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    重庆时时彩开奖作弊吗: 用于发动机的配气机构及其凸轮.pdf

    关 键 词:
    用于 发动机 机构 及其 凸轮
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510464047.8

    申请日:

    2015.07.31

    公开号:

    CN106382137A

    公开日:

    2017.02.08

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):F01L 1/04申请日:20150731|||公开
    IPC分类号: F01L1/04; F01L1/08; F01L1/06; F01L1/344 主分类号: F01L1/04
    申请人: 长城汽车股份有限公司
    发明人: 程超; 罗伟; 张鹏; 李剑
    地址: 071000 河北省保定市朝阳南大街2266号
    优先权:
    专利代理机构: 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 代理人: 黄德海
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510464047.8

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.04.05|||2017.02.08

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种用于发动机的配气机构及其凸轮,所述用于发动机的配气机构包括气门机构、摆臂组件、第一滚子、第二滚子、第一凸轮轴和第二凸轮轴,第一凸轮型线和第二凸轮型线均包括首尾相连的对应型线第一段至对应型线第七段,第一滚子分别抵靠第一型线第一段至第一型线第七段且所述第二滚子分别对应地抵靠第二型线第一段至第二型线第七段时,气门依次处于第一关闭状态、一次开启阶段、一次关闭阶段、二次开启阶段、二次关闭阶段、第二关闭状态、第三关闭状态;用于调节所述第一凸轮轴与所述第二凸轮轴相对相位的相位调节机构。根据本发明实施例的用于发动机的配气机构,可实现气门二次开启及开启持续期可变。

    权利要求书

    1.一种用于发动机的配气机构(1000),其特征在于,包括:
    气门机构(1);
    摆臂组件(2),所述摆臂组件(2)的底部构造有驱动型面(220),所述驱动型面(220)适于驱动所述气门机构(1)
    的气门(11)沿平行于气门中心线的方向运动;
    第一滚子(31)和第二滚子(32),所述第一滚子(31)和所述第二滚子(32)均可枢转地设在所述摆臂组件(2)上;
    第一凸轮轴(41)和第二凸轮轴(42),所述第一凸轮轴(41)具有第一凸轮(411),所述第二凸轮轴(42)具有第
    二凸轮(421),所述第一凸轮(411)和所述第二凸轮(421)等速反向运动,
    所述第一凸轮(411)具有第一凸轮型线,所述第一凸轮型线包括沿所述第一凸轮(411)的周向依次首尾相连的第一
    型线第一段(a1)至第一型线第七段(a7),所述第二凸轮(421)具有第二凸轮型线,所述第二凸轮型线包括沿所述第二
    凸轮(421)的周向依次首尾相连的第二型线第一段(b1)至第二型线第七段(b7),
    所述第一滚子(31)抵靠所述第一型线第一段(a1)且所述第二滚子(32)抵靠所述第二型线第一段(b1)时,所述
    气门(11)处于第一关闭状态,所述第一滚子(31)抵靠第一型线第二段(a2)且所述第二滚子(32)抵靠第二型线第二
    段(b2)时,所述气门(11)处于一次开启阶段,所述第一滚子(31)抵靠第一型线第三段(a3)且所述第二滚子(32)
    抵靠第二型线第三段(b3)时,所述气门(11)处于一次关闭阶段,所述第一滚子(31)抵靠第一型线第四段(a4)且所
    述第二滚子(32)抵靠第二型线第四段(b4)时,所述气门(11)处于二次开启阶段,所述第一滚子(31)抵靠第一型线
    第五段(a5)且所述第二滚子(32)抵靠第二型线第五段(b5)时,所述气门(11)处于二次关闭阶段,所述第一滚子(31)
    抵靠第一型线第六段(a6)且所述第二滚子(32)抵靠第二型线第六段(b6)时,所述气门(11)处于第二关闭状态,所
    述第一滚子(31)抵靠所述第一型线第七段(a7)且所述第二滚子(32)抵靠所述第二型线第七段(b7)时,所述气门(11)
    处于第三关闭状态;
    用于调节所述第一凸轮轴(41)与所述第二凸轮轴(42)相对相位的相位调节机构。
    2.根据权利要求1所述的用于发动机的配气机构(1000),其特征在于,所述第一型线第一段(a1)、所述第一型线
    第二段(a2)、所述第一型线第六段(a6)和所述第一型线第七段(a7)位于以所述第一凸轮轴(41)的中心轴线为圆心
    的第一基圆(R1)上,
    所述第一型线第三段(a3)和所述第一型线第四段(a4)的连接点(P)位于以所述第一凸轮轴(41)的中心轴线为
    圆心的第二基圆(R2)上,所述第一基圆(R1)的半径大于所述第二基圆(R2)的半径,
    所述第一型线第三段(a3)到所述第一凸轮轴(41)的中心轴线的距离从远离所述连接点(P)的一端到所述连接点
    (P)逐渐减小,且所述第一型线第四段(a4)和所述第一型线第五段(a5)到所述第一凸轮轴(41)的中心轴线的距离
    从所述连接点(P)到所述第一型线第五段(a5)的与所述第一型线第六段(a6)相连的一端逐渐增大。
    3.根据权利要求2所述的用于发动机的配气机构(1000),其特征在于,所述第二型线第三段(b3)和所述第二型线
    第四段(b4)均位于以所述第二凸轮轴(42)的中心轴线为圆心的第三基圆(R3)上,所述第三基圆(R3)与所述第一基
    圆(R1)的半径相同,
    所述第二型线第一段(b1)和所述第二型线第七段(b7)均位于以所述第二凸轮轴(42)的中心轴线为圆心的第四基
    圆(R4)上,所述第四基圆(R4)与所述第二基圆(R2)的半径相同,
    所述第二型线第二段(b2)到所述第二凸轮轴(42)的中心轴线的距离从与所述第二型线第一段(b1)相连的一端到
    与所述第二型线第三段(b3)相连的另一端逐渐增大,且所述第二型线第五段(b5)和所述第二型线第六段(b6)到所述
    第二凸轮轴(42)的中心轴线的距离从所述第二型线第五段(b5)的与所述第二型线第四段(b4)相连的一端到所述第二
    型线第六段(b6)的与所述第二型线第七段(b7)相连的一端逐渐减小。
    4.根据权利要求3所述的用于发动机的配气机构(1000),其特征在于,所述气门(11)依次处于所述第一关闭状态、
    所述一次开启阶段、所述一次关闭阶段、所述二次开启阶段、所述二次关闭阶段、所述第二关闭状态、所述第三关闭状态
    时,所述第一凸轮(411)和所述第二凸轮(421)均依次转过75°、60°、60°、30°、30°、30°、75°。
    5.根据权利要求1所述的用于发动机的配气机构(1000),其特征在于,所述摆臂组件(2)包括:
    第一摆臂(21);
    第二摆臂(22),所述第二摆臂(22)可枢转地连接在所述第一摆臂(21)的下部,所述第二摆臂(22)绕旋转轴线
    可转动,且所述第二摆臂(22)的底部构造有所述驱动型面(220)。
    6.根据权利要求5所述的用于发动机的配气机构(1000),其特征在于,所述第一摆臂(21)包括:第一中间连接臂
    部(211)和两个第一摆臂部(212),所述两个第一摆臂部(212)分别设在所述第一中间连接臂部(211)的两端,所述
    两个第一摆臂部(212)相对设置且沿所述第一凸轮轴(41)和所述第二凸轮轴(42)的轴向彼此间隔开,
    所述第一滚子(31)通过第一子销轴(51)可枢转地设在所述两个第一摆臂部(212)之间,所述第二滚子(32)通
    过第二子销轴(52)可枢转地设在所述两个第一摆臂部(212)之间,所述第一中间连接臂部(211)通过第二销轴(53)
    可枢转地与所述第二摆臂(22)相连,所述第一子销轴(51)的中心轴线、所述第二子销轴(52)的中心轴线和所述第二
    销轴(53)的中心轴线位于一个三棱柱的三条棱边上。
    7.根据权利要求6所述的用于发动机的配气机构(1000),其特征在于,所述第二摆臂(22)适于通过第三销轴(54)
    可转动地设在所述发动机的缸盖(2000)上,所述第三销轴(54)的中心轴线与所述旋转轴线重合,所述第三销轴(54)
    位于所述第二销轴(53)和所述驱动型面(220)之间。
    8.根据权利要求7所述的用于发动机的配气机构(1000),其特征在于,所述驱动型面(220)包括第一弧形段(c1)、
    第二弧形段(c2)和第三弧形段(c3),所述第二弧形段(c2)连接在所述第一弧形段(c1)与所述第三弧形段(c3)之
    间,且所述第二弧形段(c2)分别与所述第一弧形段(c1)和所述第三弧形段(c3)相切;
    所述第二弧形段(c2)与所述旋转轴线的距离从与所述第一弧形段(c1)相连的第一端到与所述第三弧形段(c3)相
    连的第二端增大;
    所述第三弧形段(c3)与所述旋转轴线的距离从与所述第二弧形段(c2)相连的第一端到与远离所述第二弧形段(c2)
    的第二端增大。
    9.一种凸轮,其特征在于,所述凸轮的型线包括沿所述凸轮的周向依次首尾相连的包角为75°的第一型线第一段(a1)、
    包角为60°的第一型线第二段(a2)、包角为60°的第一型线第三段(a3)、包角为30°的第一型线第四段(a4)、包角为
    30°的第一型线第五段(a5)、包角为30°的第一型线第六段(a6)和包角为75°的第一型线第七段(a7),
    所述第一型线第一段(a1)、所述第一型线第二段(a2)、所述第一型线第六段(a6)和所述第一型线第七段(a7)位
    于以所述凸轮的旋转轴线为圆心的第一基圆(R1)上,
    所述第一型线第三段(a3)和所述第一型线第四段(a4)的连接点(P)位于以所述凸轮的旋转轴线为圆心的第二基
    圆(R2)上,所述第一基圆(R1)的半径大于所述第二基圆(R2)的半径,
    所述第一型线第三段(a3)到所述凸轮的旋转轴线的距离从远离所述连接点(P)的一端到所述连接点(P)逐渐减小,
    且所述第一型线第四段(a4)和所述第一型线第五段(a5)到所述凸轮的旋转轴线的距离从所述连接点(P)到所述第一
    型线第五段(a5)的与所述第一型线第六段(a6)相连的一端逐渐增大。
    10.一种凸轮,其特征在于,所述凸轮的型线包括沿所述凸轮的周向依次首尾相连的包角为75°的第二型线第一段
    (b1)、包角为60°的第二型线第二段(b2)、包角为60°的第二型线第三段(b3)、包角为30°的第二型线第四段(b4)、
    包角为30°的第二型线第五段(b5)、包角为30°的第二型线第六段(b6)和包角为75°的第二型线第七段(b7),
    所述第二型线第三段(b3)和所述第二型线第四段(b4)均位于以所述凸轮的旋转轴线为圆心的第三基圆(R3)上,
    所述第二型线第一段(b1)和所述第二型线第七段(b7)均位于以所述凸轮的旋转轴线为圆心的第四基圆(R4)上,
    所述第二型线第二段(b2)到所述凸轮的旋转轴线的距离从与所述第二型线第一段(b1)相连的一端到与所述第二型
    线第三段(b3)相连的另一端逐渐增大,且所述第二型线第五段(b5)和所述第二型线第六段(b6)到所述凸轮的旋转轴
    线的距离从所述第二型线第五段(b5)的与所述第二型线第四段(b4)相连的一端到所述第二型线第六段(b6)的与所述
    第二型线第七段(b7)相连的一端逐渐减小。

