專利名稱：無級可變氣門升程機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣門升程機(jī)構(gòu)，特別是涉及無級可變氣門升程機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著汽車行業(yè)的發(fā)展和石油資源的緊缺，油價(jià)不斷地攀升和日益嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn) 出臺，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗、環(huán)保性能顯得更為緊迫。傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門升程技術(shù)多數(shù)都是使 用的有級升程，即分二個(gè)或三個(gè)升程，發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下對可燃?xì)膺M(jìn)入需求量也不同，發(fā) 動(dòng)機(jī)處于低轉(zhuǎn)速、低負(fù)荷只需較小的進(jìn)氣量即可滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出，在滿足動(dòng)力輸出 的工況下可降低燃油消耗率，而發(fā)動(dòng)機(jī)處于高速、高負(fù)荷時(shí)，又需要較大的進(jìn)氣量，而且高 速下，發(fā)動(dòng)機(jī)充氣時(shí)間會縮短，進(jìn)氣量不足，具有限制發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的局限性，所以有必要改 變發(fā)動(dòng)機(jī)氣門升程過程，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的進(jìn)氣量需求，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力 輸出性能和降低發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率以及燃油在缸內(nèi)充分燃燒，對降低發(fā)動(dòng)機(jī)污染物排放有 著重要意義。于是目前將氣門正時(shí)升程設(shè)計(jì)成可變的，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)雜工況下對氣門的 升程不同要求。本機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成無級升程，其升程是隨發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部機(jī)油壓力的變化而變化， 而機(jī)油壓力是隨發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化而變化，利用發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制氣門的升程量，轉(zhuǎn)速低， 升程量低，轉(zhuǎn)速高，升程量高，而這恰好為發(fā)動(dòng)機(jī)的各種工況提供最理想的升程量，從而使 發(fā)動(dòng)機(jī)得到最理想的空氣量。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題，可進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率、動(dòng)力性、環(huán)保 性。結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、使用壽命高的無級可變氣門升程機(jī)構(gòu)。采用的技術(shù)方案是無級可變氣門升程機(jī)構(gòu)，包括氣缸蓋上的液壓缸導(dǎo)管、液壓缸體、雙輪廓凸輪、液壓缸體彈簧、單向閥和裝在液壓缸體內(nèi)的吊杯活塞、壓縮活塞、氣門端活塞。所述的液壓缸 體裝在氣缸蓋上的液壓缸導(dǎo)管內(nèi)，吊杯活塞、壓縮活塞和氣門端活塞依次裝在液壓缸體內(nèi)， 吊環(huán)活塞和壓縮活塞之間形成液壓缸低壓腔、壓縮活塞后端和液壓缸體內(nèi)隔板之間形成液 壓缸中壓腔、液壓缸體內(nèi)隔板和氣門端活塞之間形成液壓缸高壓腔。