汽车发动机变循环缓速系统的制作方法

一.技术领域

本发明涉及一种汽车发动机变循环缓速系统，它比已知的汽车发动机变循环缓速系统的结构更简单、更紧凑、重量更轻、功能更完善，工作更柔和。

二.

背景技术：

目前，公知的汽车发动机变循环缓速系统的作用是：在汽车惯性运行需要缓速时，驱动轮通过传动系统带动发动机运转，此时的发动机可改变循环方式，从原来的进气、压缩、膨胀、排气的四冲程循环模式改变为进气、压缩、进气、压缩的二冲程循环模式，发动机通过压缩空气来消耗汽车的惯性运动能量，从而实现降低运行速度或减少运行加速度。现在的汽车发动机变循环缓速系统是通过液压控制和传动来改变排气门配气正时，在活塞原压缩冲程活塞运行到上止点附近时，顶开排气门，将燃烧室内的压缩空气放出气缸外，在活塞原膨胀冲程中，排气门继续被项开，从而在原膨胀冲程时，气缸可通过被项开的排气门吸引空气；在活塞原排气冲程时，关闭排气门，使活塞向上止点运动成为对缸内空气进行压缩；这样可产生较大的发动机缓速制动力，增强发动机的缓速效能。缺点是结构复杂、体积庞大、重量较大、而且汽车发动机各气缸都同时处于变循环状况、缓速效果的大小不可调控。

三.

技术实现要素：

为了克服现有汽车发动机变循环缓速系统存在的结构复杂、体积庞大、重量较大、缓速效果大小不可调控等缺点，本发明提供一种汽车发动机变循环缓速系统，该系统可在驾驶员需要发动机缓速时可适时提供所需的发动机缓速效能，而且可方便调整参与变循环气缸的数量以达成减少发动机变循环缓速介入时的冲击。

本发明采用的技术方案是：汽车发动机变循环缓速系统是由：变循环控制电路与每个气缸上的变循环机构与组成；而变循环机构是有由：电磁控制器、支架、花键滑动凸轮轴套、定位弹簧、定位球、第一阻挡环、第二阻挡环、花键轴等组成的；电磁控制器是由：磁吸线圈、复位弹簧、进气铁芯、排气铁芯、支点、杠杆组成并安装在支架上；花键滑动凸轮轴套外表面设有第一排气凸轮、第二排气凸轮、进气凸轮、进气控制螺旋环槽、排气控制螺旋环槽，花键滑动凸轮轴套的孔壁设有花键槽、排气定位坑、进气定位坑，花键滑动凸轮轴套安装在花键轴上，并可在第一阻挡环、第二阻挡环之间滑动；进气控制螺旋环槽是由不等深环槽部分、等深螺旋环槽部分、等深环槽部分组成，排气控制螺旋环槽是由不等深环槽部分、等 深螺旋环槽部分、等深环槽部分组成；花键轴上设有花键还安装有定位弹簧、第一阻挡环、第二阻挡环；定位球安装在花键轴与花键滑动凸轮轴套之间。

在气缸处于四冲程循环时，花键滑动凸轮轴套上的两个排气凸轮通过驱动两个滚子轴承使两个排气门摇臂摇动从而打开对应的排气门，将燃烧后的废气排出气缸外；同时，花键滑动凸轮轴套上的进气凸轮作无效的随动旋转。

在驾驶员需要发动机变成空气压缩机反拖汽车进行缓速时，只要同时不踩油门踏板和离合器踏板，变循环控制电路便可根据踩下制动踏板的深度，接通相应气缸的电磁控制器的电源电路，随即排气铁芯离开排气控制螺旋环槽，进气铁芯进入进气控制螺旋环槽对花键滑动凸轮轴套进行干涉，使花键滑动凸轮轴套沿花键凸轮轴移动，并将花键滑动凸轮轴套上的进气凸轮定位在可驱动第一排气门摇臂上的第一滚子轴承的位置之后停止干涉；因为花键滑动凸轮轴套移动后，花键滑动凸轮轴套上的排气凸轮已不在可驱动排气摇臂的位置了，所以只能作无效的随动旋转；随后在活塞的压缩冲程将近终了时，花键滑动凸轮轴套上的进气凸轮驱动第一排气门摇臂上的第一滚子轴承，第一排气门摇臂随即推动对应的排气门使之开启，排气门在开启后瞬间便将气缸内的压缩空气排出，活塞在上止点过后，进入原臌胀冲程，气缸又从开启的排气门吸入空气，在活塞下止点过后的原排气行程开始后不久进气凸轮停止驱动第一排气门摇臂，排气门关闭；随后在原排气冲程时，活塞随即对缸内空气进行压缩，活塞运行至接近原排气上止点时，进气门开启，放出压缩空气；随后活塞运行上止点过后便进入原进气冲程，气缸从进气门吸入空气；在原进气冲程过后活塞进入原压缩冲程，活塞上行压缩气缸内的空气；随后活塞在原压缩冲程将近终了时，花键滑动凸轮轴套上的进气凸轮驱动第一滚子轴承，使第一排气门摇臂随即推动对应的排气门使之开启。至此该气缸进入二冲程循环运转模式。