    说明书

    用于发动机的配气机构及其凸轮

    技术领域

    本发明涉及汽车构造领域,尤其是涉及一种用于发动机的配气机构及其凸轮。

    背景技术

    发动机的配气机构用于驱动气门的开闭,为了提升发动机的综合性能,满足日益严格的排放油耗法规要求,配气机构
    采用可变气门机构已成为趋势,可变气门机构可分为无凸轮轴的可变气门机构和基于凸轮轴的可变气门机构,但相关技术
    中,基于凸轮轴的可变气门机构,结构复杂,功能单一,例如变气门升程或变持续期,且零部件多,控制繁琐。

    发明内容

    有鉴于此,本发明旨在提出一种用于发动机的配气机构,该配气机构结构简单,零部件少、可实现气门二次开启及持
    续期可变。

    为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

    一种用于发动机的配气机构包括:气门机构;摆臂组件,所述摆臂组件的底部构造有驱动型面,所述驱动型面适于驱
    动所述气门机构的气门沿平行于气门中心线的方向运动;第一滚子和第二滚子,所述第一滚子和所述第二滚子均可枢转地
    设在所述摆臂组件上;第一凸轮轴和第二凸轮轴,所述第一凸轮轴具有第一凸轮,所述第二凸轮轴具有第二凸轮,所述第
    一凸轮和所述第二凸轮等速反向运动,所述第一凸轮具有第一凸轮型线,所述第一凸轮型线包括沿所述第一凸轮的周向依
    次首尾相连的第一型线第一段至第一型线第七段,所述第二凸轮具有第二凸轮型线,所述第二凸轮型线包括沿所述第二凸
    轮的周向依次首尾相连的第二型线第一段至第二型线第七段,所述第一滚子抵靠所述第一型线第一段且所述第二滚子抵靠
    所述第二型线第一段时,所述气门处于第一关闭状态,所述第一滚子抵靠第一型线第二段且所述第二滚子抵靠第二型线第
    二段时,所述气门处于一次开启阶段,所述第一滚子抵靠第一型线第三段且所述第二滚子抵靠第二型线第三段时,所述气
    门处于一次关闭阶段,所述第一滚子抵靠第一型线第四段且所述第二滚子抵靠第二型线第四段时,所述气门处于二次开启
    阶段,所述第一滚子抵靠第一型线第五段且所述第二滚子抵靠第二型线第五段时,所述气门处于二次关闭阶段,所述第一
    滚子抵靠第一型线第六段且所述第二滚子抵靠第二型线第六段时,所述气门处于第二关闭状态,所述第一滚子抵靠所述第
    一型线第七段且所述第二滚子抵靠所述第二型线第七段时,所述气门处于第三关闭状态;用于调节所述第一凸轮轴与所述
    第二凸轮轴相对相位的相位调节机构。

    进一步地,所述第一型线第一段、所述第一型线第二段、所述第一型线第六段和所述第一型线第七段位于以所述第一
    凸轮轴的中心轴线为圆心的第一基圆上,所述第一型线第三段和所述第一型线第四段的连接点位于以所述第一凸轮轴的中
    心轴线为圆心的第二基圆上,所述第一基圆的半径大于所述第二基圆的半径,所述第一型线第三段到所述第一凸轮轴的中
    心轴线的距离从远离所述连接点的一端到所述连接点逐渐减小,且所述第一型线第四段和所述第一型线第五段到所述第一
    凸轮轴的中心轴线的距离从所述连接点到所述第一型线第五段的与所述第一型线第六段相连的一端逐渐增大。

    进一步地,所述第二型线第三段和所述第二型线第四段均位于以所述第二凸轮轴的中心轴线为圆心的第三基圆上,所
    述第三基圆与所述第一基圆的半径相同,所述第二型线第一段和所述第二型线第七段均位于以所述第二凸轮轴的中心轴线
    为圆心的第四基圆上,所述第四基圆与所述第二基圆的半径相同,所述第二型线第二段到所述第二凸轮轴的中心轴线的距
    离从与所述第二型线第一段相连的一端到与所述第二型线第三段相连的另一端逐渐增大,且所述第二型线第五段和所述第
    二型线第六段到所述第二凸轮轴的中心轴线的距离从所述第二型线第五段的与所述第二型线第四段相连的一端到所述第
    二型线第六段的与所述第二型线第七段相连的一端逐渐减小。

    进一步地,所述气门依次处于所述第一关闭状态、所述一次开启阶段、所述一次关闭阶段、所述二次开启阶段、所述
    二次关闭阶段、所述第二关闭状态、所述第三关闭状态时,所述第一凸轮和所述第二凸轮均依次转过75°、60°、60°、
    30°、30°、30°、75°。

    进一步地,所述摆臂组件包括:第一摆臂;第二摆臂,所述第二摆臂可枢转地连接在所述第一摆臂的下部,所述第二
    摆臂绕旋转轴线可转动,且所述第二摆臂的底部构造有所述驱动型面。

    进一步地,所述第一摆臂包括:第一中间连接臂部和两个第一摆臂部,所述两个第一摆臂部分别设在所述第一中间连
    接臂部的两端,所述两个第一摆臂部相对设置且沿所述第一凸轮轴和所述第二凸轮轴的轴向彼此间隔开,所述第一滚子通
    过第一子销轴可枢转地设在所述两个第一摆臂部之间,所述第二滚子通过第二子销轴可枢转地设在所述两个第一摆臂部之
    间,所述第一中间连接臂部通过第二销轴可枢转地与所述第二摆臂相连,所述第一子销轴的中心轴线、所述第二子销轴的
    中心轴线和所述第二销轴的中心轴线位于一个三棱柱的三条棱边上。

    进一步地,所述第二摆臂适于通过第三销轴可转动地设在所述发动机的缸盖上,所述第三销轴的中心轴线与所述旋转
    轴线重合,所述第三销轴位于所述第二销轴和所述驱动型面之间。

    进一步地,所述驱动型面包括第一弧形段、第二弧形段和第三弧形段,所述第二弧形段连接在所述第一弧形段与所述
    第三弧形段之间,且所述第二弧形段分别与所述第一弧形段和所述第三弧形段相切;所述第二弧形段与所述旋转轴线的距
    离从与所述第一弧形段相连的第一端到与所述第三弧形段相连的第二端增大;所述第三弧形段与所述旋转轴线的距离从与
    所述第二弧形段相连的第一端到与远离所述第二弧形段的第二端增大。

    相对于现有技术,本发明所述的用于发动机的配气机构具有以下优势:

    结构简单,可以实现气门二次开启且气门开启持续期可变。同时根据本发明实施例的配气机构其摆臂组件更加简单、
    紧凑,零部件少,成本低,且容易控制。

    本发明的另一目的在于还提出一种凸轮,所述凸轮的型线包括沿所述凸轮的周向依次首尾相连的包角为75°的第一型
    线第一段、包角为60°的第一型线第二段、包角为60°的第一型线第三段、包角为30°的第一型线第四段、包角为30°
    的第一型线第五段、包角为30°的第一型线第六段和包角为75°的第一型线第七段,所述第一型线第一段、所述第一型
    线第二段、所述第一型线第六段和所述第一型线第七段位于以所述凸轮的旋转轴线为圆心的第一基圆上,所述第一型线第
    三段和所述第一型线第四段的连接点位于以所述凸轮的旋转轴线为圆心的第二基圆上,所述第一基圆的半径大于所述第二
    基圆的半径,所述第一型线第三段到所述凸轮的旋转轴线的距离从远离所述连接点的一端到所述连接点逐渐减小,且所述
    第一型线第四段和所述第一型线第五段到所述凸轮的旋转轴线的距离从所述连接点到所述第一型线第五段的与所述第一
    型线第六段相连的一端逐渐增大。

    本发明的再一目的在于还提出一种凸轮,所述凸轮的型线包括沿所述凸轮的周向依次首尾相连的包角为75°的第二型
    线第一段、包角为60°的第二型线第二段、包角为60°的第二型线第三段、包角为30°的第二型线第四段、包角为30°
    的第二型线第五段、包角为30°的第二型线第六段和包角为75°的第二型线第七段,所述第二型线第三段和所述第二型
    线第四段均位于以所述凸轮的旋转轴线为圆心的第三基圆上,所述第二型线第一段和所述第二型线第七段均位于以所述凸
    轮的旋转轴线为圆心的第四基圆上,所述第二型线第二段到所述凸轮的旋转轴线的距离从与所述第二型线第一段相连的一
    端到与所述第二型线第三段相连的另一端逐渐增大,且所述第二型线第五段和所述第二型线第六段到所述凸轮的旋转轴线
    的距离从所述第二型线第五段的与所述第二型线第四段相连的一端到所述第二型线第六段的与所述第二型线第七段相连
    的一端逐渐减小。

    附图说明

    构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不
    构成对本发明的不当限定。在附图中:

    图1为本发明实施例所述的用于发动机的配气机构的总体结构示意图;

    图2为本发明实施例所述的用于发动机的配气机构的局部结构示意图

    图3为本发明实施例所述的用于发动机的配气机构的局部结构示意图,未示出缸盖和支承部;

    图4为本发明实施例的第一摆臂与第一滚子以及第二滚子的连接结构示意图;

    图5为图4的剖视图;

    图6为本发明实施例的第一摆臂的结构示意图;

    图7为本发明实施例的第一摆臂与第二摆臂的连接结构示意图;

    图8为本发明实施例的第二摆臂与缸盖的连接结构示意图;

    图9为图8的剖视图;

    图10为本发明实施例的第二摆臂的结构示意图;

    图11为本发明的复位弹簧的结构示意图;

    图12为本发明的卡簧的结构示意图;

    图13为本发明的第一凸轮和第二凸轮的初始标记位置示意图;

    图14为本发明的配气机构位于初始位置时的结构示意图;

    图15为本发明的配气机构的气门处于开启状态时的结构示意图;

    图16为本发明的配气机构的气门处于关闭状态时的结构示意图;

    图17为本发明的配气机构的气门处于开启状态和关闭状态时,气门摇臂滚子的位置示意图;

    图18为本发明设计思路示意图,确定第二摆臂的旋转轴线、确定第一摆臂与第二摆臂的连接位置、确定驱动型面的
    第一弧形段;

    图19为本发明设计思路示意图,确定第一凸轮和第二凸轮的位置、第一凸轮的第一基圆和第二基圆、第二凸轮的第
    三基圆和第四基圆;

    图20为本发明设计思路示意图,确定驱动型面的第三弧形段;

    图21为本发明设计思路示意图,确定驱动型面的第二弧形段;

    图22为本发明设计思路示意图,确定第二摆臂的基本结构;

    图23为本发明设计思路示意图,确定第一摆臂的基本结构,确定第一凸轮的第一基圆与第一滚子抵靠且第二凸轮的
    第四基圆与第二滚子抵靠时,第一摆臂与第二摆臂的位置;

    图24为本发明设计思路示意图,确定第一凸轮的第一基圆与第一滚子抵靠且第二凸轮的第三基圆与第二滚子抵靠时,
    第一摆臂与第二摆臂的位置;

    图25为本发明设计思路示意图,确定第一凸轮的第二基圆与第一滚子抵靠且第二凸轮的第三基圆与第二滚子抵靠时,
    第一摆臂与第二摆臂的位置;

    图26为本发明设计思路示意图,确定第一凸轮的第二基圆与第一滚子抵靠且第二凸轮的第四基圆与第二滚子抵靠时,
    第一摆臂与第二摆臂的位置;

    图27为本发明的配气机构第一个实施例的第一凸轮和第二凸轮的型线示意图;

    图28为图27所示配气机构的气门升程曲线图;

    图29为本发明的配气机构第二个实施例的第一凸轮和第二凸轮的型线示意图;

    图30为图29所示配气机构的气门升程曲线图;

    图31为本发明的配气机构第三个实施例的第一凸轮和第二凸轮的型线示意图;

