专利名称：一种连续可变气门升程控制机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发动机配气机构控制技术，尤其是一种汽车发动机的连续可变气门升程机构，属于燃烧发动机技术领域。
背景技术：
提高发动机的充气效率是改善车辆经济性与动力性的有效途径，由于汽车发动机在不同工况下所需要最佳进气量不同，而控制气门动作的凸轮型线是固定的，所以传统发动机的配气机构只能满足部分工况的最佳配气要求。为解决上述问题，目前汽车发动机采用的可变气门正时技术(VVT)是根据发动机不同工况调节进、排气门的相位，也就是控制进、排气门的开闭时刻，但VVT技术只能调节气门开闭时刻，不能改变气门升程，也就是说对气门开启程度的控制无能为力。VVL (可变 气门升程)技术虽然能够根据发动机不同工况，对气门开启程度进行控制，但现有VVL技术结构较复杂，增加了发动机的高度，不利于发动机在车体上的布置。
发明内容
本发明技术方案以解决上述现有技术问题为目的，提供一种连续可变气门升程控制机构，它根据发动机的运行工况改变进、排气门的升程，配合WT使用，实现气门升程与开启时刻均可变，提高发动机的动力性与经济性，改善发动机排放性能。本发明所述问题是以下述技术方案实现的
一种连续可变气门升程控制机构，它包括传动组件和气门组件，所述传动组件包括凸轮、摇杆、摇杆支撑块、摇杆轴、摇臂滚轮、摇臂和液压挺柱，其特别之处在于所述摇杆轴可在高度调节电机驱动下上下移动，所述高度调节电机固定安装在发动机缸盖上。上述连续可变气门升程控制机构，所述摇杆轴通过螺杆螺母传动机构与高度调节电机连接，所述螺杆螺母传动机构由高度调节螺杆和高度调节螺母组成，所述高度调节螺杆固定安装在高度调节电机的输出轴上，所述高度调节螺母固定在摇杆轴上，在摇杆轴两端设置滑块，所述滑块与设置在发动机缸盖上的滑道配装。上述连续可变气门升程控制机构，所述摇杆的主动臂与凸轮型面配装，其从动臂的端部为与摇臂滚轮匹配的弧形曲面结构，在摇杆从动臂外面套装回位弹簧，所述回位弹簧位于摇杆支撑块与摇杆从动臂下端弧形曲面之间，摇杆以间隙配合形式与摇杆支撑块装配。上述连续可变气门升程控制机构，所述摇杆支撑块套装在摇杆轴外面，摇杆支撑块与摇杆轴可相对转动。上述连续可变气门升程控制机构，所述摇臂支撑端与液压挺柱卡子铰接，在摇臂中部安装摇臂滚轮，摇臂自由端与气门组件配装。上述连续可变气门升程控制机构，所述气门组件包括气门、气门弹簧和气门座圈，所述气门杆部与气门弹簧配装，气门头部与固定在发动机缸盖燃烧室气道口处的气门座圈匹配。本发明提供了一种连续可变气门升程控制结构，它通过高度调节电机控制丝杆螺母传动机构动作，以改变摇杆轴的上下位置，由于摇杆主动臂的动作由凸轮轴驱动，其主动臂端部的移动量即凸轮轴的升程，而摇杆从动臂的移动量随摇杆轴位置的变化而变化，由此实现了对摇杆从动臂移动量的调节；本发明结构中，摇臂滚轮的动作由摇杆从动臂下端的弧形曲面结构驱动，随着摇杆从动臂下端位移量的变化，摇臂滚轮与摇杆从动臂下端的弧形曲面接触位置发生变化，摇臂的摆动幅度发生相应变化，使与摇臂自由端配合的气门升程发生变化，达到调节进气量的目的。本发明具有结构紧凑、便于布置的特点，适用于各种由凸轮轴驱动的发动机，它配合VVT系统能够实现配气相位以及气门升程全可变技术，可根据发动机工况对气门开启程度及开闭时刻进行调节，使发动机各工况下充气效率最佳，有益于改善发动机的动力性、经济性与排放。
