专利名称：内燃机无级可变气门升程机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种内燃机可变气门升程机构，特别涉及一种内燃机无级可变气门升程机构。
背景技术：
目前，在内燃机的配气系统上，气门的升程一般是固定不可变，但是内燃机在不同工况、不同转速运转时，对配气系统的要求也不一样。在低速运转时，气体的流速较慢，流动惯性较小，过大的气门升程不利于产生进气涡流，燃油与空气混合不均匀，不利于燃烧。并且由于节气门的泵气作用，造成了泵气损失，消耗了内能，使内燃机部分负荷工作时效率非常低。在高速运转时，气体的流速较快，流动惯性较大，需要较大的气门升程减少进气的阻力，以便于多进气。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是克服气门升程不可变的缺点，提供从低速到高速的连续无级可变气门升程机构，使在内燃机的全转速范围内提供最佳的气门升程，从而使内燃机的进气效率提高。
本实用新型的技术方案是内燃机无级可变气门升程机构，设在气门启闭动作机构和气门1之间，其特征是所述气门启闭动作机构的动作输出端是绕第一枢轴3回转的第一摇臂3；在气门1的端头上设第二臂2，在所述第一摇臂3和所述第二臂2之间设滑动件6，其可沿所接触的所述两个臂间滑移；所述滑动件6由一个偏心轮9对抗弹簧的弹力推动而移动，使得所述滑动件6沿着其所接触的两个臂间滑移；所述偏心轮9由控制电机10驱动。
本实用新型的另一技术方案是所述滑动件6和所述偏心轮9之间设移动传递装置A，其构成是一个移动杆装置或一个摇臂装置，或该二者的结合；所述移动传递装置A受二相反方向的作用力推动，其中一个由弹簧11产生，另一个由偏心轮9产生。
本实用新型的机构可由控制电机控制而连续无级改变气门升程，使在内燃机的全转速范围内提供最佳的气门升程，从而使内燃机的进气效率提高。在部分负荷工作时以较小的气门升程控制内燃机的动力输出，因而可以取消节气门，从而减少节气门的泵气损失，在高速全负荷工作时以较大的气门升程工作，减少进气的阻力，提高进气效率，以达到减少排放，降低油耗，增加输出功率。
图1是本实用新型实施例的内燃机无级可变气门升程机构在全负荷运转时工作图。
图2是本实用新型实施例的内燃机无级可变气门升程机构在部分负荷运转时工作图。
附图中标记的说明1气门2第二臂、第二摇臂 3第一摇臂、V形摇臂4滑动臂 5滑动件槽 6滑动件7滑动臂导轨 8偏心轮摇臂9偏心轮10控制电机 11滑动臂弹簧 21第二枢轴31第一枢轴 32A、32B 时控制凸轮 81第三枢轴A移动传递装置具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型实施例。
图1是本实用新型一个实施例的内燃机无级可变气门升程机构在全负荷运转时工作图。图2是图1实施例的内燃机无级可变气门升程机构在部分负荷运转时工作图。图中1为气门，其设置在气缸上，功能为开启和关闭向气缸供可燃气体及空气混合体的供气口，其向下移动及移动距离表示开启供气口及升程，后者是供气口开得大小的标志。3为第一摇臂，以第一枢轴31为中心廻转，由凸轮32推动，其作用是按时打开气缸气门进气工作，是气门启闭动作机构的动作输出端。本例中表示的第一摇臂3是一个V形摇臂，有二臂构成V形，二臂分别由凸轮32A、32B抵抗V形摇臂弹簧(未图示)的弹力，在它们共同作用下推动V形摇臂以例如图示的顺时针方向廻转去打开气门。