專利名稱：包含變速擺機(jī)構(gòu)的全可變氣門(mén)正時(shí)方法和機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包含變速擺機(jī)構(gòu)的全可變氣門(mén)正時(shí)方法和機(jī)構(gòu)，它包含凸輪、變 速擺機(jī)構(gòu)及其調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)意義在與改變進(jìn)氣門(mén)與排氣門(mén)的交疊角度，而氣門(mén)開(kāi)啟 的持續(xù)時(shí)間是固定的。但是，此種氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)在提高交疊角的同時(shí)，排氣門(mén)延遲打開(kāi)，進(jìn) 氣門(mén)過(guò)早關(guān)閉，都造成了發(fā)動(dòng)機(jī)額外的排氣損耗，并造成進(jìn)氣量減少，這些都使內(nèi)燃機(jī)理論 上最佳的輸出功率與扭矩受到損失。能夠?qū)忾T(mén)的正時(shí)調(diào)整到理論最佳值的方法稱為全可 變氣門(mén)正時(shí)，包含單個(gè)氣門(mén)的正時(shí)和進(jìn)排氣門(mén)交疊角。公開(kāi)號(hào)為CN101408118所示之內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)全功能可變配氣控制機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)的目的 是把氣門(mén)升程、全可變正時(shí)需求合并在一個(gè)簡(jiǎn)單的可變截面的凸輪之內(nèi)。將不同形狀的凸 輪結(jié)合在一根軸上連續(xù)變化，會(huì)造成高轉(zhuǎn)速時(shí)升程太高，或者低轉(zhuǎn)速時(shí)升程太低。公開(kāi)號(hào)CN1831304所示之連續(xù)可變氣門(mén)正時(shí)配氣機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)，顯示一種試 圖采用進(jìn)氣門(mén)或排氣門(mén)的二個(gè)氣門(mén)采取差動(dòng)開(kāi)啟/關(guān)閉的方法延長(zhǎng)氣門(mén)的總體的開(kāi)啟持 續(xù)時(shí)間，但是這樣的機(jī)構(gòu)在內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速最高時(shí)氣門(mén)的升程只有低轉(zhuǎn)速時(shí)的百分之七十，顯 然不滿足最佳正時(shí)的要求。公開(kāi)號(hào)為CN101149000的專利技術(shù)內(nèi)燃機(jī)的可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，是一種連續(xù)可變 氣門(mén)升程的技術(shù)，具有附加的連續(xù)可變氣門(mén)正時(shí)的作用，即改變氣門(mén)開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間。美國(guó)專 利US6，659，053，稱之為“Fully Variable Valve Train”即全可調(diào)氣門(mén)正時(shí)的技術(shù)利用了 這種類型的附加作用而作為可變正時(shí)機(jī)構(gòu)使用，在內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣門(mén)與排氣門(mén)同時(shí)應(yīng)用具有正 時(shí)效果的連續(xù)可變氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)，并設(shè)計(jì)恰當(dāng)參數(shù)，在氣門(mén)升程最大時(shí)，氣門(mén)的交疊角度也 最大，反之則最小。但是此專利在需要內(nèi)燃機(jī)低轉(zhuǎn)速全油門(mén)工作時(shí)，氣門(mén)的升程明顯不足， 泵氣損失比較大，而且氣門(mén)升程的限制反而限制了氣門(mén)正時(shí)的最大角度，使得內(nèi)燃機(jī)高轉(zhuǎn) 速時(shí)正時(shí)不良；相比較凸輪的曲軸角度而言，此機(jī)構(gòu)在高轉(zhuǎn)速時(shí)的運(yùn)動(dòng)加速度反而比低速 時(shí)更大，需要?dú)忾T(mén)彈簧的彈力更大，內(nèi)燃機(jī)處于低轉(zhuǎn)速時(shí)彈簧的彈力就顯得偏大，因而增加 的內(nèi)燃機(jī)的損耗；此方法并不能使凸輪角度放大到比以往大得多的正時(shí)角度，因而限制了 內(nèi)燃機(jī)的最高轉(zhuǎn)速與功率。

發(fā)明內(nèi)容
本專利針對(duì)上述缺陷作出新的解決方案，需要一種新的機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)氣門(mén)正時(shí)更好 的控制。凸輪的角度是固定的，因此需要一種機(jī)構(gòu)能夠縮小凸輪的角度，而不是放大凸輪的 角度，因?yàn)橥馆喗嵌仁遣荒鼙环糯蟮?，所以必須采用具有最寬泛的曲軸角度的凸輪。發(fā)明所提供的方法內(nèi)容包含凸輪軸或相應(yīng)的定時(shí)機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的曲軸角度，推動(dòng) 氣門(mén)運(yùn)動(dòng)使之開(kāi)啟或關(guān)閉，并滿足內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)在最高轉(zhuǎn)速下具有最佳效率的正時(shí)需要；變 速擺或變速擺系統(tǒng)，受到所述凸輪軸或相應(yīng)的定時(shí)機(jī)構(gòu)推動(dòng)而做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，變速擺擺動(dòng)的起始角度位置可以改變，其擺動(dòng)的角度范圍可變，使得擺動(dòng)的終了位置不變或近似不變；調(diào) 節(jié)系統(tǒng)，具有可移動(dòng)的支撐部件，對(duì)所述變速擺或系統(tǒng)產(chǎn)生基于杠桿原理的影響，改變其擺 動(dòng)的速度與角度；滾輪搖臂，在所述變速擺推動(dòng)下，將所述變速擺的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為推動(dòng)氣 門(mén)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。發(fā)明所提供的機(jī)構(gòu)內(nèi)容包含可變動(dòng)力臂的變速擺機(jī)構(gòu)、或者可變阻力臂的變速 擺機(jī)構(gòu)、或者可變支點(diǎn)的變速擺機(jī)構(gòu)、或者可變動(dòng)力臂_阻力臂的變速擺機(jī)構(gòu)、或者可變支 點(diǎn)結(jié)聯(lián)雙變速擺機(jī)構(gòu)，或者可變支點(diǎn)自由變速擺機(jī)構(gòu)、可變搖臂式變速擺機(jī)構(gòu)，這七種機(jī)構(gòu) 中同樣包含凸輪、變速擺或變速擺系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)和滾輪搖臂，其作用是滿足方法所述之功 能。


