双动滑壁式独立可调全可变气门正时和升程机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种双动滑壁式独立可调全可变气门正时和升程机构，是内燃机领域中驱动气门的机构之一，能够使气门的升程和正时独立控制，可连续调节气门持续开启时间和升程，从而达到优化气门控制的目的。
【背景技术】
[0002]内燃机的气门驱动采用连续可变气门正时可以提高内燃机气缸的充气率，提高功率和效率，降低气缸工作温度，降低内燃机的污染排放。内燃机的进气门驱动采用连续可变气门升程技术可以提高内燃机的进气效率，降低油耗，提高内燃机对油门的响应速度。
[0003]公开号CNlO1149000A名为内燃机的可变气门驱动机构的专利中，气门的正时和升程是相互关联的，即气门打开的持续时间与气门打开的升程是成比例关系，但由此带来的问题是不能很好兼顾可变气门正时和可变气门升程这两种调节的优点。
[0004]如果能够将连续可变气门正时与升程结合在一切，并可以做到相对独立调节，那么将能够提高内燃机的实际使用效果。
【发明内容】
[0005]本专利为改进上述不足作出新的解决方案，本发明提供这样一种双动滑壁式独立可调全可变气门正时和升程机构，包括:高角度凸轮，凸轮角度对应曲轴角度可以满足内燃机最高转速时对气门持续开启时间的最佳要求；凸轮驱动的凸轮摇臂，一端固定，另一端连接一个长连杆，连杆另一端的支撑轴上有支撑二侧的平面的垫块；双动滑壁机构，二个独立的偏心轮驱动一个可在平面内复杂运动的的滑壁结构，滑壁右侧与连杆上的垫块紧密接触；气门摆杆，一端固定，另一端有弧面和突起，弧面和突起可以在摆杆摆动时推动气门打开和控制气门关闭；弹簧，弹簧的二端分别固定在摆杆和气缸盖上，为整个机构提供回复力，弹簧的弹力方向与摆杆的方向近似垂直。
【附图说明】
[0006]图1是示意图，示出了气门正时和升程独立可调的原理。
[0007]图2是示意图，示出了气门正时和升程独立可调的技术效果是气门正时和升程的任意组合。
[0008]图3是机构的总图，是出了各个部分的相互关系和连接方法。
[0009]图4是机构调节气门正时的说明，机构可以独立调节气门摆杆的初始位置。
[0010]图5是机构调节气门升程的说明，机构可以独立调节气门摆杆的终点位置。
[0011]图6是机构的控制律，显示如何利用机构来确定一个气门正时和升程的二参数组合的实现方法。
[0012]图7是双控滑壁的结构，滑壁结构是中空的，垫块在滑壁的包围的结构上滑动。
【具体实施方式】
[0013]下面将参考附图来叙述一个例示性实施例。所有图中均未示出控制机构的驱动机构，也未示出凸轮轴的完整驱动机构，因此部分并不存在设计困难，使用公知的内燃机机械结构即可，凸轮的轴由通常的链条被曲轴所驱动，控制机构的驱动可使用液压或电机系统完成。
[0014]参考附图1，以一个简图来说明独立可调全可变气门正时和升程机构的原理。先参考附图1(a)气门摆杆M2上端固定在轴Ml上，可以以轴Ml为转轴在一定范围内摆动或转动，这种摆动或转动使得气门摆杆M2下端的突起可以在一定角度范围内推动滚轮M5和摇臂M6，摇臂M6 —端有液压挺柱M7支撑，另一端顶住气门M8的上端，当滚轮M5由气门摆杆M2推动时，气门就打开。分界线M3是气门摇臂M2推动气门打开与保持气门关闭的分界线，分界线左边就是推动气门打开，右边就是保持气门关闭。M4是轴Ml到气门摆杆M2与滚轮M5接触点的连线，显然，当M3位于M4左边时气门保持关闭，右边时气门被推动打开。将这个系统的基本要素反应在右边的图1 (b)，根据以上定义，角Al和A2是推动气门打开的摆动角度，而角A3和A4是气门摆杆M2摆动的角度范围，其中角A4代表气门摆杆M2摆动的角度最大范围，这个角度通常就是由凸轮所对应的曲轴角度，即气门打开时间最长的极限。由此，可以这样标识气门的升程和正时，以图为例:
[0015]气门打开的持续时间=凸轮角度XA1/A3，或者凸轮角度XA2/A4 ；
[0016]气门打开的大小分别是Al和A2，显然Al < A2。
[0017]实际的调整过程是反向的，即先确定正时和升程，而后确定二个角度的关系。先确定升程AL，然后根据所需正时AT求得剩下那个角度的大小:
[0018]AX =凸轮角度 XAL/AT
[0019]AX举例来说就是A3或A4，AL距离来说就是Al或A2。那么A3-A1或者A4-A2就得到气门摆杆M2的初始角度位置，以及摆动角度A3或者A4。因此可以根据需要的气门正时和升程求得所需的控制参数。
[0020]参考附图2，在曲轴角度-气门升程的二坐标曲线图上可见，由于气门升程和正时可以独立调节，图中，实线可以假设是气门升程和正时最大的变化范围，而虚线就是在此范围内的任意气门正时和升程的曲线。虚线和实线所构成的所有效果可以涵盖任何对气门控制的需求，就可以单调升程，也可以单调正时，也可以让升程和正时同时调节并保持一个所需的比例。这样的技术效果可以满足内燃机从怠速到最高转速的气门持续打开时间的需要，可以满足以气门的升程变化替代节气门的开闭角度的变化，完全满足对气门控制的苛刻要求。
[0021]参考附图3，气门摆杆2的上端固定在轴I上，并可在一定范围内转动或摆动；气门摆杆2另一端有弧面和突起，弧面和突起可以在摆动时推动滚轮5和摇臂6，摇臂6左端下面由液压挺柱7支撑，右端下面压住气门8的上端，当滚轮5推动摇臂6时，气门8将被打开。这里省略了气门弹簧，这是同行的设计，不必细说。气门摆杆2的右侧有气门摆杆弹簧3，其二端分别固定在气门摆杆2和气缸盖4上，弹簧的弹力方向与摆杆的方向近似垂直。凸轮9是高角度凸轮，这个角度的确定是根据内燃机最高转速需要的气门持续打开的曲轴角度确定的，为了满足最高转速的正时需要，比通常的大很多，比如在270度以上，某些更复杂的应用中可能需要更高的角度比如290度以上。凸轮9可以推动滚轮13和凸轮摇臂10围绕轴12产生摆动，凸轮摇臂10通过轴20与长连杆11连接，长连杆11下端有支撑轴14，支撑轴14具有方便分散压强的三角形的垫块，向左的垫块是垫块15，向左的垫块是垫块16。凸轮摇臂弹簧26，一端与气门摆杆弹簧3固定在同一处气缸盖4上，另一端固定在凸轮摇臂10的长连杆11上，