凸轮32A、32B的凸出点同时接触或分别先后接触V形摇臂二臂的时刻受控于车载计算机(ECU)，以获得对应于内燃机工作负荷(转速)不同时的最佳开启气门的时刻和开启时长，成为一种可随内燃机工作负荷自动调节气门启闭时刻的正时机构，这种正时机构已由本申请人提出另一个专利申请，正在审批中，并因它非本实用新型涉及的主题，此处不再细述。在本第一实施例中，将描述本申请的基本方案，它是图1、2表示的结构的简约形式。它是第一摇臂3和气门1之间设置了无级可变气门升程机构，包括设置在气门1上的第二臂2，在所述第一摇臂3和所述第二臂2之间设滑动件6，其可沿所接触的所述第一摇臂3和所述第二臂2滑移。在最一般的情况下，该滑动件6在常态时由一个弹簧的弹力定位于一个极限位置，由一个偏心轮9对抗所述弹力使其作上述滑移。
滑动件6和第一摇臂3接触点距第一枢轴31的距离大小将决定气门1的行程长短，因此，沿第一摇臂3移动滑动件6接触第一摇臂3的接触点可以调节气门1的升程。在本例中产生移动该滑动件的动作的是偏心轮9推动滑动件6来达到，偏心轮9的偏心大小可以直接转换为推动滑动件6的移动。
以下将描述本例中的一个具体方案作为第二实施例。在该第二实施例方案里，偏心轮9经过一个移动传递装置A将其偏心移动传达到滑动件6上，所述移动传递装置A可以是多种多样，其中之一是设一个滑动件槽5，所述滑动件6伸入一个滑动件槽5的槽孔内，并可在其内滑移，所述滑动件槽5槽孔的设置使滑动件6在其内滑移方向为沿所述气门移动的方向。所述滑动件槽5由所述偏心轮9推动而移动，使得伸入该槽5内的所述滑动件6沿着其所接触的两个臂间滑移，所述偏心轮9由控制电机10驱动。
在本第二实施例中，滑动件6是一个轴形部件，相应地，滑动件槽5是一个带长圆形槽孔的部件，所谓长圆形槽孔是两端为对应于滑动件6轴径的圆弧，中间联接有两侧为平行的边的直段。但这并非必需如此，例如滑动件6可以是两端带一段圆弧的方形部件，滑动件槽5槽孔的两端也是相应的圆弧。
所述移动传递装置A还可以是一种移动杆装置，它是在指定方向移动的杆，此杆一端直接由偏心轮9抵顶，另一端固定所述滑动件槽5或者直接推动滑动件6，该移动杆在一个滑动臂导轨7中滑动。或者，例如为了增加动作灵敏度，移动传递装置A还可以是另一种称之为摇臂装置的构成由偏心轮9抵顶一个摇臂，利用杠杆作用由该摇臂推顶移动滑动件槽5，或者直接推动滑动件6。或者，所述移动传递装置A用所述指定方向移动杆装置和摇臂装置的结合。以下作为第三实施例，将利用图`1、2具体描述上面二种方案结合的移动传递装置A的构成。
此第三实施例的移动传递装置A包括滑动臂导轨7、在该导轨7中滑移的滑动臂4、滑动臂弹簧11、绕一个第三枢轴81廻转的偏心轮摇臂8。由偏心轮9推顶偏心轮摇臂8，控制电机10驱动偏心轮9。所述滑动臂导轨7使滑动臂4在其内沿滑动件6可滑移的方向作往复滑移移动。所述滑动臂4的一端固定前述滑动件槽5，而由偏心轮摇臂8抵顶滑动臂4的另一端。所述滑动臂弹簧11设置得其弹力加在滑动臂4上使所述滑动臂4定位在一极限位置，如图示左侧位置，当偏心轮9推顶偏心轮摇臂8时，该摇臂8将抵抗弹簧11的弹力，推顶滑动臂4，最终移动滑动件6，从而改变气门1的升程。所述控制电机10控制偏心轮9的转角，就是控制偏心轮的偏心距，就是控制气门升程。控制电机受控于ECU(车载计算机)，做出最佳升程所需的转角(偏心距)。