所述吊杯活塞和壓縮 活塞均設(shè)有彈簧腔，壓縮活塞的彈簧腔端與吊環(huán)活塞的彈簧腔端相互套接，平衡彈簧裝在 壓縮活塞和吊杯活塞之間的彈簧腔內(nèi)，平衡彈簧兩端分別抵頂在吊杯活塞和壓縮活塞上。 壓縮活塞與液壓缸體內(nèi)隔板之間、氣門端活塞與液壓缸體內(nèi)限位臺之間均裝有緩沖彈簧。 所述單向閥裝在液壓缸體內(nèi)隔板上，使液壓缸中壓腔的液壓油通過單向閥向液壓缸高壓腔 單向流通。所述液壓缸體彈簧套裝在氣門端活塞的活塞桿上，其一端抵頂在液壓缸體的后 端。所述雙輪廓凸輪為低輪廓凸輪連接高輪廓凸輪且為一整體結(jié)構(gòu)，雙輪廓凸輪裝在液壓 缸體的前端，在液壓缸體彈簧的作用下，使雙輪廓凸輪與液壓缸體的前端壓緊在一起，其中 低輪廓凸輪壓在液壓缸體上，轉(zhuǎn)動(dòng)中高輪廓凸輪壓在吊杯活塞上。上述的液壓缸體上設(shè)有第一進(jìn)油道、第二進(jìn)油道、第一泄油道、和第一次泄油道。所述氣缸蓋上的液壓缸導(dǎo)管上設(shè)有第三進(jìn)油道、第四進(jìn)油道和第二泄油道，所述雙輪廓凸 輪上設(shè)有第二次泄油道，當(dāng)液壓缸體處于靜止時(shí)，第一進(jìn)油道兩端分別與第三進(jìn)油道和液 壓缸低壓腔連接相通，第二進(jìn)油道兩端分別與第四進(jìn)油道和液壓缸中壓腔連接相通；第一 泄油道兩端與第三泄油道連接相通與液壓缸低壓腔不相通。當(dāng)雙輪廓凸輪開始回轉(zhuǎn)到回轉(zhuǎn) 90度過程中，第一次泄油道兩端分別與液壓缸高壓腔和第二次泄油道連接相通。上述的吊杯活塞上設(shè)有防止彈簧腔內(nèi)存入機(jī)油的第四泄油道。 上述的液壓缸體上設(shè)有液壓缸高壓腔快速泄油的第二泄油道。上述的液壓缸體內(nèi)限位臺與氣門端活塞之間設(shè)有為消除氣門間隙的間隙。本實(shí)用新型的可變升程量來源是發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油泵的機(jī)油壓力，機(jī)油壓力隨著發(fā)動(dòng) 機(jī)的轉(zhuǎn)速而線性變化，發(fā)動(dòng)機(jī)對空氣的需求量也隨轉(zhuǎn)速而變化，此機(jī)構(gòu)利用機(jī)油壓力來控 制氣門的提升量，從而控制進(jìn)氣量，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油能量利用率，降低發(fā)動(dòng)機(jī)污染物的排 放量，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、使用壽命高、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。油 道的開啟關(guān)閉完全由機(jī)構(gòu)隨凸輪的自然運(yùn)動(dòng)而開啟關(guān)閉，運(yùn)行穩(wěn)定，完全達(dá)到無級可變氣 門升程。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的雙輪廓凸輪結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2的側(cè)視圖。圖4、圖5、圖6、圖7、圖8是本實(shí)用新型的工作原理示意圖。
具體實(shí)施方式
無級可變氣門升程機(jī)構(gòu)，包括氣缸蓋上的液壓缸導(dǎo)管1、液壓缸體2、雙輪廓凸輪 3、液壓缸體彈簧14、單向閥18和裝在液壓缸體內(nèi)的吊杯活塞4、壓縮活塞9和氣門端活塞 13。所述的液壓缸體2裝在氣缸蓋上的液壓缸導(dǎo)管1內(nèi)，吊杯活塞4、壓縮活塞9和氣門端 活塞13依次裝在液壓缸體2內(nèi)，吊杯活塞4和壓縮活塞9之間形成液壓缸低壓腔23、壓縮 活塞9后端和液壓缸體內(nèi)隔板24之間形成液壓缸中壓腔19、液壓缸體內(nèi)隔板24和氣門端 活塞13之間形成液壓缸高壓腔17。所述吊杯活塞4和壓縮活塞9均設(shè)有彈簧腔，壓縮活 塞9的彈簧腔端與吊杯活塞4的彈簧腔端相互套接，平衡彈簧5裝在壓縮活塞9和吊杯活 塞4之間的彈簧腔6內(nèi)，平衡彈簧5兩端分別抵頂在吊杯活塞4和壓縮活塞9上。壓縮活 塞9與液壓缸體內(nèi)隔板24之間、氣門端活塞13與液壓缸體內(nèi)限位臺25之間均裝有緩沖彈 簧12。所述的液壓缸體內(nèi)限位臺25與氣門端活塞13之間設(shè)有為消除氣門間隙的間隙16。 所述的單向閥18裝在液壓缸體內(nèi)隔板24上，使液壓缸中壓腔19的液壓油通過單向閥18 向液壓缸高壓腔17流通。所述液壓缸體彈簧14套裝在氣門端活塞13的活塞桿上，其一端 抵頂在液壓缸體2的后端。