重庆时时彩最好的软件: 可用于全可变气门正时的连续可变几何凸轮轴.pdf

(10)申请公布号 CN 102242650 A (43)申请公布日 2011.11.16 CN 102242650 A *CN102242650A* (21)申请号 201010173177.3 (22)申请日 2010.05.12 F01L 1/34(2006.01) F01L 1/047(2006.01) F01L 1/06(2006.01) (71)申请人 朱譞晟 地址 201108 上海市闵行区颛兴路 345 弄 6 号 3 楼 302 室 (72)发明人 朱譞晟 (54) 发明名称 可用于全可变气门正时的连续可变几何凸轮 轴 (57) 摘要 本发明公开了一种可用于全可变气门正时的 连续可变几何凸轮轴， 由 3 个子凸轮组合成为一 个凸轮使用 ； 每个子凸轮各有一个凸台， 凸台与 各自的滑槽紧密配合 ； 有滑槽的套管由固定销固 定在中心轴的孔中， 由中心轴驱动实现同轴的抽 动 ； 随着中心轴的抽动， 带动套管的轴向运动， 利 用滑槽带动三个子凸轮沿角向方向运动， 使组合 的凸轮的角度可以连续调节， 实现气门正时的连 续全面的调节作用。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 6 页 CN 102242655 A1/1 页 2 1. 一种可用于全可变气门正时的连续可变几何凸轮轴， 包含 ： 中心轴， 传递来自曲轴的转动运动， 控制气门开启与关闭 ； 子凸轮， 受所述中心轴的驱动， 推动气门运动形成所需要的气门正时 ； 套管， 与子凸轮配成一对， 有所述中心轴驱动， 推动子凸轮转动 ； 固定销， 固定所述中心轴与套管， 使之固定 ； 延伸段套管， 支撑所述子凸轮的延伸段相互挤压而保持凸轮轴的完整性。 2. 如权利要求 1 所述的可用于全可变气门正时的连续可变几何凸轮轴， 其特征在于所 述凸轮轴的每个凸轮是由三个所述子凸轮构成的， 子凸轮所对应的曲轴角度的数值， 满足 在内燃机最低转速下气门提早开启的角度要求， 且每个子凸轮具有等高的平顶。 3. 如权利要求 1 所述的可用于全可变气门正时的连续可变几何凸轮轴， 其特征在于所 述凸轮轴的每个子凸轮内各有一个凸台， 凸台与各自对应的所述套管的滑槽紧密配合。 4. 如权利要求 1 所述的可用于全可变气门正时的连续可变几何凸轮轴， 其特征在于所 述凸轮轴的有滑槽的所述套管由所述固定销固定在所述中心轴的孔中， 由中心轴驱动实现 同轴的转动和同轴的抽动。 5. 如权利要求 1 所述的可用于全可变气门正时的连续可变几何凸轮轴， 其特征在于所 述凸轮轴随着所述中心轴的抽动， 带动所述套管的轴向运动， 利用所述套管带动子凸轮沿 角向方向相对于所述中心轴运动， 使子凸轮之间产生差动， 令组合的凸轮的角度可以连续 调节， 实现气门正时的连续全面的调节作用。 权 利 要 求 书 CN 102242650 A CN 102242655 A1/3 页 3 可用于全可变气门正时的连续可变几何凸轮轴 技术领域 [0001] 本发明涉及一种可用于全可变气门正时的连续可变几何凸轮轴， 它将普通的单体 凸轮分为三页组合凸轮， 因而可以实现凸轮角度的连续可变。 背景技术 [0002] 现有的可变气门正时机构意义在与改变进气门与排气门的交叠角度， 而气门开启 的持续时间是固定的。但是， 此种气门正时机构在提高交叠角的同时， 排气门延迟打开， 进 气门过早关闭， 都造成了发动机额外的排气损耗， 并造成进气量减少， 这些都使内燃机理论 上最佳的输出功率与扭矩受到损失。 