在汽车运行中不需要汽车发动机缓速效能时，只要驾驶员或不踩制动踏板、或踩下离合气踏板，或踩下油门踏板，变循环控制电路即时断开各气缸的电磁控制器的电源电路，在复位弹簧和支点及杠杆的作用下，进气铁芯离开进气控制螺旋环槽，排气铁芯进入排气控制螺旋环槽对花键滑动凸轮轴套进行干涉，使花键滑动凸轮轴套移动，并将两个排气凸轮定位在可驱动对应的排气门摇臂的位置之后停止干涉，随后排气凸轮通过适时地驱动滚子轴承使排气门摇臂摇动，从而在排气冲程时打开排气门；滑动凸轮轴套中的进气凸轮作无效的随动旋转，至此各气缸进入四冲程循环运转模式。

本发明的优点是，结构简单、体积小、重量轻、工作更柔和、缓速效能大小可选择。

四.附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明的花键滑动凸轮轴套与电磁控制器的相对位置关系示意图

图2是本发明的花键滑动凸轮轴套沿y1，y2方向垂直于轴线方向的横切面以及电磁控制器与进气控制螺旋环槽及旋转方向示意图

图3是本发明的花键滑动凸轮轴套沿y7，y8方向垂直于轴线方向的横切面以及电磁控制器与排气控制螺旋环槽及旋转方向示意图

图4是本发明的花键滑动凸轮轴套沿y3，y4方向垂直于轴线方向的横切面以及排气凸轮及旋转方向示意图

图5是本发明的花键滑动凸轮轴套沿y5，y6方向垂直于轴线方向的横切面以及进气凸轮及旋转方向示意图

图6是本发明的花健滑动凸轮轴套、凸轮轴沿轴线方向剖面示意图，以及滑动凸轮轴套与排气摇臂的相对位置关系示意图。

图7是本发明的花键轴沿y9，y10方向垂直于轴线方向的横切面的示意图

图中：1.变循环控制电路，2.电磁控制器，3.支点，4.杠杆，5.支架，6.磁吸线圈，7.复位弹簧，8.进气铁芯，9.排气铁芯，10.花键滑动凸轮轴套，11.进气控制螺旋环槽，12进气凸轮，13.第一排气凸轮，14.第二排气凸轮，15.排气控制螺旋环槽，16.定位弹簧，17.滑动凸轮轴套孔壁，18.第一阻挡环。19.第二阻挡环，20.花键轴，21.摇臂轴，22.第一排气门摇臂，23.第二排气门摇臂，24.第一滚子轴承，25.第二滚子轴承，28.定位球，29.排气定位坑，30.进气定位坑，31花键槽，32.花键。

五.具体实施方式

汽车发动机变循环缓速系统是由：变循环控制电路(1)，支点(3)，杠杆(4)支架(5)磁吸线圈(6)复位弹簧(7)进气铁芯(8)排气铁芯(9)花键滑动凸轮轴套(10)，定位弹簧(16)、第一阻挡环(18)、第二阻挡环(19)、花键轴(20)组成。由支点(3)，杠杆(4)支架(5)磁吸线圈(6)复位弹簧(7)进气铁芯(8)排气铁芯(9)组成电磁控制器(2)；由定位弹簧(16)、定位球(28)、排气定位坑(29)、进气定位坑(30)组成定位锁，以确保花键滑动凸轮轴套(10)只能处于第一排气凸轮(13)和第二排气凸轮(14)驱动对应的第一滚子轴承(24)和第二滚子轴承(25)的位置，或者只能处于进气凸轮驱动第一滚子轴承(24)的位置。

