，挂钩适于所述归位弹簧的挂杆挂入，挂入挂钩的挂杆与所述销孔的轴线平行。
所述归位弹簧与所述杠杆是通过归位弹簧的挂杆挂入杠杆的挂钩连接的，所述销钉能阻挡所述挂杆从所述挂钩内跳出，从而提高归位弹簧与杠杆连接的可靠性。
进一步的，活塞式内燃机连续可变气门升程装置还包括压板，所述压板设有一个底槽与两个侧槽，底槽位于压板的底面，两个侧槽分别位于压板的相背的两个侧面，底槽分别与两个侧槽连通共同构成“
所述归位弹簧钩脚的横向部被置于所述压板的底槽内而钩脚的竖向部被置于所述压板的侧槽内；
所述气缸盖设有适于压板嵌入的凹槽；压板被螺钉固定于凹槽中。
所述归位弹簧与所述气缸盖是通过所述压板连接的，先将归位弹簧钩脚的横向部置于压板的底槽内而钩脚的竖向部置于压板的侧槽内，再将压板连带归位弹簧的钩脚一并嵌入气缸盖的凹槽内，最后用螺栓紧固件紧固。这样的结构可以提高归位弹簧与气缸盖连接的可靠性。
进一步的，所述导槽的与所述导轴接触的两个侧面，平行并对称于包含所述气门轴线的且与所述调节轴轴线平行的平面；
在所述杠杆的与气门接触或间接接触的一端，还设有凸缘、小圆弧面、大圆柱面；
所述导轴穿设于所述杠杆的凸缘上；
所述小圆弧面与所述大圆弧面相切连接且与所述导轴同轴线；
所述大圆柱面与所述导轴同轴线，且与所述气门接触或间接接触。
进一步的，所述调节杆的与所述大圆弧面滑动接触的一端部是小圆柱面，所述小圆柱面的半径等于所述小圆弧面的半径。
改进的活塞式内燃机连续可变气门升程装置的工作原理是：当所述调节杆的小圆柱面沿所述大圆弧面顺时针运动到与所述小圆弧面重合的位置(即小圆柱面轴线与小圆弧面轴线共线)时，所述杠杆的阻力臂长度等于零，此时，所述凸轮虽仍推动所述杠杆连续摇动，杠杆却不能推动所述气门做往复直线运动，即气门升程变为零，从而实现活塞式内燃机闭缸功能。显然，闭缸时所述调节杆并没有与所述杠杆脱离，即调节杆与杠杆之间没有间隙，所以连续摇动的杠杆不会与调节杆产生撞击。
本发明的有益效果：提供一种活塞式内燃机连续可变气门升程装置，该装置不仅能实现气门升程的连续改变，更能实现气门升程变为零，从而实现活塞式内燃机闭缸功能。另外，该装置在连续改变气门升程时，不受气门开闭动作的影响，即气门开闭传动不干涉气门升程连续改变的传动。不论气门处于闭合状态，或是开启状态，或是正在开启时，或是正在闭合时，都可以连续改变气门升程，乃至气门升程变为零。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的活塞式内燃机连续可变气门升程装置的主视图；
图2是本发明的轴测图，为简明表达，图中省略气缸盖、液压挺柱、气门、气门弹簧以及归位弹簧；
图3是本发明的轴测图，表达了调节杆沿调节轴的径向开有槽、杠杆沿其长度方向开有槽的结构，为简明表达，图中省略气缸盖、液压挺柱、气门、气门弹簧以及归位弹簧；
图4是本发明的轴测图，示出了本发明还包括滚轮轴、滚轮的结构，为简明表达，图中省略气缸盖、液压挺柱、气门、气门弹簧以及归位弹簧；
图5示出了归位弹簧的结构；
图6示出了压板的结构；
图7示出了归位弹簧连接于杠杆及气缸盖的结构，示出了杠杆上设有小圆弧面、大圆柱面、凸缘以及设于凸缘上的导轴，示出了导槽的位置，为简明表达，图中省略调节杆与调节轴；
图8是图7的a-a剖面图，示出了归位弹簧连接于杠杆及气缸盖的结构；
图9示出了调节杆的小圆柱面的半径等于小圆弧面的半径。图中的双点划线表达了调节杆的小圆柱面滑动到与小圆弧面重合的位置；
图10是图9的b-b剖面图，示出了导轴设于杠杆的突缘上的结构，示出了杠杆同时推动同一气缸上的两个进气门(或排气门)的结构，为简明表达，图中省略调节杆与调节轴。
图中：气缸盖1、凸轮轴2、凸轮3、液压挺柱4、气门5、杠杆6、大圆弧面61、挂钩62、销孔63、小圆弧面64、大圆柱面65、凸缘66、调节杆7、小圆柱面71、调节轴8、导轴9、导架10、导槽101、归位弹簧11、弹性变形单元111、挂杆112、钩脚113、滚轮轴12、滚轮13、销钉14、压板15、底槽151、侧槽152、螺孔153、气门弹簧16、螺钉17。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