    图32为图31所示配气机构的气门升程曲线图。

    附图标记说明:

    1000-配气机构、2000-缸盖、2002-孔八、1-气门机构、11-气门、2-摆臂组件、21-第一摆臂、211-第一中间连接臂
    部、2111-孔三、2112-孔四、212-第一摆臂部、2121-孔一、2122-孔二、213-凹槽、22-第二摆臂、220-驱动型面、c1-第
    一弧形段、c2-第二弧形段、c3-第三弧形段、221-第二中间连接臂部、222-第二摆臂部、2221-孔五、2222-孔六、31-第
    一滚子、32-第二滚子、41-第一凸轮轴、411-第一凸轮、a1-第一型线第一段、a2-第一型线第二段、a3-第一型线第三段、
    a4-第一型线第四段、a5-第一型线第五段、a6-第一型线第六段、a7-第一型线第七段、42-第二凸轮轴、421-第二凸轮、
    b1-第二型线第一段、b2-第二型线第二段、b3-第二型线第三段、b4-第二型线第四段、b5-第二型线第五段、b6-第二型线
    第六段、b7-第二型线第七段、R1-第一基圆、R2-第二基圆、R3-第三基圆、R4-第四基圆、P-连接点、51-第一子销轴、52-
    第二子销轴、53-第二销轴、54-第三销轴、61-气门摇臂、611-气门摇臂滚子、62-液压挺柱、71-支承部、81-复位弹簧、
    811-第一端部、812-第二端部、813-中间部、91-相位器、92-卡簧。

    具体实施方式

    需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

    下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

    发动机的机体组是发动机的支架,是曲柄连杆机构、配气机构以及各系统装配的基体。在本领域内,一般地,机体组
    主要由气缸体、缸盖、缸盖衬垫以及油底壳等组成,油底壳一般设在气缸体的底部,缸盖设在气缸体的顶部,缸盖衬垫设
    在气缸体的顶面与缸盖的底面之间,用于密封二者之间的间隙。

    缸盖与活塞顶部和气缸一起形成燃烧室,燃烧室的顶部具有进气口和排气口,气门机构的气门穿设在缸盖内且封闭进
    气口和排气口。对于现有的一般发动机而言,多采用两进两出的气门形式,少数也有采用一进一出或三进两出的气门形式。

    对同一发动机而言,一般都具有多种不同的工况,例如低速小负荷工况、高速大负荷工况等,当发动机处于不同工况
    下,发动机对外输出的扭矩和功率是不同的,同时发动机排放的有害气体的含量也不同,发动机的配气机构按照每一气缸
    内进行的工作循环和点火次序的要求,定时开闭进气门和排气门。

    一般地,配气机构可以调节气门的升程量,但是调节方式单一,不能很好地满足使用要求。根据本发明实施例的配气
    机构可以实现气门的二次开启,同时也可适当延长气门的打开时间,调节方式多样,从而更好地满足不同工况的要求。

    可以理解,根据本发明实施例的配气机构可以用于驱动进气侧的气门动作,当然也可以用于驱动排气侧的气门动作,
    或者同时用在进气侧和排气侧以驱动相应气门动作。

    下面参照图1-图32描述根据本发明实施例的用于发动机的配气机构1000。如图1-图3、图14-图16所示,根据本发
    明实施例的用于发动机的配气机构1000包括气门机构1、包括第一摆臂21和第二摆臂22的摆臂组件2、第一滚子31、第
    二滚子32、第一凸轮轴41、第二凸轮轴42和相位调节机构。

    其中,气门机构1已为现有技术,且为本领域的技术人员所熟知,例如气门机构1可以包括气门11,气门11可沿着
    气门11的中心线在气门11导管中上下往复移动以打开或关闭燃烧室的进气口或排气口,对于这些可与现有技术采用相同
    设置的部分,这里不再详细描述。

    如图14-图16所示,摆臂组件2的底部构造有驱动型面220,驱动型面220适于驱动气门机构1的气门11沿平行于
    气门中心线的方向运动。应当理解,本领域技术人员可以根据实际需要而灵活设计驱动型面220的具体线型。

    如图3和图7所示,摆臂组件2包括第一摆臂21和第二摆臂22,第二摆臂22可枢转地连接在第一摆臂21的下部,
    第二摆臂22绕旋转轴线可转动,也就是说,第一摆臂21和第二摆臂22可相对转动,第二摆臂22还可绕旋转轴线转动,
    第二摆臂22的底部构造有驱动型面220。

    第一滚子31和第二滚子32均可枢转地设在摆臂组件2上,也就是说,第一滚子31设在摆臂组件2上且相对于摆臂
    组件2可枢转,第二滚子32设在摆臂组件2上且相对于摆臂组件2可枢转。如图4和图5所示,第一滚子31和第二滚子
    32均可枢转地设在第一摆臂21上。(摆臂组件2)

    如图2、图14-图16所示,第一凸轮轴41和第二凸轮轴42平行设置,第一凸轮轴41和第二凸轮轴42共同驱动摆臂
    组件2。第一凸轮轴41具有第一凸轮411,第二凸轮轴42具有第二凸轮421,第一凸轮411和第二凸轮421可分别压装在
    相应的轴上。

    根据本发明的一些实施例,第一凸轮411和第二凸轮421中的每一个均具有大基圆(例如图29中的第一基圆R1和第
    三基圆R3)、小基圆(例如图29中的第二基圆R2和第四基圆R4)以及连接在大基圆与小基圆之间的过渡段(例如图29
    中的第一型线第三段a3、第一型线第五段a5、第二型线第二段b2、第二型线第五段b5),但不限于此,对于本领域的技
    术人员而言,可以根据实际需要而适应性设定凸轮的型线。

    如图27、图29和图31所示,第一凸轮411抵靠第一滚子31且第二凸轮421抵靠第二滚子32,由此在第一凸轮轴41
    和第二凸轮轴42旋转时,第一凸轮411的大基圆、小基圆以及过渡段会分别与第一滚子31接触,同样地,第二凸轮轴42
    的大基圆、小基圆以及过渡段会分别与第二滚子32接触,在相应凸轮的不同位置与相应滚子接触时,摆臂组件2动作后
    驱动气门11移动。

    相位调节机构用于调节第一凸轮轴41与第二凸轮轴42的相对相位,从而改变第一凸轮411与第二凸轮421的相对相
    位。根据本发明的一个实施例,相位调节机构可以是相位器91,相位器91可以是单转子相位器91,即只有一个转子,转
    子可以与第一凸轮轴41和第二凸轮轴42之一相连,以调节该凸轮轴相对另一凸轮轴的相位,例如,在本发明的一个实施
    例中,相位器91安装在第二凸轮轴42上,第一凸轮轴41通过齿轮与相位器91相连,从而实现第一凸轮轴41和第二凸
    轮轴42的等速反向运动,应当理解,相位器91调节两个凸轮轴的相对相位已经为现有技术,这里对相位器91的具体构
    造、相位器91的具体工作原理以及调节过程不作特殊说明。

    简言之,根据本发明实施例的配气机构1000,结构简单,且通过设计不同的凸轮型线可以实现气门二次开启且气门开
    启持续期可变、气门开启持续期可变以及气门升程可变。同时根据本发明实施例的配气机构1000其摆臂组件2更加简单、
    紧凑,零部件少,成本低,且容易控制。

    下面参照图1-图14详细描述根据本发明实施例的配气机构1000。

    第一摆臂21包括第一中间连接臂部211和两个第一摆臂部212,两个第一摆臂部212分别设在第一中间连接臂部211
    的两端,两个第一摆臂部212相对设置且沿第一凸轮轴41和第二凸轮轴42的轴向彼此间隔开,优选地,第一中间连接臂
    部211与两个第一摆臂部212可一体形成,由此可以减少工艺步骤,强度高,成本低。

    进一步地,如图4所示,第一滚子31通过第一子销轴51可枢转地设在两个第一摆臂部212之间,第二滚子32通过
    第二子销轴52可枢转地设在两个第一摆臂部212之间,第一中间连接臂部211通过第二销轴53可枢转地与第二摆臂22
    相连,第一子销轴51的中心轴线、第二子销轴52的中心轴线和第二销轴53的中心轴线位于一个三棱柱的三条棱边上,
    即在同一截面上,第一滚子31的中心、第二滚子32的中心、第二销轴53的中心位于同一三角形的三个顶点上,由此第
    一摆臂21的结构简单,制造容易,成本低。

    在本发明的一些具体的实施例中,第一摆臂21为三角形结构,除与第二销轴53连接的一个角外,其余的两个角分别
    安装第一滚子31和第二滚子32。

    如图8和图9所示,第二摆臂22适于通过第三销轴54可转动地设在发动机的缸盖2000上,第三销轴54的中心轴线
    与第二摆臂22的旋转轴线重合,第三销轴54位于第二销轴53和驱动型面220之间,由此摆臂组件2的结构更加简单,
    占用空间小。

    如图8所示,第二摆臂22包括第二中间连接臂部221和两个第二摆臂部222,两个第二摆臂部222分别设在第二中间
    连接臂部221的两端,两个第二摆臂部222相对设置且沿第一凸轮轴41和第二凸轮轴42的轴向彼此间隔开,优选地,第
    二中间连接臂部221与两个第二摆臂部222可一体形成,由此可以减少工艺步骤,强度高,成本低。

    进一步地,如图7所示,第一中间连接臂部211通过第二销轴53可枢转地设在两个第二摆臂部222之间,两个第二
    摆臂部222适于通过第三销轴54绕可转动地设在发动机的缸盖2000上。

    具体而言,如图5和图6所示,第一摆臂21上具有孔一2121、孔二2122、孔三2111、孔四2112和凹槽213,如图
    10所示,第二摆臂22上具有孔五2221、孔六2222和驱动型面220。如图9所示,缸盖2000上设有孔七和孔八2002。

    如图4-图6所示,第一滚子31通过第一子销轴51、孔一2121装在第一摆臂21的两个第一摆臂部212的一侧,且第
    一滚子31可绕第一子销轴51自由转动且可与第一凸轮轴41上的第一凸轮411抵靠并相切。

    如图4-图6所示,第二滚子32通过第二子销轴52、孔二2122装在第一摆臂21的中两个第一摆臂部212的另一侧,
    且第二滚子32可绕第二子销轴52自由转动且可与第二凸轮轴42上的第二凸轮421抵靠并相切。其中,第一滚子31与第
    二滚子32尺寸形状相同。

    如图4、图7和图10所示,第一摆臂21与第二摆臂22通过孔三2111、孔五2221、第二销轴53装配在一起,第一摆
    臂21与第二摆臂22能相对转动??姿?112分别与凹槽213和孔三2111相连通,给孔三2111提供润滑油,起润滑第二
    销轴53的作用,凹槽213设置在两个第一摆臂部212的相对内侧,以起到避让滚子(即第一滚子31和第二滚子32)、凸
    轮(即第一凸轮411和第二凸轮421)的作用,避免干涉,同时可以起到减重的作用。

    进一步地,如图7所示,第二销轴53的两侧还可以分别设有一个卡簧92,第一摆臂21和第二摆臂22夹设在两个卡
    簧92之间,从而限定了第一摆臂21和第二摆臂22在轴向上的位置。

    如图9和图10所示,第二摆臂22通过孔六2222、第三销轴54装配在缸盖2000的孔七上,孔七用于装配第三销轴
    54,孔八2002与孔七相连通用于收集缸盖2000内的润滑油,并供给第三销轴54以对第三销轴54进行润滑。

