发动机气门可变正时和升程控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发动机配件，尤其涉及发动机气门可变正时和升程控制系统。
【背景技术】
[0002]发动机气门利用曲轴动力及链条链轮传动实现开闭，在进气行程中，是由活塞抽吸空气进入汽缸喷油燃烧，气体膨胀推动活塞移动做功产生动力，然后再排出燃烧废气，衡量发动机功率大小的参数是“排量"，发动机排量=汽缸工作容积X汽缸数量，在理论上，汽缸容积越大，吸气就越多，输出功率就越大，但实际情况是吸气过程要受到气门的开闭工况的直接影响，现有技术中的可变气门控制装置，在发动机低速运转时，通过控制曲轴与凸轮轴之间的位置距离来降低气门的开度以提供较少的燃气，当发动机高速运转时，控制装置就恢复气门开度，提供较多的燃气，以此方法实现内燃机经济运行，其不足之处是:不能在调整气门开度的同时调整配气正时，低速时降低气门开度也必然影响发动机低速动力，现有的可变气门控制装置使发动机内部结构复杂化，使用成本增高。
【实用新型内容】
[0003]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种发动机气门可变正时和升程控制系统，通过凸轮形状及其安装结构的改进，无需更换凸轮即可实现发动机气门的配齐正时和升程同时调整，结构简单，运行稳定性好，利于节约成本。
[0004]本实用新型的发动机气门可变正时和升程控制系统，包括缸盖、气门、凸轮和控制机构；所述气门设于缸盖并由所述凸轮驱动运动；所述凸轮以能够轴向滑动的方式转动连接于缸盖，凸轮的凸起部分高度渐变并且沿凸轮轴向的投影不完全重叠；所述控制机构连接于凸轮和缸盖之间用于驱动凸轮轴向滑动及对凸轮进行轴向定位；
[0005]进一步，所述凸轮凸起部分的高度沿凸轮轴向由小到大均勾变化；
[0006]进一步，所述凸轮的凸起部分绕凸轮轴线呈螺旋形结构；
[0007]进一步，所述控制机构包括双作用油缸；所述双作用油缸的缸筒固定于所述缸盖，双作用油缸的活塞杆连接于凸轮；双作用油缸的活塞杆与凸轮轴线平行；
[0008]进一步，所述控制机构还可以是单作用油缸与弹簧的组合；所述单作用油缸和弹簧分列于凸轮轴向两侧，单作用油缸的缸筒固定于所述缸盖，单作用油缸的活塞杆连接于凸轮；单作用油缸的活塞杆与凸轮轴线平行，所述弹簧沿凸轮轴向弹顶于凸轮与缸盖之间；
[0009]进一步，所述控制机构还可以是丝杠螺母副；所述丝杠螺母副的丝杠与凸轮轴线平行并绕其轴线单自由度转动连接于缸盖；丝杠螺母副的螺母连接于凸轮。
[0010]本实用新型的有益效果是:本实用新型的发动机气门可变正时和升程控制系统，通过凸轮形状及其安装结构的改进，无需更换凸轮即可实现发动机气门的配齐正时和升程同时调整，结构简单，运行稳定性好，利于节约成本。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的结构示意图；
[0012]图2为凸轮结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]图1为本实用新型的结构示意图，图2为凸轮结构示意图，如图所示:本实施例的发动机气门可变正时和升程控制系统，包括缸盖1、气门2、凸轮3和控制机构；所述气门2设于缸盖I并由所述凸轮3驱动运动；所述凸轮3以能够轴向滑动的方式转动连接于缸盖1，凸轮3的凸起部分3a高度渐变并且沿凸轮3轴向的投影不完全重叠；所述控制机构连接于凸轮3和缸盖I之间用于驱动凸轮3轴向滑动及对凸轮3进行轴向定位；凸轮3通过其轮轴3b转动连接于缸盖I并通过正时链条和链轮7传动连接于发动机曲轴，进而由曲轴带动转动，链轮7固定于凸轮3的轮轴3b或者与轮轴3b之间通过花键同步转动连接，使链轮7能够带动轮轴3b和凸轮3转动，均能实现本实用新型目的，当链轮7与轮轴3b之间通过花键同步转动连接时，不阻碍轮轴3b和凸轮3的轴向滑动，此时需要在缸盖I上设置用于对链轮7进行轴向定位的定位装置(图中未示出，采用现有技术中的止推轴承配合支架结构即可实现)；控制机构与凸轮3之间可通过拨叉连接，在凸轮3轮轴3b的外圆周对应拨叉设置环槽，使控制机构能够可靠的驱动凸轮3轴向滑动，又不阻碍凸轮3的转动；凸轮3凸起部分3a高度渐变并且沿凸轮3轴向的投影不完全重叠是是指凸轮3的凸起部分3a相对于凸轮3轴线的凸出高度以及凸轮3的凸起部分3a相对于凸轮3圆周方向的相位均沿凸轮3轴线方向连续变化，因此通过控制机构对凸轮3进行不同轴向位置的定位后，能使气门2的开启时刻和升程发生变化，实现配气正时和升程可变；本实用新型的发动机气门2控制系统用于单缸发动机或多缸发动机，以及凸轮3直接驱动气门2或者通过摇臂驱动气门2运动，均在本实用新型保护范围之内。