所述雙輪廓凸輪3為低輪廓凸輪28連接高輪廓凸輪27且為一 整體結(jié)構(gòu)，雙輪廓凸輪3裝在液壓缸體2的前端，在液壓缸體彈簧14的作用下，使雙輪廓凸 輪3與液壓缸體2的前端壓緊在一起，其中低輪廓凸輪28壓在液壓缸體2上，轉(zhuǎn)動(dòng)中高輪 廓凸輪27壓在吊環(huán)活塞4上。所述的液壓缸體2上設(shè)有第一進(jìn)油道8、第二進(jìn)油道11、第 一泄油道21、使液壓缸高壓腔快速泄油的第二泄油道15和第一次泄油道20。所述的氣缸蓋上的液壓缸導(dǎo)管1上設(shè)有第三進(jìn)油道7、第四進(jìn)油道10和第三泄油道22。所述雙輪廓凸輪3上設(shè)有第二次泄油道29。所述吊杯活塞4上設(shè)有防止彈簧腔6內(nèi)存入機(jī)油的第四泄 油道26。當(dāng)液壓缸體2處于靜止時(shí)，第一進(jìn)油道8兩端分別與第三進(jìn)油道7和液壓缸低壓 腔23連接相通，第二進(jìn)油道11兩端分別與第四進(jìn)油道10和液壓缸中壓腔19連接相通；第 一泄油道21與第三泄油道22連接相通與液壓缸低壓腔23不相通。當(dāng)雙輪廓凸輪3開始 回轉(zhuǎn)到其回轉(zhuǎn)90度過程中，第一次泄油道20兩端分別與液壓缸高壓腔17和第二次泄油道 29(見圖2、3)連接相通，構(gòu)成可變氣門升程機(jī)構(gòu)。工作原理(見圖4、圖8)1、凸輪凸圓未壓整個(gè)機(jī)構(gòu)(圖4所示)，由于壓縮活塞9在液壓缸低壓腔23和中 壓腔19的面積不同，產(chǎn)生的壓力差和平衡彈簧5的作用下，壓縮活塞9的位置會在整個(gè)機(jī) 構(gòu)中隨著機(jī)油壓力的變化而變化。機(jī)油經(jīng)過第一進(jìn)油道8、第二進(jìn)油道11、第三進(jìn)油道7、第 四進(jìn)油道10進(jìn)入整個(gè)機(jī)構(gòu)，此時(shí)壓力很小，壓縮活塞9的提升量很小。2、凸輪的凸圓開始壓整個(gè)機(jī)構(gòu)(圖5所示)，低輪廓凸輪28壓液壓缸體2，由于液 壓缸高壓腔17密封，形成剛性體，推動(dòng)氣門的原始提升量，與此同時(shí)高輪廓凸輪27壓吊杯 活塞4，此時(shí)整個(gè)機(jī)構(gòu)的所有進(jìn)油道、泄油道封閉，形成剛性體，將液壓缸中壓腔19的機(jī)油 壓進(jìn)液壓缸高壓腔17，氣門端活塞13會推動(dòng)氣門來增加附加的提升量。隨著壓縮活塞9的 推動(dòng)，第一泄油道21和第三泄油道22相對，泄油通道打開，液壓缸低壓腔23開始泄油，此 時(shí)液壓缸低壓腔已不是剛性，氣門的繼續(xù)提升量由低輪廓凸輪28推動(dòng)，此時(shí)液壓缸高壓腔 17不變化，液壓缸中壓腔19在緩沖彈簧12和泄油過程的共同作用下也維持不變。3、凸輪的凸圓達(dá)最高點(diǎn)時(shí)(圖6所示)，液壓缸低壓腔23機(jī)油通過第三泄油道22 泄油完畢，此時(shí)液壓缸高壓腔17為密封，由于進(jìn)入液壓缸高壓腔17的機(jī)油量少，第二泄油 道15并未開啟，在液壓缸體彈簧14、緩沖彈簧12、平衡彈簧5的作用下整個(gè)機(jī)構(gòu)隨凸輪輪 廓移動(dòng)，此時(shí)第一次泄油道20即將開啟。4、凸輪凸圓開始回輪(圖7所示)，在此之前低輪廓凸輪28上的第二次泄油道29 與第一次泄油道20相對，泄油。由于液壓缸高壓腔17的機(jī)油量少，此時(shí)機(jī)油通過次泄油道 已經(jīng)泄油完畢。5、凸輪完全回轉(zhuǎn)(凸輪最高點(diǎn)與機(jī)構(gòu)中心線成180度時(shí))，圖8所示。進(jìn)油道再次 開啟，開始進(jìn)油，轉(zhuǎn)速不同，進(jìn)油壓力不同，壓縮活塞的位置不同，升程不同。
權(quán)利要求無級可變氣門升程機(jī)構(gòu)，包括氣缸蓋上的液壓缸導(dǎo)管(1)、液壓缸體(2)、雙輪廓凸輪(3)、液壓缸體彈簧(14)、單向閥(18)和裝在液壓缸體內(nèi)的吊杯活塞(4)、壓縮活塞(9)和氣門端活塞(13)，其特征在于所述的液壓缸體(2)裝在氣缸蓋上的液壓缸導(dǎo)管(1)內(nèi)，吊杯活塞(4)、壓縮活塞(9)和氣門端活塞(13)依次裝在液壓缸體(2)內(nèi)，吊杯活塞(4)和壓縮活塞(9)之間形成液壓缸低壓腔(23)，壓縮活塞(9)后端和液壓缸體內(nèi)隔板(24)之間形成液壓缸中壓腔(19)、液壓缸體內(nèi)隔板(24)和氣門端活塞(13)之間形成液壓缸高壓腔(17)，所述吊杯活塞(4)和