    进一步地,如图7所示,第三销轴54的两侧还可以分别设有一个卡簧92,第二摆臂22夹设在两个卡簧92之间,从
    而限定了第二摆臂22在轴向上的位置。

    在该一些实施例中,如图14-图16所示,配气机构1000还包括气门摇臂61和液压挺柱62,气门摇臂61上设置有气
    门摇臂滚子611,气门11的顶部与气门摇臂61的一端配合,液压挺柱62与气门摇臂61的另一端配合,驱动型面220抵
    靠在气门摇臂滚子611上。由此,在摆臂组件2动作时,其底部的驱动型面220会推动气门摇臂滚子611带动气门摇臂61
    动作,气门摇臂61进而带动气门11动作以打开气门11。

    液压挺柱62可用于调节气门间隙,液压挺柱62的具体构造和工作原理已为现有技术,且已广泛应用于本领域中,例
    如应用于VVL技术中,因此这里对于液压挺柱62不作详细描述。

    如图7和图10所示,驱动型面220形成在第二摆臂22的底部,驱动型面220与气门摇臂滚子611接触并相切,驱动
    型面220包括第一弧形段c1、第二弧形段c2和第三弧形段c3,第二弧形段c2连接在第一弧形段c1与第三弧形段c3之
    间,且第二弧形段c2分别与第一弧形段c1和第三弧形段c3相切。

    进一步地,如图10所示,第二弧形段c2与旋转轴线(即孔六2222的中心轴线)的距离从与第一弧形段c1相连的第
    一端到与第三弧形段c3相连的第二端逐渐增大,第三弧形段c3与旋转轴线(即孔六2222的中心轴线)的距离从与第二
    弧形段c2相连的第一端到与远离第二弧形段c2的第二端逐渐增大。第二摆臂22能绕第三销轴54转动,并通过驱动型面
    220与气门摇臂滚子611的配合驱动气门摇臂61,进而驱动气门11。

    进一步地,如图2所示,配气机构1000还可以包括支承部71,支承部71用于支承第一凸轮轴41和第二凸轮轴42。
    也就是说,支承部71可以为第一凸轮轴41和第二凸轮轴42的安装载体,第一凸轮轴41和第二凸轮轴42支承在支承部
    71上还可以对第一摆臂21起支承作用,从而使第一滚子31与第一凸轮411以及第二滚子32与第二凸轮421在配气机构
    1000的运动过程中始终保持接触。

    支承部71上可以布置有油道,油道可以给所述第一凸轮轴41和第二凸轮轴42的轴颈及相位调节机构提供润滑油,
    支承部71与缸盖2000可以通过螺栓连接装配在一起。

    在该一些实施例中,配气机构1000还可以包括复位弹簧81,复位弹簧81可以包括第一端部811、第二端部812和连
    接在第一端部811与第二端部812之间的中间部813,第一端部811和第二端部812适于弹性地抵压在第二摆臂22上,中
    间部813适于固定在发动机的缸盖2000上。

    具体地,如图11所示,复位弹簧81左右两边对称,中间设置中间部813,两边分别设置第一端部811和第二端部812,
    通过中间部813以及螺栓可以将复位弹簧81固定在缸盖2000上,同时两边的第一端部811和第二端部812与第二摆臂22
    相接触,装配后,复位弹簧81有一个使第二摆臂22逆时针转动趋势的预紧力,气门11开启过程中,复位弹簧81的弹力
    增加,在气门11关闭过程中,对第二摆臂22回至初始位置起一个辅助作用,此外,复位弹簧81还用于保持第二摆臂22
    的驱动型面220始终与气门摇臂滚子611接触。

    在图1-图13所示的具体示例中,第一凸轮轴41和第二凸轮轴42等高设置,即第一凸轮轴41和第二凸轮轴42设置
    在同一水平面上,且第一凸轮轴41和第二凸轮轴42通过齿轮实现等速反向转动,齿轮上可以设置正时标记,保证正时的
    准确性。装配后,如图13所示,第一滚子31与第一凸轮411的初始标记位置处抵靠并相切,第二滚子32与第二凸轮421
    的初始标记位置处抵靠并相切,第一凸轮轴41和第二凸轮轴42转动后,第一凸轮411驱动第一滚子31且第二凸轮421
    驱动第二滚子32,通过第一摆臂21的摆动带动第二摆臂22绕旋转轴线转动(例如,顺时针转动),第二摆臂22的驱动型
    面220作用于气门摇臂滚子611,进而驱动气门11使气门11开启或关闭。

    当然可以理解的是,在另一些实施例中,第一凸轮轴41和第二凸轮轴42也可以不等高。

    下面参照图14-图16简单描述根据本发明实施例的配气机构1000的工作过程:

    第一凸轮411和第二凸轮421中的每一个均具有大基圆(例如图29中的第一基圆R1和第三基圆R3)、小基圆(例如
    图29中的第二基圆R2和第四基圆R4)以及连接在大基圆与小基圆之间的过渡段(例如图29中的第一型线第三段a3、第
    一型线第五段a5、第二型线第二段b2、第二型线第五段b5)。

    在一些具体的实施例中,过渡段可以包含缓冲段和工作段。其中小基圆为该凸轮的零升程段,大基圆为凸轮的最大升
    程段。凸轮升程根据需要选定,例如在本发明的一些具体示例中,凸轮升程为4mm。

    当第一滚子31与第一凸轮411的大基圆抵靠且第二滚子32与第二凸轮421的大基圆抵靠时,驱动型面220的第三弧
    形段c3与气门摇臂滚子611接触,气门11处于完全开启状态;

    当第一滚子31与第一凸轮411的小基圆抵靠且第二滚子32与第二凸轮421的大基圆抵靠时,或者第一滚子31与第
    一凸轮411的大基圆抵靠且第二滚子32与第二凸轮421的小基圆抵靠时,驱动型面220的第一弧形段c1与气门摇臂滚子
    611接触,气门11处于完全关闭状态;

    当第一滚子31与第一凸轮411的小基圆抵靠且第二滚子32与第二凸轮421的小基圆抵靠时,驱动型面220的第一弧
    形段c1与气门摇臂滚子611接触,气门11处于完全关闭状态。

    如图14所示,第一凸轮411和第二凸轮421位于初始位置,随着第一凸轮轴41的逆时针转动,第二凸轮轴42的顺
    时针转动,第一凸轮轴41驱动与第一摆臂21连接的第一滚子31且第二凸轮轴42驱动与第一摆臂21连接的第二滚子32,
    第一滚子31抵靠第一凸轮411的大基圆,第二滚子32与第二凸轮421的抵靠位置从第二凸轮421的小基圆过渡到第二凸
    轮421的大基圆的过程中,驱动第二滚子32,使第一摆臂21摆动,并带动第二摆臂22顺时针转动,驱动气门11,使气
    门11开启,如图15所示。

    随后第二滚子32与第二凸轮421的大基圆抵靠,第一滚子31与第一凸轮411的抵靠位置从第一凸轮411的大基圆过
    渡到第一凸轮411的小基圆过程中,第二摆臂22在复位弹簧81的辅助作用喜爱逆时针回转,气门11关闭,如图16所示。

    通过相位调节机构调节第一凸轮轴41和第二凸轮轴42的相位,改变第一凸轮轴41和第二凸轮轴42的配合相位,即
    改变第一凸轮411和第二凸轮421的凸轮型线的配合方式,从而改变气门升程曲线。本发明的一些具体示例中,第二凸
    轮轴42的相位调节范围约为30°的凸轮转角。

    下面参照图17-图26详细描述第一摆臂21以及第二摆臂22的设计过程:

    配气机构1000设计的基本输入:两根驱动凸轮轴和气门机构1。

    根据气门机构1,需设置一个摆臂(例如第二摆臂22)以驱动气门摇臂61,进而驱动气门11,根据两根驱动凸轮轴,
    需设置与之相匹配的两个滚子与相应的凸轮接触,滚子装配在摆臂中,凸轮轴可驱动摆臂,进而驱动气门11。

    通过计算机构的自由度,确定需另设置一个摆臂(例如,第一摆臂21),第一摆臂21与第二摆臂22能相对转动,以
    满足机构的自由度及两个滚子的装配。

    考虑机构结构的紧凑性及稳定性,第二摆臂22通过第三销轴54装在缸盖2000上,能绕第三销轴54转动,第一滚子
    31通过第一子销轴51装在第一摆臂21上,且第一滚子31能自由转动,同时第二滚子32通过第二子销轴52装在第一摆
    臂21上,且第二滚子32能自由转动。

    第一摆臂21通过第二销轴53与第二摆臂22连接,两者能相对转动,第一摆臂21中的两个滚子分别与两个凸轮轴的
    两个凸轮接触相切,同时,两个凸轮轴对第一摆臂21起支撑作用。

    本本发明的一个实施例中,配气机构1000的气门11处于完全关闭状态及完全开启时,气门摇臂61的气门摇臂滚子
    611的位置如图17所示,其中圆P1为气门11处于完全关闭状态时,气门摇臂滚子611的位置,圆P2为气门11处于完全
    开启状态时,气门摇臂滚子611的位置。

    第一步,如图18所示,选定第二摆臂22的旋转轴线,即第二摆臂22的旋转中心(即孔六2222的中心)的位置,如
    图18中的O6,以O6为圆心,作一个圆C1,圆C1与气门11关闭时气门摇臂滚子611相切,并调第二摆臂22的旋转中心
    O6的位置,使圆C1与气门摇臂滚子611的切点位于气门摇臂滚子611的第二限象上,约135°处。第二摆臂22的第一弧
    形段c1为圆C1的一部分,因此,只要第一弧形段c1与气门摇臂滚子611接触相切,则气门11处于关闭状态。

    第二步,如图18所示,根据第二销轴53及第三销轴54的结构尺寸,选定第二摆臂22上孔五2221的中心,以第二
    摆臂22的旋转中心O6为圆心,且以孔五2221与孔六2222间的距离为半径(例如,本发明的一些具体示例中,该半径为
    21.5毫米作一个圆,第一摆臂21在摆动过程中,孔五2221的中心必在所作圆的圆弧上,孔五2221与第一摆臂21上的孔
    三2111同心。

    第三步,如图19所示,根据布置空间及凸轮升程,选定第一凸轮轴41和第二凸轮轴42的位置并设计第一凸轮411
    以及第二凸轮421的大基圆和小基圆。设计第一滚子31与第一凸轮411的大基圆接触相切,切点位于第一象限;第二滚
    子32与第二凸轮421的小基圆接触相切,切点位于第二象限,用直线将第一滚子31的圆心W1,第二滚子32的圆心W2及
    孔三2111的中心O3依次连接,形成一个三角形,即为第一摆臂21。

    第四步,如图20所示,作一个圆C3,与气门11完全开启时气门摇臂滚子611相切,切点位于气门摇臂滚子611的第
    二限象上,约90°至100°处。第二摆臂22的第三弧形段c3为所作圆C3的一部分。因此,只要第三弧形段c3与气门摇
    臂滚子611相切,则气门11处于完全开启状态,本本发明的一些具体示例中,第三弧形段c3的中心Z3(第三弧形段c3
    为圆弧,则第三弧形段c3的中心Z3为第三弧形段c3的圆心)与第二摆臂22的旋转中心O6间的距离为36mm。

    第五步,如图21所示,作一个圆C2,与第二摆臂22的第一弧形段c1、第三弧线段分别相切,两切点间的圆弧段为
    第二摆臂22的第二弧形段c2,本发明的一些具体示例中,第二弧形段c2可以为一段圆弧。本本发明的一些具体示例中,
    第二弧形段c2的直径为32mm,第三弧形段c3的直径为18mm。

    第六步,如图22所示,用直线依次连接第一弧形段c1的圆心O6、第二弧形段c2的圆心Z2、第三弧形段c3的圆心
    Z3、孔五2221的圆心O5、孔六2222的圆心O6,形成两个三角形,即为第二摆臂22。第二弧形段c2及第三弧形段c3至
    第二摆臂22的旋转中心O6的距离逐渐增加。

