发动机连续可变气门正时、相位及升程技术的制作方法
【专利摘要】一种能够连续改变气门正时、相位及升程的可变气门技术，由两根偏心轴及分别连接两根偏心轴的连杆和轴套及轴套下方的摇臂组成。第一根偏心轴作凸轮轴，由其连接的连杆带动第二根偏心轴的外套做往复运动，外套下的开启凸面通过接触摇臂上的滚珠来开启气门，第二根偏心轴通过设定的角度旋转使其外缘的轴套做上下运动，而其越向下运动其开启凸面通过摇臂滚珠将气门开启的越大，气门升程也就越大。随着气门升程的增加，不断改变开启凸面与滚珠接触的轨迹，使气门不断的提前开启和迟后关闭，以此达到连续增大相位的目的，而气门正时也会随着气门不断提前开启而连续改变。
【专利说明】发动机连续可变气门正时、相位及升程技术
所属【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机气门连续改变技术，特别是可以同时改变气门升程、配气相位和气门正时，而且是连续改变的技术。
【背景技术】
[0002]目前的发动机大多数只有改变气门正时技术，小部分能改变升程但只限两段式，只有极少的高端车型才配备此技术，而改变气门的相位与升程技术直接影响发动机的工作效率。在大气污染严重和不可再生资源日渐贫乏的今天，提高发动机的工作效率对节能环保非常重要。
【发明内容】
[0003]为了克服现有发动机大多数不能改变气门相位与升程的不足，本发明提供了一种发动机连续可变气门正时、相位及升程技术，可在发动机不同的转速内连续改变正时、相位和升程。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:用两个偏心轴，第一个偏心轴在上面，连接连杆，第二个偏心轴在下面，外缘带套，套的一侧与连杆相连，套的下侧有突起的凸面，通过第一个偏心轴的旋转，用连杆带动第二个偏心轴的轴套，轴套做往复运动，而轴套下面的凸面也随轴套一起做往复运动，凸面一侧带坡度，又带坡度的一侧与下面的气门摇臂的滚珠接触，由摇臂开启气门。通过调整第二根偏心轴来调整轴套凸面的高低，达到气门开启行程大小的目的，而通过提前设定凸面坡度的大小来达到改变气门相位的目的，相位的增减直接关系到正时的早晚。
[0005]本发明的有益效果是按需增加气门行程，达到增加进气量的目的，改变配气相位，让进排气更顺畅，增加发动机效率，结构简单，可塑性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是本发明整体图。
[0007]图2是整体图展示气门开启状态
[0008]图3是高低升程效果对比图
[0009]图4是偏心调整轴两轴心运动轨迹平面图
[0010]图5是开启凸面生成图
[0011]图6是开启凸面调整图
[0012]图7是偏心凸轮轴在不同相位时的正时对比图
[0013]图8是开启凸面调整图
[0014]图9是增加相位前后的正时对比
[0015]图10是整体对比图
[0016]图中1.偏心凸轮轴2.连杆3.偏心调整轴4.轴套5.摇臂6.摇臂滚珠7.限位挡板8.限位轴9.气门10.开启凸面11.摇臂柱【具体实施方式】
[0017]在图1中，偏心凸轮轴⑴与连杆⑵相连，轴套(4)安装在偏心调整轴(3)上，连杆(2)与轴套(4)相连。偏心调整轴(3)在不需调整时为静止状态，在发动机转速上升时，根据转速要求调整。偏心凸轮轴(I)由小圆所在杆驱动，带动偏心凸轮轴旋转，图2中偏心凸轮轴(I)为顺时针旋转带动连杆(2)运动，由连杆(2)带动轴套(4)运动，轴套(4)做往复运动。在图2中开启凸面(10)在轴套(4)下方，随轴套一起往复运动，当开启凸面
(10)运动到摇臂滚珠(6)位置时，会将摇臂滚珠向下方顶，带动整个摇臂(5)向下运动，气门同时打开。
[0018]图3中所示为高低升程效果对比图。偏心调整轴(3)做顺时针旋转，旋转后此偏心轴受偏心影响下移，偏心调整轴(3)外面的轴套(4)也会随偏心调整轴(3) —同下移，与轴套(4)固定相连的开启凸面(10)也会随偏心调整轴一同下移。开启凸面(10)下移后与摇臂(5)上的滚珠(6)重叠面加大，此时达到气门高行程的目的。偏心调整轴的调整杆可由电机或液压驱动调整。
