专利名称：一种可变气门升程调节系统的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车发动机技术领域，具体涉及一种可变气门升程调节系统。
背景技术：
可变气门升程(VVL)的采用，使发动机在高速区和低速区都能得到满足需求的气门升程，从而改善发动机高速功率和低速扭矩。可变气门升程技术在大幅度提升发动机性能的同时，在节能和环保方面也有其独特的优势。连续可变式气门升程可以在一定区域内做无级式调节气门开度，这样驾驶起来就会毫无唐突感，舒适性强，配气机构在各转速下的适应性也更强，能最大限度的提高发动机充气效率。传统的汽油发动机的气门升程是固定不可变的，这样就不可能使发动机在高速区和低速区都得到良好响应。传统汽油发动机的气门升程设计是对发动机在全工况下的平衡 性选择。其结果是发动机既得不到最佳的高速效率，也得不到最佳的低速扭矩。现有的中国专利CN102364065A也是一种可变气门升程调节的装置，但是该专利是利用嵌在汽缸盖内的可旋转偏心轴调节气门开度，结构复杂，安装和控制困难，不能精确连续地对气门开度进行控制。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供了一种具有结构简单，能连续精确对气门升程进行调节的可变气门升程调节系统。为解决上述技术问题所采用的技术方案为—种可变气门升程调节系统，主要由气门机构I、气门传动组2、液压间隙调节器3和调节器动力源4组成。所述的气门传动组2中的指状摇臂21以液压间隙调节器3作为支点，凸轮轴22转动带动指状摇臂21摆动，从而实现气门机构I的开启和闭合。当汽车速度发生改变时，控制系统控制调节器动力源4中的步进电机41带动齿轮40转动，通过齿轮齿条的啮合，连续精确地调整液压间隙调节器3的位置，即改变杠杆中的支点位置，从而改变指状摇臂21的摆动幅度，实现气门升程的变化。所述的气门机构I由气缸盖10、气门导管11、气门12、气门弹簧13、气门弹簧座14和锁片15组成。气缸盖10与发动机缸体连接，气门导管11起导向作用，保证气门12做直线往复运动，并使气门12与气门弹簧座14能正确贴合。气门弹簧13的上部与气门弹簧座14连接，气门弹簧13的下部固定于发动机缸体上，气门弹簧13在气门12开启时处于压缩状态，能够保证气门12及时回位。锁片15固定在气门12和气门弹簧座14之间，实现气门弹簧座14与气门12的头部对气缸的密封作用。气门弹簧13的作用是克服在气门12关闭过程中气门12及传动件的惯性力，防止各传动件之间因惯性力的作用而产生间隙，保证气门及时落座并紧密贴合，防止气门12发生振动，破坏其密封性。所述的气门传动组2由摇臂轴承20、指状摇臂21和凸轮轴22组成。凸轮轴22通过轴承固定在发动机缸体上，指状摇臂21的一端具有圆弧状凹槽，与液压间隙调节器3的柱塞31的头部接触连接，指状摇臂21的中段安装有摇臂轴承20，摇臂轴承20与凸轮轴22滚动接触，指状摇臂21的另一端为手指状，按压着气门12，从而使得指状摇臂21以液压间隙调节器3作为支点，随着凸轮轴22的转动，指状摇臂21绕着柱塞31的头部进行摆动，按压着气门12的手指状一端上下摆动，进而控制气门12的开闭。所述的液压间隙调节器3由壳体30、柱塞31、单向阀32、复位弹簧33、弹簧护圈
34、止回球35组成。液压油从单向阀32的进油口一侧流入，在油压下推开止回球35，打开单向阀32，液压油进入柱塞31的腔体内，在复位弹簧33和油压的作用下柱塞31伸出；当外部对柱塞21的作用力较大时，柱塞31缩回，止回球35堵住进油口，液压油不能从原路返回，从柱塞31和壳体30之间的间隙泄露，使柱塞31缓慢缩回。壳体30的一侧加工或固定安装有齿条。所述的调节器动力源4由齿轮40和步进电机41组成。步进电机41固定在发动机缸体上，由步进电机41驱动齿轮40，通过齿轮40与壳体30上的齿条进行啮合，从而连续精确地调整液压间隙调节器3的位置。 本发明的有益效果在于恒定的液压力可以调节液压间隙调节器的伸缩量，步进电机带动的调节器动力源控制液压间隙调节器的位置，可以改变发动机在不同转速下气门的开度，从而控制进气量，有利于提高燃油效率。采用摇臂轴承可以减轻传动过程中的冲击和振动，降低噪声。
