具有可变气门正时系统的动力单元技术方案

本主题涉及一种具有可变气门正时系统的动力单元。动力单元(100)包括气缸盖组件(102)。设置在气缸盖组件(102)上的可变气门正时系统包括第一凸轮(142)，用于通过能够围绕第一轴线(S

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可变气门正时系统的动力单元


[0001]本主题总体上涉及一种动力单元，并且具体地涉及一种用于动力单元的可变气门正时系统。

技术介绍

[0002]通常，像内燃(IC)机等动力单元通过在内燃机的燃烧室内燃烧空气
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燃料混合物来将化学能转换成机械能。除其他部件外，内燃机在气缸体顶部具有气缸盖组件。气缸体限定容纳往复式活塞的燃烧室。空气
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燃料混合物的燃烧使活塞经受往复运动，从而通过连杆将燃烧期间产生的能量转移至曲轴，从而以旋转方式驱动曲轴。
[0003]空气
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燃料混合物的燃烧产生需要通过排气系统从燃烧室排出的废气。因此，设置在气缸体顶部的气缸盖组件设置有多个气门，这些气门间隔一定时间打开和关闭以用于使空气
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燃料混合物进入燃烧室并用于从燃烧室排出废气。
附图说明
[0004]参考附图来进行详细描述。在附图中，自始至终使用相似的数字来表示相似的特征和部件。
[0005]图1示出根据本主题的实施例的动力单元的前立体图。
[0006]图2描绘根据本主题的实施例的气缸盖组件的俯视图。
[0007]图3描绘根据本主题的实施例的气缸盖组件的侧视图。
[0008]图4描绘根据本主题的实施例的可变气门正时系统的详细示意图。
[0009]图5描绘根据本主题的实施例的可变气门正时系统的选定部件的分解图。
[0010]图6描绘根据本主题的实施例的可变气门正时系统的一部分的详细示意图。
[0011]图7描绘根据本主题的实施例的可变气门正时系统的示意图。
[0012]图8描绘根据本主题的实施例的沿如图6所示的轴线X
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X'截取的可变气门正时系统的一部分的截面图。
[0013]图9(a)描绘根据本主题的实施例的减压系统的工作的示例性曲线图。
[0014]图9(b)描绘根据本主题的实施例的处于接合和脱离状态下的气门升程的示例性曲线图。
[0015]图10描绘根据本主题的实施例的处于致动状态下的可变气门正时系统的示意图。
具体实施方式
[0016]通常，动力单元设置有多个气门。多个气门对应于动力单元的进气和排气。例如，气门的基本配置可具有单个进气气门和单个排气气门，它们分别用于使空气
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燃料混合物进入并排出废气。取决于进气和排气要求，通常为进气提供多于一个气门并且为排气提供多于一个气门。通常，多个气门处于常闭状态，并且气门正时机构用于在限定的时间间隔打开每个气门。气门正时机构包括用于打开和关闭气门的凸轮轴，其中，凸轮轴能够通过链条
驱动。
[0017]通常，在较小的通勤车辆(如两轮车、三轮车)或结合1000cc或更少的动力单元的小型车中提供固定气门正时。术语“气门正时”通常是指气门的打开时间和关闭时间。固定气门正时具有固定的气门打开时间和关闭时间。由于气门正时取决于曲轴和凸轮轴的旋转，因此气门保持打开的持续时间随着发动机速度的增加(由于每分钟旋转的增加)而减少。进气和排气系统的固定气门正时会显著影响动力单元的容积效率。例如，在内燃机高速运转期间，动力单元的透气性可能会由于针对较低发动机速度调整的气门正时而受到影响。由于燃烧时间不足或排气时间不足，可能会出现类似的问题。因此，传统内燃机只能在一定的发动机转速范围内高效地发挥作用，并且在低速或高速时性能都会受到影响。
[0018]过去已经进行各种尝试以通过提供可变气门正时系统来解决与动力单元的固定气门正时相关的上述问题。然而，此类可变正时系统在赛车应用中实施，或者由于其成本和复杂性而作为车辆中的高级特征提供。一种尝试是通过凸轮轮廓切换来实现可变气门正时。此类已知系统的缺点是使整个发动机组件更笨重。因此，在紧凑型动力单元(如单缸内燃机)中设计可变气门正时一直存在挑战，因为此类发动机的气缸盖组件区域中的可用空间很小。气缸盖通常还需要在其附近有足够的工作空间，以实现操作空间来维修系统和其外围零件。此外，经常需要在气缸盖附近安装动力总成外围系统，例如冷却系统、传感器等，这会使得设计更加复杂。
[0019]此外，需要在零件内部提供轴向路径的基于液压/基于压力的系统会使零件体积更大，并且由于使用液压或压力系统，系统需要定期维护。其他设置，诸如用于凸轮切换的轴之间的机械接合单元，在本领域中也是已知的。然而，机械接合单元具有较高的惯性重量，因此在较高发动机速度下运行具有限制。这种具有更高惯性的发动机需要更大的致动系统，这对于在紧凑的动力单元中容纳这种致动系统而言具有挑战性。此外，此类已知系统更笨重，因为凸轮轴或者轴向延伸以结合开关系统，或者径向延伸以结合液压或机械致动系统，从而使凸轮轴和气门正时组件更笨重。