下面结合附图对本发明作进一步说明。图I是本发明结构示意 图2是图I的K向视 图3是图2中A处结构放大 图4是摇杆轴处于中间某一位置时气门闭合状态示意 图5是摇杆轴处于中间某一位置时气门最大开启状态示意 图6是摇杆轴处于最上端时气门闭合状态示意 图7是摇杆轴处于最上端时气门最大开启状态示意 图8是摇杆轴处于最下端时气门闭合状态示意 图9是摇杆轴处于最下端时气门最大开启状态示意 图10是本发明工作原理示意图。图中各标号为1、凸轮，2、摇杆轴，3、摇杆，4、摇杆支撑块，5、摇臂滚轮，6、高度调节电机，7、高度调节螺杆，8、高度调节螺母，9、摇杆轴滑块，10、摇臂，11、气门弹簧，12、气门，13、液压挺柱，14、回位弹簧，15、发动机缸盖，16、气门座圈。
具体实施例方式参看图I、图2,本发明包括传动组件和气门组件,所述传动组件包括凸轮I、摇杆轴2、摇杆3、摇杆支撑块4、摇臂滚轮5、摇臂10和液压挺柱13，其特别之处在于所述摇杆轴2可在高度调节电机6驱动下上下移动，所述高度调节电机6固定安装在发动机缸盖15上。参看图I、图2、图3，本发明的摇杆轴2通过螺杆螺母传动机构与高度调节电机6连接，所述螺杆螺母传动机构由高度调节螺杆7和高度调节螺母8组成，所述高度调节螺杆7固定安装在高度调节电机6的输出轴上，所述高度调节螺母8固定在摇杆轴2上，在摇杆轴两端设有与设置在发动机缸盖上滑道配装的摇杆轴滑块9。参看图1，本发明摇杆3的主动臂与凸轮I型面配装，其从动臂的端部为与摇臂滚轮5匹配的弧形曲面结构，在摇杆从动臂外面套装回位弹簧14，所述回位弹簧14位于摇杆支撑块4与摇杆从动臂下端弧形曲面之间，摇杆3以间隙配合形式与摇杆支撑块4装配。参看图I，本发明的摇杆支撑块4套装在摇杆轴2外面，摇杆支撑块4与摇杆轴2可相对转动。参看图1，本发明的摇臂10支撑端与液压挺柱13夹子铰接，在摇臂中部安装摇臂滚轮5，摇臂自由端与气门组件配装。参看图I、图2，本发明的气门组件包括气门12、气门弹簧11和气门座圈16，所述气门杆部与气门弹簧11配装，气门头部与固定在发动机缸盖燃烧室气道口处的气门座圈16匹配。下面结合具体实施例对本发明工作原理进一步说明
参看图10，本发明工作原理等同于一个可变支点的杠杆结构，杠杆一端位移为固定值 a,通过连续改变杠杆支点位置(从M2到Ml)使杠杆另一端位移在由b到c范围内连续可变。本发明结构中摇杆轴2即为杠杆的支点；本发明可通过高度调节电机6控制丝杆螺母传动机构改变摇杆轴2的上下位置，由于摇杆3主动臂动作由凸轮轴驱动，其主动臂端部的移动量为凸轮I的升程，即杠杆一端位移a ;本发明摇杆从动臂的移动量随摇杆轴2位置的变化而变化，即杠杆支点位置从M2到Ml的变化，由此实现了对摇杆从动臂移动量的调节，即杠杆另一端位移在由b到c范围内连续可变；本发明摇臂滚轮5的动作由摇杆从动臂下端的弧形曲面结构驱动，随着摇杆从动臂下端位移量的变化，摇臂滚轮5与摇杆从动臂下端的弧形曲面接触位置发生变化，使摇臂10的摆动幅度发生相应变化，相应地与摇臂自由端配合的气门升程发生变化，达到调节进气量的目的。本发明摇杆3与摇杆支撑块4配装，摇杆支撑块4可沿摇杆3上下滑动，摇杆从动臂的弧形曲面端在回位弹簧14弹力作用下压紧摇杆滚轮5，摇杆支撑块4与摇杆轴2可相对转动。