專利名稱：調(diào)相器型全可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)相器型全可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，是往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域中驅(qū)動(dòng)氣門的機(jī)構(gòu)之一，能夠使氣門的正時(shí)控制獨(dú)立于升程的調(diào)節(jié)，即可連續(xù)調(diào)節(jié)氣門持續(xù)開啟時(shí)間而不改變氣門升程，從而達(dá)到優(yōu)化氣門控制的目的。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)的氣門驅(qū)動(dòng)采用連續(xù)可變氣門正時(shí)可以提高內(nèi)燃機(jī)氣缸的充氣率，提高功率和效率，降低氣缸工作溫度，降低內(nèi)燃機(jī)的污染排放。內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門驅(qū)動(dòng)采用連續(xù)可變氣門升程技術(shù)可以提高內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣效率，降低油耗，提高內(nèi)燃機(jī)對(duì)油門的響應(yīng)速度。公開號(hào)CNlO1149000A名為內(nèi)燃機(jī)的可變氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的專利中，氣門的正時(shí)和升程是相互關(guān)聯(lián)的，即氣門打開的持續(xù)時(shí)間與氣門打開的升程是成比例關(guān)系，但由此帶來(lái) 的問(wèn)題是不能很好兼顧可變氣門正時(shí)和可變氣門升程這兩種調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)。公開號(hào)CN2771485名為內(nèi)燃機(jī)無(wú)級(jí)可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)的專利中，利用雙凸輪軸的相位變化來(lái)改變氣門正時(shí)，但此方法中凸輪與V型搖臂有脫離接觸的情況，因此當(dāng)再有接觸時(shí)將產(chǎn)生沖擊，損毀部件。且此方法產(chǎn)生氣門的二次開啟，并且氣門過(guò)早達(dá)到最大升程位置，過(guò)遲離開最大升程位置，對(duì)與氣門彈簧的彈力要求更高，使沖擊的問(wèn)題更為嚴(yán)重。氣門在最大升程附近會(huì)有一個(gè)劇烈的反彈跳，可能時(shí)氣門的液壓挺桿脫離與凸輪或者V型搖臂的接觸，使氣門遭到損壞。公開號(hào)CN1814992A名為連續(xù)可變氣門正時(shí)配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)的專利中，試圖采用二根凸輪軸的相位改變來(lái)改變進(jìn)氣門的持續(xù)開啟時(shí)間，但簡(jiǎn)單搖臂式的驅(qū)動(dòng)作用合成器過(guò)于簡(jiǎn)單，使氣門產(chǎn)生一個(gè)階躍運(yùn)動(dòng)，不適合實(shí)際使用，更不適合內(nèi)燃機(jī)高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。公開號(hào)CN101858233A名為包含變速擺機(jī)構(gòu)的全可變氣門正時(shí)方法和機(jī)構(gòu)的專利中，雖然可以做到連續(xù)可調(diào)氣門持續(xù)開啟時(shí)間，但是所示方法和機(jī)構(gòu)的體積比較龐大，部分部件應(yīng)力比較大，磨損也比較大。而且含有彈簧，不能很好適應(yīng)特別高的轉(zhuǎn)速下機(jī)構(gòu)具有足夠快的相應(yīng)，可能造成機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)失去控制，不能應(yīng)用與轉(zhuǎn)速高于每分鐘轉(zhuǎn)速I萬(wàn)轉(zhuǎn)的內(nèi)燃機(jī)氣門驅(qū)動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本專利為改進(jìn)上述不足作出新的解決方案，一種調(diào)相器型全可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，包含偏心輪軸，與內(nèi)燃機(jī)的曲軸通過(guò)剛性機(jī)構(gòu)相連接，轉(zhuǎn)速是曲軸的二分之一；齒輪軸，與內(nèi)燃機(jī)的曲軸通過(guò)剛性機(jī)構(gòu)相連接；調(diào)相器，與所述齒輪軸通過(guò)齒輪嚙合，其齒輪軸通過(guò)連桿與所述偏心輪軸相連；偏心輪調(diào)相器，調(diào)節(jié)所述偏心輪軸與曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位關(guān)系；凸輪套管，含有凸輪，凸輪與一個(gè)驅(qū)動(dòng)氣門的滾輪搖臂上的滾輪接觸，轉(zhuǎn)速是曲軸轉(zhuǎn)速的二分之一。