圖1是正時(shí)原理的示意圖。示出了變速擺的變速率擺動(dòng)與氣門(mén)正時(shí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。圖2是可變動(dòng)力臂的變速擺驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖。示出了機(jī)構(gòu)具體部件的相互位置 及氣門(mén)正時(shí)效果。圖3是可變阻力臂的變速擺驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖。示出了機(jī)構(gòu)具體部件的相互位置 及氣門(mén)正時(shí)效果。圖4是可變支點(diǎn)的變速擺驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖。示出了機(jī)構(gòu)具體部件的相互位置及 氣門(mén)正時(shí)效果。圖5是可變動(dòng)力臂_阻力臂的變速擺驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖。示出了機(jī)構(gòu)具體部件的 相互位置及氣門(mén)正時(shí)效果。圖6是可變支點(diǎn)結(jié)聯(lián)雙變速擺桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖。示出了機(jī)構(gòu)具體部件的相互 位置及氣門(mén)正時(shí)效果。圖7是可變支點(diǎn)自由變速擺驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖。示出了機(jī)構(gòu)具體部件的相互位置 及氣門(mén)正時(shí)效果。圖8是可變搖臂式變速擺機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖。示出了機(jī)構(gòu)具體部件的相互 位置及氣門(mén)正時(shí)效果。圖9是事例性機(jī)構(gòu)的上下二等角軸測(cè)圖，示出了可變支點(diǎn)雙變速擺驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的具 體部件的相互位置及調(diào)節(jié)方式。圖10是可變支點(diǎn)結(jié)聯(lián)雙變速擺桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖，示出了在高轉(zhuǎn)速下內(nèi)燃機(jī) 氣門(mén)的正時(shí)。圖11是變速擺調(diào)節(jié)示意圖，示出了控制凸輪對(duì)變速擺支點(diǎn)與角度的調(diào)節(jié)作用與 范圍。圖12是保持最大升程的示意圖，示出了控制凸輪的調(diào)節(jié)作用對(duì)氣門(mén)最大升程的影響。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的方法參考圖1，變速擺桿的一端固定，擺動(dòng)端的另一端的端面接觸帶滾輪 的搖臂上的滾輪，搖臂一端固定，另一端與氣門(mén)緊密接觸。凸輪的角度為T(mén)。驅(qū)動(dòng)氣門(mén)的 變速擺桿與其推動(dòng)的機(jī)構(gòu)的滾輪接觸面分為二部分，推動(dòng)氣門(mén)的部分與保持氣門(mén)關(guān)閉的部分，相應(yīng)的擺動(dòng)角度范圍被分為二部分，一部分保持氣門(mén)關(guān)閉，另一部分推動(dòng)氣門(mén)開(kāi)啟。圖 中的AO是推動(dòng)氣門(mén)開(kāi)啟的角度范圍，而A2-A0是保持氣門(mén)關(guān)閉的角度范圍。就擺動(dòng)桿的構(gòu) 造而言，保持氣門(mén)關(guān)閉就是端面相對(duì)于擺動(dòng)桿的固定軸的半徑不變，而推動(dòng)氣門(mén)開(kāi)啟的部 分則正相反。變速擺擺動(dòng)的角度是從其靜止時(shí)的角度到推動(dòng)滾輪運(yùn)動(dòng)的最大位移的角度的范 圍。變速擺擺動(dòng)的時(shí)間周期按照凸輪的角度計(jì)算，計(jì)為T(mén)，T是凸輪形狀所對(duì)應(yīng)的曲軸角 度。變速擺的擺動(dòng)角度是A' (A'的值從AO到A2)，變速擺的角速度為co，變速擺通過(guò)角
度A'的時(shí)間是T，則有r = 同理，變速擺可提供氣門(mén)升程的擺動(dòng)角度是A0，變速擺通過(guò)
03
AC)J'/1(]Af)
角度AO的時(shí)間為t，則有？=——；將⑴=v代入(^，得到f，因?yàn)锳O與T是固定
coTcoA
不變的，因而被放大的擺動(dòng)角度A'使氣門(mén)的正時(shí)角度t縮小了，縮小的比例是擺動(dòng)角放大
倍數(shù)的倒數(shù)。連續(xù)調(diào)整這個(gè)比例，可以將凸輪的最大正時(shí)角度T調(diào)整到我們需要的正時(shí)角
度t。只需凸輪具有足夠大的角度T，此原理就可保證往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)在任何轉(zhuǎn)速下都可具有
最佳氣門(mén)正時(shí)。因?yàn)锳'是變化的，根據(jù)《 = *，角速度《將是連續(xù)變化的，因此這種調(diào)節(jié)
正時(shí)的方法稱為包含變速擺機(jī)構(gòu)的全可變氣門(mén)正時(shí)方法。氣門(mén)正時(shí)的變化，依賴變速擺的 初始位置與擺動(dòng)角度。當(dāng)變速擺未擺動(dòng)位置在初始位置0時(shí)，此時(shí)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速為最高額定 轉(zhuǎn)速，凸輪推動(dòng)變速擺時(shí)就立即帶動(dòng)氣門(mén)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以氣門(mén)正時(shí)的曲軸角度就是凸輪