    第七步,设计第一滚子31与第一凸轮411的大基圆接触相切,切点位于第一象限,第二滚子32与第二凸轮421的大
    基圆接触相切,切点位于第二象限,用直线将第一滚子31的圆心W1及孔三2111的圆心O3依次连接,形成一个三角形,
    即为第一摆臂21。

    第八步,按照上述设计方法及凸轮配合原理,完成第一滚子31与第一凸轮411的小基圆接触相切,第二滚子32与第
    二凸轮421的大基圆相切时,第一摆臂21与第二摆臂22的设计;

    第九步,按照上述设计方法及凸轮配合原理,完成第一滚子31与第一凸轮411的小基圆接触相切,第二滚子32与第
    二凸轮421的小基圆相切时,第一摆臂21与第二摆臂22的设计;

    第十步,通过约束保证第一步、第七步、第八步以及第九步中上述四种凸轮配合状态下,第一摆臂21以及第二摆臂
    22的形状尺寸相同,保证第二摆臂22的第一弧形段c1与第二弧形段c2之间的切点、第二弧形段c2与第三弧形段c3三
    段之间的切点、第一弧形段c1与气门摇臂滚子611的切点以及第三弧形段c3与气门摇臂滚子611的切点,共四个切点的
    顺序一致。

    在本发明的实施例中,可根据需要适当调整第二摆臂22的第二弧形段c2、第三弧形段c3的直径,第一凸轮轴41以
    及第二凸轮轴42的位置,第三弧形段c3的中心至第二摆臂22的旋转中心的距离。

    在本发明的实施例中,根据凸轮的上述配合原理,设计第一摆臂21和第二摆臂22的四种状态位置。初始设计位置为:
    第一摆臂21上的第一滚子31与第一凸轮411的大基圆接触,第一摆臂21上的第二滚子32与第二凸轮421的小基圆接触,
    气门11为关闭状态,如图23所示。

    第一凸轮轴41和第二凸轮轴42等速反向转动后,第一滚子31与第一凸轮411的大基圆接触,第二滚子32与第二凸
    轮421的接触位置从第二凸轮421的小基圆转至第二凸轮421的大基圆过程中,第一摆臂21以第一凸轮411为支撑,在
    第二凸轮421的驱动下,带动第二摆臂22顺时针转动,驱动气门11,使气门11开启,如图24所示。

    气门11完成开启后,第二滚子32与第二凸轮421的大基圆接触,第一滚子31与第一凸轮411的接触位置从第一凸
    轮411的大基圆转至第一凸轮411的小基圆过程中,第二摆臂22在气门11弹簧及复位弹簧81的作用下,逆时针转动,
    气门11关闭,如图25示。

    图26为第一滚子31与第一凸轮411的小基圆接触且第二滚子32与第二凸轮421的小基圆接触,气门11关闭状态的
    位置。

    下面结合上述配气机构1000的结构详细描述三种不同的凸轮型线,配气机构1000采用不同的凸轮型线可以实现不同
    的技术效果,例如气门二次开启且气门开启持续期可变、气门开启持续期可变以及气门升程可变。

    参照图27和图28描述一种可实现气门二次开启且开启持续期可变的凸轮型线。

    以第一凸轮轴41和第二凸轮轴42位于同一水平面且第一凸轮轴41和第二凸轮轴42等速反向运动为例,如图27所
    示,第一凸轮411具有第一凸轮型线,第一凸轮型线包括沿第一凸轮411的周向依次首尾相连的第一型线第一段a1、第一
    型线第二段a2、第一型线第三段a3、第一型线第四段a4、第一型线第五段a5、第一型线第六段a6和第一型线第七段a7。

    第二凸轮421具有第二凸轮型线,第二凸轮型线包括沿第二凸轮421的周向依次首尾相连的第二型线第一段b1、第二
    型线第二段b2、第二型线第三段b3、第二型线第四段b4、第二型线第五段b5、第二型线第六段b6和第二型线第七段b7。

    当第一滚子31抵靠第一型线第一段a1且第二滚子32抵靠第二型线第一段b1时,气门11处于第一关闭状态,即气
    门11完全关闭。

    当第一滚子31抵靠第一型线第二段a2且第二滚子32抵靠第二型线第二段b2时,气门11处于一次开启阶段,即气
    门11从零升程位置运动到最大升程位置。

    当第一滚子31抵靠第一型线第三段a3且第二滚子32抵靠第二型线第三段b3时,气门11处于一次关闭阶段,即气
    门11从最大升程位置运动到零升程位置。

    当第一滚子31抵靠第一型线第四段a4且第二滚子32抵靠第二型线第四段b4时,气门11处于二次开启阶段,即气
    门11从零升程位置运动到中间升程位置,该中间升程位置位于零升程位置与最大升程位置之间。

    当第一滚子31抵靠第一型线第五段a5且第二滚子32抵靠第二型线第五段b5时,气门11处于二次关闭阶段,即气
    门11从中间升程位置运动到零升程位置。

    当第一滚子31抵靠第一型线第六段a6且第二滚子32抵靠第二型线第六段b6时,气门11处于第二关闭状态,即气
    门11完全关闭。

    当第一滚子31抵靠第一型线第七段a7且第二滚子32抵靠第二型线第七段b7时,气门11处于第三关闭状态,即气
    门11完全关闭。

    可以理解的是,气门11处于第一关闭状态、第二关闭状态以及第三关闭状态时,气门11均处于完全关闭阶段,但与
    上述三种关闭状态对应的凸轮型线不相同。

    由于第一凸轮411与第二凸轮421等速反向运动,第一凸轮411绕第一凸轮411的旋转轴线转动从起点(如图27中
    第一凸轮411上的A点,即第一型线第一段a1的起点)逆时针方向转动一周时,第二凸轮421绕第二凸轮421的旋转轴
    线从起点(如图27中第二凸轮421上的B点,即第二型线第一段b1的起点)顺时针反向转动一周,也就是说,将A点定
    义为第一凸轮411的0°凸轮转角时刻,将B点定义为第二凸轮421的0°凸轮转角时刻。

    本发明的配气机构1000的气门机构1由第一凸轮轴41和第二凸轮轴42共同通过摆臂组件2驱动,以本发明的上述
    凸轮型线应用于四冲程发动机为例,第一凸轮轴41和第二凸轮轴42等速反向转动,且第一凸轮轴41和第二凸轮轴42的
    转速与发动机的曲轴的转速比为1:2,将凸轮从0°凸轮转角时刻转至180°的凸轮转角时刻为排气上止点时刻,根据四冲
    程发动机的工作原理,则0°至90°的凸轮转角范围内为做功冲程,90°至180°的凸轮转角为排气冲程,180°至270°
    凸轮转角为进气冲程,270°至360°的凸轮转角为压缩冲程,考虑到增压发动机,本发明的实施例中,排气冲程和进气冲
    程占120°的凸轮转角。

    为了保证配气机构1000的正时的准确性,第一凸轮411以及第二凸轮421上需要设置初始标记位置,例如在本发明
    的一些具体的实施例中,如图13和图27所示,发动机的一缸对应的第一凸轮411的初始标记位置(与A点对应)处于一
    个笛卡尔坐标系的第一象限,且该初始标记位置与第一凸轮411的旋转轴线的连线与水平线的夹角为54°,其余缸的第一
    凸轮411以一缸为基础,根据第一凸轮轴41的转向,按点火间隔压装在第一凸轮轴41上;发动机的一缸对应的第二凸轮
    421的初始标记位置(与B点对应)处于一个笛卡尔坐标系的第二象限,且该初始标记位置与第二凸轮421的旋转轴线的
    连线与水平线的夹角为108°,其余缸的第一凸轮411以一缸为基础,根据第一凸轮轴41的转向,按点火间隔压装在第一
    凸轮轴41上。

    如图27所示,第一型线第一段a1、第一型线第二段a2、第一型线第六段a6和第一型线第七段a7位于以第一凸轮轴
    41的中心轴线(即第一凸轮411的旋转轴线)为圆心的第一基圆R1上。

    如图27所示,第一型线第三段a3和第一型线第四段a4的连接点P位于以第一凸轮轴41的中心轴线为圆心的第二基
    圆R2上,第一基圆R1的半径大于第二基圆R2的半径。

    如图27所示,第一型线第三段a3到第一凸轮轴41的中心轴线的距离从远离连接点P的一端到连接点P逐渐减小,
    即当第一凸轮411逆时针旋转时,第一型线第三段a3与第一滚子31的切点到第一凸轮轴41的中心轴线的距离逐渐减小。

    第一型线第四段a4和第一型线第五段a5到第一凸轮轴41的中心轴线的距离从连接点P到第一型线第五段a5的与第
    一型线第六段a6相连的一端逐渐增大,即当第一凸轮411逆时针旋转时,第一型线第四段a4与第一滚子31的切点到第
    一凸轮轴41的中心轴线的距离逐渐增大,第一型线第五段a5与第一滚子31的切点到第一凸轮轴41的中心轴线的距离逐
    渐增大,且第一型线第五段a5上任一点到第一凸轮轴41的中心轴线的距离均大于等于第一型线第四段a4上任一点到第
    一凸轮轴41的中心轴线的距离。

    如图27所示,第二型线第三段b3和第二型线第四段b4均位于以第二凸轮轴42的中心轴线(即第二凸轮421的旋转
    轴线)为圆心的第三基圆R3上,第三基圆R3与第一基圆R1的半径相同。

    如图27所示,第二型线第一段b1和第二型线第七段b7均位于以第二凸轮轴42的中心轴线为圆心的第四基圆R4上,
    第四基圆R4与第二基圆R2的半径相同,即第三基圆R3的半径大于第四基圆R4的半径。

    如图27所示,第二型线第二段b2到第二凸轮轴42的中心轴线的距离从与第二型线第一段b1相连的一端到与第二型
    线第三段b3相连的另一端逐渐增大,即当第二凸轮421顺时针转动时,第二型线第二段b2与第二滚子32的切点到第二
    凸轮轴42的中心轴线的距离逐渐增大。

    第二型线第五段b5和第二型线第六段b6到第二凸轮轴42的中心轴线的距离从第二型线第五段b5的与第二型线第四
    段b4相连的一端到第二型线第六段b6的与第二型线第七段b7相连的一端逐渐减小,即当第二凸轮421顺时针旋转时,
    第二型线第五段b5与第二滚子32的切点到第二凸轮轴42的中心轴线的距离逐渐减小,且第二型线第六段b6与第二滚子
    32的切点到第二凸轮轴42的中心轴线的距离逐渐减小,且第二型线第五段b5上任意一点到第二凸轮轴42的中心轴线的
    距离均大于等于第二型线第六段b6上任意一点到第二凸轮轴42的中心轴线的距离。

    综上而言,第一型线第一段a1、第一型线第二段a2、第一型线第六段a6和第一型线第七段a7位于第一基圆R1上构
    成第一凸轮411的大基圆,第一型线第三段a3和第一型线第四段a4的连接点P位于第二基圆R2上构成第一凸轮411的
    小基圆,第一型线第三段a3、第一型线第四段a4、第一型线第五段a5均构成第一凸轮411的过段段,且第一凸轮411的
    过段段上任意一点到第一凸轮411的中心轴线的距离均介于第一凸轮411的大基圆的半径和第一凸轮411的小基圆的半径
    之间。

    第二型线第三段b3和第二型线第四段b4位于第三基圆R3上构成第二凸轮421的大基圆,第二型线第一段b1和第二
    型线第七段b7位于第四基圆R4上构成第二凸轮421的小基圆,第二型线第二段b2、第二型线第五段b5和第二型线第六
    段b6均构成第二凸轮421的过段段,且第二凸轮421的过段段上任意一点到第二凸轮421的中心轴线的距离均介于第二
    凸轮421的大基圆的半径和第二凸轮421的小基圆的半径之间。

