一种摆动式可变气门驱动装置的制作方法

本发明属于发动机技术领域，更确切的说，本发明是一种摆动式可变气门驱动装置。

背景技术：

随着我国汽车市场的蓬勃发展，汽车保有量的持续增加，环境污染和能源危机的问题越来越受到人们的重视。由于传统汽油机的气门开、闭时刻及气门升程固定不变，导致其在低速小负荷时的泵气损失较大、燃油经济性较差，而可变气门驱动技术作为一种行之有效的汽油机节能技术，可通过改变气门的开启、关闭时刻，开启持续期以及气门升程，使汽油机在不同的负荷下都能达到最优的进气效率，进而提高其热效率，降低燃油消耗率，并改善其排放性能。

技术实现要素：

本发明的目的在于一种摆动式可变气门驱动装置，实现发动机气门开启、关闭时刻以及持续时间的调整，以满足发动机不同转速下的配气相位要求，提高发动机的燃油经济性和排放性能的可变气门驱动系统。

本发明由圆盘1、凸轮轴2、限位卡环3、销轴4、推杆5、挡座6、弹簧7、推杆套8、齿轮9、曲拐轴10、支座盖a11、环形挡块12、推杆套上盖13、支座盖b14、凸轮15、支座a16、支座b17组成，其中：

圆盘1布置在凸轮轴2左端，凸轮轴2固接在圆盘1中心孔101上，销轴4固接在圆盘1外缘处的圆孔102上；

推杆5前端环台501套装在销轴4上，间隙配合，由限位卡环3固定，推杆5可绕销轴4自由旋转；

推杆5后端圆杆502穿过底座6的中心孔，并伸入到推杆套8开设的空腔801内；圆杆502与底座6的中心孔间隙配合；

环形挡块12固接于推杆5的圆杆502顶端，并与推杆套8的空腔801间隙配合；

挡座6通过螺纹连接在推杆套8下端；

弹簧7置于环形挡块12与挡座6之间；

齿轮9固接在曲拐轴10左端的中心轴段1001上，并通过链传动、齿轮传动或带传动等方式与发动机曲轴相连，在曲轴驱动下旋转；

曲拐轴10中心轴段1001置于支座盖a11与支座a16之间，并间隙配合；

曲拐轴10曲拐轴段1002置于推杆套上盖13和推杆套8之间，并间隙配合；

凸轮轴2置于支座盖b14与支座b17之间，并间隙配合；

凸轮15固接于凸轮轴2外表面；

发动机气门置于凸轮15下方，且滑动连接；

支座盖a11与支座a16、推杆套上盖13与推杆套8、支座盖b14与支座b17分别通过螺纹连接；

支座a16和支座盖b17固接在发动机缸盖上。

本发明所述圆盘1中心部位设有中心孔101，外缘处设有圆孔102。

本发明所述推杆5包括环台501和圆杆502。

本发明所述推杆套8设有圆柱形空腔801和油道a802，其中油道a802与曲拐轴10上开设的导油环槽1003相通，油道a802还与圆杆502和环形挡块12顶端及圆柱形空腔801围成的油腔相通。

本发明所述曲拐轴10包括中心轴段1001、曲拐轴段1002、导油环槽1003、油道b1004，其中导油环槽1003设于曲拐轴段1002中间部位，并与油道b1004相通。

本发明所述曲拐轴10中心轴段1001和曲拐轴段1002、凸轮轴2、销轴4四者轴心线平行。

本发明所述凸轮轴2和销轴4轴心线之间的间距大于曲拐轴10中心轴段1001和曲拐轴段1002轴线之间的距离。

本发明的工作过程如下：

当发动机正常工作时，齿轮9由发动机曲轴驱动旋转，带动曲拐轴10中心轴段1001旋转，同时曲拐轴10曲拐轴段1002绕中心轴段1001旋转。由于弹簧7的作用，推杆5与推杆套8连接在一起，共同运动。推杆套8上端随着曲拐轴10曲拐轴段1002绕中心轴段1001旋转，推杆5前端环台501通过销轴4带动圆盘1旋转。从而圆盘1通过凸轮轴2带动凸轮15旋转，推动气门运动。由于凸轮轴2和销轴4轴心线之间的间距大于曲拐轴10中心轴段1001和曲拐轴段1002轴线之间的距离，所以圆盘1只能在一定角度内进行往返的旋转运动使得推杆套8和推杆5同时做摆动运动。

当需要改变气门开启时刻时，高压油从曲拐轴10上的油道b1004流入，通过导油环槽1003和推杆套8上的油道a802进入圆杆502和环形挡块12顶端及圆柱形空腔801围成的油腔，调整圆杆502和环形挡块12顶端及圆柱形空腔801围成的油腔内油压，即可改变推杆5的推出长度，从而改变推杆5和推杆套8的总长度。由于凸轮轴2与曲拐轴10中心轴端1001轴心线之间的相对位置并未发生改变，所以圆盘1会旋转一个角度，从而改变圆盘1和齿轮9之间的旋转相位，进而调整凸轮轴2的相位，改变气门开启、关闭时刻及开启持续期。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明采用液压控制推杆5和推杆套8的总长度驱动圆盘1改变转动角度，实现相位的改变，相位改变准确、控制机构简单，由于推杆5和推杆套8的总长度可变范围大，所以控制相位的范围大，可以实现发动机在大范围不同转速下的最佳配气相位，改善进排气条件，减少泵气损失，提高燃油利用率，降低排放。并且本发明具有结构简单，制造难度小的优点，可以降低生产成本。