AC)
的曲軸角度，。當(dāng)變速擺未擺動(dòng)位置在初始位置2時(shí)，此時(shí)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速為最低額 AO
定轉(zhuǎn)速，變速擺開(kāi)始被凸輪推動(dòng)時(shí)是空擺，不推動(dòng)氣門(mén)，直至變速擺的角度到達(dá)AO后才開(kāi) 始推動(dòng)氣門(mén)開(kāi)啟，氣門(mén)正時(shí)的曲軸角度比凸輪的曲軸角度小一定比例。此時(shí)氣門(mén)的最大升 程不變，因?yàn)樽兯贁[的擺動(dòng)角度相應(yīng)放大了，使擺動(dòng)終了位置不變。此時(shí)氣門(mén)正時(shí)的曲軸角
AC)
度是t = 。當(dāng)變速擺未擺動(dòng)位置在初始位置1時(shí)，內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速為中間轉(zhuǎn)速，氣門(mén)正時(shí)符 A2
JQ
合此時(shí)內(nèi)燃機(jī)的最佳需求，此時(shí)氣門(mén)正時(shí)的曲軸角度是f = ^7><r。同理，如果擺動(dòng)的角速率
A1
R0
不變，變速擺的力臂長(zhǎng)度R發(fā)生變化，則氣門(mén)正時(shí)的曲軸角度是f = ^7><r，其中R' =R0，
K
R1，R2，等效的擺動(dòng)速率依然是連續(xù)變化的。如果將變速擺與滾輪搖臂接觸推動(dòng)所產(chǎn)生的正 時(shí)效果轉(zhuǎn)移到提供變速擺擺動(dòng)動(dòng)力的動(dòng)力點(diǎn)上，以曲面桿的平動(dòng)推動(dòng)變速擺擺動(dòng)，依然可 以產(chǎn)生變速擺的效果。由此可見(jiàn)，等效的擺動(dòng)速率與氣門(mén)正時(shí)相關(guān)聯(lián)。上述原理在變速擺直線化時(shí)依然保持其特性。當(dāng)一個(gè)變速擺不是直接推動(dòng)氣門(mén)， 而是通過(guò)一個(gè)頂桿移動(dòng)體來(lái)推動(dòng)氣門(mén)，即擺動(dòng)先轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)再推動(dòng)氣門(mén)，而頂桿具有 與其直線運(yùn)動(dòng)相適應(yīng)的形狀，從而達(dá)到與變速擺同樣的效果。恰當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)參數(shù)的選擇使氣門(mén)在同樣的凸輪角度達(dá)到升程最大，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)狀態(tài)以 適應(yīng)轉(zhuǎn)速的行為就不會(huì)改變氣門(mén)正時(shí)曲線的中心位置，如圖1中單個(gè)氣門(mén)的正時(shí)變化曲 線，氣門(mén)升程與曲軸角度的變化關(guān)系。當(dāng)進(jìn)氣門(mén)與排氣門(mén)同樣使用這樣的機(jī)構(gòu)時(shí)，進(jìn)排氣門(mén) 各自正時(shí)的變化自然形成了滿足內(nèi)燃機(jī)工作需要的氣門(mén)交疊角，就不再需要額外的調(diào)節(jié)機(jī) 構(gòu)調(diào)整氣門(mén)交疊角。如圖2至圖6中所示之進(jìn)排氣門(mén)的組合正時(shí)曲線。
7
保持氣門(mén)升程不變的方法是變速擺在擺動(dòng)終了位置時(shí)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)不能 改變氣門(mén)的升程，或言，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)是平移運(yùn)動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)所接觸的兩個(gè)部件的 滑動(dòng)面是平行關(guān)系；調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的特征角度是滿足當(dāng)變速 擺處于擺動(dòng)終了位置時(shí)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)恰好對(duì)其不產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用的臨界位置。因?yàn)樽兯贁[機(jī)構(gòu)的特性，因此本發(fā)明中的凸輪角度可以達(dá)到180度，對(duì)應(yīng)360度的 曲軸角度。全可變氣門(mén)正時(shí)使內(nèi)燃機(jī)的氣門(mén)的正時(shí)能夠符合內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)任何一 個(gè)轉(zhuǎn)速下對(duì)氣門(mén)正時(shí)的要求，因而在內(nèi)燃機(jī)的低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下較已知的正時(shí)系統(tǒng)可以提高扭 矩，在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下可提高輸出功率。此外，在相同的凸輪旋轉(zhuǎn)一圈的角度時(shí)間范圍內(nèi)，變 速擺的角速度在內(nèi)燃機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)時(shí)反而比在低轉(zhuǎn)速時(shí)更小，這樣的結(jié)果是內(nèi)燃機(jī)處于高轉(zhuǎn) 速時(shí)，氣門(mén)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)只想當(dāng)于相對(duì)較低的轉(zhuǎn)速的工作狀態(tài)，因此，氣門(mén)彈簧的彈力可以設(shè) 計(jì)比正常值偏小的數(shù)值，驅(qū)動(dòng)氣門(mén)的功耗降低了，內(nèi)燃機(jī)的損耗變小了。由于采用的凸輪的幾何形狀是固定的，其對(duì)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的推動(dòng)作用力程是不變 的，因此如果擺動(dòng)是變速性質(zhì)的，需要控制機(jī)構(gòu)能夠具有連續(xù)可調(diào)變速擺系統(tǒng)固有參數(shù)的 功能。