图I是可变气门升程调节系统总体装配2是图I中气门机构I的结构简3是图I中气门传动组2的结构简4是图I中液压间隙调节器3的装配5是图I中调节器动力源4的结构简图I、气门机构；10、气缸盖；11、气门导管；12、气门；13、气门弹簧；14、气门弹簧座；15、锁片。2、气门传动组；20、摇臂轴承；21、指装摇臂；22、凸轮轴。3、液压间隙调节器；30、壳体；31、柱塞；32、单向阀；33、复位弹簧；34、弹簧护圈；
35、止回球。4、调节器动力源；40、齿轮；30、壳体(在壳体上加工的齿条)；41、步进电机。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行详细介绍。图I是本发明的总体装配图，可见本发明的一种新型可变气门升程调节系统，主要由气门机构I、气门传动组2、液压间隙调节器3和调节器动力源4组成。所述的气门传动组2中的指状摇臂21以液压间隙调节器3作为支点，凸轮轴22转动带动指状摇臂21摆动，从而实现气门机构I的开启和闭合。当汽车速度发生改变时，控制系统控制调节器动力源4中的步进电机41带动齿轮40转动，通过齿轮齿条的啮合，连续精确地调整液压间隙调节器3的位置，即改变杠杆中的支点位置，从而改变指状摇臂21的摆动幅度，实现气门升程的变化。图2是气门机构I的结构简图，所述的气门机构I由气缸盖10、气门导管11、气门12、气门弹簧13、气门弹簧座14和锁片15组成。气缸盖10与发动机缸体连接，气门导管11起导向作用，保证气门12做直线往复运动，并使气门12与气门弹簧座14能正确贴合。气门弹簧13的上部与气门弹簧座14连接，气门弹簧13的下部固定于发动机缸体上，气门弹簧13在气门12开启时处于压缩状态，能够保证气门12及时回位。锁片15固定在气门12和气门弹簧座14之间，实现气门弹簧座14与气门12的头部对气缸的密封作用。气门弹簧13的作用是克服在气门12关闭过程中气门12及传动件的惯性力，防止各传动件之间因惯性力的作用而产生间隙，保证气门及时落座并紧密贴合，防止气门12发生振动，破坏其密封性。图3是气门传动组2的结构简图，所述的气门传动组2由摇臂轴承20、指状摇臂21和凸轮轴22组成。凸轮轴22通过轴承固定在发动机缸体上，指状摇臂21的一端具有 圆弧状凹槽，与液压间隙调节器3的柱塞31的头部接触连接，指状摇臂21的中段安装有摇臂轴承20，摇臂轴承20与凸轮轴22滚动接触，指状摇臂21的另一端为手指状，按压着气门12，从而使得指状摇臂21以液压间隙调节器3作为支点，随着凸轮轴22的转动，指状摇臂21绕着柱塞31的头部进行摆动，按压着气门12的手指状一端上下摆动，进而控制气门12的开闭。图4是液压间隙调节器3的装配图，所述的液压间隙调节器3由壳体30、柱塞31、单向阀32、复位弹簧33、弹簧护圈34、止回球35组成。液压油从单向阀32的进油口一侧流入，在油压下推开止回球35，打开单向阀32，液压油进入柱塞31的腔体内，在复位弹簧33和油压的作用下柱塞31伸出；当外部对柱塞21的作用力较大时，柱塞31缩回，止回球35堵住进油口，液压油不能从原路返回，从柱塞31和壳体30之间的间隙泄露，使柱塞31缓慢缩回。壳体30的一侧加工或固定安装有齿条。图5是调节器动力源4的结构简图，所述的调节器动力源4由齿轮40和步进电机41组成。步进电机41固定在发动机缸体上，由步进电机41驱动齿轮40，通过齿轮40与壳体30上的齿条进行啮合，从而连续精确地调整液压间隙调节器3的位置。
权利要求
