具有不同形線的用于二次開啟氣門的凸輪滑塊機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及具有不同形線的用于二次開啟氣門的凸輪滑塊機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)在正常工作時(shí)的最大氣門升程是固定不可變的，也就是凸輪軸的凸輪型線只有一種。這就造成了該升程不可能使發(fā)動(dòng)機(jī)在高速區(qū)和低速區(qū)都得到良好響應(yīng)。傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門升程一一凸輪型線設(shè)計(jì)是對發(fā)動(dòng)機(jī)在全工況下的平衡性選擇，其結(jié)果是發(fā)動(dòng)機(jī)既得不到最佳的高速效率，也得不到最佳的低速扭矩，只得到了全工況下最平衡的性會(huì)K。
[0003]但隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，人們對發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、油耗以及排放的要求越來越高，可變氣門升程技術(shù)已成為衡量發(fā)動(dòng)機(jī)性能的標(biāo)致性關(guān)鍵技術(shù)之一?？勺儦忾T升程技術(shù)改變了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門升程固定不變的狀態(tài)，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況范圍內(nèi)提供最佳氣門升程，使發(fā)動(dòng)機(jī)在高速區(qū)和低速區(qū)都能得到滿足需求的氣門升程，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)高速功率和低速扭矩，較好地解決了高轉(zhuǎn)速與低轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷與小負(fù)荷下動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性的矛盾，同時(shí)改善了廢氣排放。
[0004]因此，可變氣門升程技術(shù)在大幅度提升發(fā)動(dòng)機(jī)性能的同時(shí)，在節(jié)能和環(huán)保方面也有其獨(dú)特的優(yōu)勢。但是，現(xiàn)有的可變氣門升程機(jī)構(gòu)相對比較復(fù)雜，或是通過切換完整凸輪，或是在搖臂機(jī)構(gòu)上做文章，導(dǎo)致增加不少額外零件，使系統(tǒng)慣量增大，摩擦損失變大，可靠性要求高，需對發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)布置做較大的改動(dòng)與調(diào)整，發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋設(shè)計(jì)的難度較大，成本很高。提高發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率是改善車輛經(jīng)濟(jì)性與動(dòng)力性的有效途徑，由于發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下所需要最佳進(jìn)氣量不同，而控制氣門動(dòng)作的凸輪型線是固定的，所以傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)只能滿足部分工況的最佳配氣要求。此外，一般的可變氣門升程機(jī)構(gòu)只有兩級變化，不能適應(yīng)多種不同工況下的進(jìn)氣量需求，使發(fā)動(dòng)機(jī)的工作不能更好地減少油耗及提高動(dòng)力。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型要解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種具有不同形線的用于二次開啟氣門的凸輪滑塊機(jī)構(gòu)，具有三種升程狀態(tài)，且機(jī)構(gòu)穩(wěn)定可靠，凸輪的線型長久保持完美狀態(tài)，更好的適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作需求。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]具有不同形線的用于二次開啟氣門的凸輪滑塊機(jī)構(gòu)，包括凸輪軸和每個(gè)氣缸對應(yīng)的兩個(gè)凸輪，所述凸輪軸包括內(nèi)軸和外軸，內(nèi)軸可在外軸內(nèi)作軸向運(yùn)動(dòng)，內(nèi)軸上設(shè)有三級階梯，分別設(shè)為最小軸徑段、中等軸徑段和最大軸徑段，外軸上設(shè)有開口 ；所述兩個(gè)凸輪分為普通凸輪和嵌套凸輪，嵌套凸輪上設(shè)有滑塊槽，滑塊槽內(nèi)設(shè)有可實(shí)現(xiàn)徑向運(yùn)動(dòng)的凸輪滑塊，凸輪滑塊端部設(shè)為形線段I，與端部相鄰部分設(shè)為形線段π，凸輪滑塊可穿過開口與內(nèi)軸相抵，凸輪滑塊落于最小軸徑段時(shí)，嵌套凸輪外輪廓無變化，凸輪滑塊落于中等軸徑段時(shí)，形線段I凸出嵌套凸輪輪廓外，凸輪滑塊落于最大軸徑段時(shí)，形線段Π凸出嵌套凸輪輪廓外。凸輪滑塊的徑向運(yùn)動(dòng)范圍為完全縮進(jìn)嵌套凸輪內(nèi)及局部凸出凸輪外輪廓，使得凸輪軸的凸輪型線產(chǎn)生變化，從而達(dá)到改變發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門升程的目的，以適應(yīng)不同工況下發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳配氣與排放性要求。