變速擺恰好是一個(gè)杠桿系統(tǒng)，改變變速擺的擺動(dòng)角速度與初始、終了位置，或是改變 變速擺的力臂等效長(zhǎng)度，就可以改變變速擺的擺動(dòng)速度。因此該筆就是控制杠桿的兩個(gè)力 臂比例或一個(gè)支點(diǎn)的位置，同時(shí)控制杠桿的初始位置，此外，直接推動(dòng)氣門(mén)部件具有平移與 旋轉(zhuǎn)二種運(yùn)動(dòng)模式，因此可以很容易得到七鐘實(shí)現(xiàn)變速擺機(jī)構(gòu)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。他們分別是可 變動(dòng)力臂的變速擺、可變阻力臂的變速擺、可變支點(diǎn)的變速擺、可變動(dòng)力臂_阻力臂的變速 擺、可變支點(diǎn)結(jié)聯(lián)雙變速擺、可變支點(diǎn)自由變速擺等機(jī)構(gòu)、可變搖臂式變速擺機(jī)構(gòu)。在這些 機(jī)構(gòu)中，隨著可調(diào)節(jié)接觸點(diǎn)位置的可移動(dòng)的連桿或可旋轉(zhuǎn)的控制凸輪的平移或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 可調(diào)節(jié)杠桿的動(dòng)力點(diǎn)、阻力或支點(diǎn)的位置，并且使杠桿沿相對(duì)固定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)一定角度，或者令 變速擺的動(dòng)力點(diǎn)位移的大小與時(shí)間產(chǎn)生變化，從而滿足變速擺驅(qū)動(dòng)的全可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu) 的基本原理與要求。下面分述不同的具體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理，各圖相似功能的部件委以相同編號(hào)，而圖2 到6是等價(jià)關(guān)系，而非一個(gè)機(jī)構(gòu)的不同部分。參考圖2，示意圖顯示可變動(dòng)力臂的變速擺的機(jī)構(gòu)原理。凸輪1推動(dòng)水平移動(dòng)的 推桿7的一個(gè)側(cè)面，推桿7的另一個(gè)側(cè)面推動(dòng)帶有連桿的滑塊8，滑塊8連接在一個(gè)可旋轉(zhuǎn) 的帶有桿的軸9上。滑塊8推動(dòng)固定在軸5上的變速擺6，變速擺6推動(dòng)搖臂15上的滾輪 13，在固定的液壓挺柱20的支撐作用下，推動(dòng)氣門(mén)19。扭力簧3用來(lái)對(duì)變速擺6提供滑動(dòng) 的回復(fù)力，柱形簧17提供氣門(mén)19的回復(fù)力。扭力簧在4的位置上與發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋相連固定， 氣門(mén)簧在上夾板16與氣門(mén)相連，在下夾板18與發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋相接觸。變速擺6與推桿7有 一個(gè)不為零的初始角度，滑塊8沿變速擺6的接觸面的滑動(dòng)不會(huì)改變推桿的推動(dòng)路程，即不 會(huì)改變變速擺的擺動(dòng)終了位置，但改變了變速擺6的初始角度。相應(yīng)的氣門(mén)正時(shí)圖顯示機(jī) 構(gòu)的正時(shí)效果，圖中實(shí)線為高轉(zhuǎn)速的狀態(tài)。正時(shí)提前方向?yàn)橄蜃?，正時(shí)延遲方向?yàn)橄蛴遥M(jìn) 排氣門(mén)在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)的正時(shí)曲線為實(shí)線，在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)的正時(shí)曲線為虛線。氣門(mén)交疊角度 在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)時(shí)最大，隨著轉(zhuǎn)速降低而逐漸減小為零。圖中示出了氣門(mén)升程為關(guān)閉與開(kāi)啟 的相應(yīng)位置。參考圖3，示意圖顯示可變阻力臂的變速擺的機(jī)構(gòu)原理。凸輪1推動(dòng)滾輪12，帶動(dòng) 一端固定的變速擺6，推動(dòng)帶有連桿的滑塊8，滑塊8連接在一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的帶有桿的軸9上?；瑝K8推動(dòng)滑塊7沿發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的固定斜面21滑動(dòng)，滑塊7推動(dòng)搖臂15上的滾輪13，在固 定的液壓挺柱20的支撐作用下，推動(dòng)氣門(mén)19。扭力簧3用來(lái)對(duì)變速擺6提供滑動(dòng)的回復(fù) 力，柱形簧17提供氣門(mén)19的回復(fù)力。扭力簧在4的位置上與發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋相連固定，氣門(mén)簧 在上夾板16與氣門(mén)相連，在下夾板18與發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋相接觸。變速擺6與滑塊7有一個(gè)不 為零的初始角度，滑塊8沿滑塊7的接觸面的滑動(dòng)改變滑塊的初始位置，同時(shí)改變變速擺6 的推動(dòng)路程，使滑塊7的運(yùn)動(dòng)終了位置保持不變。相應(yīng)的氣門(mén)正時(shí)圖顯示機(jī)構(gòu)的正時(shí)效果， 圖中實(shí)線為低轉(zhuǎn)速的狀態(tài)。正時(shí)提前方向?yàn)橄蜃螅龝r(shí)延遲方向?yàn)橄蛴?，進(jìn)排氣門(mén)在高轉(zhuǎn)速 狀態(tài)的正時(shí)曲線為虛線，在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)的正時(shí)曲線為實(shí)線。氣門(mén)交疊角度在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)時(shí) 最大，隨著轉(zhuǎn)速降低而逐漸減小為零。圖中示出了氣門(mén)升程為關(guān)閉與開(kāi)啟的相應(yīng)位置。參考圖4，示意圖顯示可變支點(diǎn)的變速擺機(jī)構(gòu)原理。