發(fā)明中含有二根轉(zhuǎn)動(dòng)軸，一根是齒輪軸，提供凸輪套管恒速轉(zhuǎn)動(dòng)；一根是偏心輪軸，提供凸輪套管的變速轉(zhuǎn)動(dòng)；二根轉(zhuǎn)動(dòng)軸由曲軸通過(guò)鏈條驅(qū)動(dòng)。結(jié)構(gòu)的特征使此機(jī)構(gòu)可以簡(jiǎn)化為一種可變氣門正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)，齒輪軸連接線性控制機(jī)構(gòu)，曲軸以鏈條直接連接偏心輪軸，偏心輪軸的轉(zhuǎn)速是曲軸轉(zhuǎn)速的二分之一。這個(gè)簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)在改變氣門持續(xù)開啟時(shí)間的同時(shí)也改變了氣門的升程，在某些需要提供連續(xù)可調(diào)氣門升程的場(chǎng)合替代所述調(diào)相器型全可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)。


圖I是示意圖，示出了調(diào)相器型全可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)各部件之間的位置和連接關(guān)系。圖2是調(diào)相器示意圖，示出了由行星齒輪系構(gòu)成的調(diào)相器中的行星齒輪組是調(diào)節(jié)凸輪套管轉(zhuǎn)動(dòng)相位的部件。圖3是齒輪軸的示意圖，示出了齒輪軸具有一個(gè)突起，突起與凸輪套管內(nèi)部配合，固定齒輪軸的位置。
圖4是調(diào)相器的調(diào)節(jié)示意圖，示出了調(diào)相器的二個(gè)特征角度，一個(gè)角度使氣門的持續(xù)開啟時(shí)間最短，另一則最長(zhǎng)，并對(duì)應(yīng)于各自的氣門升程曲線，顯示了調(diào)節(jié)氣門正時(shí)的效果。圖5是調(diào)相器的調(diào)節(jié)示意圖，示出而調(diào)相器的二個(gè)特征角度，一個(gè)角度是使氣門處于中等轉(zhuǎn)速偏下的調(diào)節(jié)狀態(tài)，另一個(gè)是中等轉(zhuǎn)速偏上的調(diào)節(jié)狀態(tài)，顯示了調(diào)節(jié)氣門正時(shí)的方法。圖6是四齒輪系調(diào)相器的簡(jiǎn)單示意圖，示出了由四個(gè)齒輪依次嚙合而成一個(gè)改變凸輪相位的機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖來(lái)敘述一個(gè)例示性實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中省略了部分外圍部件例如鏈條和液壓管路，這些是公知的部件，省略其作用的敘述。參考附圖I，是機(jī)構(gòu)的右后視圖，齒輪軸I具有齒輪3，齒輪3是通過(guò)鏈條與內(nèi)燃機(jī)的曲軸相連的。偏心輪軸2通過(guò)一個(gè)偏心輪調(diào)相器5與齒輪4連接，驅(qū)動(dòng)齒輪軸I的鏈條同時(shí)與齒輪4相連，因此齒輪軸I轉(zhuǎn)動(dòng)方向與偏心輪軸2是相同的。偏心輪調(diào)相器5可以調(diào)節(jié)齒輪4與偏心輪軸2的相位，也因此調(diào)節(jié)了偏心輪與內(nèi)燃機(jī)曲軸和齒輪軸的相位。偏心輪軸2上有偏心輪7，通過(guò)連桿6，偏心輪7可連接到軸10上。軸10是固定在支架9上的，牽引軸10可以使支架9繞齒輪軸的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪段8是凸輪套管11的一段，二者是一體的部件，齒輪段8內(nèi)部有齒輪。凸輪套管11上含有二個(gè)凸輪12a和12b，二個(gè)凸輪是驅(qū)動(dòng)同一種氣門的凸輪，例如進(jìn)氣門或者排氣門，不可以是不同的氣門。凸輪12a與滾輪13a緊密接觸，滾輪13a以軸固定在滾輪搖臂15a上，滾輪搖臂15a據(jù)液壓挺柱20a可以驅(qū)動(dòng)氣門19a開啟，同理，滾輪搖臂15b可以據(jù)20b驅(qū)動(dòng)氣門19b。