一种连续可变气门正时装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及气门正时领域，具体涉及一种连续可变气门正时装置。
【背景技术】
[0002]内燃机进气门和排气门的最佳开启和关闭时刻，即气门正时，受诸多因素的影响，比如发动机的转速和发动机的负荷等等。研宄表明，一个合理的气门正时对于提高发动机的性能具有积极作用。
[0003]现有的气门正时装置大多是基于液力让凸轮轴与传动齿轮之间产生相对位移，由此改变凸轮轴相对于齿轮的时间变化，进而改变正时。为了保持正时的不变，需要提供持续的液力，导致了能源的浪费。同时液体的特性也决定了难以实现正时的精确控制。因此，开发一种能够实现调整后即可自锁，同时基于机械的能够精确控制的气门正时装置显得尤为重要。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够连续可变的气门正时装置，该装置能够更为精确地调控气门正时。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:
[0006]一种连续可变气门正时装置，从上往下有配气凸轮、滚柱、导轨和摇臂滚柱依次相连接；所述导轨有上圆弧面和下圆弧面，其上圆弧面与配气凸轮同轴，下圆弧面的半径与上圆弧面的半径相同，导轨的左、右两端面相互平行，且以通过上圆弧面中心的上圆弧面半径线为对称轴对称，所述导轨的左、右两端面分别置于可使其上下直线运动的固定滑套内；所述摇臂滚柱活动设置在摇臂中部，所述摇臂左端与液压挺柱相连，且所述液压挺柱固定不动，摇臂右端与气门相连，所述气门与液压挺柱同在摇臂下方；所述滚柱连接推杆一端，所述推杆另一端通过铰链连接摆臂一端，所述摆臂另一端设置有蜗轮，所述蜗轮上设置有与之相配的蜗杆，所述蜗杆通过传动轴连到步进电机，所述摆臂中部设置有摆臂支点。
[0007]具体的，所述步进电机的型号为42BYG-5.18。
[0008]具体的，所述蜗轮蜗杆的传动比为16。
[0009]本实用新型的有益效果是:1、本实用新型使用机械结构进行正时的调节，调节精度高，传动效率高；2、蜗轮蜗杆机构具有自锁功能，正时调节实现后不需要其他措施来维持正时，调节保持不变，减小能耗；3、在调节正时的同时不会改变气门的升程，在与其他升程调节机构配合使用时不会产生相互影响。
【附图说明】
[0010]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步详细的说明，其中:
[0011]图1为本连续可变气门正时装置的初始状态示意图。
[0012]图2为本连续可变气门正时装置的提前状态示意图。
[0013]图3为本连续可变气门正时装置的推迟状态示意图。
[0014]图中:1_液压挺柱；2-摇臂；3_固定滑套；4-导轨；5-滚柱；6_配气凸轮；7-步进电机；8_传动轴；9-蜗杆；10_蜗轮；11-摆臂支点；12_摆臂；13_推杆；14_铰链；15_摇臂滚柱；16_气门。
【具体实施方式】
[0015]本实用新型的目的在于提供一种能够实现连续可变气门正时调节的装置，其具体结构如图1所示:从上往下有配气凸轮6、滚柱5、导轨4和摇臂滚柱15依次相连接；导轨4有上圆弧面和下圆弧面，其上圆弧面与配气凸轮6同轴，下圆弧面的半径与上圆弧面的半径相同，导轨4的左、右两端面相互平行，且以通过上圆弧面中心的上圆弧面半径线为对称轴对称，上圆弧面的夹角决定了最大可提前和最大可推迟正时曲轴转角，导轨4的上圆弧面的半径等于配气凸轮6的基圆半径加上滚柱5的直径，导轨4的左、右两端面分别置于可使其上下直线运动的固定滑套3内；摇臂滚柱15直接与导轨4的下圆弧面接触，且摇臂滚柱15活动设置在摇臂2中部，摇臂2左端与液压挺柱I相连，且液压挺柱I固定不动，摇臂2右端与气门16相连，气门16与液压挺柱I同在摇臂2下方；滚柱5连接推杆13 —端，推杆13另一端通过铰链14连接摆臂12 —端，摆臂12另一端设置有蜗轮10，蜗轮10上设置有与之相配的蜗杆9，蜗杆9通过传动轴8连到步进电机7，摆臂12中部设置有摆臂支点
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[0016]步进电机7为可正、反转的步进电机，例如型号为42BYG-5.18的步进电机，其最大静力矩为3匪。蜗轮蜗杆机构中可选择16齿的蜗轮，单头的蜗杆，其传动比为16。