凸輪1推動(dòng)滾輪12，帶動(dòng)變速 擺6，在控制凸輪8的限制下，推動(dòng)滑塊7，滑塊7沿發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的固定面21滑動(dòng)，滑塊7推 動(dòng)搖臂15上的滾輪13，在固定的液壓挺柱20的支撐作用下，推動(dòng)氣門(mén)19。扭力簧3用來(lái) 對(duì)滑塊7提供滑動(dòng)的回復(fù)力，柱形簧17提供氣門(mén)19的回復(fù)力。扭力簧在4的位置上與發(fā) 動(dòng)機(jī)缸蓋相連固定，氣門(mén)簧在上夾板16與氣門(mén)相連，在下夾板18與發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋相接觸?？?制凸輪8的旋轉(zhuǎn)可推動(dòng)變速擺6改變角度，同時(shí)改變支點(diǎn)在變速擺6上的位置，從而改變滑 塊7運(yùn)動(dòng)路程，但控制凸輪8的旋轉(zhuǎn)角度被限制在較小的范圍內(nèi)，使變速擺6擺動(dòng)終了位置 上抵消控制凸輪8的推動(dòng)作用，因而使擺動(dòng)終了位置保持不變。相應(yīng)的氣門(mén)正時(shí)圖顯示機(jī) 構(gòu)的正時(shí)效果，圖中實(shí)線為低轉(zhuǎn)速的狀態(tài)。正時(shí)提前方向?yàn)橄蜃螅龝r(shí)延遲方向?yàn)橄蛴?，進(jìn) 排氣門(mén)在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)的正時(shí)曲線為虛線，在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)的正時(shí)曲線為實(shí)線。氣門(mén)交疊角度 在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)時(shí)最大，隨著轉(zhuǎn)速降低而逐漸減小為零。圖中示出了氣門(mén)升程為關(guān)閉與開(kāi)啟 的相應(yīng)位置。參考圖5，示意圖顯示可變動(dòng)力臂_阻力臂的變速擺的機(jī)構(gòu)原理。凸輪1推動(dòng)滾輪 12，帶動(dòng)一端固定的搖臂7，推動(dòng)帶有連桿的滑塊8，滑塊8連接在一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的帶有桿的軸 9上?；瑝K8推動(dòng)固定在軸5上的變速擺6，變速擺6推動(dòng)搖臂15上的滾輪13，在固定的液 壓挺柱20的支撐作用下，推動(dòng)氣門(mén)19。扭力簧3用來(lái)對(duì)變速擺6提供滑動(dòng)的回復(fù)力，柱形 簧17提供氣門(mén)19的回復(fù)力。扭力簧在4的位置上與發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋相連固定，氣門(mén)簧在上夾 板16與氣門(mén)相連，在下夾板18與發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋相接觸。變速擺6與搖臂7有一個(gè)不為零的 初始角度，滑塊8沿變速擺7與搖臂7的接觸面的滑動(dòng)改變變速擺6的初始位置，同時(shí)改變 變速擺6的推動(dòng)路程，使變速擺6的運(yùn)動(dòng)終了位置保持不變。相應(yīng)的氣門(mén)正時(shí)圖顯示機(jī)構(gòu) 的正時(shí)效果，圖中實(shí)線為低轉(zhuǎn)速的狀態(tài)。正時(shí)提前方向?yàn)橄蜃?，正時(shí)延遲方向?yàn)橄蛴遥M(jìn)排 氣門(mén)在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)的正時(shí)曲線為虛線，在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)的正時(shí)曲線為實(shí)線。氣門(mén)交疊角度在 高轉(zhuǎn)速狀態(tài)時(shí)最大，隨著轉(zhuǎn)速降低而逐漸減小為零。圖中示出了氣門(mén)升程為關(guān)閉與開(kāi)啟的 相應(yīng)位置。參考圖6，示意圖顯示可變支點(diǎn)結(jié)聯(lián)雙變速擺機(jī)構(gòu)原理。凸輪1推動(dòng)滾輪12，帶動(dòng) 變速擺7，在控制凸輪8的限制下，推動(dòng)變速擺6，變速擺6繞固定軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，變速擺6推動(dòng) 搖臂15上的滾輪13，在固定的液壓挺柱20的支撐作用下，推動(dòng)氣門(mén)19。扭力簧3用來(lái)對(duì) 變速擺7提供滑動(dòng)的回復(fù)力，氣門(mén)簧17提供氣門(mén)19的回復(fù)力。扭力簧在4的位置上與發(fā) 動(dòng)機(jī)缸蓋相連固定，氣門(mén)簧17在上夾板16與氣門(mén)相連，在下夾板18與發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋相接觸。 控制凸輪8的旋轉(zhuǎn)可推動(dòng)變速擺6改變角度，同時(shí)改變支點(diǎn)在變速擺6上的位置，從而改變變速擺7擺動(dòng)路程，但控制凸輪8的旋轉(zhuǎn)角度被限制在較小的范圍內(nèi)，使變速擺6擺動(dòng)終了 位置上抵消控制凸輪8的推動(dòng)作用，因而使擺動(dòng)終了位置保持不變。相應(yīng)的氣門(mén)正時(shí)圖顯 示機(jī)構(gòu)的正時(shí)效果，圖中實(shí)線為低轉(zhuǎn)速的狀態(tài)。正時(shí)提前方向?yàn)橄蜃?，正時(shí)延遲方向?yàn)橄?右，進(jìn)排氣門(mén)在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)的正時(shí)曲線為虛線，在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)的正時(shí)曲線為實(shí)線。氣門(mén)交疊 角度在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)時(shí)最大，隨著轉(zhuǎn)速降低而逐漸減小為零。圖中示出了氣門(mén)升程為關(guān)閉與 開(kāi)啟的相應(yīng)位置。參考圖7，示意圖顯示可變支點(diǎn)自由變速擺機(jī)構(gòu)的原理。氣門(mén)組件由氣門(mén)19、液壓 頂桿16、彈簧17、下夾板18組成。