凸輪套管11和偏心輪軸2由四個(gè)固定器14a、14b、14c、14d固定在內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋上。通常固定器14b、14d都是在鑄造時(shí)與氣缸蓋是一體的，而固定器14a、14c是固定用的蓋板，用螺栓固定在固定器14b、14d上，附圖I中螺栓及其孔皆省略。這里的齒輪齒輪3和齒輪4的齒數(shù)比不一定是一比二，齒輪軸的轉(zhuǎn)速也不一定是偏心輪軸2的二根之一，因?yàn)辇X輪軸I的轉(zhuǎn)速是由齒輪段8內(nèi)部有齒輪的齒數(shù)和齒輪軸I所具有的內(nèi)部的齒輪的齒數(shù)的比例而定的。確定這些關(guān)鍵齒數(shù)比例的效果是使凸輪套管11的轉(zhuǎn)速是內(nèi)燃機(jī)曲軸的二分之一，使凸輪能夠滿足內(nèi)燃機(jī)氣門的正時(shí)的要求。凸輪套管11上也可以有一個(gè)或三個(gè)凸輪，視具體的設(shè)計(jì)要求而做修改，二個(gè)凸輪僅是示例性的數(shù)量，因?yàn)榉弦话愕拿總€(gè)氣缸四氣門的設(shè)計(jì)，可以驅(qū)動(dòng)二個(gè)進(jìn)氣門或者排氣門。偏心輪7和連桿6僅是一種提供周期往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，也可以由凸輪和彈簧的機(jī)構(gòu)取代，但優(yōu)先使用偏心輪結(jié)構(gòu)，因?yàn)槠妮喗Y(jié)構(gòu)不需要彈簧，在內(nèi)燃機(jī)處于極高轉(zhuǎn)速，例如每分鐘一萬(wàn)轉(zhuǎn)以上時(shí)具有很好的剛性約束，不會(huì)使正時(shí)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)失去控制。此外，偏心輪7和連桿6也可以改為驅(qū)動(dòng)一個(gè)擺動(dòng)的齒輪，同時(shí)去掉支架9上的軸10，而在支架9的邊 緣加齒輪，并偏心輪7通過(guò)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)齒輪來(lái)周期性改變支架9的角度，這個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性高，但是使支架9的擺動(dòng)范圍增大一些。但通常以簡(jiǎn)單的放大偏心輪7來(lái)增大支架9的擺動(dòng)范圍。齒輪軸I和偏心輪軸2以公知的方法限制其軸向位置，例如固定凸輪軸的方法。參考附圖2，是一種調(diào)相器內(nèi)部的示意圖。支架9上的軸10連接在孔17中，因此與偏心輪的連桿形成剛性連接。本實(shí)施例中，支架9上共有6個(gè)連接小齒輪的軸，其中2個(gè)是軸18和軸22。軸18是作為小齒輪23的軸，軸22是作為小齒輪21的軸。當(dāng)支架9以齒輪軸的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，依靠6個(gè)小齒輪的軸帶動(dòng)小齒輪在調(diào)相器內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)。小齒輪18和22都與齒輪段8內(nèi)部的齒輪24嚙合，同時(shí)由于齒輪軸上的齒輪25嚙合。這樣齒輪25的轉(zhuǎn)動(dòng)方向就是與齒輪段8相反的。齒輪段8與凸輪套管11是一體的，齒輪軸通過(guò)齒輪段8驅(qū)動(dòng)凸輪套管11轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪段8的直徑比凸輪套管11大很多，以便容納小齒輪，使小齒輪不會(huì)太小而難于加工且強(qiáng)度太低。凸輪套管11與齒輪段8之間有一個(gè)凹環(huán)形的結(jié)構(gòu)，等同于凸輪套管11具有一個(gè)突起16，凹環(huán)機(jī)構(gòu)可以嵌入固定器14d的孔中，使凸輪套管11具有軸向位置的約束能力。偏心輪軸2與齒輪軸是并列安裝的，距離根據(jù)連桿的長(zhǎng)度而定，但需要保證連桿在擺動(dòng)中不會(huì)碰到齒輪軸。參考附圖I和附圖2,齒輪3的齒數(shù)、齒輪23、齒輪24、齒輪25的齒數(shù)比設(shè)計(jì)的效果是使凸輪套管11的轉(zhuǎn)速是曲軸轉(zhuǎn)速的二分之一，使凸輪12a、12b能夠滿足內(nèi)燃機(jī)氣門的正時(shí)的要求。