[0020]因此，需要提供一种具有可变气门正时系统的紧凑型动力单元，所述可变气门正时系统包括紧凑型凸轮轴和紧凑型气门正时组件，以便即使在具有拥挤的气缸盖组件部分的小而紧凑的动力单元布局中也可封装。此外，用于可变气门正时系统的部件应具有较低的惯性，以便能够使用较小的致动系统，该较小的致动系统能够容纳在即使小型发动机中，并且较低的惯性使得能够在更高的速度下轻松可靠地运行。
[0021]本主题提供一种具有气缸盖组件的动力单元。所述气缸盖组件涉及具有凸轮轴的可变气门正时系统，凸轮轴包括用于致动一个或多个第一气门的第一凸轮和第二凸轮。对应于第一凸轮的第一摇臂致动一个或多个第一气门。对应于第二凸轮的第二摇臂能够选择性地致动一个或多个第一气门。在动力单元的第一预定速度范围期间，一个或多个第一气门由第一摇臂致动，并且在动力单元的第二预定速度范围期间，一个或多个第一气门由第二摇臂致动。因此，术语“选择性地”限定了第二摇臂和对应的第二凸轮轴在动力单元的预定速度范围内操作。第一摇臂和第二摇臂能够由于凸轮轴的旋转而围绕第一轴线摆动。接合单元也围绕第一轴线设置并被配置为使第二摇臂与第一摇臂选择性地(根据一个实施例，“选择性地”指动力单元的预定速度范围)接合。
[0022]一方面，接合单元被配置为邻近作为第一摇臂和第二摇臂的摆动轴线的第一轴
线。在一个实施例中，接合单元围绕操作轴线操作并且操作轴线与第一轴线重叠。因此，系统的惯性较低，尤其是摇臂的惯性较低，因为重量主要集中在第一轴线周围。致动摇臂所需的工作量或力更少。此外，即使在较高的发动机运转速度下，摇臂也可轻松操作。
[0023]特征在于，能够将第一摇臂与第二摇臂选择性地接合的接合单元设置在第一摇臂与第二摇臂之间，并且第一摇臂、第二摇臂和接合单元包括共同的轴线，即第一轴线。接合单元的一个轴向侧与第一摇臂和第二摇臂中的一个臂接合，并且接合单元的另一轴向侧与第一摇臂和第二摇臂的中另一臂选择性地接合，其中，接合单元被配置为围绕所述第一轴线移动。因此，接合单元紧凑地容纳在第一摇臂与第二摇臂之间，从而提供改进的重量分布。如果设计是将接合单元朝向第一摇臂轴的轴向端部设置，则会对摇臂轴施加不希望的应力，从而由于应力集中在单一区域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种动力单元(100)，包括：可变气门正时系统(200)，包括：第一凸轮(142)，所述第一凸轮(142)用于通过第一摇臂(144)致动一个或多个第一气门(132)，所述第一摇臂(144)能够围绕第一轴线(S
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S')枢转；第二凸轮(152)，所述第二凸轮(152)用于通过第二摇臂(154)选择性地致动所述一个或多个第一气门(132)，所述第二摇臂(154)能够围绕所述第一轴线(S
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S')枢转；以及接合单元(145、160、162)，所述接合单元(145、160、162)围绕所述第一轴线(S
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S')设置，所述接合单元(145、160、162)被配置为将所述第二摇臂(154)与所述第一摇臂(144)选择性地接合。2.根据权利要求1所述的动力单元(100)，其中，所述接合单元(145、160、162)的一个轴向侧与所述第一摇臂(144)和所述第二摇臂(154)中的一个臂接合，并且所述接合单元(145、160、162)的另一轴向侧与所述第一摇臂(144)和所述第二摇臂(154)中的另一臂选择性地接合，其中，所述接合单元(145、160、162)被配置为围绕所述第一轴线(S
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S')移动。3.根据权利要求1所述的动力单元(100)，其中，所述可变气门正时系统(200)安装至气缸盖组件(102)，所述气缸盖组件(102)包括用于驱动至少一个第二气门(134)的第三凸轮(124)和对应的第三摇臂，其中，所述第三凸轮(124)设置在所述第一凸轮(142)与所述第二凸轮(152)之间。4.根据权利要求1所述的动力单元(100)，其中，所述接合单元(145、160、162)容纳在所述第一摇臂(144)与所述第二摇臂(154)之间，并且其中，当沿其径向方向观察时，所述接合单元(145、160、162)的至少一部分与所述凸轮轴(120)的第三凸轮(124)的至少一部分重叠(OL)。5.根据权利要求1所述的动力单元(100)，其中，所述接合单元(145、160、162)安装至第一摇臂轴(146)，并且所述第一摇臂轴(146)通过一个或多个旋转支撑构件(147)可旋转地支撑在气缸盖组件(102)上，其中，所述第一摇臂轴(146)支撑所述第一摇臂(144)和所述第二摇臂(154)，从而实现围绕所述第一轴线(S
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S')的摆动。6.根据权利要求4所述的动力单元(100)，其中，所述接合单元(145、160、162)包括花键轴(162)、互锁构件(160)和锁紧部(145)，其中，所述第一摇臂轴(146)包括具有第二直径(D2)的至少一段长度，所述第二直径(D2)小于所述第一摇臂轴(146)的剩余长度的第一直径(D1)，并且所述花键轴(162)围绕所述第二直径(D2)设置，并且所述第二摇臂(154)安装至所述花键轴(162)。7.根据权利要求6所述的动力单元(100)，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：TVS电机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：