[0017]本连续可变正时装置的工作过程为:配气凸轮6按照既定的运动规律转动，在本实用新型中设定为顺时针转动，当步进电机7无任何动作时，滚柱5位于导轨4的上圆弧面的中心。由于液压挺柱I安装在发动机机体上，摇臂2 —端安放在液压挺柱I上，另一端安装有气门16，摇臂2的中间安装有摇臂滚柱15，此时，液压挺柱I对摇臂2的作用力方向为向上，气门16给摇臂2的作用力方向也为向上，导轨4通过摇臂滚柱15给摇臂2施加一个向下的力，三个力在初始状态下处于平衡，气门16不会产生任何运动。当配气凸轮6开始有升程时，配气凸轮6推动滚柱5运动，由于滚柱5与导轨4直接接触，因此滚柱5会直接推动导轨4运动。导轨4只能在固定滑套3内做上下直线运动，并且导轨4的下圆弧面会直接推动摇臂滚柱15运动。摇臂滚柱15安装在摇臂2上，因此摇臂2会绕液压挺柱I转动并推动另一端的气门16做直线运动，由此实现气门16的开启。当配气凸轮6达到最大升程后，在气门16的反作用力下，摇臂2会反向转动，由此带动摇臂滚柱15推动导轨4反向运动，进而推动滚柱5运动，使滚柱5保持与配气凸轮6接触。
[0018]当步进电机7转动一定角度后，蜗杆9将驱动蜗轮10转动，也即是摆臂12绕摆臂支点11转动一定的角度，摆臂12在转动的同时会通过铰链14推动推杆13运动，因此也就使滚柱5产生了运动。由于导轨4与配气凸轮6同轴，并且半径等于配气凸轮基圆半径与滚柱直径之和，因此滚柱5的运动实际上是绕配气凸轮6的轴中心作圆周运动，滚柱5在运动的过程中也始终保持与配气凸轮6和导轨4上圆弧面相接触。另外，由于导轨4只能在固定滑套3内作往复直线运动，因此滚柱5发生运动变化过后，气门16的运动规律与滚柱5发生运动之前保持一致。
[0019]当滚柱5的运动方向与配气凸轮6的旋转方向一致时，最终表现为配气正时的推迟，如图3所示；当滚柱5的运动方向与配气凸轮6的旋转方向相反时，最终表现为配气正时的提前，如图2所示。
[0020]总的来说，当步进电机7顺时针或者是逆时针转动时，蜗杆9将直接驱动蜗轮10进行顺时针或者是逆时针摆动。当摆臂12逆时针转动时，将通过推杆13拖动滚柱5向右运动，运动方向与配气凸轮6的转动方向相反，气门正时将提前，如图2所示。当摆臂12顺时针转动时，将通过推杆13拖动滚柱5向左运动，运动方向与配气凸轮6的转动方向相同，气门正时将推迟，如图3所示。由于蜗轮蜗杆机构具有自锁功能，因此若不对步进电机7操作时，整个控制机构将维持原状态，正时状态不会发生改变，与当前处于提前状态还是推迟状态无关。
【主权项】
1.一种连续可变气门正时装置，其特征在于:从上往下有配气凸轮(6)、滚柱(5)、导轨(4)和摇臂滚柱(15)依次相连接；所述导轨(4)有上圆弧面和下圆弧面，其上圆弧面与配气凸轮(6)同轴，下圆弧面的半径与上圆弧面的半径相同，导轨(4)的左、右两端面相互平行，且以通过上圆弧面中心的上圆弧面半径线为对称轴对称，所述导轨(4)的左、右两端面分别置于可使其上下直线运动的固定滑套(3)内；所述摇臂滚柱(15)活动设置在摇臂(2)中部，所述摇臂(2)左端与液压挺柱(I)相连，且所述液压挺柱(I)固定不动，摇臂(2)右端与气门(16)相连，所述气门(16)与液压挺柱(I)同在摇臂(2)下方；所述滚柱(5)连接推杆(13)一端，所述推杆(13)另一端通过铰链(14)连接摆臂(12) 一端，所述摆臂(12)另一端设置有蜗轮(10 )，所述蜗轮(10 )上设置有与之相配的蜗杆(9 )，所述蜗杆(9 )通过传动轴(8 )连到步进电机(7 )，所述摆臂(12)中部设置有摆臂支点(11)。
2.如权利要求1所述的一种连续可变气门正时装置，其特征在于:所述步进电机(7)的型号为 42BYG-5.18。
3.如权利要求1或2所述的一种连续可变气门正时装置，其特征在于:所述蜗轮(10)蜗杆(9)的传动比为16。
【专利摘要】本实用新型公开了一种连续可变气门正时装置，属于内燃机气门正时领域，其主要结构为从上往下有配气凸轮、滚柱、导轨和摇臂滚柱依次相连接；导轨有上圆弧面和下圆弧面，导轨的左、右两端面相互平行且分别置于可使其上下直线运动的固定滑套内；摇臂滚柱活动设置在摇臂中部，摇臂左端与液压挺柱相连，摇臂右端与气门相连，气门与液压挺柱同在摇臂下方；滚柱连接推杆一端，推杆另一端通过铰链连接摆臂一端，摆臂另一端设置有蜗轮，蜗轮上设置有与之相配的蜗杆，蜗杆通过传动轴连到步进电机，摆臂中部设置有摆臂支点。本实用新型使用机械结构进行正时的连续可变调节，调节精度高，传动效率高。
【IPC分类】F01L1-34
【公开号】CN204476491
【申请号】CN201520086074
【发明人】潘锁柱, 韩伟强, 田维, 韩志强, 吴学舜
【申请人】西华大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年2月6日