一种用于内燃机的气门正时和升程可变装置及其调节方式制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于内燃机的气门正时和升程可变装置，其包括：第一凸轮轴、第二凸轮轴、至少一个杠杆组件、与杠杆组件数量相同的限位器和复位弹簧和至少一个相位器；通过相位器调节第一凸轮轴和/或调节第二凸轮轴，使气门正时和气门升程连续变化，方便地实现早关和晚关的米勒循环，并且气门开启和关闭时刻的冲击力到达最小化。

【技术实现步骤摘要】
一种用于内燃机的气门正时和升程可变装置及其调节方式
本专利技术涉及一种用于内燃机的气门正时和升程可变装置，尤其涉及一种适用于各类往复活塞式内燃机实现气门早关和/或气门晚关的的米勒循环。
技术介绍
可变气门正时技术(VariableValveTiming，以下简称VVT)和可变气门升程技术(VariableValveLift，以下简称VVL)已在内燃机中得到广泛应用，对内燃机性能改善起到了很大的作用。许多VVL技术可以实现气门早关的米勒循环，但不能同时实现气门晚关的米勒循环，在内燃机性能上不能得到满意的结果。此外，气门在开启和关闭时刻要求设定在凸轮型线的缓冲段和工作段的结合部位，这样可以使得气门开启和关闭时的冲击减小，振动和噪音得到抑制。然而，对于现有大多数VVL而言，仅在最大气门升程运行时可以达到上述要求。由于气门升程的大小可以改变，大多数情况下，其开启和关闭时刻发生在凸轮型线的工作段，由于凸轮型线工作段的速度和加速度很大，显著增加凸轮机构的振动和噪音。美国专利US8,113,158公开了一种机构，通过两根凸轮轴同轴安装，但这种结构强度不够，调节角度范围小，不能同时实现早关或迟关的米勒循环。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提高正时和/或升程的调节范围，减少运行振动和噪音，提高装置的可靠性，为内燃机提供一种完全满足内燃机性能要求的更宽范围调节的气门正时和/或气门升程可变装置。该实施例提供了一种用于内燃机的气门正时和升程可变装置，其包括：第一凸轮轴、第二凸轮轴、至少一个杠杆组件、与杠杆组件数量相同的限位器和复位弹簧、第一相位器和第二相位器，其特征在于：所述第一凸轮轴和第二凸轮轴平行但不同轴可旋转地安装在内燃机缸盖上，通过齿轮啮合或链轮耦合使第一凸轮轴和第二凸轮轴同步旋转；第一凸轮轴的前端安装有第一相位器，所述第一相位器能够调节第一凸轮轴的正时相位；第二凸轮轴的后端安装有第二相位器，所述第二相位器能够调节第二凸轮轴的正时相位；所述第一凸轮轴具有至少一个第一凸轮，所述第二凸轮轴具有至少一个第二凸轮；所述杠杆组件管理一个气缸的两个气门，其包括一个杠杆、二个第一从动轮、一个第二从动轮、销轴、定位环、二个摇臂和二个液压挺柱；所述液压挺柱安装在缸盖上，使两个液压挺柱的球心所形成的连线平行于第一凸轮轴和第二凸轮轴；摇臂的一端具有窝心，所述窝心与液压挺柱的球心重合并铰接；摇臂的另一端与气门的顶部搭接；所述销轴的两端分别穿插于两个摇臂的中部；所述摇臂能够绕球心摆动一个θ角，所述摇臂的摆动带动所述杠杆绕所述球心在位置1和位置2之间摆动，所述位置1对应于气门零升程位置，即气门升程L＝0，气门处于关闭位置，所述位置2对应于气门升程最大位置，即气们升程L＝Lmax，气门处于最大开启位置；所述杠杆于中部支点处套装所述销轴，其间套装一个定位环，使所述杠杆能够绕所述销轴摆动