同時(shí)，偏心輪7的周期性運(yùn)動(dòng)使支架9周期性轉(zhuǎn)動(dòng)，因而使凸輪12a、12b的轉(zhuǎn)動(dòng)角速率周期性變化，即一個(gè)恒定的轉(zhuǎn)動(dòng)角速率上疊加了一個(gè)可近似看作正弦波的波動(dòng)，或者有表述，凸輪12a、12b推動(dòng)氣門19a、19b開啟至最大時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間是可以不同的，因而產(chǎn)生了氣門持續(xù)開啟時(shí)間的連續(xù)可調(diào)的可能。參考附圖3，前視圖的A-A剖面視圖中，齒輪軸I具有與凸輪套管11同內(nèi)徑相同的一個(gè)突起26，使齒輪軸I能夠依靠凸輪套管11固定在固定器14d上，這里省略掉了固定器14c，凸輪套管11所具有的凹環(huán)部分是嵌入到固定器14d中的。突起26上有凸輪12b。圖中可見凸輪套管11的另一端是由固定器14a和14b固定的。此圖是未完全安裝的狀態(tài)，支架9并未插入到小齒輪27的軸孔之中，而小齒輪位于凸輪套管11內(nèi)，是正常工作狀態(tài)的位置。參考附圖4，首先規(guī)定旋轉(zhuǎn)的方向。因?yàn)辇X輪軸和偏心輪軸2的旋轉(zhuǎn)方向相同，因此偏心輪7與凸輪12a的旋轉(zhuǎn)方向就是相反的。因?yàn)槠妮嗇S2與凸輪套管的轉(zhuǎn)速同樣是曲軸轉(zhuǎn)速的二分之一，因此偏心輪7與凸輪12a的轉(zhuǎn)速就是相同的，只能調(diào)節(jié)二者的相位關(guān)系。假設(shè)凸輪12a順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心輪7必是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。圖4A中的方向線M表示凸輪12a的方向，圖4B中的方向線M表示偏心輪輪7的方向，圖4C中的方向線M表示凸輪12a的處于圖4A的狀態(tài)時(shí)的方向，而此時(shí)也是氣門升程處于最大的時(shí)刻，即圖4D中的升程線M。M標(biāo)識(shí)的意義在于在凸輪12a處于最大推動(dòng)氣門開啟升程位置時(shí)刻的凸輪12a、偏心輪7的位置，和凸輪12a的角速率三個(gè)關(guān)鍵特征的標(biāo)志，當(dāng)調(diào)節(jié)偏心輪7與凸輪12a相位時(shí)，這個(gè)M標(biāo)識(shí)的位置將改變，在氣門升程4D中升程線M的位置不變，但二側(cè)的氣門升程曲線線形發(fā)生變化。圖4C中的曲線Vl是凸輪12a工作時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)角速率的極坐標(biāo)表示，曲線Vl距離線段SI與方向線M交點(diǎn)的距離，就是凸輪12a工作時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)角速率?？梢娡馆?2a工作時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)角速率是周期性變化的，周期恰好是凸輪12a轉(zhuǎn)動(dòng)360的時(shí)間，這個(gè)周期性變化是偏心輪7賦予的。虛線圓V2就是凸輪12a勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速率曲線，與曲線Vl是同心的。在曲線Vl的基礎(chǔ)上疊加一個(gè)周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速率就得到曲線V2。圖4C中的線段SI是凸輪12a開始推動(dòng)氣門開啟的角度位置，線段S2是凸輪12a釋放氣門使之完全關(guān)閉的角度位置。線段SI、線段S2、方向線M與曲線Vl的交點(diǎn)就是處于三個(gè)時(shí)刻的凸輪12a的轉(zhuǎn)動(dòng)角速率。 圖4A和圖4E是二個(gè)偏心輪7方向截然相反的調(diào)節(jié)狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的偏心輪7方向分別是圖4B和圖4F。圖4C和圖4G是這二個(gè)狀態(tài)的凸輪12a的速率圖，而圖4D是這二個(gè)狀態(tài)下對(duì)應(yīng)的氣門升程曲線。圖4C和圖4G的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是順時(shí)針的，因?yàn)榇硕D是表達(dá)凸輪12a的轉(zhuǎn)動(dòng)角速率的。圖4D中的曲軸角度的方向是左小右大，因此曲線SI是氣門開啟，曲線S2氣門關(guān)閉。調(diào)節(jié)偏心輪7的與凸輪12a的相位關(guān)系，使之達(dá)到圖4A和圖4B相對(duì)位置，于是得到凸輪12a如圖4C的角速率狀態(tài)，于是得到圖4D上半部分氣門升程曲線的形狀，曲線SI是氣門開啟，曲線S2是氣門關(guān)閉，氣門的持續(xù)開啟時(shí)間為Al，氣門最大升程為M。