[0019]图4是偏心调整轴两轴心运动轨迹平面图。偏心调整轴(3)的旋转我们可以看做大轴心围绕小轴心作圆形运动，例如我们做气门行程为3mm-10_调整,减去摇臂杠杆作用的影响，我们在开启凸面(10)做到之间调整就能达到目的，那么调整轴(3)就需要向下运动5_，而整个开启凸面相对于轴套高度为7_，其中下面2_为最低行程，总体7mm为最高行程。图4为偏心调整轴两轴心运动轨迹平面图，圆心为调整杆轴心，园为大轴轴心轨迹。为了减少偏心轴旋转带来的左右运动影响，选取图中最右端至向下1/4半径位置高为5_的轨迹作为偏心轴调整的轨迹。经计算，图4中圆半径为7.56mm,也就是偏心轴的两个轴心距为7.56mm，而轨迹中包括向下运动5mm和向左运动1.89mm。在图5左图中，把图4中选取的轨迹放在图5左图中偏心轴外套正下方，因为开启凸面调整的范围是2mm-7mm、凸面高度7mm、其中最下方2mm是最小行程、上方5mm是可变行程,所以选取的轨迹在5mm可变行程位置，并向下顺延至7mm位置。在图5右图中偏心轴外套(4)与连杆(2)相连，在偏心调整轴(3)和轴套(4)向下移动的过程中连杆(2)并不会随之下移，所以在连杆(2)的作用下，偏心调整轴(3)向下旋转调整5mm过程中轴套会顺时针旋转5mm。因此，需要修改运动轨迹以适应轴套的旋转。在图6中摇臂滚珠与轨迹接触面受滚珠圆形影响需再次调整轨迹以适应圆形接触面，调整大小受摇臂滚珠大小影响。
[0020]图7是偏心凸轮轴在不同相位时的正时对比图。因为配气相位是用曲轴转角表示的进排气门的开启时刻和开启延续时间，而曲轴的转速是凸轮轴的两倍，所以在凸轮轴上也可以反映气门开启时刻和开启延续时间，若要增大配气相位只需更早的开启气门和同时更晚的关闭气门即可。以进气门为例，例如进气相位角为180度+提前角10度+迟后角40度，共230度，当发动机速度提升后需要的相位角为180度+提前角30度+迟后角60度共270度。将此相位角数据反映在凸轮轴上为，115度凸轮轴角增至135度凸轮轴角，那么只需气门提前10度凸轮轴角开启和迟后10度凸轮轴角关闭就可以达到由230度相位角增至270度相位角的目的，图7左图为115度凸轮轴角，右图为135度凸轮轴角。
[0021]图8是开启凸面调整图。在图7中所示若要增大相位角就需气门提前开启和迟后关闭，那么将开启凸面的其中5mm可变行程位置向逆时针方向逐渐调整，直至最大升程时凸轮轴提前10度开启和迟后10度关闭，以此达到凸轮轴角度由115度增至135度，同时达到了配气相位由230度增至270度的目的，这一过程既连续增大了相位也同时连续的改变了气门正时。
[0022]图9是增加相位前后的正时对比。在图9左图中所示为低升程，摇臂滚珠(6)此时没有受到开启凸面(10)的调整影响，因此，此时是低相位角，同时气门开启也较晚。在图9右图中所示为高升程，摇臂滚珠(6)此时受到开启凸面(10)的调整影响，此时气门开启较早，同时相位角也较大。
[0023]图10是整体对比图，左图为低升程、低相位角和正时较晚。右图为高升程、高相位角和较早的正时。
【权利要求】
1.一种发动机连续可变气门正时、相位及升程技术，由两根偏心轴及分别连接两根偏心轴的连杆和轴套组成的可变系统，来控制连接气门的摇臂进行气门开启，其特征是第一根偏心轴做凸轮轴连接连杆，第二根偏心轴做调整轴外缘有轴套，轴套与连杆相连，轴套下面有凸面，轴套下方有连接气门的摇臂。
2.根据权利要求1所述的可变气门正时、相位及升程技术，其特征在于，第一根偏心轴做凸轮轴，小圆所在轴为驱动轴，其旋转带动连杆，第二根偏心轴做调整轴，小圆所在轴为调整驱动轴，轴外缘有轴套，由连杆连接轴套，而轴套则在连杆的带动下作往复运动，轴套下面的凸面带动摇臂上的滚珠开启气门。第二根偏心轴的旋转调整带动轴套上下运动，轴套上的凸面同时作上下运动，它此时的运动位置决定气门开启大小，其凸面上与滚珠接触的一侧的坡度决定气门开启和关闭的时间，以此决定相位大小和正时早晚。
3.根据权利要求1所述的可变气门正时、相位及升程技术，其特征在于轴套的往复运动开启气门，而轴套的上下运动决定气门升程。在上下运动的同时摇臂滚珠会与轴套外的开启凸面的不同位置接触，而不同的接触位置有不同的相位和不同的气门开启正时。
【文档编号】F01L13/00GK103670569SQ201310703300
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】贾开继 申请人:贾开继