；所述杠杆两端分别可旋转地安装第一从动轮和第二从动轮；所述杠杆处于位置1时，所述定位环的外圆与限位器接触于限位点，限位器限制了杠杆的进一步摆动；所述第一凸轮与第一从动轮可滚动地接触，所述第二凸轮与第二从动轮可滚动地接触；当第一凸轮轴和第二凸轮轴旋转时，第一凸轮和第二凸轮分别迫使与其接触的第一从动轮和第二从动轮发生位移，导致与第一从动轮和第二从动轮连成一体的杠杆支点发生位移，杠杆支点的位移导致所述杠杆绕球心摆动，因而迫使气门在位置1和位置2之间摆动，形成气门的开启和关闭。进一步地，两个凸轮的轮廓曲线共同决定了气门的升程曲线，其中：第一凸轮轮廓曲线的上升缓冲段和上升工作段用于管理气门升程曲线的上升段，通过调节第一凸轮的旋转相位，能够改变气门的开启时刻和气门升程大小；第二凸轮轮廓曲线的下降缓冲段和下降工作段用于管理气门升程曲线的下降段，通过调节第二凸轮的旋转相位，能够改变气门的关闭时刻和气门升程的大小；通过同时调节第一凸轮和第二凸轮的旋转相位，能够改变气门的开启时刻、关闭时刻、升程大小和/或气门开启持续期。进一步地，第一凸轮轴、第二凸轮轴、一个相位器、至少一个杠杆组件、与杠杆组件数量相同的限位器和复位弹簧；其特征在于：所述第一凸轮轴和第二凸轮轴平行但不同轴可旋转地安装在内燃机缸盖上，通过齿轮啮合或链轮耦合使第一凸轮轴和第二凸轮轴同步旋转；第二凸轮轴的后端安装有相位器，所述相位器能够调节第二凸轮轴的正时相位；所述杠杆组件管理一个气缸的两个气门，其包括一个杠杆、二个第一从动轮、一个第二从动轮、销轴、定位环、二个摇臂和二个液压挺柱；所述液压挺柱安装在缸盖上，使两个液压挺柱的球心所形成的连线平行于第一凸轮轴和第二凸轮轴；摇臂的一端具有窝心，所述窝心与液压挺柱的球心重合并铰接；摇臂的另一端与气门的顶部搭接；所述销轴的两端分别穿插于两个摇臂的中部；所述摇臂能够绕球心摆动一个θ角，所述摇臂的摆动带动所述杠杆绕所述球心在位置1和位置2之间摆动，所述位置1对应于气门零升程位置(L＝0)，即气门关闭位置，所述位置2对应于气门升程最大位置(L＝Lmax)，即气门最大开启位置；所述杠杆于中部支点处套装所述销轴，其间套装一个定位环，使所述杠杆能够绕所述销轴摆动；所述杠杆两端分别可旋转地安装第一从动轮和第二从动轮；所述杠杆处于位置1时，所述定位环的外圆与限位器接触于限位点，限位器限制了杠杆的进一步摆动；所述第一凸轮与第一从动轮可滚动地接触，所述第二凸轮与第二从动轮可滚动地接触；当第一凸轮轴和第二凸轮轴旋转时，第一凸轮和第二凸轮分别迫使与其接触的第一从动轮和第二从动轮发生位移，导致与第一从动轮和第二从动轮连成一体的杠杆支点发生位移，杠杆支点的位移导致所述杠杆绕球心摆动，因而迫使气门在位置1和位置2之间摆动，形成气门的开启和关闭。优选地，两个凸轮的轮廓曲线共同决定了气门的升程曲线，通过一个相位器调节第二凸轮的旋转相位，能够改变气门的关闭时刻、气门升程的大小和气门开启持续期，同时在内燃机小负荷区域，也能够使气门开启时刻延迟一个ε角度，所述的ε角度最大值不超过10度凸轮转角。优选地，所述第二凸轮相位提前，形成内燃机早关的米勒循环，所述第二凸轮相位提前角最大为70度凸轮转角；所述第二凸轮相位延迟，形成内燃机迟关的米勒循环，所述第二凸轮相位延迟角最大为30度凸轮转角。优选地，无论升程的大小如何改变，气门总是在第一凸轮上升缓冲段末点/上升工作段始点与第一从动轮接触时开启，气门总是在第二凸轮下降工作段末点/下降缓冲段始点与第二从动轮接触时关闭，最大限度地减少气门开启和关闭时的冲击力。