实施例1，如图1、图2所示：
一种活塞式内燃机连续可变气门升程装置，包括气缸盖1、凸轮轴2、凸轮3、液压挺柱4、气门5、气门弹簧16，还包括杠杆6、调节杆7、调节轴8、导轴9、导架10、归位弹簧11；
所述杠杆6的一侧面设有大圆弧面61；
所述调节杆7的一端部与所述杠杆6的大圆弧面61滑动接触，调节杆7的另一端与所述调节轴8连接；
所述调节轴8被转动支承于所述气缸盖1，调节轴8被电动机或液压系统等驱动而转动，并带动所述调节杆7摆动，使调节杆7的一端部沿所述大圆弧面61作圆周方向运动；
所述杠杆6的一端与所述气门5接触或间接接触(图1仅示出了杠杆6通过液压挺柱4推动气门5的结构，即杠杆6通过液压挺柱4与气门5间接接触。杠杆6可以直接推动气门5，即杠杆6与气门5直接接触，两种结构都不妨碍本发明的实施，应属于本专利的保护范围)，杠杆6的另一端与所述凸轮3接触或间接接触(即杠杆6通过滚轮13与凸轮3间接接触)，气门5与凸轮3都位于杠杆6的与大圆弧面61相背的一侧；所述凸轮3被轴向固连于所述凸轮轴2，所述凸轮轴2被转动支承于所述气缸盖1；
当所述凸轮3的凸出部不与所述杠杆6接触时(即所述凸轮3不推动所述杠杆6，杠杆6不推动所述气门5开启时)，所述大圆弧面61的轴线与所述调节轴8的轴线重合；
所述导轴9的横截面为圆形，导轴9沿所述大圆弧面61轴线的平行方向穿设于所述杠杆6上；
所述杠杆6还设有与大圆弧面61轴线垂直的面；所述导架10设置于所述气缸盖1，导架10设有与所述调节轴8轴线垂直的面，该面和杠杆6上的与大圆弧面61轴线垂直的面接触且可以相对滑动，给杠杆6施以大圆弧面61轴线方向的定位；所述导架10还设有导槽101，所述导轴9的一部分置于导槽101中且导轴9的圆柱面与导槽101相对的两个侧面接触，导轴9能沿导槽101移动；通过所述导架10及所述导槽101对所述杠杆6的约束，将杠杆6限制于指定的位置，使杠杆6仅能在垂直于大圆弧面61轴线的平面内摇动；
所述归位弹簧11为拉力弹簧，归位弹簧11的一端与所述杠杆6连接而另一端与所述气缸盖1连接；当所述凸轮3转到凸出部不与杠杆6接触时，靠归位弹簧11的拉力，杠杆6也能与凸轮3、液压挺柱4或气门5保持接触。
本发明的活塞式内燃机连续可变气门升程装置的工作原理是：如图1、图2所示，所述凸轮轴2通过传动系统被活塞式内燃机曲轴带动而转动，并带动所述凸轮3转动，凸轮3推动所述杠杆6，使杠杆6以所述调节杆7与所述大圆弧面61接触的端部为支点摇动，杠杆6再通过所述液压挺柱4推动所述气门5做往复直线运动(杠杆6也可以直接推动气门5做往复直线运动)，从而实现气门5循环开闭；通过所述调节轴8带动所述调节杆7摆动，使调节杆7的一端部沿所述大圆弧面61移动，所述杠杆6的支点位置也跟着改变，从而改变了杠杆6的动力臂与阻力臂的长度，气门5的升程也随之改变；当所述调节杆7的一端部沿所述大圆弧面61逆时针运动时，杠杆6的动力臂连续变短而阻力臂连续变长，从而导致气门5的升程连续变大；反之，当所述调节杆7的一端部沿所述大圆弧面61顺时针运动时，所述气门5的升程连续变短；当所述调节杆7的一端部顺时针移出所述大圆弧面61(即所述调节杆7的一端部与所述杠杆6脱离)时，所述凸轮3虽仍推动所述杠杆6连续摇动，但由于杠杆6失去支点，所以杠杆6不能推动所述气门5做往复直线运动，即气门5升程变为零，从而实现活塞式内燃机闭缸功能。因为闭缸时所述调节杆7与所述杠杆6脱离，调节杆7与杠杆6之间产生间隙，所以连续摇动的杠杆6可能会与调节杆7产生撞击。
实施例2，如图3所示：
所述调节杆7沿所述调节轴8的径向开有槽，使调节杆7呈“π”形；
所述杠杆6沿其长度方向开有槽，槽口位于杠杆6与所述气门5接触或间接接触的一端，使杠杆6呈“∩”形，槽的相对的两个侧面垂直于大圆弧面61轴线，且与所述导架10的垂直于调节轴8轴线的面接触并可以相对滑动。