    在一个具体的实施例中,如图27所示,第一凸轮411和第二凸轮421均绕对应的旋转轴线依次转过75°、60°、60°、
    30°、30°、30°、75°。

    当然,可以理解的是,凸轮型线的设计过程中,气门11处于不同状态时,凸轮绕相应旋转轴线转过的角度(即包角)
    不是固定的,可根据实际需要作相应的调整。

    下面以气门11为排气门为例,简单描述采用图27所示的凸轮型线时,第一凸轮411和第二凸轮421的配合过程:

    在0°至75°凸轮转角范围内,排气门为第一关闭状态,第一凸轮411的大基圆与第一滚子31抵靠,第二凸轮421
    的小基圆与第二滚子32抵靠;

    在75°至135°凸轮转角范围内,排气门处于一次开启阶段,第一凸轮411的大基圆与第一滚子31抵靠,第二凸轮
    421与第二滚子32抵靠的位置从第二凸轮421的小基圆过渡至第二凸轮421的大基圆;

    在135°至195°凸轮转角范围内,排气门处于一次关闭阶段,第一凸轮411与第一滚子31抵靠的位置从第一凸轮411
    的大基圆过渡至第一凸轮411的小基圆,第二凸轮421的大基圆与第二滚子32抵靠;

    在195°至225°凸轮转角范围内,排气门处于二次开启阶段,第一凸轮411与第一滚子31抵靠的位置从第一凸轮411
    的小基圆过渡至第一凸轮411的过渡段,第二凸轮421的大基圆与第二滚子32抵靠;

    在225°至255°凸轮转角范围内,排气门处于二次关闭阶段,第一凸轮411与第一滚子31抵靠的位置从第一凸轮411
    的过渡段过渡至第一凸轮411的大基圆,第二凸轮421与第二管子抵靠的位置从第二凸轮421的大基圆过渡至第二凸轮421
    的过渡段;

    在255°至285°凸轮转角范围内,排气门处于第二关闭状态,第一凸轮411的大基圆与第一滚子31抵靠,第二凸轮
    421与第二滚子32抵靠的位置从第二凸轮421的过渡段过渡至第二凸轮421的小基圆;

    在285°至360°凸轮转角范围内,排气门处于第三关闭状态,第一凸轮411的大基圆与第一滚子31抵靠,第二凸轮
    421的小基圆与第二滚子32抵靠。

    综上而言,第一凸轮411从0°开始转过75°凸轮转角后,第二滚子32开始与第二凸轮421的过渡段抵靠,对应地
    第一滚子31仍与第一凸轮411的大基圆抵靠,气门11开始开启并进入一次开启阶段,气门11从一次开启时刻至一次关
    闭时刻的过程占120°的凸轮转角,即以四冲程发动机为例,排气冲程和进气冲程占120°的凸轮转角。气门11完成一次
    关闭阶段后,第二凸轮421的大基圆对应的凸轮转角还剩余30°未与第二滚子32抵靠。随后,进入二次开启阶段,第一
    滚子31与第一凸轮411的抵靠位置从第一凸轮411的小基圆过渡至第一凸轮411的过渡段,第二滚子32仍继续与第二凸
    轮421的大基圆抵靠,气门二次开启过程占30°的凸轮转角。此后,第二滚子32与第二凸轮421的抵靠位置从第二凸轮
    421的大基圆过渡至第二凸轮421的过渡段,气门11进入二次关闭阶段;气门二次关闭后,第一滚子31与第一凸轮411
    的大基圆抵靠,第二滚子32与第二凸轮421的抵靠位置从第二凸轮421的过渡段过渡至第二凸轮421的小基圆,气门11
    依次处于第二关闭状态、第三关闭状态,直至下一个新的循环。

    气门升程曲线变化规律如图28所示,当进入一个新的循环时,通过相位器91顺时针调节第二凸轮轴42的相位,例
    如使第二凸轮421的相位提前5°,气门11提前开启5°,气门11开启后,有5度的开启持续期,二次开启的升程及持
    续期相应减少,调节第二凸轮轴42的相位,第二凸轮轴42相位调节范围设计值为30°凸轮转角,即第二凸轮421的相位
    可以提前的范围在大于等于0°凸轮转角且小于等于30°凸轮转角的范围内,例如,5°、10°、15°、20°、25°或30°。

    简言之,根据本发明实施例的配气机构1000,采用上述凸轮型线,并通过调节相位调节结构调节第一凸轮轴41和第
    二凸轮轴42的相对相位,可实现气门开启持续期可变且可实现气门二次开启。当该配气机构1000应用于排气侧时,即气
    门11为排气门时,实现排气门的二次开启,可以提高发动机冷启动性能及快速暖机,降低排放,且排气门二次开启,控
    制内部EGR,可以显著改变缸内的EGR量,进而影响缸内工质的温度,从而实现汽油HCCI燃烧的控制,同时利用排气门二
    次开启策略能够预测汽油CAI燃烧的负荷范围。

    下面简单描述根据本发明实施例的一种凸轮,该凸轮为图27所示的第一凸轮411,该凸轮的型线为图27所示的第一
    凸轮型线,包括沿凸轮的周向依次首尾相连的包角为75°的第一型线第一段a1、包角为60°的第一型线第二段a2、包角
    为60°的第一型线第三段a3、包角为30°的第一型线第四段a4、包角为30°的第一型线第五段a5、包角为30°的第一
    型线第六段a6和包角为75°的第一型线第七段a7,第一型线第一段a1、第一型线第二段a2、第一型线第六段a6和第一
    型线第七段a7位于以凸轮的旋转轴线为圆心的第一基圆R1上,第一型线第三段a3和第一型线第四段a4的连接点P位于
    以凸轮的旋转轴线为圆心的第二基圆R2上,第一基圆R1的半径大于第二基圆R2的半径,第一型线第三段a3到凸轮的旋
    转轴线的距离从远离连接点P的一端到连接点P逐渐减小,且第一型线第四段a4和第一型线第五段a5到凸轮的旋转轴线
    的距离从连接点P到第一型线第五段a5的与第一型线第六段a6相连的一端逐渐增大。

    该凸轮的型线简单,可实现气门11的二次开启和气门持续期可变。

    下面简单描述根据本发明实施例的一种凸轮,该凸轮为图27所示的第二凸轮421,该凸轮的型线为图27所示的第二
    凸轮型线,该凸轮的型线包括沿凸轮的周向依次首尾相连的包角为75°的第二型线第一段b1、包角为60°的第二型线第
    二段b2、包角为60°的第二型线第三段b3、包角为30°的第二型线第四段b4、包角为30°的第二型线第五段b5、包角
    为30°的第二型线第六段b6和包角为75°的第二型线第七段b7,第二型线第三段b3和第二型线第四段b4均位于以凸轮
    的旋转轴线为圆心的第三基圆R3上,第二型线第一段b1和第二型线第七段b7均位于以凸轮的旋转轴线为圆心的第四基
    圆R4上,第二型线第二段b2到凸轮的旋转轴线的距离从与第二型线第一段b1相连的一端到与第二型线第三段b3相连的
    另一端逐渐增大,且第二型线第五段b5和第二型线第六段b6到凸轮的旋转轴线的距离从第二型线第五段b5的与第二型
    线第四段b4相连的一端到第二型线第六段b6的与第二型线第七段b7相连的一端逐渐减小。

    该凸轮的型线简单,可实现气门11的二次开启和气门持续期可变。

    参照图29和图30描述一种可实现气门开启持续期可变的凸轮型线。

    以第一凸轮轴41和第二凸轮轴42位于同一水平面且第一凸轮轴41和第二凸轮轴42等速反向运动为例,如图29所
    示,第一凸轮411具有第一凸轮型线,第一凸轮型线包括沿第一凸轮411的周向依次首尾相连的第一型线第一段a1、第一
    型线第二段a2、第一型线第三段a3、第一型线第四段a4和第一型线第五段a5。

    第二凸轮421具有第二凸轮型线,第二凸轮型线包括沿第二凸轮421的周向依次首尾相连的第二型线第一段b1、第二
    型线第二段b2、第二型线第三段b3、第二型线第四段b4和第二型线第五段b5。

    当第一滚子31抵靠第一型线第一段a1且第二滚子32抵靠第二型线第一段b1时,气门11处于第一关闭状态,即气
    门11完全关闭。

    当第一滚子31抵靠第一型线第二段a2且第二滚子32抵靠第二型线第二段b2时,气门11处于开启阶段,即气门11
    从零升程位置运动到最大升程位置。

    当第一滚子31抵靠第一型线第三段a3且第二滚子32抵靠第二型线第三段b3时,气门11处于关闭阶段,即气门11
    从最大升程位置运动到零升程位置。

    当第一滚子31抵靠第一型线第四段a4且第二滚子32抵靠第二型线第四段b4时,气门11处于第二关闭状态,即气
    门11完全关闭。

    当第一滚子31抵靠第一型线第五段a5且第二滚子32抵靠第二型线第五段b5时,气门11处于第三关闭状态,即气
    门11完全关闭。

    可以理解的是,气门11处于第一关闭状态、第二关闭状态以及第三关闭状态时,气门11均处于完全关闭阶段,但与
    上述三种关闭状态对应的凸轮型线不相同。

    由于第一凸轮411与第二凸轮421等速反向运动,第一凸轮411绕第一凸轮411的旋转轴线转动从起点(如图29中
    第一凸轮411上的A点,即第一型线第一段a1的起点)逆时针方向转动一周时,第二凸轮421绕第二凸轮421的旋转轴
    线从起点(如图29中第二凸轮421上的B点,即第二型线第一段b1的起点)顺时针反向转动一周,也就是说,将A点定
    义为第一凸轮411的0°凸轮转角时刻,将B点定义为第二凸轮421的0°凸轮转角时刻。

    本发明的配气机构1000的气门机构1由第一凸轮轴41和第二凸轮轴42共同通过摆臂组件2驱动,以本发明的上述
    凸轮型线应用于四冲程发动机为例,第一凸轮轴41和第二凸轮轴42等速反向转动,且第一凸轮轴41和第二凸轮轴42的
    转速与发动机的曲轴的转速比为1:2,将凸轮从0°凸轮转角时刻转至180°的凸轮转角时刻为排气上止点时刻,根据四冲
    程发动机的工作原理,则0°至90°的凸轮转角范围内为做功冲程,90°至180°的凸轮转角为排气冲程,180°至270°
    凸轮转角为进气冲程,270°至360°的凸轮转角为压缩冲程,考虑到增压发动机,本发明的实施例中,排气冲程和进气冲
    程占120°的凸轮转角。

    为了保证配气机构1000的正时的准确性,第一凸轮411以及第二凸轮421上需要设置初始标记位置,例如在本发明
    的一些具体的实施例中,如图13和图29所示,发动机的一缸对应的第一凸轮411的初始标记位置(与A点对应)处于一
    个笛卡尔坐标系的第一象限,且该初始标记位置与第一凸轮411的旋转轴线的连线与水平线的夹角为54°,其余缸的第一
    凸轮411以一缸为基础,根据第一凸轮轴41的转向,按点火间隔压装在第一凸轮轴41上;发动机的一缸对应的第二凸轮
    421的初始标记位置(与B点对应)处于一个笛卡尔坐标系的第二象限,且该初始标记位置与第二凸轮421的旋转轴线的
    连线与水平线的夹角为108°,其余缸的第一凸轮411以一缸为基础,根据第一凸轮轴41的转向,按点火间隔压装在第一
    凸轮轴41上。

