專利名稱：內(nèi)燃機進排氣閥控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制內(nèi)燃機進排氣閥的裝置，包括凸輪和與凸輪相配合的頂
桿機構(gòu)。
背景技術(shù)：
日本特開平9-296714中公開了一種升程可變閥門機構(gòu)。該機構(gòu)包括一個立體凸 輪，由該凸輪驅(qū)動兩個內(nèi)燃機進排氣閥裝置。用于驅(qū)動兩個獨立的進排氣閥。這個立體凸 輪與一個隨動接觸部件接觸，并在這個隨動接觸部件上滑動。這種結(jié)構(gòu)的缺點是所需安裝 空間大，而且與凸輪配合工作的部件是一個平面，這種平面不能參與調(diào)節(jié)內(nèi)燃機進排氣閥 的行程。除此之外，凸輪與隨動接觸部件之間是滑動摩擦，因此摩擦阻力大。
日本特平開10-18823中公開了一種升程可變閥門機構(gòu)，其中也采用一個凸輪驅(qū) 動兩個獨立的進氣閥桿。與凸輪配合工作的表面是一個滾輪。這種結(jié)構(gòu)雖然克服了凸輪處 于滑動摩擦工作狀態(tài)的缺點，但是依然存在體積大、安裝空間大和只能由凸輪的輪廓曲線 的變化_也就是凸輪曲面的曲率半徑的變化來調(diào)節(jié)進排氣閥的升程。 日本特開平11-107713中公開了一種直接驅(qū)動式閥門機構(gòu)，其中的驅(qū)動凸輪是直 接作用在一個活塞套筒上。內(nèi)燃機進排氣閥的一端由彈簧的彈性力驅(qū)動抵靠在活塞套筒的 內(nèi)表面上；而凸輪的工作表面則抵靠在與之對應的活塞套筒的另一個表面上。此時，凸輪依 然是在活塞套筒的外表面上滑動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于控制內(nèi)燃機進排氣閥的裝置，在更小的安裝空間 中對內(nèi)燃機進排氣閥的開啟度進行更大范圍的控制。 為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明提供一種用于控制內(nèi)燃機進排氣閥的裝置，包括凸 輪和與凸輪相配合的頂桿機構(gòu)，所述頂桿機構(gòu)包括一個滾輪，滾輪具有與凸輪共軛運動的 共軛曲面。 頂桿機構(gòu)還具有一個頂桿，所述滾輪可轉(zhuǎn)動地設置在頂桿的一端。 所述頂桿為圓柱體，其兩端分別設有沿圓柱體軸線延伸的凹陷，所述凹陷由分隔
壁相互分隔。 所述凹陷的敞開端邊緣處設有兩個同軸的支承孔，所述支承孔的軸線與頂桿的軸 線垂直，所述支承軸的兩端分別支承在設置于所述支承孔中。 所述滾輪通過沿其軸向延伸的通孔可轉(zhuǎn)動地支承在支承軸上，所述滾輪的外表面
為與凸輪的工作表面共軛的共軛面，并且所述滾輪和所述凸輪直接接觸。 所述滾輪的共軛面是三維曲面。所述裝置還包括設置定位塊，所述定位塊用于在
圓周方向上固定頂桿。 由于根據(jù)本發(fā)明的用于控制內(nèi)燃機進排氣閥的裝置中采用了凸輪工作表面與滾 輪工作表面相互為共軛曲面，所以是通過凸輪和滾輪相互接觸的工作表面處凸輪和滾輪的回轉(zhuǎn)軸線之間距離的變化對內(nèi)燃機進排氣閥的開啟度進行調(diào)節(jié)。與現(xiàn)有技術(shù)中僅僅通過凸 輪上不同位置處工作表面上一點至其回轉(zhuǎn)軸線的距離的變化實現(xiàn)調(diào)節(jié)相比，根據(jù)本發(fā)明的 調(diào)節(jié)范圍更大，更靈活。 同時，由于采用了可以圍繞著支承軸轉(zhuǎn)動的滾輪，所以將現(xiàn)有技術(shù)中的滑動摩擦 改變?yōu)闈L動摩擦，從而明顯的減小了摩擦力，使機器的運轉(zhuǎn)更順暢、靈活。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的示意圖； 圖2為圖1的俯視圖，其中沒有表示設置與滾輪之上的凸輪及其相應的支承零 件； 圖3為示意性表示凸輪和滾輪工作曲面形狀的示意圖；
圖4為凸輪剖視圖。
具體實施例方式
圖l是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示意圖。其中示意性地表示了驅(qū)動凸輪l。凸 輪1和與其固定連接的支承軸2可以沿支承軸2的軸線方向往復移動，從而控制內(nèi)燃機進 排氣閥的行程。在本實施例中，一個凸輪l單獨地控制一個內(nèi)燃機進排氣閥的動作。而在 根據(jù)本發(fā)明的其他實施例中， 一個凸輪可以控制幾個內(nèi)燃機進排氣閥的動作。