这样结构的杠杆6可以同时推动同一气缸上的两个进气门(或排气门)做往复直线运动(见图10)。
实施例3，如图4所示：
活塞式内燃机连续可变气门升程装置还包括滚轮轴12、滚轮13，所述滚轮轴12设置于所述杠杆6的靠近所述凸轮3的一端，滚轮轴12的轴线与所述凸轮轴2的轴线平行；
所述滚轮13支承于滚轮轴12上且滚轮13与滚轮轴12同轴线，滚轮13可相对于杠杆6转动，滚轮13与凸轮3滚动接触以减少凸轮3至杠杆6传动的摩擦力。
实施例4，如图5所示：
所述归位弹簧11由一根弹性钢丝制成并设有两个并列的弹性变形单元111，在所述弹性变形单元111的一端设有挂杆112而另一端设有l形结构的钩脚113，所述钩脚113包括垂直相连的横向部和竖向部，整个归位弹簧11的形状呈“门”字形。
实施例5，如图7、图8所示：
活塞式内燃机连续可变气门升程装置还包括销钉14，所述销钉14设有外螺纹；
所述杠杆6还设有销孔63、挂钩62，所述销孔63沿所述大圆弧面61轴线平行的方向开设于所述杠杆6上，销孔63设有与所述销钉14的外螺纹配合的内螺纹，销钉14与销孔63螺纹连接；
所述挂钩62固连于所述杠杆6上，挂钩62适于所述归位弹簧11的挂杆112挂入，挂入挂钩62的挂杆112与所述销孔63的轴线平行。
所述归位弹簧11与所述杠杆6是通过归位弹簧11的挂杆112挂入杠杆6的挂钩62连接的，所述销钉14能阻挡归位弹簧11的挂杆112从杠杆6的挂钩62内跳出，从而提高归位弹簧11与杠杆6连接的可靠性。
如图6所示，活塞式内燃机连续可变气门升程装置还包括压板15，所述压板15设有一个底槽151与两个侧槽152，底槽151位于压板15的底面，两个侧槽152分别位于压板15的相背的两个侧面，底槽151分别与两个侧槽152连通共同构成“
如图8所示，所述归位弹簧11钩脚113的横向部被置于所述压板15的底槽151内而钩脚113的竖向部被置于所述压板15的侧槽152内；
如图7、图8所示，所述气缸盖1设有适于压板15嵌入的凹槽；压板15被螺钉17或其他螺纹紧固件固定于凹槽中。
如图7、图8所示，所述归位弹簧11与所述气缸盖1是通过所述压板15连接的，先将归位弹簧11钩脚113的横向部置于压板15的底槽151内而钩脚113的竖向部置于压板15的侧槽152内，再将压板15连带归位弹簧11的钩脚113一并嵌入气缸盖1的凹槽内，最后用螺栓紧固件紧固。这样的结构可以提高归位弹簧11与气缸盖1连接的可靠性。
实施例6，如图7、图9、图10所示：
所述导槽101的与所述导轴9接触的两个侧面，平行并对称于包含所述气门5轴线的且与所述调节轴8轴线平行的平面；
在所述杠杆6的与气门5接触或间接接触的一端，还设有凸缘66、小圆弧面64、大圆柱面65；
所述导轴9穿设于所述杠杆6的凸缘66上；
所述小圆弧面64与所述大圆弧面61相切连接且与所述导轴9同轴线；
所述大圆柱面65与所述导轴9同轴线，且与所述气门5接触或间接接触。
如图9所示，所述调节杆7的与所述大圆弧面61滑动接触的一端部是小圆柱面71，所述小圆柱面71的半径等于所述小圆弧面64的半径。
改进的活塞式内燃机连续可变气门升程装置的工作原理是：如图9所示，当所述调节杆7的小圆柱面71沿所述大圆弧面61顺时针运动到与所述小圆弧面64重合的位置(即小圆柱面71轴线与小圆弧面64轴线共线)时，所述杠杆6的阻力臂长度等于零，此时，所述凸轮3虽仍推动所述杠杆6连续摇动，杠杆6却不能推动所述气门5做往复直线运动，即气门5升程变为零，从而实现活塞式内燃机闭缸功能。显然，闭缸时所述调节杆7并没有与所述杠杆6脱离，即调节杆7与杠杆6之间没有间隙，所以连续摇动的杠杆6不会与调节杆7产生撞击。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，“气缸盖1”应做广义理解，可以具有包括机盖、机壳、机架、机体等的概念。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。