专利名称：配气相位可调装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于发动机配气机构。
目前发动机的配气相位是根据发动机最大功率时的转速而固定不变的。因此，一定的气体分配相位只在一小范围内最为有利。
四冲程发动机配气相位，由于采用普通凸轮定时结构，不能在发动机中同时充分发挥高低不同转速下最大功率。
本实用新型的目的是针对现有技术之不足，提出一种在发动机运转过程中能调节配气相位的配气相位可调装置。该装置采用进气凸轮和排气凸轮分别安装在进气凸轮轴和排气凸轮轴上，凸轮轴端部安装同等大小的时规齿轮与曲轴上的正时齿轮啮合，将普通凸轮改为锥形凸轮，将时规齿轮和正时齿轮的螺旋角改为配气相位调整专用角，通过凸轮轴轴向运动带动锥形凸轮轴向运动，使挺柱沿着锥形凸轮上的螺旋线轨迹变动，改变气门开启时间总角度范围，实现配气相位在发动机运转过程中的全面调整。
本实用新型的构成由进气凸轮、排气凸轮、挺柱、时规齿轮、正时齿轮和曲轴组成，进气凸轮(2)和排气凸轮(9)是长柱形锥形凸轮，其端面是由基圆面和基圆外的小圆弧以及与小圆弧和基圆相连的两条曲线围成的面，基圆的圆心为O，小圆弧的顶点为h，两条曲线与基圆的交点分别为a和b，ah和bh是腹弧线，OD为锥形凸轮的轴心线，he是凸轮顶点沿轴向形成的直线，a和b两点分别为气门开启与关闭的控制点，bb是基圆一侧沿轴向的一条螺旋线，aa是基圆另一侧沿轴向的一条螺旋线，两条螺旋线均由气门的开启或关闭的控制点组成，进气凸轮(2)和排气凸轮(9)分别固定在进气凸轮轴(5)和排气凸轮轴(7)上，凸轮轴的同一端安装和曲轴(6)端部的正时齿轮(4)啮合的时规齿轮(3)和(8)，挺柱(1)和(10)固定在气缸体上座孔内，挺柱底面与锥形凸轮相配合。沿锥形凸轮OD轴心线垂直截成若干个片状凸轮，各片状凸轮的基圆半径相等，持续角∠aOb不等，腹弧线ah、bh是一条曲线。锥形凸轮有双锥形和单锥形两种，双锥形凸轮是凸轮断面上的凸轮廓线工作段的两个“半作用角”∠aOh和∠bOh相等，凸轮廓线上气门的开闭点具有对称性。单锥形凸轮是凸轮断面上的凸轮廓线工作段的两个“半作用角”∠aOh∠bOb不相等，凸轮廓线上气门的开闭点不对称。正时齿轮(4)和时规齿轮(3)(8)是螺旋形齿轮。挺柱(1)(10)有平底和球底挺柱，挺柱底面与锥形凸轮相配合。
本实用新型与现有技术比较，普通凸轮定时机构，不能够在发动机中同时发挥高低不同转速下最大功率，因为它的气门开启时间总角度只有一个，重迭角无法变化。而锥形凸轮机构，在轴向运动时，改变气门不同的开启和关闭时间，又能满足凸轮圆周运动时挺柱升程规律要求，它能准确地跟踪和控制发动机各种不同转速下，气门开启和关闭的最佳时间，使发动机在不同转速下，发出最大功率。
附
图1是附图2的右视图；附图2是本实用新型的结构示意图；附图3是锥形凸轮结构示意图；附图4是锥形凸轮沿轴向截取的片状凸轮示意图；本实用新型的实施例如附
图1、附图2所示，进气凸轮(2)和排气凸轮(9)是锥形凸轮，分别固定在进气凸轮轴(5)和排气凸轮轴(7)上，凸轮轴的同一端安装和曲轴(6)端部的正时齿轮(4)啮合的时规齿轮(3)和(8)，正时齿轮(4)和时规齿轮(3)(8)是螺旋形齿轮，挺柱(1)和(10)固定在气缸体上座孔内，挺柱底面与凸轮相配合，挺柱和曲轴正时齿轮(4)是固定不变的，在两个凸轮轴的端部轴心线上给予外力，使凸轮轴作轴向运动，得到挺柱沿着锥形凸轮上的螺旋线轨迹变动，改变气门开启时间总角度，同时进排气门的四个开闭时期相应改变。
如附图3、附图4所示，锥形凸轮是长柱形，O为基圆的圆心，OD为凸轮的轴心线，he是凸轮顶点沿轴向形成的直线，同一端基圆上的a和b两点，分别为气门开启与关闭的控制点，bb线是由若干个气门的开启或关闭的控制点组成，是基圆一侧的一条螺旋线，沿轴向基圆另一侧的螺旋线是aa线，同样是由若干个气门的开启或关闭的控制点组成。沿垂直于OD轴心线的方向，将锥形凸轮依次截成若干个片状凸轮(11)(12)(13)(14)，它们的特征是1、基圆半径相等；2、持续角不等，凸轮(11)的持续角∠a1O1b1大于凸轮(12)的持续角∠a2O2b2，依次类推，持续角是沿凸轮的轴向按大小顺序排列，所以锥形凸轮是在同一基圆两侧设计若干个沿轴向，有顺序而不同角度的气门开启和关闭点，形成两条螺旋线，如aa螺旋线由a1a2a3a4形成，bb螺旋线由b1b2b3b4形成；3、腹弧线不相同，凸轮(11)的腹弧线是a1h1、b1h1曲线，是∠a1O1h1和∠b1O1h1所对应的曲线，其特征是，凸轮(11)的腹弧线接近并相似凸轮(12)的腹弧线，依次类推，但用凸轮(11)与凸轮(14)的腹弧线相比，各不相同，其中除持续角的原因外，主要与对应发动机高低不同转速有关。
