一种实现气门升程连续可变的配气机构及发动机的制作方法

本新型涉及发动机领域，特别涉及一种配气结构。

背景技术：

随燃油经济性要求和排放要求的提高，柴油机应用新技术的需求也越来越强烈。传统发动机使用固定式配气机构，配气相位兼顾发动机的各种工况，采用的是一种折中方案，不能在各个工况下都能达到配气相位的最优。与固定式配气相位相比，可变气门技术作为一种可以根据发动机的实际运行需求，改变气门开启正时和气门升程，可以较好的满足发动机高低转速、不同负荷的要求，达到改善发动机动力性、油耗与排放的目的。此外，柴油机后处理系统对排温要求较高，传统的节流阀提排温措施，因泵气损失增加使得油耗恶化，而采用可变气门技术可以在减少进气量时，加入米勒循环，减少油耗恶化，同时满足排温需求。

现有技术当中已有可变气门技术的相关报道，如奥迪AVS系统，设计大小两个凸轮，同事在凸轮上旁边设置螺旋沟槽结构，在低负载的情况下，为了追求发动机的节油性能，此时AVS系统则将凸轮推至左侧，以较小的凸轮推动气门，在高负载的情况下，AVS系统将螺旋沟槽套筒向右推动，使角度较大的凸轮得以推动气门。但该气门只能按照凸轮位置，实现两段或者三段变化，不能实现连续气门可变，工况适应具有局限性。还有一种可变气门技术，在驱动挺柱运动的部分中增设液压驱动油路，通过电磁阀的通断电，实现气门驱动油路的开闭，推动挺柱运动，实现气门升程可变。然而该系统应用电液驱动机构，系统复杂，而且每缸都配有一套电液机构成本高，系统布置复杂。

技术实现要素：

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

一种实现气门升程连续可变的配气机构，所述配气机构包括上部由驱动凸轮驱动的摇臂，摇臂下部一端连接有气门帽，与气门帽下端连接的气门，摇臂下部的另一端连接挺柱；挺柱的下端具有实现气门升程连续可变的控制凸轮。

进一步，所述控制凸轮的具体结构包括基圆部分，一侧具有曲率半径大于凸轮基圆半径的圆弧结构部分，和另一侧具有曲率半径小于凸轮基圆半径的圆弧结构部分，两个圆弧结构部分在基圆部分处通过基圆圆滑连接。

进一步，控制凸轮的驱动方式为电机驱动。

进一步，控制凸轮的驱动方式还可以是齿轮驱动、链条驱动、液压驱动等。

本实用新型还提供一种包含上述配气机构的发动机。

本实用新型的优点在于：

1、本发结构简单，成本相对较低；

2、本结构实施过程中对发动机缸盖的改动小，利于产品化；

3、可以实现气门的连续可变，满足发动机不同工况需求。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

附图1示出了根据本实用新型实施的结构示意图。

附图2示出了图1中的控制凸轮的结构示意图。

附图3为控制凸轮轴与驱动电机连接示意图。

附图4为实现气门晚开早关控制凸轮最大位置示意图。

附图5为实现气门早开晚关控制凸轮最大位置示意图。

附图6为气门升程曲线。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

参考图1，本实用新型实现气门升程连续可变的配气机构包括上部由驱动凸轮4驱动的摇臂3，摇臂3下部一端连接有气门帽5，与气门帽5下端连接的气门6，摇臂3下部的另一端连接挺柱2；挺柱2的下端具有实现气门升程连续可变的控制凸轮1。结合图2，所述控制凸轮的具体结构包括基圆部分11，一侧具有曲率半径大于凸轮基圆11半径的圆弧结构12，该结构实现对气门晚开早关控制，另一侧具有曲率半径小于凸轮基圆11半径的圆弧结构13，该结构实现对气门进行早开晚关控制，两个圆弧结构在基圆11中线处通过基圆圆滑连接。参考图3，控制凸轮通过凸轮轴与驱动电机7连接。根据发动机运行工况，驱动电机7旋转驱动控制凸轮1转动到特定部位，实现发动机气门正时与气门升程的可变，满足发动机动力性、经济性和排放的要求。具体为：

气门正常工作时，驱动电机7不加电，控制凸轮不动作，控制凸轮位于初始位置，即基圆部分位于挺柱2下部，挺柱2位置不发生变化，气门6在气门驱动凸轮4作用下，正常开启与关闭，此时配气机构位置如图1所示，此时气门升程曲线为图6中A曲线。

气门晚开早关工作模式，驱动电机7带动控制凸轮顺时针旋转，控制凸轮具有曲率半径大于凸轮基圆半径的圆弧结构12转到挺柱2下部，挺柱2伸出长度变短，即摇臂3相比于原始位置下移，气门6在气门驱动凸轮4作用下，实现气门的晚开早关功能。根据驱动电机旋转的角度不同，实现不同的气门晚开早关正时，满足不同工况需求。图4所示为气门晚开早关最大正时位置，图中虚线气门为正常工作时位置，实线气门位置为气门晚开早关时的实际气门位置，此时气门升程曲线如图6中C所示。

气门早开晚关工作模式，驱动电机7带动控制凸轮逆时针旋转，控制凸轮具有曲率半径小于凸轮基圆半径的圆弧结构13转到挺柱2下部，挺柱2伸出长度变长，即摇臂3相比于原始位置上翘，气门6在气门驱动凸轮4的作用下，实现气门早开晚关功能。根据驱动电机旋转角度不同，气门早开晚关控制凸轮所处位置不同，实现不同的气门早开晚关正时，满足不同工况需求。图5所示为气门早开晚关最大正时位置，图中虚线气门为正常工作时位置，实线气门位置为气门早开晚关时的实际气门位置，此时气门升程曲线如图6中B所示。

在一个气门动作过程中，可变气门正时凸轮在驱动电机的带动下实现在气门控制凸轮基圆11、具有曲率半径大于凸轮基圆半径的圆弧结构12和控制凸轮具有曲率半径小于凸轮基圆半径的圆弧结构13之间切换。根据不同的控制需求，实际气门运行曲线可以在图6的B与C之间实现连续可变。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。