[0014]本实施例中，所述凸轮3凸起部分3a的高度沿凸轮3轴向由小到大均匀变化，因此凸轮3沿同一方向移动时能由小到大或由大到小逐渐调整气门2的升程，便于控制。
[0015]本实施例中，所述凸轮3的凸起部分3a绕凸轮3轴线呈螺旋形结构；使凸轮3的凸起部分3a产生连续的相位变化，结合凸起部分3a高度渐变的特性能够在一定范围内连续调整气门2的正时和升程，能更好的适应发动机工况，提高动力性能及燃油经济性。
[0016]本实施例中，所述控制机构包括双作用油缸；所述双作用油缸的缸筒固定于所述缸盖1，双作用油缸的活塞杆连接于凸轮3 ;双作用油缸的活塞杆与凸轮3轴线平行；双作用油缸的活塞杆与凸轮3之间通过拨叉连接，在凸轮3轮轴3b的外圆周对应拨叉设置环槽，双作用油缸能够可靠的驱动凸轮3轴向滑动，又不阻碍凸轮3的转动。
[0017]本实施例中，所述控制机构包括单作用油缸4与弹簧5的组合；所述单作用油缸4和弹簧5分列于凸轮3轴向两侧，单作用油缸4的缸筒固定于所述缸盖1，单作用油缸4的活塞杆连接于凸轮3 ;单作用油缸4的活塞杆与凸轮3轴线平行，所述弹簧5沿凸轮3轴向弹顶于凸轮3与缸盖I之间；利用弹簧5的弹力对凸轮3进行复位，结构简单，能耗低，可降低使用成本，单作用油缸4的活塞杆与凸轮3之间通过拨叉连接，在凸轮3轮轴3b的外圆周对应拨叉设置环槽，单作用油缸4能够可靠的驱动凸轮3轴向滑动，又不阻碍凸轮3的转动。
[0018]本实施例中，所述控制机构包括丝杠螺母副；所述丝杠螺母副的丝杠与凸轮3轴线平行并绕其轴线单自由度转动连接于缸盖I ;丝杠螺母副的螺母连接于凸轮3 ;丝杠螺母副的螺母与凸轮3的轮轴3b套接在一起，凸轮3的轮轴3b设有用于供丝杠螺母副的螺母套装的环槽；可采用伺服电机驱动丝杠转动。
[0019]控制机构还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括固定于缸盖I的用于检测凸轮3轴向位置的位移传感器6 ;位移传感器6的信号输出端连接于车辆ECU，ECU计算进气门2的相位角并根据发动机工况计算出最佳气门2开启时刻并发送控制信号给双作用油缸、单作用油缸4或丝杠螺母副的驱动机构，进而驱动凸轮3轴向滑动并对凸轮3进行轴向定位，实现闭环控制；现有技术中其他检查凸轮3相位角的结构和方式也落入本专利保护范围。
[0020]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种发动机气门可变正时和升程控制系统，其特征在于:包括缸盖、气门、凸轮和控制机构；所述气门设于缸盖并由所述凸轮驱动运动；所述凸轮以能够轴向滑动的方式转动连接于缸盖，凸轮的凸起部分高度渐变并且沿凸轮轴向的投影不完全重叠；所述控制机构连接于凸轮和缸盖之间用于驱动凸轮轴向滑动及对凸轮进行轴向定位。
2.根据权利要求1所述的发动机气门可变正时和升程控制系统，其特征在于:所述凸轮凸起部分的高度沿凸轮轴向由小到大均匀变化。
3.根据权利要求2所述的发动机气门可变正时和升程控制系统，其特征在于:所述凸轮的凸起部分绕凸轮轴线呈螺旋形结构。
4.根据权利要求3所述的发动机气门可变正时和升程控制系统，其特征在于:所述控制机构包括双作用油缸；所述双作用油缸的缸筒固定于所述缸盖，双作用油缸的活塞杆连接于凸轮；双作用油缸的活塞杆与凸轮轴线平行。
5.根据权利要求3所述的发动机气门可变正时和升程控制系统，其特征在于:所述控制机构包括单作用油缸与弹簧的组合；所述单作用油缸和弹簧分列于凸轮轴向两侧，单作用油缸的缸筒固定于所述缸盖，单作用油缸的活塞杆连接于凸轮；单作用油缸的活塞杆与凸轮轴线平行，所述弹簧沿凸轮轴向弹顶于凸轮与缸盖之间。
6.根据权利要求3所述的发动机气门可变正时和升程控制系统，其特征在于:所述控制机构包括丝杠螺母副；所述丝杠螺母副的丝杠与凸轮轴线平行并绕其轴线单自由度转动连接于缸盖；丝杠螺母副的螺母连接于凸轮。
【专利摘要】本实用新型公开了一种发动机气门可变正时和升程控制系统，包括缸盖、气门、凸轮和控制机构；所述气门设于缸盖并由所述凸轮驱动运动；所述凸轮以能够轴向滑动的方式转动连接于缸盖，凸轮的凸起部分高度渐变并且沿凸轮轴向的投影不完全重叠；所述控制机构连接于凸轮和缸盖之间用于驱动凸轮轴向滑动及对凸轮进行轴向定位；本实用新型的发动机气门可变正时和升程控制系统，通过凸轮形状及其安装结构的改进，无需更换凸轮即可实现发动机气门的配齐正时和升程同时调整，结构简单，运行稳定性好，利于节约成本。
【IPC分类】F01L1-06, F01L1-08, F01L1-344, F01L13-00
【公开号】CN204532453
【申请号】CN201520138004
【发明人】邓涛, 李亚南, 陈冰曲, 马传富, 李德才
【申请人】重庆交通大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年3月11日