气门升程可变的滑动式凸轮轴的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种气门升程可变的滑动式凸轮轴，包括中心轴、凸轮块和带有操作杆的执行器；凸轮套滑动式连接在中心轴上并与中心轴周向限位，执行器的操作杆端部与凸轮块接触或者脱开；所述的凸轮块的一端外周壁上设有升程引导槽和回程引导槽，执行器的操作杆端部滑动配合在升程引导槽或者回程引导槽内；所述的升程引导槽和回程引导槽的终结处汇合为同一个终结槽，两者的起始槽处为各自独立且平行的；所述的起始槽位于两个终结槽之间。采用以上结构后，大大简化了可变气门升程的结构，只需在凸轮块外圆周壁上加工出两条引导槽即可，避免了现有技术中沟槽的对接。
【专利说明】
气门升程可变的滑动式凸轮轴
技术领域
[0001]本发明涉及凸轮轴的技术领域，具体讲是一种气门升程可变的滑动式凸轮轴。
【背景技术】
[0002]传统的汽油发动机的气门升程是固定不可变的，也就是说凸轮轴的凸轮型线只有一种，这就造成了该长程不可能使发动机在高速区和低速区都得到良好的响应。传统汽油发动机的气门升程的凸轮型线设计是对发动机在全工况下的平衡性选择，其结果是发动机既不到最佳的高速效率，也得不到最佳的低速扭矩，只是得到了全工况下最平衡的性能。气门正时是气门开启关闭的时候要与活塞上下运行要有严格的时间控制，它是保证发动机运行的重要因素。而可变气门升程是在气门正时的基础上，在个别的工况下，使气门的开启大小发生改变，以提高发动机动力或者是稳定转速减少排放。比如说怠速时进气少而排气多，能产生更大的进气负压及更多的涡流，让空气和燃油充分混合，因而提高低转速时的扭力输出；而高速时，气门开启的大，进气就多，这样吸入的空气更多，让发动机的呼吸更加顺畅。
[0003]现有技术中可变气门升程系统主要是通过切换凸轮轴上的低角度凸轮和高角度凸轮，来实现气门的可变升程。如国家知识产权局网站上公开的公开号为CN104047662A的专利“多级可变气门升程装置、系统和发动机”，它包括凸轮轴、多个凸轮、电磁单元和气门打开或关闭部分;多个凸轮可滑动地设置在凸轮轴上并且每个凸轮包括具有引导突出部的凸轮基部和凸轮凸角，电磁单元包括具有引导槽的操作杆，引导突出部选择性插入引导槽，气门打开或关闭部分与多个凸轮的任一者选择性接触。
[0004]但是，这种可变气门升程的结构存在的问题是:
[0005]I)如该专利申请中附图3中所示，凸轮的引导突出部90包括操作引导突出部91和反向引导突出部92，从而造成在在操作引导突出部91和反向引导突出部92彼此交叉的点处形成菱形交叉突出部94，为了使电磁单元100上的操作杆102能在这些引导突出部上顺利地滑动，在菱形交叉突出部94的周围设置了沟槽；电磁单元100启动时其操作杆102的端部在引导突出部91、反向引导突出部92和菱形交叉突出部94上滑动，以实现气门升程的可变;但是，由于在齿轮外壁上的引导突出部的走向是倾斜的，因此，这在加工上增加了难度，尤其是引导突出部与反向引导突出部交汇处的菱形交叉突出部的加工，这些周围的沟槽的对接要求高，进一步增加了加工的困难；
[0006]2)另外，可变气门的升程和回程是通过电磁单元的操作杆在引导突出部和反向引导突出部之间的切换来实现的，同时发动机的转轴转向也发生变化，因此，电磁单元的操作杆实现伸杆和回杆两个动作，而这些动作均是电磁单元的电信号来控制的；尤其是操作杆在走完一个升程时，操作杆必须回杆，此时是通过发出电信号使电磁阀内的弹簧发生变形，而弹簧的拉伸或者压缩都具有一个滞后性，因此造成操作杆回杆的反应慢，从而使气门升程的可变性变得不稳定，并且反应不灵敏。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是，提供一种加工简单、反应更加灵敏的气门升程可变的滑动式凸轮轴。