优选地，其特征在于：第一凸轮轴的后端安装有第一齿轮，第二相位器具有第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮形成齿轮对，所述齿轮对能够使第一凸轮轴和第二凸轮轴同步反向旋转。优选地，第一凸轮轴的后端安装有第一齿轮，相位器具有第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮形成齿轮对，所述齿轮对能够使第一凸轮轴和第二凸轮轴同步反向旋转。优选地，排气凸轮轴上安装由第一链轮，第二相位器具有第二链轮，使用链条将所述两个链轮耦合，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于内燃机的气门正时和升程可变装置，其包括：第一凸轮轴、第二凸轮轴、至少一个杠杆组件、与杠杆组件数量相同的限位器和复位弹簧、第一相位器和第二相位器，其特征在于其特征在于：/n所述第一凸轮轴和第二凸轮轴平行但不同轴可旋转地安装在内燃机缸盖上，通过齿轮啮合或链轮耦合使第一凸轮轴和第二凸轮轴同步旋转；第一凸轮轴的前端安装有第一相位器，所述第一相位器能够调节第一凸轮轴的正时相位；第二凸轮轴的后端安装有第二相位器，所述第二相位器能够调节第二凸轮轴的正时相位；所述第一凸轮轴具有至少一个第一凸轮，所述第二凸轮轴具有至少一个第二凸轮；/n所述杠杆组件管理一个气缸的两个气门，其包括一个杠杆、二个第一从动轮、一个第二从动轮、销轴、定位环、二个摇臂和二个液压挺柱；/n所述液压挺柱安装在缸盖上，使两个液压挺柱的球心所形成的连线平行于第一凸轮轴和第二凸轮轴；摇臂的一端具有窝心，所述窝心与液压挺柱的球心重合并铰接；摇臂的另一端与气门的顶部搭接；所述销轴的两端分别穿插于两个摇臂的中部；所述摇臂能够绕球心摆动一个θ角，所述摇臂的摆动带动所述杠杆绕所述球心在位置1和位置2之间摆动，所述位置1对应于气门零升程位置，即气门升程L＝0，气门处于关闭位置，所述位置2对应于气门升程最大位置，即气们升程L＝Lmax，气门处于最大开启位置；/n所述杠杆于中部支点处套装所述销轴，其间套装一个定位环，使所述杠杆能够绕所述销轴摆动；所述杠杆两端分别可旋转地安装第一从动轮和第二从动轮；所述杠杆处于位置1时，所述定位环的外圆与限位器接触于限位点，限位器限制了杠杆的进一步摆动；/n所述第一凸轮与第一从动轮可滚动地接触，所述第二凸轮与第二从动轮可滚动地接触；当第一凸轮轴和第二凸轮轴旋转时，第一凸轮和第二凸轮分别迫使与其接触的第一从动轮和第二从动轮发生位移，导致与第一从动轮和第二从动轮连成一体的杠杆支点发生位移，杠杆支点的位移导致所述杠杆绕球心摆动，因而迫使气门在位置1和位置2之间摆动，形成气门的开启和关闭。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于内燃机的气门正时和升程可变装置，其包括：第一凸轮轴、第二凸轮轴、至少一个杠杆组件、与杠杆组件数量相同的限位器和复位弹簧、第一相位器和第二相位器，其特征在于其特征在于：
所述第一凸轮轴和第二凸轮轴平行但不同轴可旋转地安装在内燃机缸盖上，通过齿轮啮合或链轮耦合使第一凸轮轴和第二凸轮轴同步旋转；第一凸轮轴的前端安装有第一相位器，所述第一相位器能够调节第一凸轮轴的正时相位；第二凸轮轴的后端安装有第二相位器，所述第二相位器能够调节第二凸轮轴的正时相位；所述第一凸轮轴具有至少一个第一凸轮，所述第二凸轮轴具有至少一个第二凸轮；