頂桿機構(gòu)11設置在凸輪1的下方。頂桿機構(gòu)11的上部設有滾輪3，滾輪3由支承 軸4可轉(zhuǎn)動地支承在頂桿5頂部的凹陷7中。頂桿5在彈簧8的彈性力作用下向上移動， 直至滾輪3的曲面與凸輪1的曲面相接觸并靠緊。頂桿5呈圓柱狀，其兩端分別具有沿其 軸向延伸的凹陷7，12。兩個凹陷7，12由中間分隔壁13分隔開，形成兩個盲孔。
滾輪3的曲面與凸輪1的工作曲面是共軛曲面，從而在凸輪1旋轉(zhuǎn)的時候，驅(qū)動滾 輪3旋轉(zhuǎn)。凸輪1在旋轉(zhuǎn)的同時，還沿其軸線方向左右移動，凸輪1的工作表面與滾輪3的 工作表面或曲面相互配合，兩者相互接觸的工作表面處回轉(zhuǎn)半徑的變化相互疊加，最終表 現(xiàn)為內(nèi)燃機進排氣閥挺桿9的縱向位移量。這種滾輪3和凸輪1的回轉(zhuǎn)軸線之間距離的變 化加大了內(nèi)燃機進排氣閥開啟度的變化。 根據(jù)本發(fā)明的這個實施例，將滾輪3可轉(zhuǎn)動地支承在頂桿5的上端。為此，在頂桿 5的上端設有一個凹陷7。凹陷7沿頂桿5的軸線向頂桿5的內(nèi)部延伸，其深度與滾輪3的 直徑相適應。在圖l所示的根據(jù)本發(fā)明的實施例中凹陷7是盲孔。該盲孔的上部邊緣上設 有用于容納滾輪支承軸4的支承孔14。支承孔14同軸地設置在凹陷7上部邊緣處的兩側(cè)。 滾輪支承軸4固定設置在兩個相對同軸設置的支承孔14中，滾輪3則可相對轉(zhuǎn)動地支承在 滾輪支承軸14上。 凸輪1通常是一個偏心凸輪，其偏心部分的半徑沿凸輪1軸線方向變化。在圖1 中，偏心部分的直徑沿凸輪l軸線方向從左到右逐漸減小，但也可以是逐漸加大的。從圖1 中還可以看出，在本實施例中，凸輪1的剖面呈近似的梯形。 根據(jù)內(nèi)燃機進排氣閥開度要求，滾輪3的工作表面被設計成與凸輪1的工作表面 共軛的曲面。通過兩者之間的共軛關(guān)系，實現(xiàn)對內(nèi)燃機進排氣閥滿足工作要求的控制。由 此，滾輪3的工作表面可以由一個或多個曲面組成，這些曲面也可以是三維曲面。同樣，由于凸輪1的表面必須與滾輪3的工作表面共軛，所以凸輪1的表面也可以是由一個或多個 曲面組成。這些曲面依然也可以是三維曲面。 凸輪1的工作表面上一個點至其回轉(zhuǎn)軸線的距離是變化的，滾輪3的工作表面上 一個點至其回轉(zhuǎn)軸線的距離也是變化的。因此，在凸輪l旋轉(zhuǎn)并沿著其軸線方向位移時，凸 輪1的工作表面將與滾輪3的工作表面相互配合滾動。由于凸輪1在轉(zhuǎn)動的過程還有軸向 位移，因此其工作表面上一個點至其回轉(zhuǎn)軸線的距離的變化，將轉(zhuǎn)變?yōu)轫敆U5的軸向位移。
根據(jù)本發(fā)明，滾輪3的工作表面上一個點至其回轉(zhuǎn)軸線的距離也是變化的，所以 這種變化將與凸輪1上一個點至其回轉(zhuǎn)軸線的距離的變化相互疊加，一起形成對內(nèi)燃機進 排氣閥頂桿形成的控制。 如圖2所示，為了使頂桿5在圓周方向上定位，在本實施例中還設有一個定位塊 10。定位塊IO由螺釘固定在缸體上，其上的凹口與頂桿5上部相配合，從而將其沿圓周方 向固定。在圖2所示的實施例中，采用了分體式的定位塊10，即兩塊定位塊10并列設置在 缸體的一側(cè)并分別用兩顆螺釘固定在缸體上。當然也可以采用整體結(jié)構(gòu)的定位塊10。
圖3中示意性地表示了凸輪3與滾輪1相互配合的共軛工作曲面的形狀。圖中采 用示意表示的透視方式表明了兩個共軛曲面的關(guān)系。