[0008]为解决上述技术问题，本发明提供的气门升程可变的滑动式中心轴，它包括中心轴、凸轮块和带有操作杆的执行器;凸轮块滑动式连接在中心轴上并与中心轴周向限位，执行器的操作杆端部与凸轮块接触或者脱开;其特征在于:所述的凸轮块的一端外周壁上设有升程引导槽和回程引导槽，执行器的操作杆端部滑动配合在升程引导槽或者回程引导槽内；所述的升程引导槽和回程引导槽的终结处汇合为同一个终结槽，两者的起始槽处为各自独立且平行的;所述的起始槽位于两个终结槽之间。
[0009]所述的执行器为电磁阀，每个电磁阀上带有两个由电磁阀控制伸出或者回缩的操作杆，两个操作杆的端部分别单独各自滑动连接在升程引导槽或者回程引导槽内。
[0010]所述的升程引导槽的中间一段为螺旋过渡槽，同样回程引导槽的中间一段为与升程引导槽中螺旋过渡槽的螺旋方向相反的螺旋过渡槽;两条螺旋过渡槽之间设有分向引导突条，分向引导突条在升程引导槽和回程引导槽的汇合处内为尖头端。
[0011 ]所述的执行器的数量与凸轮块的数量相同。
[0012]所述的升程引导槽与回程引导槽共用的终结槽的槽底为向外拱起的弧面，该弧面的一端延伸贯通至凸轮块的圆周壁，另一端与升程引导槽和回程引导槽的汇合处平滑过渡。
[0013]采用以上结构后，本发明与现有技术相比，具有以下的优点:
[0014]I)由于凸轮块上的升程引导槽和回程引导槽合在一起共用一个终结槽，只是在两者的汇合处设置了分向引导突条的尖头端，而两者的起始槽则分别位于终结槽的两侧，在升程和回程时只需执行器的操作杆在升程引导槽内滑动或者回程引导槽内滑动，并且通过分向引导突条进行引导，因此，大大简化了可变气门升程的结构，只需在凸轮块外圆周壁上加工出两条引导槽即可，避免了现有技术中沟槽的对接；
[0015]2)同时，升程和回程的结构简化后，同步地使操作杆在升程引导槽和回程引导槽内的滑动更加顺畅，升程和回程的切换更加灵敏、快捷；
[0016]3)两根操作杆设置在同一个电磁阀上，使一个电磁阀控制两根操作杆，并且升程引导槽和回程引导槽挨在一起，从长度上缩短了中心轴的整体长度尺寸，使结构更加紧凑，更加适用于现有的越来越紧凑的发动机系统中；
[0017]4)升程引导槽和回程引导槽的终结槽的槽底为弧面过渡，使操作杆在走完一个行程后能通过平面过渡到凸轮块的外圆周壁上，从而脱开，换句话说，增加了机械式的操作杆回缩动作，弥补了弹簧工作的滞后性，使升程和回程时操作杆的切换更加精准。
【附图说明】
[0018]图1是本发明气门升程可变的滑动式中心轴的主视结构示意图。
[0019]图2是图1中轴向局部剖视结构示意图。
[0020]图3是本发明中凸轮块的结构示意图。
[0021 ]图4是本发明中凸轮块的立体结构示意图。
[0022]图5是本发明中凸轮块的剖视结构示意图。
[0023]图6是图1中A-A方向的结构示意图。
[0024]图7是图1中B-B方向的结构示意图。
[0025]其中，1、中心轴;2、凸轮块;3、电磁阀;4、操作杆;5、回程引导槽;6、升程引导槽;7、分向引导突条;8、平面;9、终结槽;10、起始槽;11、弧面;12、螺旋过渡槽。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细地说明。
[0027]由图1?图7所示的本发明气门升程可变的滑动式中心轴的结构示意图可知，它包括中心轴1、凸轮块2和带有操作杆4的执行器。凸轮块2滑动式连接在中心轴I上并与中心轴I周向限位，执行器的操作杆4端部与凸轮块2接触或者脱开。本实施例中，凸轮块2与中心轴I的周向限位是指中心轴I为花键轴，凸轮块2设有花键孔，两者通过花键进行联接从而实现周向限位。所述的凸轮块2的一端外周壁上设有升程引导槽6和回程引导槽5，执行器的数量与凸轮块2的数量相同，并且执行器的操作杆4端部滑动配合在升程引导槽6或者回程引导槽5内。所述的升程引导槽6和回程引导槽5的终结处汇合为同一个终结槽9，两者的起始槽10处为各自独立且平行的。所述的起始槽10位于两个终结槽9之间。
[0028]所述的执行器为电磁阀3，每个电磁阀3上带有两个由电磁阀3控制伸出或者回缩的操作杆4，两个操作杆4的端部分别单独各自滑动连接在升程引导槽6或者回程引导槽5内。
