一种发动机可变配气机构

技术领域 本发明设计发动机机制造技术领域， 具体涉及一种发动机可变配气机构。

背景技术 控制发动机充量交换过程的气门，其特性参数 主要有三个:气门开启相位、气门开启持续 角度（即气门保持开启持续的曲轴转角）和气 门升程。 随着发动机转速和负荷的改变,对阀系 的最佳特性需求是不同的。 为了提高功率,要提早开启、 推迟关闭进气门，并提高进气门的 升程； 为了提高低速扭矩,需要较小的气门升程。 在传统的发动机中，由于这三个特性参数 在发动机运行过程中不能改变,往往将气门正� �设计成高速全负荷工况最为有利， 以便求得 最大的标定功率。 近年来由于更注重油耗和排放， 所以将气门正时和升程设计成可变的，以 满足发动机复杂的工况对气门升程的不同需求 。

发明内容 本发明的目的是提出一种结构简单， 控制精度高， 气门升程曲线变化明显的发动机可变 配气机构。 为了实现上述目的本发明采取的技术方案是： 一种发动机可变配气机构， 包括导向块: 固定在发动机缸盖的支撑上， 与一级摇臂上方的支点活动连接， 并且具有供所述支点移动 的轨道； 一级摇臂： 通过滚针轴承与发动机凸轮轴构成凸轮连接， 一级摇臂还设有回位装 置， 一级摇臂的下方为工作面， 所述工作面包括基圆面和实际作用面， 所述基圆面为一段 以一级摇臂上方的支点为圆心的弧面， 所述实际作用面为与基圆面连接的平面或弧面 ； 二 级摇臂： 二级摇臂的一侧与固定在发动机上的挺柱连接 ， 另一侧与气门铰接， 二级摇臂通 过滚针轴承与一级摇臂下方的工作面紧密接触 ； 调整机构： 与一级摇臂活动连接， 可使一 级摇臂上方的支点改变位置； 一级摇臂可在凸轮轴作用下绕支点摆动， 并通过下方的工作 面往下压迫二级摇臂的滚针轴承， 使二级摇臂绕着与挺柱的连接点摆动， 进而带动气门。

所述轨道为一段以二级摇臂的滚针轴承为圆心 的圆弧。供一级摇臂上方的支点移动的轨 道为圆弧， 配合一级摇臂下方的基圆面， 这样当一级摇臂上方的支点在圆弧轨道内移动 改 变气门升程时， 气门升程曲线变化规律更好， 利于调控。 所述实际工作面为与基圆面连接的向下弯的弧 面。实际工作面可以是平面或弧面， 弧面 相对平面更能提供有效的气门升程。 所述一级摇臂由两个或两个以上的摇臂组成， 所述摇臂的上方均与一根带有滚针轴承的 轴固定连接， 所述一级摇臂上方的支点为所述轴上的滚针轴 承。 本发明适用于两个或多个 气门， 只要这些气门的一级摇臂均连在同一根轴上， 调整机构就可以通过带动此轴实现这 些气门的升程的同时改变。 所述调整机构由步进电机驱动。通过步进电机 驱动调整机构， 使一级摇臂的支点在导向 块内设计好的各点之间移动， 就可以对应实际多变的工况对气门升程的要求 。 所述回位装置为一个或多个扭力弹簧，所述扭 力弹簧的一端与所述导向块或发动机缸盖 固定， 另一端抵靠在一级摇臂相对凸轮轴的另一侧。 回位装置的作用是使一级摇臂始终保 持与凸轮轴构成凸轮连接， 起到蓄能作用， 可以采用一个或多个与导向块或发动机缸盖固 定的扭力弹簧， 扭力弹簧的另一端抵靠在一级摇臂相对凸轮轴 的另一侧。 所述一级摇臂在扭力弹簧抵靠处设有限位槽。 为了防止上述扭力弹簧抵靠在一级摇臂的 一端移位， 可在一级摇臂上设置限位槽。 本发明通过调整机构以及导向块提供的轨道， 使一级摇臂上方的支点改变位置， 从而调 节凸轮轴依次经过一级摇臂和二级摇臂实际作 用到气门上的升程， 达到改变气门升程的目 的。

附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案 ， 下面将对实施例描述中所需要使用的 附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例 ， 对于本 领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的 附图。

图 1是本发明的发动机可变配气机构的结构示意� �； 图 2是本发明的最大气门升程时的结构示意图； 图 3是本发明的最小气门升程时的结构示意图； 图 4是本发明的发动机可变配气机构移除发动机� �盖的立体视图； 图 5是本发明的可变配气机构的作用下可获得的� �门升程曲线图； 图 6是本发明的可变配气机构的几何关系说明图� � 图 7是本发明的可变配气机构的导向块和回位装� �的结构示意图； 图 8是本发明的可变配气机构的一级摇臂结构示� �图； 图 9是本发明的调整机构的偏心轴的结构示意图� � 图 10是本发明的调整机构的连接臂的结构示意图� ��

具体实施方式 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合附图对本发明实施方式作 进一步地详细描述。