[0008]根據(jù)三級階梯其工作段有三種情況:當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工況不需要?dú)忾T二次開啟以獲得更多氣體時(shí)，通過內(nèi)軸的軸向運(yùn)動(dòng)使最小軸徑段位于凸輪滑塊下方，此時(shí)，因嵌套凸輪與搖臂的相互作用凸輪滑塊會(huì)沿徑向向內(nèi)軸的最小軸徑段移動(dòng)，不改變嵌套凸輪外輪廓，即發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門升程不改變；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)需要少量額外氣體時(shí)，控制機(jī)構(gòu)推動(dòng)內(nèi)軸沿軸向推進(jìn)，中等軸徑段移至凸輪滑塊下方將其頂出并抵住使之不回落，使形線段I凸出于嵌套凸輪的輪廓外，以驅(qū)動(dòng)氣門第二次開啟，發(fā)動(dòng)機(jī)獲得氣門部分升程的目的；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)需要大量額外氣體時(shí)，控制機(jī)構(gòu)推動(dòng)內(nèi)軸沿軸向推進(jìn)，最大軸徑段移至凸輪滑塊下方將其頂出并抵住使之不回落，使形線段π凸出于嵌套凸輪的輪廓外，以驅(qū)動(dòng)氣門的第二次開啟，發(fā)動(dòng)機(jī)獲得氣門高升程的目的。凸輪滑塊的型線經(jīng)特殊設(shè)計(jì)，當(dāng)其處于低與高兩種升程狀態(tài)時(shí)都能使氣門升程曲線光滑合理。
[0009]優(yōu)選的，所述嵌套凸輪和凸輪滑塊上設(shè)有定位機(jī)構(gòu)，對凸輪滑塊的徑向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行定位導(dǎo)向，定位機(jī)構(gòu)包括:所述嵌套凸輪上位于滑塊槽前后兩側(cè)對稱位置設(shè)有的銷孔;所述凸輪滑塊上與銷孔對應(yīng)位置設(shè)有徑向的腰形孔;設(shè)有定位圓柱銷穿過銷孔及腰形孔。此機(jī)構(gòu)為凸輪滑塊在徑向上的限位措施，防止凸輪滑塊飛脫，造成機(jī)構(gòu)的失效與破壞，腰形孔還限制了凸輪滑塊徑向運(yùn)動(dòng)的行程。
[0010]優(yōu)選的，所述嵌套凸輪上的銷孔結(jié)構(gòu)和所述凸輪滑塊上的腰形孔結(jié)構(gòu)可互換，SP嵌套凸輪上位于滑塊槽前后兩側(cè)對稱位置設(shè)徑向的腰形孔，凸輪滑塊上與腰形孔對應(yīng)位置設(shè)銷孔，也能達(dá)到同樣的效果。
[0011]優(yōu)選的，所述定位機(jī)構(gòu)還包括:所述嵌套凸輪上位于滑塊槽內(nèi)設(shè)有徑向的導(dǎo)軌槽，所述凸輪滑塊上設(shè)有與導(dǎo)軌槽相匹配的導(dǎo)軌。導(dǎo)軌及導(dǎo)軌槽互相嵌合，起到防止凸輪滑塊發(fā)生圓周方向上的晃動(dòng)的作用，也使其能夠在改變升程狀態(tài)作徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)能夠受控的移動(dòng)。
[0012]優(yōu)選的，所述導(dǎo)軌槽的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)，位于滑塊槽內(nèi)的一側(cè)或兩側(cè)，相應(yīng)的所述導(dǎo)軌始終與導(dǎo)軌槽相匹配。一般較優(yōu)的選擇為設(shè)置在凸輪滑塊中間的前后對稱位置各一個(gè)。
[0013]優(yōu)選的，所述嵌套凸輪上的導(dǎo)軌槽結(jié)構(gòu)和所述凸輪滑塊上的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)可互換，SP在嵌套凸輪上設(shè)置導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，凸輪滑塊上設(shè)置導(dǎo)軌槽結(jié)構(gòu)，也能達(dá)到同樣的效果。
[0014]優(yōu)選的，所述凸輪滑塊底部設(shè)有具有一定弧度的圓弧段?？梢詫?shí)現(xiàn)內(nèi)軸與滑塊的相對運(yùn)動(dòng)配合平穩(wěn)，同時(shí)還能保證安裝的簡易性。
[0015]優(yōu)選的，所述最小軸徑段和中等軸徑段之間及所述中等軸徑段和最大軸徑段之間設(shè)有一定的坡度。使在需要改變氣門升程時(shí)，凸輪滑塊在最小軸徑段、中等軸徑段及最大軸徑段之間的徑向運(yùn)動(dòng)過渡更加順滑穩(wěn)定。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型簡單可靠，控制簡便，零部件少，裝配緊湊，加工也很簡便，可靠性高且成本低，可以通過改變控制軸的推進(jìn)量改變凸輪滑塊的伸出高度，共分三種升程，可以適應(yīng)多種不同工況下的進(jìn)氣量需求，更好的適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作需求，減少燃油消耗，提高動(dòng)力。本實(shí)用新型使用特殊設(shè)計(jì)的定位機(jī)構(gòu)，凸輪滑塊可以順利在凸輪內(nèi)部實(shí)現(xiàn)各種升程并定位，以及收回后的定位，使機(jī)構(gòu)穩(wěn)定，不易損傷，凸輪線型長久保持完美，使可變氣門升程的功能得到保障。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)爆炸圖。
[0019]圖3是本實(shí)用新型處于最小升程時(shí)的嵌套凸輪的正視圖。
[0020]圖4是圖3的徑向剖視圖。
[0021]圖5是本實(shí)用新型處于中間升程時(shí)的嵌套凸輪的正視圖。
[0022]圖6是圖5的徑向剖視圖。
[0023]圖7是本實(shí)用新型處于最大升程時(shí)的嵌套凸輪的正視圖。
[0024]圖8是圖7的徑向剖視圖。
[0025]圖中:1、嵌套凸輪；la、銷孔；lb、滑塊槽；lc、導(dǎo)軌槽;2、凸輪滑塊;2a、形線段I;2b、形線段Π ;2c、導(dǎo)軌;2d、圓弧段;2e、腰形孔;3、定位圓柱銷;4、普通凸輪;5、內(nèi)軸;5a、最小軸徑段;5b、中等軸徑段;5c、最大軸徑段;6、外軸;6a、開口。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面通過【具體實(shí)施方式】和附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0027]實(shí)施方式為:如圖1和圖2所示，具有不同形線的用于二次開啟氣門的凸輪滑塊機(jī)構(gòu)，包括凸輪軸和每個(gè)氣缸對應(yīng)的兩個(gè)凸輪，凸輪軸包括內(nèi)軸5和外軸6，內(nèi)軸5可在外軸