同理，調(diào)節(jié)偏心輪7的與凸輪12a的相位關(guān)系，使之達(dá)到圖4E和圖4F相對(duì)位置，于是得到凸輪12a如圖4G的角速率狀態(tài)，于是得到圖4D下半部分氣門升程曲線的形狀，曲線SI是氣門開啟，曲線S2是氣門關(guān)閉，氣門的持續(xù)開啟時(shí)間為A2，氣門最大升程為M。這 樣，本實(shí)施例機(jī)構(gòu)可以完成改變氣門持續(xù)開啟時(shí)間而不改變氣門升程的功能。參考附圖5，與附圖4類似的，可以引用相關(guān)的敘述。所不同的是，圖5B中的偏心輪7的方向沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)了一個(gè)角度，這個(gè)角度是凸輪12a從開啟氣門至氣門達(dá)到最大升程二個(gè)位置之間的角度，即圖5C中的線段SI與方向線M之間的夾角。此時(shí)，線段SI位于凸輪12a轉(zhuǎn)動(dòng)角速率最大的位置，因此氣門開啟的升程曲線SI就是最陡峭的，即氣門以最快速率開啟。同時(shí)，線段S2向凸輪12a轉(zhuǎn)動(dòng)角速率減小的方向移動(dòng)了，因此氣門關(guān)閉的速率就降低了，因此圖中上半部分氣門升程曲線S2變得平緩了。結(jié)果就是形成了一個(gè)氣門的持續(xù)開啟時(shí)間A3。持續(xù)開啟時(shí)間A3比附圖4D中的Al更加寬，但是曲線SI的位置不同。如附圖5F所示，當(dāng)偏心輪7繼續(xù)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使圖5G下半部分中的線段S2位于凸輪12a速率最慢的位置時(shí)，所顯示的氣門關(guān)閉的曲線S2最為平緩，比附圖4D中的下半部分的曲線S2更加平緩。雖然此時(shí)的氣門持續(xù)開啟時(shí)間A4比Al短，但氣門關(guān)閉的速率比Al要更慢。綜合附圖4和附圖5的說(shuō)明，調(diào)節(jié)氣門持續(xù)開啟時(shí)間的方法就是通過(guò)調(diào)節(jié)偏心輪軸2的相位，使其超前凸輪12a的角度從零連續(xù)調(diào)整到180度，于是，氣門持續(xù)開啟時(shí)間就從最小調(diào)節(jié)到最大，具體數(shù)值，以不同的具體的設(shè)計(jì)的不同而相異。參考附圖6，這是另一種四齒輪系調(diào)相器的實(shí)施例。調(diào)相器有很多種，例如公知技術(shù)中的液壓型的調(diào)相器用于凸輪軸的相位調(diào)節(jié)，但是齒輪系用于調(diào)相器的好處是相應(yīng)非?？?，而且位置非常準(zhǔn)確。但如附圖2所述的行星齒輪系并不是唯一可以用于調(diào)相的齒輪系，還有其他的形式。例如附圖6所示的四齒輪系。圖6A中，齒輪25是屬于齒輪軸的齒輪，齒輪24是與凸輪12a連接成為一體的齒輪。齒輪25與齒輪24的軸固定不動(dòng)，且齒輪25與齒輪24相互之間不嚙合，因?yàn)辇X輪25與齒輪24是齒輪鏈上的首尾二端的齒輪。齒輪29和齒輪25和齒輪31嚙合，齒輪31與齒輪24和29嚙合，形成一個(gè)由四個(gè)齒輪依次嚙合的四齒輪系。齒輪系中嚙合的齒輪以連桿28、連桿30、 連桿32連接齒輪的軸。當(dāng)保持齒輪25固定不轉(zhuǎn)動(dòng)、四齒輪系的連桿相互位置和角度發(fā)生變化時(shí)，例如由圖6A的形狀改變到圖6B的形狀，那么可以明顯看到凸輪12a的方向發(fā)生改變，從而完成了改變凸輪相位的功能。進(jìn)而按照附圖2的方法將四齒輪系的連桿28、32或者中間二個(gè)齒輪29、31的軸上連接到偏心輪機(jī)構(gòu)上，就構(gòu)成一個(gè)與凸輪旋轉(zhuǎn)同步的周期性改變凸輪相位的機(jī)構(gòu)，從而可以改變凸輪的旋轉(zhuǎn)角速度，構(gòu)成與附圖2所述機(jī)構(gòu)功能相同的全可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)。參考附圖6，此四齒輪系的調(diào)相器的平衡性不如行星齒輪系，可通過(guò)在對(duì)側(cè)增加二個(gè)與齒輪29和31相同的齒輪，以及與連桿28、30、32相同的連桿，組成另一個(gè)四齒輪系，并且使同與齒輪24和齒輪25相連的連桿合并為一個(gè)部件，這樣平衡性可以改善。附圖6所示的四齒輪系是最簡(jiǎn)潔的機(jī)構(gòu)形式。參考附圖2至附圖5，凸輪12a的角度大小是氣門最大持續(xù)開啟時(shí)間和最小持續(xù)開啟時(shí)間的中間值，例如氣門持續(xù)開啟時(shí)間從曲軸角度180度至320度，那么凸輪的角度應(yīng)當(dāng)是180+ (320-180) /2 = 250 度考慮到一些部件運(yùn)動(dòng)時(shí)的非線性，這個(gè)角度需做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。