一种可连续改变气门升程的机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机设备技术领域，特别涉及一种可连续改变气门升程的机构。
【背景技术】
[0002]随着汽车工业的发展，人们对发动机的性能、油耗以及排放的要求越来越高，可变气门升程技术已成为衡量发动机性能的标致性关键技术之一。可变气门升程技术改变了传统发动机气门升程固定不变的状态，在发动机运转工况范围内提供最佳气门升程，使发动机在高速区和低速区都能得到满足需求的气门升程，从而改善发动机高速功率和低速扭矩，较好地解决了高转速与低转速、大负荷与小负荷下动力性与经济性的矛盾，同时改善了废气排放。
[0003]因此，可变气门升程技术在大幅度提升发动机性能的同时，在节能和环保方面也有其独特的优势。现有的可变气门升程机构分为两类，为分段式可变气门升程机构和连续式可变气门升程机构。分段式可变气门升程机构由于机械结构的原因改变气门升程的值只能有固定的两到三段，分段式可变气门升程机构在相邻两段升程之间为阶跃式的切换，而在驾驶感受上表现的生硬、不连贯，在内燃机的工作情况上无法针对所有的工况做出调整所以对于燃油经济性和排放的改善状况不佳。
[0004]而现在市场上已经量产并实装的连续式可变气门升程机构结构都较为复杂，导致成本高昂、机构较大需改动整个发动机缸盖设计、易发生故障、获得的燃油经济性提升的能耗反而被复杂的机械结构之间的摩擦消耗等缺点。
[0005]另外，市场上的部分气门升程调节机构使用液压或复杂的机械机构进行调节。控制方式复杂，控制速度慢。
【发明内容】
[0006]本发明要解决现有技术的问题，提供一种可连续改变气门升程的机构，具有结构简单，零件数量少，成本低，占用发动机空间小。零部件加工与装配均比较简便，调节流畅，调节范围大的特点。
[0007]为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下:
一种可连续改变气门升程的机构，包括缸盖中的凸轮轴和摇臂，凸轮轴上设有凸轮，凸轮以过盈、滚花或类似的安装方式固定在凸轮轴上，所述凸轮轴上设有摆动凸轮，摆动凸轮上设有输入端和输出端，设有控制轴与凸轮轴相互平行，控制轴上设置偏心轴段，偏心轴段处设有控制臂，偏心轴段和控制臂之间设置有滑动轴承，控制臂上设有输入杆和输出杆，控制臂的输入杆与凸轮相抵，输出杆与摆动凸轮的输入端相抵，摆动凸轮的输出端与摇臂相抵。本机构的运动由凸轮轴旋转带动凸轮旋转开始传递，凸轮驱动与之贴合的控制臂输入杆摆动并使整个控制臂绕其旋转中心摆动，控制臂输出杆也随控制臂摆动，并推动与之接触的摆动凸轮的输入端并带动整个摆动凸轮摆动，最后摆动凸轮的输出端摆动驱动与之接触的气门摇臂滚子，使其摆动并最终达到开启与关闭气门的目的。
[0008]当需要调整气门升程时，如原理图所示，通过一定的控制方式使控制轴的偏心轴段绕转动中心转动，可以改变偏心轴段的几何中心的位置，即改变了控制臂在工作摆动时的摆动中心的位置。偏心轴段旋转的同时也带动了控制臂的位姿改变，其输出杆与摆动凸轮输入端接触的位置发生了改变，等效于改变了整个杠杆机构的杆长比例。而在摆动凸轮的输出端上设置的型线从基圆向外依次为圆弧段、低升程段、高升程段，圆弧段的作用在于防止控制轴转动带动控制臂改变位姿时误开启气门，高、低升程段的作用在于为气门提供相应的升程，当摆动凸轮摆动角度较小时在摆动时只有圆弧段和低升程段作用于摇臂滚子上，当摆动凸轮摆动角度较大时在摆动时圆弧段和高低升程段都将作用在摇臂滚子上。整个机构杆长比例的改变会导致摆动凸轮摆动的角度范围改变，即改变了摆动凸轮作用在摇臂滚子上的型线段，最终改变气门摇臂滚子摆动的角度，从而调整气门升程。
[0009]为防止冲击、振动以及过量噪音的出现，同时为保持本机构能够正常的运转，在机构中装配了弹簧或与其等效的回复装置，通过使机构中零件间一直保持接触贴合来达到以上目的。