所述杠杆组件管理一个气缸的两个气门，其包括一个杠杆、二个第一从动轮、一个第二从动轮、销轴、定位环、二个摇臂和二个液压挺柱；
所述液压挺柱安装在缸盖上，使两个液压挺柱的球心所形成的连线平行于第一凸轮轴和第二凸轮轴；摇臂的一端具有窝心，所述窝心与液压挺柱的球心重合并铰接；摇臂的另一端与气门的顶部搭接；所述销轴的两端分别穿插于两个摇臂的中部；所述摇臂能够绕球心摆动一个θ角，所述摇臂的摆动带动所述杠杆绕所述球心在位置1和位置2之间摆动，所述位置1对应于气门零升程位置，即气门升程L＝0，气门处于关闭位置，所述位置2对应于气门升程最大位置，即气们升程L＝Lmax，气门处于最大开启位置；
所述杠杆于中部支点处套装所述销轴，其间套装一个定位环，使所述杠杆能够绕所述销轴摆动；所述杠杆两端分别可旋转地安装第一从动轮和第二从动轮；所述杠杆处于位置1时，所述定位环的外圆与限位器接触于限位点，限位器限制了杠杆的进一步摆动；
所述第一凸轮与第一从动轮可滚动地接触，所述第二凸轮与第二从动轮可滚动地接触；当第一凸轮轴和第二凸轮轴旋转时，第一凸轮和第二凸轮分别迫使与其接触的第一从动轮和第二从动轮发生位移，导致与第一从动轮和第二从动轮连成一体的杠杆支点发生位移，杠杆支点的位移导致所述杠杆绕球心摆动，因而迫使气门在位置1和位置2之间摆动，形成气门的开启和关闭。


2.根据权利要求1所述的一种用于内燃机的气门正时和升程可变装置，其特征在于：两个凸轮的轮廓曲线共同决定了气门的升程曲线，其中：第一凸轮轮廓曲线的上升缓冲段和上升工作段用于管理气门升程曲线的上升段，通过调节第一凸轮的旋转相位，能够改变气门的开启时刻和气门升程大小；第二凸轮轮廓曲线的下降缓冲段和下降工作段用于管理气门升程曲线的下降段，通过调节第二凸轮的旋转相位，能够改变气门的关闭时刻和气门升程的大小；通过同时调节第一凸轮和第二凸轮的旋转相位，能够改变气门的开启时刻、关闭时刻、升程大小和/或气门开启持续期。


3.一种用于内燃机的气门正时和升程可变装置，其包括：第一凸轮轴、第二凸轮轴、一个相位器、至少一个杠杆组件、与杠杆组件数量相同的限位器和复位弹簧；其特征在于：
所述第一凸轮轴和第二凸轮轴平行但不同轴可旋转地安装在内燃机缸盖上，通过齿轮啮合或链轮耦合使第一凸轮轴和第二凸轮轴同步旋转；第二凸轮轴的后端安装有相位器，所述相位器能够调节第二凸轮轴的正时相位；
所述杠杆组件管理一个气缸的两个气门，其包括一个杠杆、二个第一从动轮、一个第二从动轮、销轴、定位环、二个摇臂和二个液压挺柱；
所述液压挺柱安装在缸盖上，使两个液压挺柱的球心所形成的连线平行于第一凸轮轴和第二凸轮轴；摇臂的一端具有窝心，所述窝心与液压挺柱的球心重合并铰接；摇臂的另一端与气门的顶部搭接；所述销轴的两端分别穿插于两个摇臂的中部；所述摇臂能够绕球心摆动一个θ角，所述摇臂的摆动带动所述杠杆绕所述球心在位置1和位置2之间摆动，所述位置1对应于气门零升程位置(L＝0)，即气门关闭位置，所述位置2对应于气门升程最大位置(L＝Lmax)，即气门最...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈大兹，罗宝军，谯俊豪，
申请(专利权)人：湖南大兹动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43