1.一种可变气门升程调节系统，包括有气门机构(I)和气门传动组(2)，其特征在于还包括有液压间隙调节器(3)和调节器动力源(4);调节器动力源(4)带动液压间隙调节器(3)平移，进而调整气门传动组(2)的摆动幅度，实现气门机构(I)中的气门(12)升程变化。
2.根据权利要求I所述的一种可变气门升程调节系统，其特征在于所述的气门传动组(2)由摇臂轴承(20)、指状摇臂(21)和凸轮轴(22)组成，凸轮轴(22)通过轴承固定在发动机缸体上，指状摇臂(21)的一端具有圆弧状凹槽，与液压间隙调节器(3)的柱塞(31)的头部接触连接，指状摇臂(21)的中段安装有摇臂轴承(20)，摇臂轴承(20)与凸轮轴(22)滚动接触，指状摇臂(21)的另一端为手指状，按压着气门(12)，凸轮轴(22)的转动带动指状摇臂(21)绕着柱塞(31)的头部进行摆动，按压着气门(12 )的手指状一端上下摆动，进而控制气门(12)的开闭； 所述的调节器动力源(4)中的步进电机(41)带动齿轮(40)转动，通过齿轮齿条的啮合，连续精确地调整液压间隙调节器(3)的位置，即改变杠杆中的支点位置，从而改变指状摇臂(21)的摆动幅度，实现气门机构(I)中气门(12)升程的变化。
3.根据权利要求2所述的一种可变气门升程调节系统，其特征在于所述的气门机构(I)由气缸盖(10)、气门导管(11)、气门(12)、气门弹簧(13)、气门弹簧座(14)和锁片(15)组成，气缸盖(10)与发动机缸体连接，气门导管(11)起导向作用，保证气门(12)做直线往复运动，并使气门(12)与气门弹簧座(14)能正确贴合；气门弹簧(13)的上部与气门弹簧座(14)连接，气门弹簧(13)的下部固定于发动机缸体上，气门弹簧(13)在气门(12)开启时处于压缩状态，锁片(15)固定在气门(12)和气门弹簧座(14)之间。
4.根据权利要求2所述的一种可变气门升程调节系统，其特征在于所述的液压间隙调节器(3)由壳体(30)、柱塞(31)、单向阀(32)、复位弹簧(33)、弹簧护圈(34)和止回球(35)组成，液压油从单向阀(32)的进油口一侧流入，在油压下推开止回球(35)，打开单向阀(32)，液压油进入柱塞(31)的腔体内，在复位弹簧(33)和油压的作用下柱塞(31)伸出；当外部对柱塞(21)的作用力较大时，柱塞(31)缩回，止回球(35)堵住进油口，液压油不能从原路返回，从柱塞(31)和壳体(30 )之间的间隙泄露，使柱塞(31)缓慢缩回，壳体(30 )的一侧加工或固定安装有齿条。
5.根据权利要求4所述的一种可变气门升程调节系统，其特征在于所述的调节器动力源(4)由齿轮(40)和步进电机(41)组成，步进电机(41)固定在发动机缸体上，，步进电机(41)驱动齿轮(40 )转动，通过齿轮(40 )与壳体(30 )上的齿条进行啮合，连续精确地调整液压间隙调节器(3)的位置。
全文摘要
本发明公开了一种可变气门升程调节系统，包括有气门机构、气门传动组、液压间隙调节器和调节器动力源；气门传动组由摇臂轴承、指状摇臂和凸轮轴组成，凸轮轴通过轴承固定在发动机缸体上，指状摇臂的一端具有圆弧状凹槽，与液压间隙调节器的柱塞的头部接触连接，指状摇臂的中段安装有摇臂轴承，摇臂轴承与凸轮轴滚动接触，指状摇臂的另一端为手指状，按压着气门，凸轮轴的转动带动指状摇臂绕着柱塞的头部进行摆动，进而控制气门的开闭。本发明的通过步进电机带动液压间隙调节器的位置，改变气门的开度，从而控制进气量，有利于提高燃油效率。采用摇臂轴承可以减轻传动过程中的冲击和振动，降低噪声。
文档编号F01L9/04GK102705027SQ20121018955
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月11日 优先权日2012年6月11日
发明者冯增铭, 奚佳欣, 李俊龙, 程亚兵, 郭海涛 申请人:吉林大学