在图1所示中，花键滑动凸轮轴套(10)上设有第一排气凸轮(13)、第二排气凸(14)、进气凸轮(12)、进气控制螺旋环槽(11)、排气控制螺旋环槽(15)。电磁控制器(2)支架(5)上。变循环控制电路(1)通过控制电磁控制器(2)的通电或断电来控制排气铁芯(9)或进气铁芯(8)是否进入排气控制螺旋环槽(15)或进气控制螺旋环槽(11)。

在图2所示中，花键滑动凸轮轴套孔壁(17)设有花键槽(31)，安装在花键轴(20)上时可与花键凸轮轴(20)的花键(32)相啮合。电磁控制(2)安装在支架(5)上。当进气磁吸线圈(6)通电时，进气铁芯(8)在电磁力的作用下随即克服回位弹簧(7)的弹力向花滑动凸轮轴套(10)轴线所在方向伸出，并在花键滑动凸轮轴套(10)的oa径向线沿n指示方向旋转至与进气铁芯(8)轴线重叠位置时，进气电磁控制器铁芯(8)开始进入进气控制螺旋环槽(11)的不等深环槽部分；当花键滑动凸轮轴套(10)的ob径向线沿n指示方向转至与进气电磁控制器铁芯(8)轴线重叠位置时，进气电磁控制器铁芯(8)已滑入进气控制螺旋环槽(11)的等深螺旋环槽的开始位置，同时，活塞已处于吸气冲程，花键滑动凸轮轴套(10)上的第一排气凸轮(13)和第二排气凸轮(14)也刚与第一滚子轴承(24)及第二滚子轴承(25)脱离接触。随着花健滑动凸轮轴套(10)的oc径向线继续沿n指示方向转动，并向进气电磁控制器铁芯(8)轴线重叠位置靠近的过程中，在进气铁芯(8)和进气控制螺旋环槽(11)的共同作用下，滑动凸轮轴套(10)向x方向移动，当花健滑动凸轮轴套(10)的oc径向线沿n指示方向转至与进气铁芯(8)轴线重叠位置时，活塞已于原压缩冲程将近终了位置，进气铁芯(8)开始滑入进气螺旋环槽(11)的等深环槽的开始位置，同时，进气凸轮(12)已处于即将驱动第一滚子轴承(24)的位置，而且第一排气凸轮(13)和第二排气凸轮(14)都已处于不可以驱动第一滚子轴承(24)及第二滚子轴承(25)的位置。当花键滑动凸轮轴套(10)沿n指示方向继续旋转，进气铁芯(8)便在进气控制螺旋环槽(11)的等深环槽部分滑动，同时进气凸轮(12)已处于驱动第一滚子轴承(24)的状态。

在图3所示中，花键滑动凸轮轴套孔壁(17)设有花健槽(31)，安装在花键轴(20)上时可与花键凸轮轴(20)的花键(32)相啮合。电磁控制(2)安装在支架(5)上。当磁吸线圈(6)断电时，排气铁芯(9)在回位弹簧(7)的弹力和支点(3)及杠杆(4)的作用下向花键滑动凸轮轴套(10)轴线所在方向伸出，并在花键滑动凸轮轴套(10)的oa径向线沿n指示方向旋转至与排气铁芯(9)轴线重叠位置时，排气铁芯(9)开始进入排气控制螺旋环槽(15)的不等深环槽部分；当花键滑动凸轮轴套(10)的ob径向线沿n指示方向转至与排气铁芯(9)轴线重叠位置时，排气电磁控制器铁芯(9)已滑入排气控制螺旋环槽(15) 的等深螺旋环槽的开始位置，同时，活塞已处于吸气冲程，进气凸轮(12)已经与第一滚子轴承(24)脱离接触了；随着花键滑动凸轮轴套(10)的oc径向线继续沿n指示方向转动，并向排气铁芯(9)轴线重叠位置靠近，在排气铁芯(9)和排气控制螺旋环槽(15)的作用下，花键滑动凸轮轴套(10)向x1方向移动，当花键滑动凸轮轴套(10)oc径向线沿n指示方向转至与排气铁芯(9)轴线重叠位置时，排气铁芯(9)开始滑入排气螺旋环槽(15)的等深环槽的开始位置，同时，第一排气凸轮(13)已处于可驱动第一滚子轴承(24)的位置、第二排气凸轮(14)已处于可驱动第二滚子轴承(25)的位置；而且进气凸轮(12)已处于不可以驱动第一滚子轴承(24)的位置；当花键滑动凸轮轴套(10)继续沿n指示方向旋转，排气铁芯(9)便在进气控制螺旋环槽(15)的等深环槽部分滑动，第一排气凸轮(13)和第二排气凸轮(14)已处于驱动第一滚子轴承(24)和第二滚子轴承(25)的状态。