摇杆轴2两端的摇杆轴滑块9可在缸盖滑道内上下滑动，其上下滑动由高度调节电机6带动螺杆螺母机构驱动，高度调节电机6由发动机ECU控制。参看图4 图9，分别为摇杆轴2在三种不同高度位置时发动机进气情况，它们分别对应发动机三种不同工况。当摇杆轴2处于最高位置时(如图6、图7所示)，摇杆3从动臂位移量最大，相应气门升程最大，气门为最大开启状态，发动机进气最充分，此时发动机处于高速大负荷工况；当摇杆轴2处于最低位置时(如图8、图9所示)，摇杆3从动臂位移量最小，相应气门升程最小，气门为最小开启状态，发动机进气最少，此时发动机处于低速小负荷或怠速工况；当摇杆轴2处于中间某一位置时(如图4、图5所示)，摇杆3从动臂位移量、气门升程、发动机进气量都与此时发动机工作状况相适应。
权利要求
1.一种连续可变气门升程控制机构，它包括传动组件和气门组件，所述传动组件包括凸轮(I)、摇杆轴(2)、摇杆(3)、摇杆支撑块(4)、摇臂滚轮(5)、摇臂(10)和液压挺柱(13)，其特征是，所述摇杆轴(2)可在高度调节电机(6)驱动下上下移动，所述高度调节电机(6)固定安装在发动机缸盖(15)上。
2.根据权利要求I所述的一种连续可变气门升程控制机构，其特征是，所述摇杆轴(2)通过螺杆螺母传动机构与高度调节电机(6)连接，所述螺杆螺母传动机构由高度调节螺杆(7)和高度调节螺母(8)组成，所述高度调节螺杆(7)固定安装在高度调节电机(6)的输出轴上，所述高度调节螺母(8)固定在摇杆轴(2)上，在摇杆轴两端设有与设置在发动机缸盖上滑道配装的摇杆轴滑块(9)。
3.根据权利要求2所述的一种连续可变气门升程控制机构，其特征是，所述摇杆(3)的主动臂与凸轮(I)型面配装，其从动臂的端部为与摇臂滚轮(5)匹配的弧形曲面结构在摇杆从动臂外面套装回位弹簧(14)，所述回位弹簧(14)位于摇杆支撑块(4)与摇杆从动臂下端弧形曲面之间，摇杆(3)以间隙配合形式与摇杆支撑块(4)装配。
4.根据权利要求3所述的一种连续可变气门升程控制机构，其特征是，所述摇杆支撑块(4)套装在摇杆轴(2)外面，摇杆支撑块(4)与摇杆轴(2)可相对转动。
5.根据权利要求4所述的一种连续可变气门升程控制机构，其特征是，所述摇臂(10)支撑端与液压挺柱(13)卡子铰接，在摇臂中部安装摇臂滚轮(5)，摇臂自由端与气门组件配装。
6.根据权利要求5所述的一种连续可变气门升程控制机构，其特征是，所述气门组件包括气门(12)、气门弹簧(11)和气门座圈(16)，所述气门杆部与气门弹簧(11)配装，气门头部与固定在发动机缸盖燃烧室气道口处的气门座圈(16)匹配。
全文摘要
一种连续可变气门升程控制机构，用于解决与发动机不同工况匹配的气门升程控制问题。它包括传动组件和气门组件，所述传动组件包括凸轮、摇杆、摇杆支撑块、摇杆轴、摇臂滚轮、摇臂和液压挺柱，其特别之处在于所述摇杆轴可在高度调节电机驱动下上下移动，所述高度调节电机固定安装在发动机缸盖上。本发明配合VVT系统，可匹配发动机工况对气门开启持续期及开闭时刻进行调节，使发动机各工况下充气效率最佳，有益于改善发动机的动力性、经济性与排放。
文档编号F01L13/00GK102852585SQ20121036590
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者崔亚彬, 孙磊, 魏娜 申请人:长城汽车股份有限公司