如图 1、 2、 3、 4， 本发明的发动机可变配气机构， 包括导向块 1 : 固定在发动机缸盖 2 的支撑上， 与一级摇臂 3上方的支点 31活动连接， 并且具有供支点 31移动的轨道 11 ; 一 级摇臂 3: 通过滚针轴承 32与发动机凸轮轴 20构成凸轮连接， 一级摇臂 3还设有回位装置 33， 一级摇臂 3的下方为工作面 34， 工作面 34包括基圆面 341和实际作用面 342， 基圆面 341为一段以一级摇臂 3上方的支点 31为圆心的弧面， 实际作用面 342为与基圆面 341连 接的弧面； 二级摇臂 4: 二级摇臂 4的一侧与固定在发动机上的挺柱 5连接， 另一侧与气门 6铰接，二级摇臂 4通过滚针轴承 41与一级摇臂 3下方的工作面 34紧密接触；调整机构 7: 与一级摇臂 3活动连接， 可使一级摇臂 3上方的支点 31改变位置； 一级摇臂 3可在凸轮轴 4作用下绕支点 31摆动， 并通过下方的工作面 34往下压迫二级摇臂 4的滚针轴承 41， 使 二级摇臂 4绕着与挺柱 5的连接点摆动， 进而带动气门 6。 导向块 1的轨道 11为一段以二 级摇臂 4的滚针轴承 41为圆心的圆弧， 如图 6所示， 这样当一级摇臂 3上方的支点 31在 圆弧轨道 11内移动改变气门升程时， 气门升程曲线变化规律更好， 利于调控。 导向块 1上 还设有减重孔 12。 本实施例的导向块 1与回位装置 9的结构如图 7所示。 一级摇臂 3的实 际工作面 342为与基圆面 341连接的向下弯的弧面， 相对平面更能提供有效的气门升程。 一级摇臂 3由两个摇臂 301和 302组成， 摇臂 301和 302的上方均与一根带有滚针轴承 31 的轴 310固定连接， 这样一级摇臂 3上方的支点 31就为轴 310上的滚针轴承 31， 如图 8所 示。 本发明适用于两个或多个气门， 只要这些气门的一级摇臂均连在同一根轴 310 上， 调 整机构 7就可以通过带动轴 310实现这些气门的升程同时改变。 又或者通过优化结构， 可 以使每个气门由单独的调整机构控制， 以满足多缸发动机对不同排量的要求。 调整机构 7由步进电机驱动。本发明的调整机构可以有� �种， 只要能使一级摇臂 3上方 的支点 31在导向块 1的轨道 11内移动并且可以在固定点固定即可。本实施� ��的调整机构 7 为通过连接臂 71与轴 310活动连接的一根偏心轴 8， 偏心轴 8上有偏心轮 81， 连接臂 71 安装在偏心轮 81上， 如图 9和图 10所示。 偏心轴 81由同步电机驱动， 这样偏心轴 81由 同步电机驱动发生旋转时便会带动连接臂 71，从而拖动一级摇臂的轴 310的支点 31在导向 块 1的轨道 11内移动。 由于同步电机的运动特性， 偏心轴 8每次均转动一定角度， 一级摇 臂上方的支点 31对应运动到导向块 1的轨道 11 内的多个定点， 相应的每个定点对应发动 机不同的气门升程曲线， 如图 5所示。本实施例中根据发动机不同的工况要� �调整偏心轴 9 的偏心角度， 便可得到满足不同工况要求的发动机气门升程 。 同时， 为了保证精确的调整 精度和足够大的调整范围， 本实施例的偏心轴 8的偏心角度可以设计到 180度。 本发明的回位装置的作用使一级摇臂 3始终与凸轮轴 20构成凸轮连接。 本实施例的回 位装置为两个扭力弹簧 9， 扭力弹簧 9的一端与导向块 1固定， 另一端抵靠在一级摇臂 3相 对凸轮轴 20的另一侧。 而为了防止上述扭力弹簧 9抵靠在一级摇臂 3的一端移位， 一级摇 臂 3在扭力弹簧 9抵靠处设有限位槽 35， 如图 8所示。 本发明的工作原理为： 通过调整机构 7使一级摇臂 3上方的支点 31在导向块 1的轨道 11内移动， 以此调整一级摇臂 3上方支点 31的位置， 进而改变一级摇臂 3实际作用到二级 摇臂 4上的升程从而改变气门 6的升程； 一级摇臂 3下方为基圆面 341和实际工作面 342， 在发动机的工况需要最小升程时， 可使一级摇臂 3上方的支点 31移动到指定位置， 如图 3 所示， 此时一级摇臂 3下方的工作面 34与二级摇臂 4的滚针轴承 41的初始接触点为基圆 面 341相对实际工作面的另一端， 这样一级摇臂 3在凸轮轴 20传递动力过程中， 其下方滚 过二级摇臂 4的滚针轴承 41的工作面先是基圆面 341， 然后才到实际工作面 342， 由于基 圆面 341为一段以一级摇臂 3上方的支点 31为圆心的弧面， 所以基圆面 341滚过二级摇臂 4的滚针轴承 41时， 气门 6实际没有工作， 实际上屏蔽了气门 6的升程； 在发动机的工况 需要最大升程时， 可使一级摇臂上 3方的支点 31移动到指定位置， 如图 2所示， 此时一级 摇臂 3下方的工作面 34与二级摇臂 4的滚针轴承 41的初始接触点为基圆面 341与实际工 作面 342的连接处， 这样一级摇臂 3在凸轮轴 20传递动力过程中， 实际滚过二级摇臂 4的 滚针轴承 41的工作面只有实际工作面 342， 没有经过屏蔽气门 6的升程的基圆面 341， 此 时可获得最大气门升程。 以上所述仅为本发明的较佳实施例， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精神和原则 之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。