    如图29所示,第一型线第一段a1和第一型线第二段a2位于以第一凸轮轴41的中心轴线(即第一凸轮411的旋转轴
    线)为圆心的第一基圆R1上。

    如图29所示,第一型线第四段a4位于以第一凸轮轴41的中心轴线为圆心的第二基圆R2上,第一基圆R1的半径大
    于第二基圆R2的半径,

    如图29所示,第一型线第三段a3到第一凸轮轴41的中心轴线的距离从与第一型线第二段a2相连的一端到与第一型
    线第四段a4相连的另一端逐渐减小,即当第一凸轮411逆时针旋转时,第一型线第三段a3与第一滚子31的切点到第一
    凸轮轴41的中心轴线的距离逐渐减小。

    第一型线第五段a5到第一凸轮轴41的中心轴线的距离从与第一型线第四段a4相连的一端到与第一型线第一段a1相
    连的另一端逐渐增大,当第一凸轮411逆时针旋转时,第一型线第五段a5与第一滚子31的切点到第一凸轮轴41的中心
    轴线的距离逐渐增大。

    如图29所示,第二型线第三段b3和第二型线第四段b4均位于以第二凸轮轴42的中心轴线(即第二凸轮421的旋转
    轴线)为圆心的第三基圆R3上,第三基圆R3与第一基圆R1的半径相同。

    第二型线第一段b1位于以第二凸轮轴42的中心轴线为圆心的第四基圆R4上,第四基圆R4与第二基圆R2的半径相
    同,即第三基圆R3的半径大于第四基圆R4的半径。

    如图29所示,第二型线第二段b2到第二凸轮轴42的中心轴线的距离从与第二型线第一段b1相连的一端到与第二型
    线第三段b3相连的另一端逐渐增大,即当第二凸轮421顺时针转动时,第二型线第二段b2与第二滚子32的切点到第二
    凸轮轴42的中心轴线的距离逐渐增大。

    第二型线第五段b5到第二凸轮轴42的中心轴线的距离从与第二型线第四段b4相连的一端到与第二型线第一段b1相
    连的另一端逐渐减小,即当第二凸轮421顺时针旋转时,第二型线第五段b5与第二滚子32的切点到第二凸轮轴42的中
    心轴线的距离逐渐减小。

    综上而言,第一型线第一段a1和第一型线第二段a2位于第一基圆R1上构成第一凸轮411的大基圆,第一型线第四
    段a4位于第二基圆R2上构成第一凸轮411的小基圆,第一型线第三段a3和第一型线第五段a5均构成第一凸轮411的过
    段段,且第一凸轮411的过段段上任意一点到第一凸轮411的中心轴线的距离均介于第一凸轮411的大基圆的半径和第一
    凸轮411的小基圆的半径之间。

    第二型线第三段b3和第二型线第四段b4位于第三基圆R3上构成第二凸轮421的大基圆,第二型线第一段b1位于第
    四基圆R4上构成第一凸轮411的小基圆,第二型线第二段b2和第二型线第五段b5构成第二凸轮421的过段段,且第二
    凸轮421的过段段上任意一点到第二凸轮421的中心轴线的距离均介于第二凸轮421的大基圆的半径和第二凸轮421的小
    基圆的半径之间。

    在一个具体的实施例中,如图29所示,气门11依次处于第一关闭状态、开启阶段、关闭阶段、第二关闭状态、第三
    关闭状态时,第一凸轮411和第二凸轮421均依次转过165°、60°、60°、15°、60°。

    当然,可以理解的是,凸轮型线的设计过程中,气门11处于不同状态时,凸轮绕相应旋转轴线转过的角度(即包角)
    不是固定的,可根据实际需要作相应的调整。

    下面以气门11为进气门为例,简单描述采用图29所示的凸轮型线时,第一凸轮411和第二凸轮421的配合过程:

    在0°至165°凸轮转角范围内,进气门处于第一关闭状态,第一凸轮411的大基圆与第一滚子31抵靠,第二凸轮421
    的小基圆与第二滚子32抵靠;

    在165°至225°凸轮转角范围内,进气门处于开启阶段,第一凸轮411的大基圆与第一滚子31抵靠,第二凸轮421
    与第二滚子32抵靠的位置从第二凸轮421的小基圆过渡至第二凸轮421的大基圆;

    在225°至285°凸轮转角范围内,进气门处于关闭阶段,第一凸轮411与第一滚子31抵靠的位置从第一凸轮411的
    大基圆过渡至第一凸轮411的小基圆,第二凸轮421的大基圆与第二滚子32抵靠;

    在285°至300°凸轮转角范围内,进气门处于第二关闭状态,第一凸轮411的小基圆与第一滚子31抵靠,第二凸轮
    421的大基圆与第二滚子32抵靠;

    在300°至360°凸轮转角范围内,进气门处于第三关闭状态,第一凸轮411与第一滚子31抵靠的位置从第一凸轮411
    的小基圆过渡至第一凸轮411的大基圆,第二凸轮421与第二滚子32抵靠的位置从第二凸轮421的大基圆过渡至第二凸
    轮421的小基圆。

    综上而言,第一凸轮411从0°开始转过165°凸轮转角后,第二滚子32开始与第二凸轮421的过渡段抵靠,对应地
    第一滚子31仍与第一凸轮411的大基圆抵靠,气门11开始开启并进入开启阶段,气门11从开启时刻至关闭时刻占120°
    凸轮转角,以四冲程发动机为例,排气冲程和进气冲程占120°的凸轮转角。随后气门11进入第二关闭状态,第一滚子
    31与第一凸轮411的小基圆抵靠,此状态内第一凸轮411的小基圆对应的凸轮转角为15°,第二滚子32仍与第二凸轮421
    的大基圆抵靠,且此状态内第二凸轮421的大基圆对应的凸轮转角为15°。此后,第一滚子31与第一凸轮411的抵靠位
    置从第一凸轮411的小基圆过渡至第一凸轮411的大基圆,此状态内第一凸轮型线对应的凸轮转角为60°,第二滚子32
    与第二凸轮421的抵靠位置从第二凸轮421的大基圆过渡至第二凸轮421的小基圆,此状态内第二型线对应的凸轮转角为
    60°,此状态下,第二摆臂22的第一弧形段c1与气门摇臂滚子611接触(相切),气门11处于第三关闭状态,直至一个
    新的循环。

    气门升程曲线变化规律如图30所示,当进入一个新的循环时,通过相位器91顺时针调节第二凸轮轴42的相位,例
    如顺时针调节第一凸轮轴41的相位,使第一凸轮轴41的相位滞后5°,气门11完全开启后,有5°开启持续期,调节第
    一凸轮轴41的相位,第一凸轮轴41的相位调节设计值为15°凸轮转角,即第二凸轮421的相位可以滞后的范围在大于等
    于0°凸轮转角且小于等于15°凸轮转角的范围内,例如5°、10°或15°。

    简言之,根据本发明实施例的配气机构1000,采用上述凸轮型线,并通过调节相位调节结构调节第一凸轮轴41和第
    二凸轮轴42的相对相位,可实现气门开启持续期可变。当该配气机构1000应用于进气侧时,即气门11为进气门时,实
    现进气门持续期可变,在发动中高转速负荷工况,提高充气效率,显著提高进气量,保证高功率输出的同时降低油耗,降
    低NOx、HC排放,改善发动机在中高转速负荷范围的综合性能。

    下面简单描述根据本发明实施例的一种凸轮,该凸轮为图29所示的第一凸轮411,该凸轮的型线为图29所示的第一
    凸轮型线,该凸轮的型线包括沿凸轮的周向依次首尾相连的包角为165°的第一型线第一段a1、包角为60°的第一型线第
    二段a2、包角为60°的第一型线第三段a3、包角为15°的第一型线第四段a4和包角为60°的第一型线第五段a5,第一
    型线第一段a1和第一型线第二段a2位于以凸轮的旋转轴线为圆心的第一基圆R1上,第一型线第四段a4位于以凸轮的旋
    转轴线为圆心的第二基圆R2上,第一基圆R1的半径大于第二基圆R2的半径,第一型线第三段a3到凸轮的旋转轴线的距
    离从与第一型线第二段a2相连的一端到与第一型线第四段a4相连的另一端逐渐减小,且第一型线第五段a5到凸轮的旋
    转轴线的距离从与第一型线第四段a4相连的一端到与第一型线第一段a1相连的另一端逐渐增大。

    该凸轮的型线简单,可实现气门11的开启持续期可变。

    下面简单描述根据本发明实施例的一种凸轮,该凸轮为图29所示的第二凸轮421,该凸轮的型线为图29所示的第二
    凸轮型线,凸轮的型线包括沿凸轮的周向依次首尾相连的包角为165°的第二型线第一段b1、包角为60°的第二型线第二
    段b2、包角为60°的第二型线第三段b3、包角为15°的第二型线第四段b4、包角为60°的第二型线第五段b5,第二型
    线第三段b3和第二型线第四段b4均位于以凸轮的旋转轴线为圆心的第三基圆R3上,第二型线第一段b1位于以凸轮的旋
    转轴线为圆心的第四基圆R4上,第二型线第二段b2到凸轮的旋转轴线的距离从与第二型线第一段b1相连的一端到与第
    二型线第三段b3相连的另一端逐渐增大,且第二型线第五段b5到凸轮的旋转轴线的距离从与第二型线第四段b4相连的
    一端到与第二型线第一段b1相连的另一端逐渐减小。

    该凸轮的型线简单,可实现气门11的开启持续期可变。

    参照图31和图32描述一种可实现气门升程可变的凸轮型线。

    以第一凸轮轴41和第二凸轮轴42位于同一水平面且第一凸轮轴41和第二凸轮轴42等速反向运动为例,如图31所
    示,第一凸轮411具有第一凸轮型线,第一凸轮型线包括沿第一凸轮411的周向依次首尾相连的第一型线第一段a1、第一
    型线第二段a2、第一型线第三段a3和第一型线第四段a4。

    第二凸轮421具有第二凸轮型线,第二凸轮型线包括沿第二凸轮421的周向依次首尾相连的第二型线第一段b1、第二
    型线第二段b2、第二型线第三段b3和第二型线第四段b4。

    当第一滚子31抵靠第一型线第一段a1且第二滚子32抵靠第二型线第一段b1时,气门11处于第一关闭状态,即气
    门11完全关闭。

    当第一滚子31抵靠第一型线第二段a2且第二滚子32抵靠第二型线第二段b2时,气门11处于开启阶段,即气门11
    从零升程位置运动到最大升程位置。

    当第一滚子31抵靠第一型线第三段a3且第二滚子抵靠32第二型线第三段b3时,气门11处于关闭阶段,即气门11
    从最大升程位置运动到零升程位置。

    当第一滚子31抵靠第一型线第四段a4且第二滚子32抵靠第二型线第四段b4时,气门11处于二次开启阶段,气门
    11处于第二关闭状态,即气门11完全关闭。

    可以理解的是,气门11处于第一关闭状态以及第二关闭状态时,气门11均处于完全关闭阶段,但与上述三种关闭状
    态对应的凸轮型线不相同。

    由于第一凸轮411与第二凸轮421等速反向运动,第一凸轮411绕第一凸轮411的旋转轴线转动从起点(如图31中
    的第一凸轮411上的A点,即第一型线第一段a1的起点)逆时针方向转动一周时,第二凸轮421绕第二凸轮421的旋转
    轴线从起点(如图31中的第二凸轮421上的B点,即第二型线第一段b1的起点)顺时针反向转动一周,也就是说,将A
    点定义为第一凸轮411的0°凸轮转角时刻,将B点定义为第二凸轮421的0°凸轮转角时刻。