[0029]所述的升程引导槽6的中间一段为螺旋过渡槽12，同样回程引导槽5的中间一段为与升程引导槽6中螺旋过渡槽12的螺旋方向相反的螺旋过渡槽12。两条螺旋过渡槽12之间设有分向引导突条7，分向引导突条7在升程引导槽6和回程引导槽5的汇合处内为尖头端。
[0030]所述的升程引导槽6与回程引导槽5共用的终结槽9的槽底为向外拱起的弧面11，该弧面11的一端延伸贯通至凸轮块2的圆周壁，另一端与升程引导槽6和回程引导槽5的汇合处平滑过渡。
[0031]所述的升程引导槽6与回程引导槽5的起始槽10的槽底为平面8，平面8的一端与升程引导槽6或者回程引导槽5的槽底平滑过渡，平面8的另一端延伸贯通至凸轮块2的圆周壁。升程引导槽和回程引导槽的起始槽的槽底均为平面过渡，则是为了在操作杆切入时通过平面过渡来进入槽内，相当于有个缓冲的作用，从而避免了操作杆与凸轮块刚切入时的震动，也保护了相互作用的各个零件；同时这也是在加工凸轮块上升程引导槽6和回程引导槽5时铣刀的切入过渡面。
[0032]本发明的动作过程如下:气门升程时，中心轴i带动凸轮块2旋转，电磁阀3上的左侧的操作杆4(以附图1中所示的方向来说明)端部进入升程引导槽6的起始槽10内，随着凸轮块2的转动，操作杆4在升程引导槽6内滑动，直至滑到终结槽9内，此时凸轮块2同时在中心轴I上作向左的轴向移动，使中心轴I内的钢球抵紧在凸轮块2内的外侧环形沟槽;气门回程时，中心轴I带动凸轮块2旋转，电磁阀3上的右侧的操作杆4端部进入回程引导槽5的起始槽10内，随着凸轮块2的转动，操作杆4在回程引导槽5内滑动，直至滑到终结槽9内，此时凸轮块2同时在中心轴I上作向右的轴向移动，使中心轴I内的钢球抵紧在凸轮块2内的内侧环形沟槽。
[0033]以上所述，仅是本发明较佳可行的实施示例，不能因此即局限本发明的权利范围，对熟悉本领域的技术人员来说，凡运用本发明的技术方案和技术构思做出的其他各种相应的改变都应属于在本发明权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种气门升程可变的滑动式凸轮轴，包括中心轴(I)、凸轮块(2)和带有操作杆(4)的执行器；凸轮套(2)滑动式连接在中心轴(I)上并与中心轴(I)周向限位，执行器的操作杆(4)端部与凸轮块(2)接触或者脱开;其特征在于:所述的凸轮块(2)的一端外周壁上设有升程引导槽(6)和回程引导槽(5)，执行器的操作杆(4)端部滑动配合在升程引导槽(6)或者回程引导槽(5)内；所述的升程引导槽(6)和回程引导槽(5)的终结处汇合为同一个终结槽(9)，两者的起始槽(10)处为各自独立且平行的；所述的起始槽(10)位于两个终结槽(9)之间。2.根据权利要求1所述的气门升程可变的滑动式凸轮轴，其特征在于:所述的执行器为电磁阀(3)，每个电磁阀(3)上带有两个由电磁阀(3)控制伸出或者回缩的操作杆(4)，两个操作杆(4)的端部分别单独各自滑动连接在升程引导槽(6)或者回程引导槽(5)内。3.根据权利要求1所述的气门升程可变的滑动式凸轮轴，其特征在于:所述的升程引导槽(6)的中间一段为螺旋过渡槽(12)，同样回程引导槽(5)的中间一段为与升程引导槽(6)中螺旋过渡槽(12)的螺旋方向相反的螺旋过渡槽(12);两条螺旋过渡槽(12)之间设有分向引导突条(7)，分向引导突条(7)在升程引导槽(6)和回程引导槽(5)的汇合处内为尖头端。4.根据权利要求1所述的气门升程可变的滑动式凸轮轴，其特征在于:所述的执行器的数量与凸轮块(2)的数量相同。5.根据权利要求1所述的气门升程可变的滑动式凸轮轴，其特征在于:所述的升程引导槽(6)与回程引导槽(5)共用的终结槽(9)的槽底为向外拱起的弧面(11)，该弧面(11)的一端延伸贯通至凸轮块(2)的圆周壁，另一端与升程引导槽(6)和回程引导槽(5)的汇合处平滑过渡。
【文档编号】F01L1/047GK105863765SQ201610330277
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】李相儒, 徐鑫, 陈永龙, 廖小华, 罗玉龙, 周培良, 景云勇
【申请人】宁波圣龙汽车动力系统股份有限公司