附图说明

附图1是一种摆动式可变气门驱动装置

附图2是a-a截面的左视图

附图3是b-b截面的右视图

附图4是c-c截面的左视图

附图5是圆盘1的示意图

附图6是推杆5的示意图

附图7是推杆套8的示意图

附图8是曲拐轴10的示意图

附图9是长气门开启持续期状态下的气门关闭时气门和凸轮的结合状态示意图

附图10是短气门开启持续期状态下的气门关闭时气门和凸轮的结合状态示意图

附图11是长、短气门开启持续期状态下的气门升程随曲轴转角变化的示意图

其中，1圆盘；2凸轮轴；3限位卡环；4销轴；5推杆；6挡座；7弹簧；8推杆套；9齿轮；10曲拐轴；11支座盖a；12环形挡块；13推杆套上盖；14支座盖b；15凸轮；16支座a；17支座b。

具体实施方式

下面结合附图1-10对本发明做详细的描述。

参照附图1、2、3：

本发明由圆盘1、凸轮轴2、限位卡环3、销轴4、推杆5、挡座6、弹簧7、推杆套8、齿轮9、曲拐轴10、支座盖a11、环形挡块12、推杆套上盖13、支座盖b14、凸轮15、支座a16、支座b17组成。

参照附图1、2、5：

本发明所述圆盘1中心部位设有中心孔101，外缘处设有圆孔102。圆盘1布置在凸轮轴2左端，凸轮轴2固接在圆盘1中心孔101上，销轴4固接在圆盘1外缘处的圆孔102上。

参照附图1、2、6、7：

本发明所述推杆5包括环台501和圆杆502。推杆套8设有圆柱形空腔801和油道a802，其中油道a802与曲拐轴10上开设的导油环槽1003相通，油道a802还与圆杆502和环形挡块12顶端及圆柱形空腔801围成的油腔相通。推杆5前端环台501套装在销轴4上，间隙配合，由限位卡环3固定，推杆5可绕销轴4自由旋转。推杆5后端圆杆502穿过底座6的中心孔，并伸入到推杆套8开设的空腔801内。圆杆502与底座6的中心孔间隙配合。环形挡块12固接于推杆5的圆杆502顶端，并与推杆套8的空腔801间隙配合。挡座6通过螺纹连接在推杆套8下端。弹簧7置于环形挡块12与挡座6之间。

参照附图1、2、3、7、8：

本发明所述曲拐轴10包括中心轴段1001、曲拐轴段1002、导油环槽1003、油道b1004，其中导油环槽1003设于曲拐轴段1002中间部位，并与油道b1004相通。齿轮9固接在曲拐轴10左端的中心轴段1001上，并通过链传动、齿轮传动或带传动等方式与发动机曲轴相连，在曲轴驱动下旋转。曲拐轴10中心轴段1001置于支座盖a11与支座a16之间，并间隙配合。曲拐轴10曲拐轴段1002置于推杆套上盖13和推杆套8之间，并间隙配合。

参照附图1、2、4：

本发明所述凸轮轴2置于支座盖b14与支座b17之间，并间隙配合。凸轮15固接于凸轮轴2外表面。发动机气门置于凸轮15下方，且滑动连接。

参照附图1、2、3：

本发明所述支座盖a11与支座a16、推杆套上盖13与推杆套8、支座盖b14与支座b17分别通过螺纹连接。支座a16和支座盖b17固接在发动机缸盖上。

参照附图1、2：

本发明所述曲拐轴10中心轴段1001和曲拐轴段1002、凸轮轴2、销轴4四者轴心线平行。凸轮轴2和销轴4轴心线之间的间距大于曲拐轴10中心轴段1001和曲拐轴段1002轴线之间的距离。

参照附图9、10、11：

本发明所述的凸轮轴15和气门的结合位置如附图9所示时，对应气门生成随曲轴转角变化如图11所示a曲线，气门开启持续期较长。当改变凸轮轴2的相位，使凸轮15和气门的结合位置如附图10所示时，对应气门生成随曲轴转角变化如图11所示b曲线，气门开启持续期较短。

该发动机调节气门开启、关闭时刻和开启持续时间，利用上述控制装置实现，具体为：当发动机正常工作时，齿轮9由发动机曲轴驱动旋转，带动曲拐轴10中心轴段1001旋转，同时曲拐轴10曲拐轴段1002绕中心轴段1001旋转。由于弹簧7的作用，推杆5与推杆套8连接在一起，共同运动。推杆套8上端随着曲拐轴10曲拐轴段1002绕中心轴段1001旋转，推杆5前端环台501通过销轴4带动圆盘1旋转。从而圆盘1通过凸轮轴2带动凸轮15旋转，推动气门运动。由于凸轮轴2和销轴4轴心线之间的间距大于曲拐轴10中心轴段1001和曲拐轴段1002轴线之间的距离，所以圆盘1只能在一定角度内进行往返的旋转运动使得推杆套8和推杆5同时做摆动运动。

当需要改变气门开启时刻时，高压油从曲拐轴10上的油道b1004流入，通过导油环槽1003和推杆套8上的油道a802进入圆杆502和环形挡块12顶端及圆柱形空腔801围成的油腔，调整圆杆502和环形挡块12顶端及圆柱形空腔801围成的油腔内油压，即可改变推杆5的推出长度，从而改变推杆5和推杆套8的总长度。由于凸轮轴2与曲拐轴10中心轴端1001轴心线之间的相对位置并未发生改变，所以圆盘1会旋转一个角度，从而改变圆盘1和齿轮9之间的旋转相位，进而调整凸轮轴2的相位，改变气门开启、关闭时刻及开启持续期。