壓縮活塞(9)均設(shè)有彈簧腔，壓縮活塞(9)的彈簧腔端與吊杯活塞(4)的彈簧腔端相互套接，平衡彈簧(5)裝在壓縮活塞(9)和吊杯活塞(4)之間的彈簧腔(6)內(nèi)，平衡彈簧(5)兩端分別抵頂在吊杯活塞(4)和壓縮活塞(9)上，壓縮活塞(9)與液壓缸體內(nèi)隔板(24)之間、氣門端活塞(13)與液壓缸體內(nèi)限位臺(25)之間均裝有緩沖彈簧(12)，所述單向閥(18)裝在液壓缸體內(nèi)隔板(24)上，使液壓缸中壓腔(19)的液壓油通過單向閥(18)向液壓缸高壓腔(17)流通；所述的液壓缸體彈簧(14)套裝在氣門端活塞(13)的活塞桿上，其一端抵頂在液壓缸體(2)的后端，所述雙輪廓凸輪(3)為低輪廓凸輪(28)連接高輪廓凸輪(27)且為一整體結(jié)構(gòu)，雙輪廓凸輪(3)裝在液壓缸體(2)的前端，在液壓缸體彈簧(14)的作用下，使雙輪廓凸輪(3)與液壓缸體(2)的前端壓緊在一起，其中低輪廓凸輪(28)壓在液壓缸體(2)上，轉(zhuǎn)動(dòng)中高輪廓凸輪(27)壓在吊環(huán)活塞(4)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級可變氣門升程機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的液壓缸體(2)上 設(shè)有第一進(jìn)油道(8)、第二進(jìn)油道(11)、第一泄油道(21)和第一次泄油道(20)，所述的氣 缸蓋上的液壓缸導(dǎo)管(1)上設(shè)有第三進(jìn)油道(7)、第四進(jìn)油道(10)和第三泄油道(22)，所 述雙輪廓凸輪(3)上設(shè)有第二次泄油道(29)，當(dāng)液壓缸體(2)處于靜止時(shí)，第一進(jìn)油道(8) 兩端分別與第三進(jìn)油道(7)和液壓缸低壓腔(23)連接相通，第二進(jìn)油道(11)兩端分別與 第四進(jìn)油道(10)和液壓缸中壓腔(19)連接相通；第一泄油道(21)與第三泄油道(22)連 接相通與液壓缸低壓腔(23)不相通，雙輪廓凸輪(3)開始回轉(zhuǎn)到其回轉(zhuǎn)90度過程中，第一 次泄油道(20)兩端分別與液壓缸高壓腔(17)和第二次泄油道(29)連接相通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級可變氣門升程機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的吊杯活塞(4)上 設(shè)有防止彈簧腔(6)內(nèi)存入機(jī)油的第四泄油道(26)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級可變氣門升程機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的液壓缸體(2)上 設(shè)有液壓缸高壓腔(17)快速泄油的第二泄油道(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級可變氣門升程機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的液壓缸體內(nèi)限位 臺(25)與氣門端活塞(13)之間設(shè)有為消除氣門間隙的間隙(16)。
專利摘要無級可變氣門升程機(jī)構(gòu)，包括氣缸蓋上的液壓缸導(dǎo)管、液壓缸體、雙輪廓凸輪、液壓缸體彈簧、單向閥和裝在液壓缸體內(nèi)的吊杯活塞、壓縮活塞、氣門端活塞。液壓缸體裝在氣缸蓋上的液壓缸導(dǎo)管內(nèi)，吊杯活塞和壓縮活塞之間形成低壓腔，壓縮活塞和液壓缸體內(nèi)隔板之間形成中壓腔、內(nèi)隔板和氣門端活塞之間形成高壓腔。吊環(huán)活塞與壓縮活塞套接，其間裝平衡彈簧，壓縮活塞與內(nèi)隔板間、氣門端活塞與缸體內(nèi)限位臺間均裝有緩沖彈簧。單向閥裝在內(nèi)隔板上，液壓缸體彈簧套裝在氣門端活塞的活塞桿上，雙輪廓凸輪裝在液壓缸前端，在液壓缸體彈簧的作用下，雙輪廓凸輪與液壓缸體前端壓緊。液壓管體與液壓缸導(dǎo)管上設(shè)進(jìn)油道和泄油道，并相對連通。本實(shí)用新型具成本低、壽命高、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F01L13/00GK201588701SQ20092028761
公開日2010年9月22日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者吳爽 申請人:吳爽