在图4所示中，花键滑动凸轮轴套孔壁(17)设有花健槽(31)，安装在花键轴(20)上时可与花键轴(20)的花键(32)相啮合，花键滑动凸轮轴套(10)设有第一排气凸轮(13)。

在图5所示中，花键滑动凸轮轴套孔壁(17)设有花健槽(31)，安装在花键轴(20)上时可与花键轴(20)的花键(32)相啮合，花健滑动凸轮轴套(10)设有第一进气凸轮(12)。

在图6所示中，花键轴(20)上开设有两个环槽且分别安装了第一阻挡环(18)、第二阻挡环(19)，花键轴(20)上还设有圆孔并安装有定位弹簧(16)；花键滑动凸轮轴套孔壁(17)还设有排气定位坑(29)、进气定位坑(30)；花健滑动凸轮轴套(10)与花健轴(20)之间安装有定位球(28)；第一排气门摇臂(22)安装在摇臂轴(21)上，第一排气门摇臂(22)上安装有第一滚子轴承(24)，第二排气门摇臂(23)安装在摇臂轴(21)上，第二排气门摇臂(23)上安装有第二滚子轴承(25)。由定位弹簧(16)定位球(28)排气定位坑(29)进气定位坑(30)组成的定位锁，定位锁的作用是：将花键滑动凸轮轴套(10)定位在第一排气凸轮(13)和第二排气凸轮(14)可驱动第一滚子轴承(24)和第二滚子轴承(25)的位置；或者将花键滑动凸轮轴套(10)定位在进气凸轮(12)可驱动第一滚子轴承(24)的位置；确保不会出现花键滑动凸轮轴(10)停止在上述两个位置之间的情况出现。当气缸处于四冲程运转时，定位球(28)嵌入排气定位坑(29)中，第一排气凸轮(13)通过驱动第一滚子轴承(24)从而驱动第一排气门摇臂(22)，同时第二排气凸轮(14)通过驱动第二滚子轴承从而驱动第二排气门摇臂；当汽车需要发动机产生缓速效能时，定位球(28)嵌入进气定位坑(29)中，进气凸轮(12)通过驱动第一滚子轴承(24)从而驱动第一排气门摇臂(22)。

在图7所示中，花键轴(20)表面设有花键(32)并与配气正时齿轮同轴连接同步旋转。

本发明的工作过程：

在设定启用发动机变循环缓速时：

1.汽车处于行驶状态，驾驶员或没有踩制动踏板、或汽车处于空档、或踩下离合器踏板时，或踩下油门踏板，变循环控制电路(1)断开各气缸的磁吸线圈(6)的电源电路，定位球(28)处于排气定位坑(29)中，排气铁芯(9)处于排气控制螺旋环槽(15)的等深环槽部分内旋转，花键滑动凸轮轴套(10)随着花键轴(20)旋转，在将近膨胀冲程将近终了时，第一排气凸轮驱动(13)通过驱动第一滚子轴承(24)从而驱动第一排气门摇臂(22)，同时，第二排气凸轮(14)通过驱动第二滚子轴承(25)从而驱动第二排气门摇臂(23)，打开各自对应的排气门，直至进气冲程开始后不久第一排气凸轮(13)及第二排气凸轮(14)才停止与第一滚子轴承(24)及第二滚子轴承(25)的接触；而进气凸轮(12)轮随同花键滑动凸轮轴套(10)旋转，并不驱动其他零件。