    本发明的配气机构1000的气门机构1由第一凸轮轴41和第二凸轮轴42共同通过摆臂组件2驱动,以本发明的上述
    凸轮型线应用于四冲程发动机为例,第一凸轮轴41和第二凸轮轴42等速反向转动,且第一凸轮轴41和第二凸轮轴42的
    转速与发动机的曲轴的转速比为1:2,该实施例中,排气冲程和进气冲程占140°的凸轮转角。

    为了保证配气机构1000的正时的准确性,第一凸轮411以及第二凸轮421上需要设置初始标记位置,例如在本发明
    的一些具体的实施例中,如图13和图31所示,发动机的一缸对应的第一凸轮411的初始标记位置(与A点对应)处于一
    个笛卡尔坐标系的第一象限,且该初始标记位置与第一凸轮411的旋转轴线的连线与水平线的夹角为54°,其余缸的第一
    凸轮411以一缸为基础,根据第一凸轮轴41的转向,按点火间隔压装在第一凸轮轴41上;发动机的一缸对应的第二凸轮
    421的初始标记位置(与B点对应)处于一个笛卡尔坐标系的第二象限,且该初始标记位置与第二凸轮421的旋转轴线的
    连线与水平线的夹角为108°,其余缸的第一凸轮411以一缸为基础,根据第一凸轮轴41的转向,按点火间隔压装在第一
    凸轮轴41上。

    如图31所示,第一型线第一段a1和第一型线第二段a2位于以第一凸轮轴41的中心轴线(即第一凸轮411的旋转轴
    线)为圆心的第一基圆R1上。

    第一型线第三段a3和第一型线第四段a4的连接点P位于以第一凸轮轴41的中心轴线为圆心的第二基圆R2上,第一
    基圆R1的半径大于第二基圆R2的半径。

    第一型线第三段a3到第一凸轮轴41的中心轴线的距离从与第一型线第二段a2相连的一端到连接点P逐渐减小,即
    当第一凸轮411逆时针旋转时,第一型线第三段a3与第一滚子31的切点到第一凸轮轴41的中心轴线的距离逐渐减小。

    第一型线第四段a4到第一凸轮轴41的中心轴线的距离从连接点P到与第一型线第一段a1相连的一端逐渐增大,即
    当第一凸轮411逆时针旋转时,第一型线第四段a4与第一滚子31的切点到第一凸轮轴41的中心轴线的距离逐渐增大。

    如图31所示,第二型线第三段b3位于以第二凸轮轴42的中心轴线(即第二凸轮421的旋转轴线)为圆心的第三基
    圆R3上,第三基圆R3与第一基圆R1的半径相同。

    第二型线第一段b1位于以第二凸轮轴42的中心轴线为圆心的第四基圆R4上,第四基圆R4与第二基圆R2的半径相
    同,即第三基圆R3的半径大于第四基圆R4的半径。

    如图31所示,第二型线第二段b2到第二凸轮轴42的中心轴线的距离从与第二型线第一段b1相连的一端到与第二型
    线第三段b3相连的另一端逐渐增大,即当第二凸轮421顺时针转动时,第二型线第二段b2与第二滚子32的切点到第二
    凸轮轴42的中心轴线的距离逐渐增大。

    第二型线第四段b4到第二凸轮轴42的中心轴线的距离从与第二型线第三段b3相连的一端到与第二型线第一段b1相
    连的另一端逐渐减小,即当第二凸轮421顺时针旋转时,第二型线第四段b4与第二滚子32的切点到第二凸轮轴42的中
    心轴线的距离逐渐减小。

    综上而言,第一型线第一段a1和第一型线第二段a2位于第一基圆R1上构成第一凸轮411的大基圆,第一型线第三
    段a3和第一型线第四段a4的连接点P位于第二基圆R2上构成第一凸轮411的小基圆,第一型线第三段a3和第一型线第
    四段a4均构成第一凸轮411的过段段,且第一凸轮411的过段段上任意一点到第一凸轮411的中心轴线的距离均介于第
    一凸轮411的大基圆的半径和第一凸轮411的小基圆的半径之间。

    第二型线第三段b3位于第三基圆R3上构成第二凸轮421的大基圆,第二型线第一段b1位于第四基圆R4上构成第二
    凸轮421的小基圆,第二型线第二段b2、第二型线第四段b4均构成第二凸轮421的过段段,且第二凸轮421的过段段上
    任意一点到第二凸轮421的中心轴线的距离均介于第二凸轮421的大基圆的半径和第二凸轮421的小基圆的半径之间。

    在一个具体的实施例中,气门11依次处于第一关闭状态、开启阶段、关闭阶段、第二关闭状态时,第一凸轮411和
    第二凸轮421均依次转过165°、60°、60°、75°。

    当然,可以理解的是,凸轮型线的设计过程中,气门11处于不同状态时,凸轮绕相应旋转轴线转过的角度(即包角)
    不是固定的,可根据实际需要作相应的调整。

    下面以气门11为进气门为例,简单描述采用图31所示的凸轮型线时,第一凸轮411和第二凸轮421的配合过程:

    在0°至165°凸轮转角范围内,进气门处于第一关闭状态,第一凸轮411的大基圆与第一滚子31抵靠,第二凸轮421
    的小基圆与第二滚子32抵靠;

    在165°至225°凸轮转角范围内,进气门处于开启阶段,第一凸轮411的大基圆与第一滚子31抵靠,第二凸轮421
    与第二滚子32抵靠的位置从第二凸轮421的小基圆过渡至第二凸轮421的大基圆;

    在225°至285°凸轮转角范围内,进气门处于关闭阶段,第一凸轮411与第一滚子31抵靠的位置从第一凸轮411的
    大基圆过渡至第一凸轮411的小基圆,第二凸轮421的大基圆与第二滚子32抵靠;

    在285°至360°凸轮转角范围内,进气门处于第二关闭状态,第一凸轮411与第一滚子31抵靠的位置从第一凸轮411
    的小基圆过渡至第一凸轮411的大基圆,第二凸轮421与第二滚子32抵靠的位置从第二凸轮421的大基圆过渡至第二凸
    轮421的小基圆。

    综上而言,第一凸轮411从0°开始转过165°后,第二滚子32开始与第二凸轮421的过渡段抵靠,对应地第一滚子
    31仍与第一凸轮411的大基圆抵靠,气门11开始开启并进入开启阶段,气门11从开启时刻至关闭时刻占140°的凸轮转
    角,以四冲程发动机为例,排气冲程和进气冲程占140°的凸轮转角。随后气门11进入第二关闭状态,第一凸轮411与第
    一凸轮411的抵靠位置从第一凸轮411的小基圆过渡至第一凸轮411的大基圆,第二滚子32与第二凸轮421的抵靠位置
    从第二凸轮421的大基圆过渡至第二凸轮421的小基圆,此过程,第二摆臂22的第一弧形段c1与气门摇臂滚子611接触
    (相切),气门11处于关闭状态,直至一个新的循环。

    气门升程曲线变化规律如图32所示,当进入一个新的循环时,通过相位器91顺时针调节第二凸轮轴42的相位,例
    如逆时针调节第一凸轮轴41的相位,使第一凸轮轴41的相位提前5°,第一滚子31与第一凸轮411的大基圆抵靠完后开
    始与第一凸轮411的过渡段抵靠时,第二滚子32仍与第二凸轮421的过渡段抵靠,气门开启升程值将小于最大升程值,
    在15°凸轮转角范围内,第一凸轮411相位提前越多,气门升程变化越大。调节第一凸轮轴41的相位,第一凸轮轴41的
    相位调节设计值为15°凸轮转角,即第一凸轮411的相位可以提前的范围在大于等于0°凸轮转角且小于等于15°凸轮转
    角的范围内,例如5°、10°或15°。

    简言之,根据本发明实施例的配气机构1000,采用上述凸轮型线,并通过调节相位调节结构调节第一凸轮轴41和第
    二凸轮轴42的相对相位,可实现气门升程可变,可以在发动机在不同工况下匹配合适的气门升程。发动机在低速小负荷
    使用较小的升程,增强进气涡流强度,提高缸内燃烧速度,改善冷启动,高转速大负荷使用大的升程,减少泵气损失,提
    高部分负荷燃油经济性,局部改善发动机在中低转速负荷范围的综合性能。

    下面简单描述根据本发明实施例的一种凸轮,该凸轮为图31所示的第一凸轮411,该凸轮的型线为图31所示的第一
    凸轮型线,凸轮的型线包括沿凸轮的周向依次首尾相连的包角为165°的第一型线第一段a1、包角为60°的第一型线第二
    段a2、包角为60°的第一型线第三段a3和包角为75°的第一型线第四段a4,第一型线第一段a1和第一型线第二段a2
    位于以凸轮的旋转轴线为圆心的第一基圆R1上,第一型线第三段a3和第一型线第四段a4的连接点P位于以凸轮的旋转
    轴线为圆心的第二基圆R2上,第一基圆R1的半径大于第二基圆R2的半径,第一型线第三段a3到凸轮的旋转轴线的距离
    从与第一型线第二段a2相连的一端到连接点P逐渐减小,且第一型线第四段a4到凸轮的旋转轴线的距离连接点P到与第
    一型线第一段a1相连的一端逐渐增大。

    该凸轮的型线简单,可实现气门升程可变。

    下面简单描述根据本发明实施例的一种凸轮,该凸轮为图31所示的第二凸轮421,该凸轮的型线为图31所示的第二
    凸轮型线,该凸轮的型线包括沿凸轮的周向依次首尾相连的包角为165°的第二型线第一段b1、包角为60°的第二型线第
    二段b2、包角为60°的第二型线第三段b3和包角为75°的第二型线第四段b4,第二型线第三段b3位于以凸轮的旋转轴
    线为圆心的第三基圆R3上,第三基圆R3与第一基圆R1的半径相同,第二型线第一段b1位于以凸轮的旋转轴线为圆心的
    第四基圆R4上,第四基圆R4与第二基圆R2的半径相同,第二型线第二段b2到凸轮的旋转轴线的距离从与第二型线第一
    段b1相连的一端到与第二型线第三段b3相连的另一端逐渐增大,且第二型线第四段b4到凸轮的旋转轴线的距离从与第
    二型线第三段b3相连的一端到与第二型线第一段b1相连的另一端逐渐减小。

    该凸轮的型线简单,可实现气门升程可变。

    可以理解的是,如图1所示,上述配气机构1000可根据需要,一个气门11对应一个第一摆臂21。上述凸轮轴的转向
    及相位器91的布置为一种较佳的实例,可作相应的调整,保证两根凸轮轴等速反向转动即可,如第一凸轮轴41可顺时针
    转,第二凸轮轴42可逆时针转。上述凸轮的包角布置及大小分配,可根据凸轮轴的转向和实际需要作相应的调整。

    综上而言,根据本发明实施例的配气机构1000,可以其他机构不变,仅通过更换不同型线的凸轮,实现配气机构1000
    的不同功能,例如气门二次开启,气门持续期可变以及气门升程可变,从而根据实际需要提升发动机的性能,且结构简单,
    进气侧、排气侧均可以应用。因此,根据本发明实施例的配气机构1000,通用性好且移植性好,结构简单,功能多样。

    下面简单描述根据本发明实施例的车辆。

    根据本发明实施例的车辆包括根据本发明上述实施例中描述的用于发动机的配气机构1000。由此,根据本发明实施例
    的车辆动力性好,有害气体排放少,节能环保。

    应当理解的是,根据本发明实施例的车辆的其它构成例如发动机、变速器、差速器、制动系统等均已为现有技术且为
    本领域的普通技术人员所熟知,因此这里不再一一详细描述。

    以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等
    同替换、改进等,均应包含在本发明的?;し段е?。

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    本文标题:用于发动机的配气机构及其凸轮.pdf
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