一個(gè)具有360度曲軸角度的凸輪1推動(dòng)一個(gè)具有凸臺(tái)的 頂桿7，頂桿的上下運(yùn)動(dòng)使凸臺(tái)推動(dòng)了一個(gè)自由變速擺6，變速擺6的兩端各有一個(gè)滾輪，中 間具有齒條，使之受到一個(gè)控制齒輪8的限制與支撐作用，控制齒輪8的轉(zhuǎn)動(dòng)可使所述自由 變速擺6上下運(yùn)動(dòng)，而自由變速擺6推動(dòng)了一個(gè)直角的搖臂15，搖臂15繞固定軸20旋轉(zhuǎn)， 推動(dòng)了一個(gè)以氣門(mén)19為核心的氣門(mén)組件，使氣門(mén)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)扭力彈簧3 —端連接頂 桿7上的固定孔25，另一端固定于固定點(diǎn)4，使頂桿7產(chǎn)生回復(fù)運(yùn)動(dòng)。頂桿7的凸臺(tái)具有特 殊形狀，使得在凸輪1產(chǎn)生最大位移時(shí)，控制齒輪8帶動(dòng)自由搖臂6的運(yùn)動(dòng)不會(huì)引起搖臂15 的轉(zhuǎn)動(dòng)，因而使不論如何調(diào)節(jié)，氣門(mén)的升程保持不變。搖臂15沒(méi)有設(shè)置滾輪，而是將其滾輪 轉(zhuǎn)移到搖臂6的相應(yīng)的一端；搖臂15無(wú)液壓頂桿，而是設(shè)置在氣門(mén)組件中。相應(yīng)的氣門(mén)正 時(shí)圖顯示機(jī)構(gòu)的正時(shí)效果，圖中實(shí)線為低轉(zhuǎn)速的狀態(tài)。正時(shí)提前方向?yàn)橄蜃?，正時(shí)延遲方向 為向右，進(jìn)排氣門(mén)在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)的正時(shí)曲線為虛線，在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)的正時(shí)曲線為實(shí)線。氣門(mén) 交疊角度在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)時(shí)最大，隨著轉(zhuǎn)速降低而逐漸減小為零。圖中示出了氣門(mén)升程為關(guān) 閉與開(kāi)啟的相應(yīng)位置。參考圖8，示意圖顯示可變搖臂式變速擺機(jī)構(gòu)的原理。氣門(mén)組件由氣門(mén)19、液壓頂 桿16、彈簧17、下夾板18組成。一個(gè)具有360度曲軸角度的凸輪1推動(dòng)一個(gè)具有滾輪12、 滾輪的軸11的搖臂7，搖臂7的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)通過(guò)滾輪13推動(dòng)了一個(gè)可變搖臂式變速擺6，變 速擺6與滾輪13相反的一面具有弧形齒條26，弧形線的圓心就是搖臂7的可旋轉(zhuǎn)固定軸 5，齒條26與控制齒輪8齒和，使之受到控制齒輪8的限制與支撐作用，控制齒輪8的轉(zhuǎn)動(dòng) 可使所述可變搖臂式變速擺6以搖臂7的可旋轉(zhuǎn)固定軸5的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，而可變搖臂式變速 擺6的擺動(dòng)推動(dòng)了氣門(mén)組件，使氣門(mén)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。扭力彈簧3提供搖臂7的回復(fù)力。相應(yīng) 的氣門(mén)正時(shí)圖顯示機(jī)構(gòu)的正時(shí)效果，圖中實(shí)線為高轉(zhuǎn)速的狀態(tài)。正時(shí)提前方向?yàn)橄蜃?，正時(shí) 延遲方向?yàn)橄蛴?，進(jìn)排氣門(mén)在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)的正時(shí)曲線為虛線。氣門(mén)交疊角度在高轉(zhuǎn)速狀態(tài) 時(shí)最大，隨著轉(zhuǎn)速降低而逐漸減小為零。圖中示出了氣門(mén)升程為關(guān)閉與開(kāi)啟的相應(yīng)位置。下面將選取可變支點(diǎn)結(jié)聯(lián)雙變速擺桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)附圖來(lái)敘述一個(gè)例示性實(shí)施例。圖9是機(jī)構(gòu)的上下二等角軸測(cè)圖，凸輪1與滾輪12密切接觸，滾輪通過(guò)軸11與變 速擺7相連。變速擺7通過(guò)軸10與變速擺6的凸臺(tái)相連，變速擺6的一端固定在固定軸5 上，變速擺7推動(dòng)變速擺6產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。控制凸輪8被固定在氣缸缸蓋(省略)上，不可 平移，因而推擠變速擺7使其與凸輪1保持接觸，并保持變速擺6的具有正確的初始位置。 變速擺6與扭力簧3接觸，扭力簧3的一端固定在氣缸缸蓋上的固定點(diǎn)4，使其能夠推動(dòng)變 速擺6產(chǎn)生回復(fù)運(yùn)動(dòng)。變速擺6的滑動(dòng)面與滾輪13密切接觸，滾輪13以軸14固定于搖臂 15的中間部分。搖臂15 —端接觸液壓挺桿20，另一端接觸氣門(mén)桿的頂端。液壓挺桿20使 搖臂15的獲得支撐，使搖臂15的擺動(dòng)變?yōu)闅忾T(mén)19的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。氣門(mén)彈簧17提供氣門(mén)回復(fù)力，氣門(mén)上夾16與氣門(mén)下夾18固定氣門(mén)彈簧17與氣門(mén)19.圖10是變速擺機(jī)構(gòu)在內(nèi)燃機(jī)高轉(zhuǎn)速情況下的調(diào)節(jié)狀態(tài)，與圖6的低速狀態(tài)相比， 控制凸輪8的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，變速擺機(jī)構(gòu)的變速擺7和變速擺6的支點(diǎn)使動(dòng)力臂更 大，因此其擺動(dòng)幅度更小，凸輪1推動(dòng)滾輪12的時(shí)間不變，但變速擺6卻由于初始位置的變 化而更早推動(dòng)搖臂滾輪13，搖臂15更早借助液壓挺柱20推動(dòng)由氣門(mén)上夾板16、彈簧17、 下夾板18所構(gòu)成的氣門(mén)組件，即氣門(mén)19更早開(kāi)啟；當(dāng)變速擺6反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，同理氣門(mén)關(guān)閉 的時(shí)間更晚。