此实施例还可以有一种变形，作为第四实施例，将描述此变形方案。本例中取消了滑动件槽5，将滑动件6连接在一个枢轴(未图示)上，此枢轴设置在所述滑动臂4上，此方案的特点在于滑动件6随滑动臂4移动时并不妨碍其廻转运动，如允许有此廻转运动的话，在第一摇臂3和滑动臂4同时有动作加到滑动件6时，气门的动作更准确，特别是滑动件6的横截面形状不是圆形时。本例的结构容易理解，未再图示。附加说明的是本第四实施例的结构变形部分也可适用于第二实施例中，即适用于所述移动传递装置A由移动杆装置构成的场合或由摇臂装置构成的场合，对前者，和这里的叙述相似，即滑动件6的枢轴设在滑动臂4上。对后者，此枢轴将设在偏心轮摇臂8上。
以下用第二实施例为例说明本机构的工作过程当驾驶员踩下加速踏板(油门)时，内燃机全负荷工作，加速踏板(油门)传感器探测到加速踏板(油门)的开度变大，根据事先输入ECU(车载计算机)的最佳气门升程的数据，计算出最佳的气门升程，将信号传给控制电机10，控制电机10带动偏心轮9转动，偏心轮9驱动偏心轮摇臂8向图示顺时针方向摇动，从而驱动滑动臂4，滑动件槽5和滑动件6向右滑动，使内燃机的气门升程变大，减少进气的阻力，并且利用较快的气体流速和较大的流动惯性产生惯性增压的效果，提高进气效率，以达到减少排放，降低油耗，增加输出功率。
当加速踏板(油门)开度较小时，内燃机处于部分负荷工作状态，加速踏板(油门)传感器探测到加速踏板(油门)的开度较小，根据事先输入ECU(车载计算机)的最佳气门升程的数据，计算出最佳的气门升程，将信号传给控制电机10，控制电机10带动偏心轮9向相反方向转动，滑动臂4在滑动臂弹簧11的弹力作用下向图示左方滑动，带动滑动件槽5和滑动件6向左滑动，使内燃机的气门升程变小，以较小的气门升程控制内燃机的动力输出。由于此，可以取消传统的节气门，避免了节气门的节流泵气作用，减少了泵气损失，从而减少了内燃机的内能消耗，并且较小的气门升程有利于产生进气涡流，使燃油与空气混合更均匀，燃烧更彻底。
以上各实施例中描述了设置于气门1上的一个第二臂2，此臂可替换为一个绕第二枢轴21廻转的第二摇臂，其臂端压所述气门1，若所述第一枢轴31和第二枢轴21分别处于滑动件6的两侧的话，调节气门升程的灵敏度比较大，这点容易理解，不作详细解释。
权利要求1.内燃机无级可变气门升程机构，设在气门启闭动作机构和气门(1)之间，其特征是所述气门启闭动作机构的动作输出端是绕第一枢轴(31)回转的第一摇臂(3)；在气门(1)的端头上设第二臂(2)，在所述第一摇臂(3)和所述第二臂(2)之间设有与该两臂(3，2)接触并可沿所接触的两臂滑移的滑动件(6)；所述滑动件(6)与能带动其滑移的偏心轮(9)传动连接；滑动件与能对抗偏心轮推力的弹簧连接，所述偏心轮(9)与控制电机(10)传动连接。
2.根据权利要求1所述的内燃机无级可变气门升程机构，其特征是所述偏心轮(9)和所述滑动件(6)之间设移动传递装置(A)。
3.根据权利要求2所述的内燃机无级可变气门升程机构，其特征是所述移动传递装置(A)为一个滑动件槽(5)，所述滑动件(6)滑动配合地伸入所述滑动件槽(5)的槽孔内，所述滑动件槽(5)槽孔的设置使滑动件(6)在其内的滑移方向为沿所述气门移动的方向；所述滑动件槽(5)与能推动其移动的偏心轮(9)传动连接，同时滑动件槽与能对抗偏心轮推力的弹簧连接，所述滑动件(6)与能带动其沿着其所接触的两个臂间滑移的滑动槽(5)传动连接。
4.根据权利要求2所述的内燃机无级可变气门升程机构，其特征是所述偏心轮(9)和所述滑动件(6)之间所设移动传递装置(A)的构成是一个移动杆装置，或一个摇臂装置，或该二者的结合；所述移动传递装置(A)与偏心轮(9)传动连接，同时与能对抗偏心轮推力的弹簧连接。