2.汽车处于挂档行驶状态，当驾驶员已踩下制动踏板，同时没有踩离合器踏板，变循环控制电路(1)停止向发动机供应燃油后，同时根据踩下制动踏板的深度，接通相应气缸的电磁控制器(2)的电源电路，通电后的磁吸线圈(6)随即产生电磁吸力，进气铁芯(8)在电磁吸力的作用下向花键滑动凸轮轴套(10)的轴线所在方向伸出，同时，排气铁芯(9)在支点(3)和扛杆(4)的作用下离开排气控制螺旋环槽(15)，随着花键滑动凸轮轴套(10)继续旋转，在排气门关闭、第一排气凸轮(13)和第二排气凸轮(14)刚与第一滚子轴承(24)和第二滚子轴承脱离接触后，进气铁芯(8)即滑入到进气螺旋环槽(11)的等深螺旋环槽部分；又随着花键滑动凸轮轴套(10)的继续旋转，到活塞压缩冲程将近终了位置期间，进气铁芯(8)已全程滑过了进气控制螺旋环槽(11)的等深螺旋环槽部分，同时也推动花键滑动凸轮轴套(10)向x方向移动，定位球(28)也同步从排气定位坑(29)进入到进气定位坑(30)后，进气凸轮(12)已移动并定位到可驱动第一滚子轴承(24)的位置；又随着花键滑动凸轮轴套(10)的继续旋转，进气凸轮(12)随即驱动第一滚子轴承(24)从而驱动第一排气门摇臂(22)并打开对应的排气门，在活塞压缩冲程接近终了时将压缩空排出气缸外，继而在活塞原膨胀冲程时，气缸可通过打开的排气门吸入空气，在活塞原排气冲程开始后不久进气凸轮(12)便停止与第一滚子轴承(24)接触，使排气门关闭，活塞在原排气冲程时对气缸内的空气进行压缩；在活塞接近原排气冲程上止点时，进气门打开，放出气缸内的压缩空气；与此同时，进气铁芯(8)在进气控制螺旋环槽(11)的等深环槽部分旋转。至此，气缸已完成：由排气门关闭、进气门打开的进气冲程，进、排气门关闭的压缩冲程，进、排气门 关闭的膨胀冲程，进气门关闭、排气门打开的排气冲程所组成的四冲程循环状态进入到：由排气门关闭、进气门打开的进气冲程，进、排气门关闭的压缩行程，进气门关闭、排气门打开的进气冲程，进、排气门关闭的压缩冲程所组成的两冲程循环状态的变循环过程。此后，气缸以两冲程循环状态通过不断地重复的压缩空气动作以消耗汽车的动能，从使汽车进入缓速运行状态。

3.汽车处于挂档行驶状态，驾驶员或不踩制动踏板、或踩下离合器踏板，或踩下油门踏板，变循环控制电路(1)随即断开各气缸的磁吸线圈(6)的电源电路，安装在支架(5)上的电磁控制器(2)断电后随即工作，排气铁芯(9)在复位弹簧(7)、支点(3)、杠杆(4)的作用下向花键滑动凸轮轴套(10)的轴线所在方向伸出，同时，进气铁芯(8)离开进气控制螺旋环槽；随着花键滑动凸轮轴套(10)继续旋转至活塞的原进气冲程的排气门刚关闭位置时，排气铁芯(9)即滑入到排气螺旋环槽(15)的等深螺旋环槽部分；又随着花键滑动凸轮轴套(10)的继续旋转到活塞的原压缩冲程将近终了位置期间，排气铁芯(9)已全程滑过了排气控制螺旋环槽(15)的等深螺旋环槽部分，同时也推动花健滑动凸轮轴套(10)向x1方向移动，并使定位球(28)从进气定位坑(30)进入到排气定位坑(29)，第一排气凸轮(13)、第二排气凸轮(14)也被移动并定位到可分别驱动第一滚子轴承(24)和第二滚子轴承(25)的位置；又随着花键滑动凸轮轴套(10)的继续旋转，第一排气凸轮(13)、第二排气凸轮(14)随即同时分别驱动第一滚子轴承(24)和第二滚子轴承(25)从而驱动第一排气门摇臂(22)以及驱动第二排气门摇臂(23)打开对应的排气门；与此同时，排气铁芯(9)滑入排气控制螺旋环槽(15)的等深环槽部分内旋转。至此，气缸已完成：由排气门关闭、进气门打开的进气冲程，进、排气门关闭的压缩冲程，进气门关闭、排气门打开的进气冲程，进、排气门关闭的压缩冲程所组成的两冲程循环状态进入到：由排气门关闭、进气门打开的进气冲程，进、排气门关闭的压缩冲程，进、排气门关闭的膨胀冲程，进气门关闭、排气门打开的排气冲程所组成的四冲程循环状态的变循环过程。

4.当汽车发动机在空档状态下，变循环控制电路(1)处于断开电磁控制器(3)的电源电路，并可确保在进行启动时，排气铁芯(9)在复位弹簧(7)和支点(3)及杠杆(4)的作用下进入排气控制螺旋环槽(15)，第一排气凸轮(13)和第二排气凸轮(14)在发动机的启动过程中一定是处于可对应驱动第一滚子轴(24)和第二滚子轴承(25)的状态。