此圖中的進(jìn)排氣門(mén)的交疊角度，是在假設(shè)進(jìn)排氣門(mén)同時(shí)采用了所述之全可變 氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)的情況下所具有的特性，不需要其他連續(xù)可變的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的作用。正時(shí)提前 方向?yàn)橄蜃螅龝r(shí)延遲方向?yàn)橄蛴?，進(jìn)排氣門(mén)在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)的正時(shí)曲線為實(shí)線，在低轉(zhuǎn)速狀 態(tài)的正時(shí)曲線為虛線。氣門(mén)交疊角度在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)時(shí)最大，隨著轉(zhuǎn)速降低而逐漸減小為零。 圖中示出了氣門(mén)升程為關(guān)閉與開(kāi)啟的相應(yīng)位置。圖11是控制凸輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪1未推動(dòng)變速擺7時(shí)的變化?？刂仆馆?逆 時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其具有特定弧度的接觸面與變速擺7的接觸點(diǎn)位置發(fā)生變化，使變速擺7的由 凸輪1到接觸點(diǎn)的動(dòng)力臂的長(zhǎng)度變長(zhǎng)，相應(yīng)的阻力臂的長(zhǎng)度減小，這樣就改變了變速擺7這 個(gè)杠桿特征的比例，使得阻力點(diǎn)擺動(dòng)位移減小。同時(shí)，控制凸輪8的旋轉(zhuǎn)推動(dòng)了變速擺7的 以凸輪1為中心的轉(zhuǎn)動(dòng)，使變速擺7的阻力點(diǎn)位置發(fā)生變化，推動(dòng)變速擺6據(jù)固定軸5產(chǎn)生 一個(gè)初始位置的變化。按照變速擺驅(qū)動(dòng)的原理，在一個(gè)凸輪定時(shí)的時(shí)間周期T內(nèi)，氣門(mén)將更 早被打開(kāi)，更晚關(guān)閉。因此，此機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)從低轉(zhuǎn)速氣門(mén)正時(shí)調(diào)節(jié)至高轉(zhuǎn)速氣門(mén)正時(shí)；反 之，控制凸輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，機(jī)構(gòu)從高轉(zhuǎn)速氣門(mén)正時(shí)調(diào)節(jié)至低轉(zhuǎn)速氣門(mén)正時(shí)。滾輪12的作 用是減少與凸輪1的摩擦損耗。圖12是氣門(mén)最大升程得以保持的原理.凸輪1此時(shí)處于推動(dòng)滾輪12及變速擺7 行程最大之處，變速擺6因固定軸5的作用而擺動(dòng)。因?yàn)榭刂仆馆?的曲面設(shè)計(jì)與較小的 旋轉(zhuǎn)角度，使得變速擺7在擺動(dòng)終了位置時(shí)，控制凸輪8不會(huì)推動(dòng)變速擺7，因此氣門(mén)的升程 不會(huì)因?yàn)樽兯贁[7的擺動(dòng)而變化。也因此，氣門(mén)具有最高升程所對(duì)應(yīng)的凸輪角度位置是在 正時(shí)調(diào)節(jié)前后相同的，因此氣門(mén)具有最高升程所對(duì)應(yīng)的曲軸角度是不變的。這種不變是產(chǎn) 生正確的進(jìn)排氣門(mén)交疊角度的原因。所有圖中均未示出控制機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，也未示出凸輪軸的完整驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，因此 部分并不存在設(shè)計(jì)困難，使用公知的機(jī)械結(jié)構(gòu)即可，凸輪軸由通常的鏈條被曲軸所驅(qū)動(dòng)，控 制機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)可使用液壓或電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)完成。總體而言，含有變速擺機(jī)構(gòu)的全可變氣門(mén)正時(shí)方法就是改變驅(qū)動(dòng)氣門(mén)的變速擺的 擺動(dòng)角速度及其初始的角度，而固定擺動(dòng)的終了角度，達(dá)成可連續(xù)調(diào)節(jié)氣門(mén)正時(shí)的目的。上 述七種不同類型的機(jī)構(gòu)均可滿足這一方法所需之要素。作為此方法的易于理解的具體方 法，上述七種不同類型的機(jī)構(gòu)乃是所述之方法的組成部分。同時(shí)，上述機(jī)構(gòu)既可應(yīng)用于進(jìn)氣 門(mén)與排氣門(mén)的其中任何一個(gè)，也可以二個(gè)全部使用，以達(dá)到內(nèi)燃機(jī)效率與成本的平衡。本示例也僅是展示了圖6所示驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)形式，而其他的例如圖2至圖 8也可以此示例的方法加以具體化，圖2至7是一種方法所產(chǎn)生的不同機(jī)構(gòu)，這些不同的機(jī) 構(gòu)的原理是相同的，所以本示例也是對(duì)圖2至圖7全體的說(shuō)明。上述敘述僅僅是用于解釋本發(fā)明的例示性實(shí)施例，它不是排他的或?qū)⒈景l(fā)明限制 與其公開(kāi)的具體形式。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在不偏離本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以做出各種改變以及其中的元素可用等同元素來(lái)替換。此外，可以做出很多修改以使特定情形或材料 適用于本發(fā)明的主旨而不偏離實(shí)質(zhì)范圍。因此，本發(fā)明不限于作為構(gòu)思實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳 模式所公開(kāi)的特定實(shí)施例，而是本發(fā)明包括屬于本發(fā)明范圍的所有實(shí)施方式。在不偏離本 發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，本發(fā)明能夠以具體解釋和闡明的方式以外的其他方式實(shí)施。