以上附圖I至6所描述的機(jī)構(gòu)，具有另一個(gè)重要的特征，可以簡(jiǎn)化成為一種可變氣門正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)。方法如下，參考附圖I至6，將齒輪軸I脫離與曲軸相連的鏈條，連接類似偏心輪調(diào)相器5線性控制機(jī)構(gòu)但不含齒輪，曲軸以鏈條直接連接偏心輪軸2，取消偏心輪調(diào)相器5。偏心輪軸的轉(zhuǎn)速是曲軸轉(zhuǎn)速的二分之一，并適當(dāng)調(diào)整各部分的參數(shù)，此時(shí)凸輪套管11的運(yùn)動(dòng)是偏心輪軸2驅(qū)動(dòng)下的擺動(dòng)而非轉(zhuǎn)動(dòng)，線性控制機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪軸I調(diào)整凸輪套管11的擺動(dòng)范圍，因此對(duì)氣門的控制等同于公開號(hào)CN101149000A名為內(nèi)燃機(jī)的可變氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的專利。這個(gè)簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)在改變氣門持續(xù)開啟時(shí)間的同時(shí)也改變了氣門的升程，在某些需要提供連續(xù)可調(diào)氣門升程的場(chǎng)合替代所述調(diào)相器型全可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，同樣這個(gè)簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)也能夠適應(yīng)非常高的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速下對(duì)氣門的控制需求?？傮w而言，本發(fā)明采用了變速凸輪的技術(shù)，凸輪通過(guò)一個(gè)行星齒輪系連接曲軸驅(qū)動(dòng)的齒輪軸，通過(guò)一個(gè)與凸輪同步驅(qū)動(dòng)的偏心輪帶動(dòng)行星齒輪系中的行星輪支架周期性擺動(dòng)，使凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度在360周期內(nèi)有一個(gè)較大的變化，當(dāng)推動(dòng)氣門的時(shí)間恰好是凸輪快速擺動(dòng)時(shí)，氣門持續(xù)開啟時(shí)間短，反之則時(shí)間更長(zhǎng)。因?yàn)檎麄€(gè)機(jī)構(gòu)慣性比較小，部件的平衡性好，適合應(yīng)用的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速更高。本發(fā)明的簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)可以作為最高轉(zhuǎn)速比較低的需要提供氣門連續(xù)可調(diào)升程功能的內(nèi)燃機(jī)，但機(jī)構(gòu)的原理依然是可調(diào)齒輪系機(jī)構(gòu)。上述敘述僅僅是用于解釋本發(fā)明的例示性實(shí)施例，它不是排他的或?qū)⒈景l(fā)明限制與其公開的具體形式。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在不偏離本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以做出各種改變以及其中的元素可用等同元素來(lái)替換。此外，可以做出很多修改以使特定情形或材料適用于本發(fā)明的主旨而不偏離實(shí)質(zhì)范圍。因此，本發(fā)明不限于作為構(gòu)思實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳 模式所公開的特定實(shí)施例，而是本發(fā)明包括屬于本發(fā)明范圍的所有實(shí)施方式。