[0010]根据以上所述所作的一种优选的方案:以一个发动机气缸结构为例，凸轮轴和控制轴平行地安装在发动机缸盖中，在缸盖上设有轴承座和轴承座盖，轴从轴承座中穿过并由其支撑。所述凸轮轴、凸轮和摇臂分别设为凸轮轴1、凸轮I和摇臂I，凸轮轴I上位于凸轮I一侧空套有摆动凸轮轴，所述摆动凸轮包括主摆动凸轮和副摆动凸轮，主摆动凸轮和副摆动凸轮以滚花、过盈或其他等效装配形式安装在摆动凸轮轴上，主摆动凸轮上设有主输入端和主输出端，副摆动凸轮上与主输出端同一水平位置设有副输出端，机构运动时，主摆动凸轮和副摆动凸轮通过摆动凸轮轴实现同步运转;所述控制轴、偏心轴段和控制臂分别设为控制轴1、偏心轴段I和控制臂I，控制臂I上设有输入杆I和输出杆I;所述凸轮I与控制臂I的输入杆I外端相抵，输出杆I外端与主摆动凸轮的主输入端相抵，主输出端与摇臂I相抵，副输出端与另一个摇臂I相抵。
[0011]优选的，所述副摆动凸轮上与主输入端同一水平位置设有端部，主输入端和端部上同一水平位置分别设有孔I和孔，主摆动凸轮和副摆动凸轮之间设有回位弹簧，回位弹簧左右对称，两端设有拐脚且分别插入孔I和孔中，中间设为回形弯折部并卡于缸盖的预设置。保证机构在运作过程中没有空隙的产生以及主、副摆动凸轮在摆动后能回到工作位置，在工作时，凸轮I的桃尖段驱动控制臂带动主、副摆动凸轮的摆动拉动回位弹簧的拐脚，同时回形弯折部处于固定状态，使弹簧紧缩，并在凸轮I桃尖段转过后回复至缺省状态，同时将摆动凸轮拉回原位，使控制臂I的输入杆I和输出杆I与凸轮I及主摆动凸轮的主输入端始终贴合在一起。在调节升程时，由于控制臂的位姿会随控制轴的转动改变，回位弹簧也会拉动摆动凸轮使控制臂I的输入杆I和输出杆I与凸轮I及主摆动凸轮的主输入端始终贴合在一起。
[0012]优选的，所述控制臂I的输入杆I和输出杆I外端都开设有销孔I，在销孔I中设有销轴并装有滚子，在滚子和销轴之间设置滚针，输入杆I和输出杆I通过滚子分别与凸轮I及主输入端相抵。减少零部件之间的摩擦损失，使机构能够顺畅的工作。
[0013]优选的，所述摆动凸轮轴内以过盈的方式套有两个铜基或铝基衬套，衬套以间隙的方式套在凸轮轴I上起到减少摩擦的作用;所述凸轮I包括基圆段和凸轮桃尖I，凸轮形线经特殊设计具有满足气门开合的要求，基圆段上靠近摆动凸轮轴一侧设有一圈凸台I，轴向止推以及减少与摆动凸轮轴之间的摩擦。
[0014]优选的，所述主摆动凸轮的主输入端一侧设有表面与主输入端端面齐平的扩展段，增大与控制臂I输出杆I的滚子接触面积以增加可靠性，主输入端和主输出端与主摆动凸轮主体连接部分设置为肋板I结构，所述副摆动凸轮的副输出端与主体连接部分设置为肋板结构，肋板I及肋板的结构减少零件质量并增加强度;所述控制臂I的输出杆I外端与主输入端接触部位设有凹槽I，因主摆动凸轮的主输入端表面经过扩展段加宽，凹槽I用于加宽输出杆I与主摆动凸轮的主输入端接触部位的宽度，输入杆I和输出杆I与控制臂I主体连接部分分别向两侧凸出形成延伸段，在保证零件宽度需要的情况下减轻零件重量，控制臂I内侧开有油孔I，使发动机油雾能进入控制臂I内侧进行润滑。
[0015]还有一种优选的方案:以一个发动机气缸结构为例，凸轮轴和控制轴平行地安装在发动机缸盖中，在缸盖上设有轴承座和轴承座盖，轴从轴承座中穿过并由其支撑。所述凸轮轴、凸轮和摇臂分别设为凸轮轴Π、凸轮Π和摇臂Π，所述摆动凸轮设为两个摆动凸轮，以凸轮Π为中心左右对称并以间隙配合的方式设于凸轮轴Π上，凸轮轴和摆动凸轮之间设置有滚针轴承，摆动凸轮上设有输入端和输出端;所述控制轴、偏心轴段和控制臂分别设为控制轴Π、偏心轴段Π和控制臂Π，控制臂Π上设有输入杆Π和两个输出杆Π ;所述凸轮Π与控制臂Π的输入杆Π外端相抵，两个输出杆Π外端分别与两个摆