锥形凸轮有双锥凸轮和单锥凸轮，用螺旋线上任意点的位置观察另一条螺旋线上与它对称的一点“半作用角”是否相同来区别，“半作用角”在凸轮(11)中是∠a1O1h1和∠b1O1h1，在锥形凸轮上沿轴向任意取一点，沿垂直于轴心线的方向，将锥形凸轮截为两段，若断面上的凸轮廓线工作段，它的两个“半作用角”相等，说明廓线上气门开闭点具对称性，是双锥形凸轮，若它的两个“半作用角”不相等，是单锥形凸轮，在锥形凸轮上沿轴向取不同的点，截断若干次，始终有一“半作用角”保持不变，并且发生在沿轴向以凸轮顶点至基圆心为界的同一侧，称单锥形凸轮，若双锥形与单锥形凸轮共同在锥形凸轮上分段共存，称单锥形凸轮。
本实用新型可调整的特征是以下三个条件必须同时具备，1、锥形凸轮，它是由若干个普通凸轮的组合体；2、凸轮轴必须能轴向运动，通过轴向运动达到挺柱在锥形凸轮上变换位置；3、凸轮轴由曲轴正时齿轮带动旋转属于被动形式，当凸轮轴在外动力作用下作轴向运动时，由于齿轮上螺旋齿角度的作用，迫使凸轮轴增加一个主动扭转，根据轴向运动的大小方向不同，扭转方向具备两个(顺时针与逆时针)，通过主动扭转达到选择配气相位角。
配气相位可调装置中，曲轴上的正时齿轮与凸轮轴上的时规齿轮是通过螺旋齿转动，齿轮上螺旋角度的大小，是取决于锥形凸轮具体的要求，当锥形凸轮确定后才能确定齿轮上螺旋角度，其原因是，当锥形凸轮的轴向运动使挺柱到达凸轮上新的一点时，在轴向运动的同时，由于齿轮上螺旋结构的作用，必然将凸轮轴主动扭转一定的角度，扭转角度的大小也被配气相位角的需要所确定，所以特定的螺旋角度是该装置以调整为前题的配气相位专用角度。
权利要求1.一种配气相位可调装置，由进气凸轮、排气凸轮、挺柱、时规齿轮、正时齿轮和曲轴组成，其特征在于进气凸轮(2)和排气凸轮(9)是长柱形锥形凸轮，其端面是由基圆面和基圆外的小圆弧以及与小圆弧和基圆相连的两条曲线围成的面，基圆的圆心为O，小圆弧的顶点为h，两条曲线与基圆的交点分别为a和b，ah和bh是腹弧线，OD为锥形凸轮的轴心线，he是凸轮顶点沿轴向形成的直线，a和b两点分别为气门开启与关闭的控制点，bb是基圆一侧沿轴向的一条螺旋线，aa是基圆另一侧沿轴向的一条螺旋线，两条螺旋线均由气门的开启或关闭的控制点组成，进气凸轮(2)和排气凸轮(9)分别固定在进气凸轮轴(5)和排气凸轮轴(7)上，凸轮轴的同一端安装和曲轴(6)端部的正时齿轮(4)啮合的时规齿轮(3)和(8)，挺柱(1)和(10)固定在气缸体上座孔内，挺柱底面与锥形凸轮相配合。
2.根据权利要求1所述的配气相位可调装置，其特征在于沿锥形凸轮OD轴心线垂直截成若干个片状凸轮，各片状凸轮的基圆半径相等，持续角∠aOb不等，腹弧线ah、bh是一条曲线。
3.根据权利要求1所述的配气相位可调装置，其特征在于锥形凸轮有双锥形和单锥形两种，双锥形凸轮是凸轮断面上的凸轮廓线工作段的两个“半作用角”∠aOh和∠bOh相等，凸轮廓线上气门的开闭点具有对称性。
4.根据权利要求3所述的配气相位可调装置，其特征在于单锥形凸轮是凸轮断面上的凸轮廓线工作段的两个“半作用角”∠aOh∠bOh不相等，凸轮廓线上气门的开闭点不对称。
5.根据权利要求1所述的配气相位可调装置，其特征在于正时齿轮(4)和时规齿轮(3)(8)是螺旋形齿轮。
6.根据权利要求1所述的配气相位可调装置，其特征在于挺柱(1)(10)有平底和球底挺柱，挺柱底面与锥形凸轮相配合。
专利摘要一种配气相位可调装置，属于发动机配气机构，该装置的进气凸轮(2)和排气凸轮(9)是锥形凸轮，分别安装在进排气凸轮轴(5)(7)上，凸轮轴端部安装大小相同的时规齿轮(3)(8)，与曲轴(6)上的正时齿轮(4)啮合，挺柱(1)(10)固定在气缸体上座孔内，挺柱底面与锥形凸轮相配合，当进排气凸轮轴轴向运动时，带动进排气凸轮轴向运动，使挺柱沿着锥形凸轮上的螺旋线轨迹变动，改变气门开启时间总角度，实现配气相位在发动机运转过程中的全面调整。
文档编号F01L31/00GK2258536SQ96202688
公开日1997年7月30日 申请日期1996年1月18日 优先权日1996年1月18日
发明者徐勇 申请人:徐勇