在不偏離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，本發(fā)明能夠以具體解釋和闡明的方式以外的其他方式實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)相器型全可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，包含偏心輪軸，與內(nèi)燃機(jī)的曲軸通過(guò)剛性機(jī)構(gòu)相連接，轉(zhuǎn)速是曲軸的二分之一；齒輪軸，與內(nèi)燃機(jī)的曲軸通過(guò)剛性機(jī)構(gòu)相連接；調(diào)相器，與所述齒輪軸通過(guò)齒輪嚙合，其齒輪軸通過(guò)連桿與所述偏心輪軸相連；偏心輪調(diào)相器，調(diào)節(jié)所述偏心輪軸與曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位關(guān)系；凸輪套管，含有凸輪，凸輪與一個(gè)驅(qū)動(dòng)氣門的滾輪搖臂上的滾輪接觸，轉(zhuǎn)速是曲軸轉(zhuǎn)速的二分之一。
所述一種調(diào)相器型全可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，其特征還在于可以簡(jiǎn)化構(gòu)成一種可變氣門正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)，齒輪軸連接線性控制機(jī)構(gòu)，曲軸以鏈條直接連接偏心輪軸，偏心輪軸的轉(zhuǎn)速是曲軸轉(zhuǎn)速的二分之一。
2.如權(quán)利要求I所述的調(diào)相器型全可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述凸輪套管的一端具有擴(kuò)大的齒輪段，內(nèi)部具有齒輪，齒輪與所述齒輪軸的齒輪通過(guò)一組小齒輪嚙合。
3.如權(quán)利要求2所述的調(diào)相器型全可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述一組小齒輪以 一個(gè)支架連接小齒輪的軸，小齒輪沿所述齒輪軸的角向方向均勻分布。
4.如權(quán)利要求I所述的調(diào)相器型全可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述齒輪段的直徑比凸輪套管大，具有明顯的突起的形狀。
5.一種調(diào)相器，由行星齒輪機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)構(gòu)成。所述行星齒輪機(jī)構(gòu)由所述齒輪軸構(gòu)成太陽(yáng)輪，小齒輪構(gòu)成行星輪，行星輪通過(guò)支架相互連接，環(huán)齒輪是所述凸輪套管的一部分。所述控制機(jī)構(gòu)由偏心輪軸和連桿構(gòu)成。偏心輪軸通過(guò)連桿連接在所述行星輪的支架上。
6.—種調(diào)相器，由四個(gè)齒輪和控制機(jī)構(gòu)構(gòu)成。四個(gè)齒輪依次哨合，哨合的齒輪以連桿連接齒輪的軸。首尾二個(gè)齒輪不嚙合，且軸固定。控制機(jī)構(gòu)連接在連桿上或者中間二個(gè)齒輪的軸上。
全文摘要
本發(fā)明公開一種調(diào)相器型全可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，是一種往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的氣門驅(qū)動(dòng)和控制機(jī)構(gòu)，可用于汽油機(jī)或者柴油機(jī)?，F(xiàn)有技術(shù)中有可以實(shí)現(xiàn)氣門持續(xù)開啟時(shí)間連續(xù)變化而保持氣門升程不變的技術(shù)，但此類技術(shù)使用擺桿或者搖臂，體積比較龐大，磨損也比較大，在更高轉(zhuǎn)速內(nèi)燃機(jī)上應(yīng)用受到制約。本發(fā)明采用了變速凸輪的技術(shù)，凸輪通過(guò)一個(gè)行星齒輪系連接曲軸驅(qū)動(dòng)的齒輪軸，通過(guò)一個(gè)與凸輪同步驅(qū)動(dòng)的偏心輪帶動(dòng)行星齒輪系中的行星輪支架周期性擺動(dòng)，使凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度在360周期內(nèi)有一個(gè)較大的變化，當(dāng)推動(dòng)氣門的時(shí)間恰好是凸輪快速擺動(dòng)時(shí)，氣門持續(xù)開啟時(shí)間短，反之則時(shí)間更長(zhǎng)。因?yàn)檎麄€(gè)機(jī)構(gòu)慣性比較小，部件的平衡性好，適合應(yīng)用的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速更高。
文檔編號(hào)F01L1/344GK102733879SQ20111008603
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者朱譞晟 申請(qǐng)人:朱譞晟