能够将气门的正时调整到理论最佳值的方法称为全可 变气门正时， 包含单个气门的正时和进排气门交叠角。 [0003] 公开号为 CN101173618 所述一种连续可变气门开起持续期和气门开启提前角的 正时凸轮轴， 虽然将凸轮分为固定部分与可变部分， 可以改变气门的开启持续时间， 但是其 同轴转动的调节方式的问题在于只能够实现一个变化的子凸轮， 因此这样的结果就是可调 范围与子凸轮的基础形状角度之间的矛盾， 即如果凸轮角度可调范围大， 子凸轮的基础角 度必须很大， 即如其附图中所示之情形， 这样的方法有利的是会提升内燃机高转速时的功 率， 不利的是内燃机在低转速时损失了扭力。 另一方面， 如果增大子凸轮的基础角度并要保 持升程， 就必须增大中心轴的直径， 这样不但会增加机构重量， 而且时凸轮轴转动时外缘线 速度高， 增大了摩擦损耗。 此外， 活动机构的连接比较纤细， 在凸轮大负荷工作状态中， 容易 出现故障甚至完全失效。 发明内容 [0004] 本专利针对上述缺陷作出新的解决方案， 设计一种新的连续可变几何凸轮轴机 构， 能够更好的兼容现行的内燃机通行的设计形式， 并提供更好的正时效果。 [0005] 发明所提供的一种可用于全可变气门正时的连续可变几何凸轮轴， 由 3 个子凸轮 组合成为一个凸轮使用， 每个子凸轮具有等高的平顶 ； 每个子凸轮各有一个凸台， 凸台与各 自的滑槽紧密配合 ； 有滑槽的套管由固定销固定在中心轴的孔中， 由中心轴驱动实现同轴 的抽动 ； 随着中心轴的抽动， 带动套管的轴向运动， 利用滑槽带动三个子凸轮沿角向方向运 动， 使组合的凸轮的角度可以连续调节， 实现气门正时的连续全面的调节作用。 附图说明 [0006] 图 1 是分解图， 示出了凸轮轴的构成部件。 [0007] 图 2 是装配图， 示出了子凸轮 1 与套管的装配方式。 [0008] 图 3 是装配图， 示出了子凸轮 3 与套管的装配方式。 [0009] 图 4 是装配图， 示出了子凸轮 7 与套管的装配方式。 [0010] 图 5 是剖视图和小角度凸轮组合图， 示出了凸轮轴的总装配方式， 此时是形成小 角度凸轮的调节状态。 说 明 书 CN 102242650 A CN 102242655 A2/3 页 4 [0011] 图 6 是大角度凸轮组合图， 示出了凸轮轴形成大角度凸轮的调节状态。 [0012] 图 7 是总装图， 示出了一个每根凸轮轴四个凸轮的例子。 具体实施方式 [0013] 下面将参考附图来叙述一个例示性实施例。 [0014] 图 1 是所述凸轮轴的分解示意图。凸轮轴上的任何一个凸轮都是由三个子凸轮构 成， 子凸轮所对应的曲轴角度的数值， 满足在内燃机最低转速下气门提早开启的角度要求。 图中所示的子凸轮 1、 3、 7， 其中 1、 7 是两边的子凸轮， 有延伸段， 而 3 是中间的子凸轮， 没有 延伸段。每个子凸轮具有等高的平顶， 子凸轮 1、 3、 7 的平顶接和成为一个光滑的整体。子 凸轮 1 与套管 2 配合， 子凸轮 3 与套管 4 配合， 子凸轮 7 与套管 6 配合。固定销 10、 9、 8 分 别用来将套管 2、 4、 6 固定于中心轴的三个对应的孔上， 使套管成为与中心轴完全固定在一 起的一个部件。中心轴的转动和沿着中心轴轴线的抽动都会带动套管 2、 4、 6 一起运动。每 个子凸轮的等高的平顶所具有的角度是凸轮角度调节的上限， 决定了凸轮连续可调变化的 最大范围。 [0015] 图 2 是所述凸轮轴的一号子凸轮与其对应的套管的装配配合示意图， 子凸轮 1 的 凸台 11 的形状与套管 2 的滑槽 12 是相同的， 可以紧密配合， 子凸轮 1 与套管 2 同轴安装， 凸台 11 与滑槽 12 对应， 因此子凸轮可由套管 2 驱动做轴向转动。套管 2 的滑槽 12 是沿轴 向方向扭转的， 套管 2 沿轴向抽动时， 子凸轮 1 会沿着滑槽 12 在转动角度方向有相对于套 管的转动。 [0016] 图 3 是所述凸轮轴的二号子凸轮与其对应的套管的装配配合示意图， 子凸轮 3 的 凸台 14 的形状与套管 4 的滑槽 13 是相同的， 可以紧密配合， 子凸轮 3 与套管 4 同轴安装， 凸台 14 与滑槽 13 对应， 因此子凸轮可由套管 4 驱动做轴向转动。套管 4 的滑槽 13 是沿轴 向方向扭转的， 套管 4 沿轴向抽动时， 子凸轮 3 会沿着滑槽 13 在转动角度方向有相对于套 管的转动。 [0017] 图 4 是所述凸轮轴的三号子凸轮与其对应的套管的装配配合示意图， 子凸轮 7 的 凸台 16 的形状与套管 6 的滑槽 15 是相同的， 可以紧密配合， 子凸轮 7 与套管 6 同轴安装， 凸台 16 与滑槽 15 对应， 因此子凸轮可由套管 6 驱动做轴向转动。套管 6 的滑槽 15 是沿轴 向方向扭转的， 套管 6 沿轴向抽动时， 子凸轮 7 会沿着滑槽 15 在转动角度方向有相对于套 管的转动。 [0018] 图 5 是剖视图和小角度凸轮组合图。凸轮轴上的凸轮此时的角度是比较小的角 度， 即每个子凸轮 1、 3、 7 的角度。图中的 B-B 剖视图显示其各部件的组装关系。固定销 10 将套管 2 固定于中心轴 5 上， 固定销 9 将套管 4 固定于中心轴 5 上， 固定销 8 将套管 6 固定 于中心轴 5 上。固定销 8、 9、 10 的长度尺寸小于子凸轮 1、 3、 7 的内径， 因此子凸轮 1、 3、 7 可 沿滑槽 12、 13、 15 滑动。 [0019] 图 6 是大角度凸轮轴组合图， 可见凸轮轴随着中心轴 5 相对于子凸轮 1、 3、 7 有了 轴向运动， 方向是从子凸轮 7 向子凸轮 1 移动。此移动带动套管的轴向运动， 利用套管的滑 槽带动子凸轮 1、 3、 7， 子凸轮沿角向方向相对于所述中心轴运动， 使子凸轮之间产生差动， 令组合的凸轮的角度可以连续调节， 形成的等效的凸轮形状发生显著变化， 形成了所谓大 角度凸轮。因此凸轮轴随着中心轴 5 的抽动， 实现气门正时的连续全面的调节作用， 凸轮角 说 明 书 CN 102242650 A CN 102242655 A3/3 页 5 度增大的调节方向是从子凸轮 7 向子凸轮 1 移动， 反之则是凸轮角度减小。 [0020] 图 7 是总装配图， 是一个每根凸轮轴 4 个凸轮的例子， 显示了子凸轮 1、 3、 7 是依靠 与子凸轮的延伸段同内外半径的延伸段套管 17、 18、 19 相互挤压紧贴在一起， 两端是由凸 轮轴固定器 20 和固定盖 22 及螺栓 23 来固定整个凸轮轴系统。图中所示中心轴 5 上还具 有花键齿 21， 以便在中心轴沿轴向移动时提供中心轴的转动力矩 ； 液压推力盘 24 是液压系 统推动中心轴 5 作轴向往复调节运动的动力来源。图中所示的是凸轮轴处于低速小角度调 节状态， 凸轮轴固定器 20 与固定盖 22 都是固定在气缸盖上的， 内有适当的空腔， 以容纳中 心轴 5 的来回抽动所需要的运动空间。 [0021] 假设每个子凸轮的角度是 240 度， 子凸轮的平顶所对应的角度是 26 度， 以子凸轮 平顶相互连续为条件， 设定滑槽所具有的调节角度时 24 度， 即曲轴角 48 度， 三个个子凸轮 作为整体的凸轮的角度可达 96 度， 即凸轮可以从 240 度连续调节至 336 度， 完全可以满足 从普通的商用内燃机到比赛用内燃机的极大的转速范围内气门正时的要求。 对于通常的民 用内燃机， 可以降低凸轮的最大角度， 以换取凸轮最小角度能够更小， 以充分满足内燃机低 转速时的气门正时。套管的滑槽和子凸轮的内部凸台所扭转的角度可以根据需要调整， 使 气门的正时做到非对称变化。 [0022] 有滑槽的套管的边缘在所述示例中是光滑的， 也可以制作成为有齿的样式， 这样 相互齿合， 起到传递力矩的作用， 提高整体凸轮轴能够传递的最大扭力。 处于中间位置的子 凸轮3的角度也可以以选择比子凸轮1、 7稍小一点， 以便缩小轮廓， 在气门开启和关闭时的 高应力状态时由更加坚固的子凸轮 1、 7 来承担， 可进一步提高可靠性。 [0023] 以上对例示性实施例的说明仅仅是对本发明原理的说明， 作为本发明高度简化的 形式， 可以将子凸轮1/3/7所对应的套管合并为一个套管， 并将子凸轮1/3/7内的凸台及其 所对应的滑槽平均布置在套管角度方向上， 如此就可以尽可能简化结构， 缩小体积 . [0024] 总之， 本发明乃是采用了将一个凸轮分割成三个子凸轮的方法， 令三个做角向差 动， 使凸轮整体的相对于曲轴的角度产生连续可调节的变化， 通过调整每个子凸轮的角度 和滑槽的角度， 可以使得凸轮能够满足任何对气门开启时间、 持续时间和关闭时间的要求， 但仅限于气门在气缸一个工作周期内的一次开启， 而非多次开启。但本发明也不限于改变 凸轮的角度， 当子凸轮独立出来成为一个单独的凸轮用以驱动一个气门时， 也可应用于普 通的单顶置凸轮轴发动机做气门交叠角度的调节。 [0025] 上述叙述仅仅是用于解释本发明的例示性实施例， 它不是排他的或将本发明限制 与其公开的具体形式。 本领域技术人员可以理解， 在不偏离本发明的范围内， 可以做出各种 改变以及其中的元素可用等同元素来替换。此外， 可以做出很多修改以使特定情形或材料 适用于本发明的主旨而不偏离实质范围。因此， 本发明不限于作为构思实现本发明的最佳 模式所公开的特定实施例， 而是本发明包括属于本发明范围的所有实施方式。在不偏离本 发明的精神和范围内， 本发明能够以具体解释和阐明的方式以外的其他方式实施。 说 明 书 CN 102242650 A CN 102242655 A1/6 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 102242650 A CN 102242655 A2/6 页 7 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 102242650 A CN 102242655 A3/6 页 8 图 4 说 明 书 附 图 CN 102242650 A CN 102242655 A4/6 页 9 图 5 说 明 书 附 图 CN 102242650 A CN 102242655 A5/6 页 10 图 6 说 明 书 附 图 CN 102242650 A CN 102242655 A6/6 页 11 图 7 说 明 书 附 图 CN 102242650 A