圖4中以放大視圖表示了凸輪3的橫剖面。 參見圖3和4，滾輪1和凸輪3的工作表面相互接觸，抵靠在一起。從圖中可以看 出，滾輪1和凸輪3的工作曲面直徑的變化方向是相反的。即，當滾輪1的工作曲面上一個 點至其回轉(zhuǎn)軸線的距離沿一個方向變大時，凸輪3的工作曲面上一個點至其回轉(zhuǎn)軸線的距 離將沿這個方向縮小，反之亦然。 尤其是從圖4可以看出，凸輪3的工作表面的沿其軸向是一個彎曲的表面。這樣， 當滾輪1在工作時沿著自身的軸線方向移動的時候，滾輪1的工作表面與凸輪1的工作表 面的接觸部分不斷變化。由此，實現(xiàn)對氣門頂桿9行程的無極調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)的范圍大并 且靈活。根據(jù)本發(fā)明的這個實施例，通過調(diào)整滾輪1或凸輪3的共軛工作曲面相互接觸處 兩條回轉(zhuǎn)軸線之間的距離，就可以調(diào)節(jié)氣門頂桿9的工作行程。因此，可以靈活、大幅度地 調(diào)節(jié)氣門頂桿9的行程。 除此之外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，在對內(nèi)燃機進排氣閥的開啟度進行調(diào)節(jié)時，只有 滾動摩擦，而沒有現(xiàn)有技術(shù)中的滑動摩擦。因此，摩擦損失被大大降低，各個零部件之間的 配合更加順暢。
權(quán)利要求
一種用于控制內(nèi)燃機進排氣閥的裝置，包括凸輪(1)和與凸輪(1)相配合的頂桿機構(gòu)(11)，其特征在于，所述頂桿機構(gòu)(11)包括一個滾輪(3)，滾輪(3)具有與凸輪(1)共軛運動的共軛曲面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于控制內(nèi)燃機進排氣閥的裝置，其特征在于，頂桿機構(gòu) (11)還具有一個頂桿(5)，所述滾輪(3)可轉(zhuǎn)動地設置在頂桿(5)的一端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于控制內(nèi)燃機進排氣閥的裝置，其特征在于，所述頂桿(5) 為圓柱體，其兩端分別設有沿圓柱體軸線延伸的凹陷(7，12)，所述凹陷(7， 12)由分隔壁 (13)相互分隔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于控制內(nèi)燃機進排氣閥的裝置，其特征在于，所述凹陷 (7)的敞開端邊緣處設有兩個同軸的支承孔(14)，所述支承孔(14)的軸線與頂桿(5)的軸 線垂直，所述支承軸(4)的兩端分別支承在設置于所述支承孔(14)中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2至4所述的用于控制內(nèi)燃機進排氣閥的裝置，其特征在于，所述滾輪 (3)通過沿其軸向延伸的通孔(15)可轉(zhuǎn)動地支承在支承軸(4)上，所述滾輪(3)的外表面 為與凸輪(1)的工作表面共軛的共軛面，并且所述滾輪(3)和所述凸輪(1)直接接觸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于控制內(nèi)燃機進排氣閥的裝置，其特征在于，所述滾輪(3) 的共軛面是三維曲面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于控制內(nèi)燃機進排氣閥的裝置，其特征在于，所述裝置還 包括設置定位塊(IO)，所述定位塊(10)用于在圓周方向上固定頂桿(5)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制內(nèi)燃機進排氣閥的裝置，包括凸輪(3)和與凸輪(3)相配合的頂桿機構(gòu)，所述頂桿機構(gòu)包括一個滾輪(1)，滾輪(1)具有與凸輪(3)共軛運動的共軛曲面。由于根據(jù)本發(fā)明的用于控制內(nèi)燃機進排氣閥的裝置中采用了凸輪工作表面與滾輪工作表面相互為共軛曲面，所以是通過凸輪和滾輪相互接觸的工作表面處至兩者的回轉(zhuǎn)軸線之間距離的變化之和對內(nèi)燃機進排氣閥的開啟度進行調(diào)節(jié)。與現(xiàn)有技術(shù)中僅僅通過凸輪上不同位置處工作表面上一點至其回轉(zhuǎn)軸線的距離的變化實現(xiàn)調(diào)節(jié)相比，根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)范圍更大，更靈活。
文檔編號F01L13/00GK101782006SQ20091000027
公開日2010年7月21日 申請日期2009年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月15日
發(fā)明者楊魯川 申請人:楊魯川