5.根据权利要求4所述的内燃机无级可变气门升程机构，其特征是所述移动杆装置的构成是包括滑动臂导轨(7)、可在该导轨(7)中往复滑移的滑动臂(4)；所述滑动臂(4)的滑移方向与所述滑动件(6)的滑移方向一致；所述滑动臂(4)的一端固定一个滑动件槽(5)，其另一端与所述偏心轮(9)传动连接；所述滑动件(6)滑动配合地伸入所述滑动件槽(5)的槽孔内，所述滑动件槽(5)槽孔的设置使滑动件(6)在其内的滑移方向为沿所述气门移动的方向；所述滑动臂(4)与所述偏心轮(9)传动连接，并与能对抗偏心轮推力的弹簧(11)连接。
6.根据权利要求4所述的内燃机无级可变气门升程机构，其特征是所述摇臂装置的结构是绕一个第三枢轴(81)回转的偏心轮摇臂(8)；所述偏心轮摇臂(8)与所述偏心轮(9)传动连接，同时偏心轮摇臂(8)与滑动件槽(5)传动连接；所述滑动件(6)滑动配合地伸入所述滑动件槽(5)的槽孔内，所述滑动件槽(5)槽孔的设置使滑动件(6)在其内的滑移方向为沿所述气门移动的方向；所述偏心轮摇臂(8)与能对抗所述偏心轮(9)推力的弹簧连接。
7.根据权利要求4所述的内燃机无级可变气门升程机构，其特征是所述移动杆装置和摇臂装置结合的结构是包括滑动臂导轨(7)、可在该导轨(7)中往复滑移的滑动臂(4)、绕一个第三枢轴(81)回转的偏心轮摇臂(8)；所述滑动臂(4)的一端固定一个滑动件槽(5)，另一端与所述偏心轮摇臂(8)传动连接；所述滑动件(6)滑动配合地伸入所述滑动件槽(5)的槽孔内，所述滑动件槽(5)槽孔的设置方向为使滑动件(6)在其内的滑移方向是沿所述气门移动的方向；所述滑动臂(4)在滑动臂导轨内的滑移方向与滑动件(6)的滑移方向一致；所述偏心轮摇臂(8)与偏心轮(9)传动连接；所述滑动臂(4)与能够通过偏心轮摇臂(8)抵抗偏心轮(9)推顶力的弹簧(11)连接。
8.根据权利要求3至7中任一个所述的内燃机无级可变气门升程机构，其特征是取消所述滑动件槽(5)，代之以如下结构所述滑动件(6)可以绕一个枢轴回转，该枢轴设置在所述滑动臂(4)或所述偏心轮摇臂(8)上。
9.根据权利要求1至7中任一个所述的内燃机无级可变气门升程机构，其特征是所述第二臂(2)是一个绕第二枢轴(21)回转的第二摇臂，其臂端压接在所述气门(1)上，所述第一枢轴(31)和第二枢轴(21)分别位于所述滑动件(6)的两侧。
10.根据权利要求8所述的内燃机无级可变气门升程机构，其特征是所述第二臂(2)是一个绕第二枢轴(21)回转的第二摇臂，其臂端压接在所述气门(1)上，所述第一枢轴(31)和第二枢轴(21)分别位于所述滑动件(6)的两侧。
专利摘要内燃机无级可变气门升程机构，设在启闭气门的第一摇臂(3)和气门(1)之间，包括在气门的端头上设第二摇臂(2)，在第一摇臂和所述第二摇臂之间设可沿两个臂间滑移的滑动件(6)，此移动由偏心轮(9)经横移装置(A)推动实现；所述滑动件伸入一滑动件槽(5)的槽孔内，并可在其内沿所述气门移动的方向滑移；上述装置(A)由移动杆(4、7)、绕第三枢轴(81)廻转的第三摇臂(8)、弹簧(11)组成；所述偏心轮(9)由控制电机(10)驱动。本机构可在内燃机的全转速范围内提供最佳的气门升程。因取消节气门而省去泵气损失，减少进气的阻力，提高进气效率，减少排放，降低油耗，增加输出功率。
文档编号F01L1/08GK2755289SQ20042007790
公开日2006年2月1日 申请日期2004年7月14日 优先权日2004年7月14日
发明者余坚 申请人:余坚