為理解上述陳述，舉例而言，例如圖6、9、10、11中的控制凸輪8，可以使用更加復(fù) 雜的機(jī)構(gòu)替代，使得這個(gè)復(fù)雜的機(jī)構(gòu)與變速擺7的接觸位置可以做單獨(dú)的垂直位移與水平 位移，即支點(diǎn)的位置在一個(gè)垂直于控制凸輪8的軸的平面內(nèi)任意移動(dòng)，而非如圖6、9、10、11 中的控制凸輪8只能夠產(chǎn)生支點(diǎn)沿一條單一曲線的線性移動(dòng)，如此變速擺6、7可以做到初 始位置和擺動(dòng)角度這二者的獨(dú)立調(diào)節(jié)，因而，變速擺6、7的擺動(dòng)終了位置也是可以獨(dú)立調(diào) 整的，因此所產(chǎn)生的效果將是連續(xù)可變的氣門(mén)正時(shí)與升程的控制。這是容易想到的改進(jìn)，因 此圖2、3、4、5、7所示之機(jī)構(gòu)也可經(jīng)過(guò)如上改進(jìn)或同類改進(jìn)而增加其調(diào)節(jié)的功能。此類改進(jìn) 也應(yīng)屬于本發(fā)明的容易理解的衍生形式。本發(fā)明雖然初衷是保持氣門(mén)升程，但也不排斥通過(guò)具體調(diào)整機(jī)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì)而做 到在高轉(zhuǎn)速時(shí)略微提高氣門(mén)升程，在低轉(zhuǎn)速時(shí)略微降低氣門(mén)升程，以進(jìn)一步減小泵氣損失， 并不影響本發(fā)明的主旨。
權(quán)利要求
一種包含變速擺機(jī)構(gòu)的全可變氣門(mén)正時(shí)方法和機(jī)構(gòu)，該方法包含凸輪軸或相應(yīng)的定時(shí)機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的曲軸角度，推動(dòng)氣門(mén)運(yùn)動(dòng)使之開(kāi)啟或關(guān)閉，并滿足內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)在最高轉(zhuǎn)速下具有最佳效率的正時(shí)需要；變速擺或變速擺系統(tǒng)，受到所述凸輪軸或相應(yīng)的定時(shí)機(jī)構(gòu)推動(dòng)而做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，變速擺擺動(dòng)的起始角度位置可以改變，其擺動(dòng)的角度范圍可變，使得擺動(dòng)的終了位置不變或近似不變；調(diào)節(jié)系統(tǒng)，具有可移動(dòng)的支撐部件，對(duì)所述變速擺或系統(tǒng)產(chǎn)生基于杠桿原理的影響，改變其擺動(dòng)的速度與角度；滾輪搖臂，在所述變速擺推動(dòng)下，將所述變速擺的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為推動(dòng)氣門(mén)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；該機(jī)構(gòu)包含可變動(dòng)力臂的變速擺機(jī)構(gòu)、或者可變阻力臂的變速擺機(jī)構(gòu)、或者可變支點(diǎn)的變速擺機(jī)構(gòu)、或者可變動(dòng)力臂-阻力臂的變速擺機(jī)構(gòu)、或者可變支點(diǎn)結(jié)聯(lián)雙變速擺機(jī)構(gòu)，或者可變支點(diǎn)自由變速擺機(jī)構(gòu)、可變搖臂式變速擺機(jī)構(gòu)，這七種機(jī)構(gòu)中同樣包含凸輪、變速擺或變速擺系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)和滾輪搖臂，其作用滿足方法所述之功能。
2.如權(quán)利要求1所述的包含變速擺機(jī)構(gòu)的全可變氣門(mén)正時(shí)方法，其特征在于所述凸輪 軸或相應(yīng)的定時(shí)機(jī)構(gòu)所對(duì)應(yīng)的曲軸角度的數(shù)值，滿足在內(nèi)燃機(jī)最高轉(zhuǎn)速下氣門(mén)提早開(kāi)啟的 角度要求，延遲關(guān)閉的角度要求，數(shù)值可以達(dá)到360度的曲軸角度。
3.如權(quán)利要求1所述的包含變速擺機(jī)構(gòu)的全可變氣門(mén)正時(shí)方法，其特征在于所述驅(qū)動(dòng) 氣門(mén)的變速擺或變速擺系統(tǒng)與其推動(dòng)的機(jī)構(gòu)的滾輪接觸面分為二部分，推動(dòng)氣門(mén)的部分與 保持氣門(mén)關(guān)閉的部分，相應(yīng)的擺動(dòng)角度范圍被分為二部分，一部分保持氣門(mén)關(guān)閉，另一部分 推動(dòng)氣門(mén)開(kāi)啟。所述驅(qū)動(dòng)氣門(mén)的變速擺或變速擺系統(tǒng)的初始位置在保持氣門(mén)關(guān)閉的角度范 圍，終了位置在使氣門(mén)完全開(kāi)啟的角度位置，且初始位置與氣門(mén)正時(shí)相關(guān)聯(lián)，初始位置也對(duì) 應(yīng)于所述驅(qū)動(dòng)氣門(mén)的變速擺或變速擺系統(tǒng)的等效擺動(dòng)速率，擺動(dòng)速率與氣門(mén)正時(shí)相關(guān)聯(lián)。
4.如權(quán)利要求1所述的包含變速擺機(jī)構(gòu)的全可變氣門(mén)正時(shí)方法，其特征在于所述驅(qū) 動(dòng)氣門(mén)的變速擺或變速擺系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，可以連續(xù)調(diào)節(jié)其自身的初始位置的角 度，或者動(dòng)力臂或阻力臂或支點(diǎn)的位置，或者角度與位置的組合，使得變速擺的初始位置和 等效運(yùn)動(dòng)速率產(chǎn)生變化，對(duì)應(yīng)氣門(mén)正時(shí)發(fā)生變化。
5.如權(quán)利要求1所述的包含變速擺機(jī)構(gòu)的全可變氣門(mén)正時(shí)方法，其特征在于，所述方 法所產(chǎn)生的正時(shí)效果乃是，內(nèi)燃機(jī)某個(gè)轉(zhuǎn)速時(shí)的氣門(mén)持續(xù)開(kāi)啟的曲軸角度，等于凸輪軸或 相應(yīng)的定時(shí)機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的曲軸角度乘以對(duì)氣門(mén)產(chǎn)生推動(dòng)作用的擺動(dòng)角度與擺動(dòng)桿擺動(dòng)角 度之比；或者，等于凸輪軸或相應(yīng)的定時(shí)機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的曲軸角度乘以對(duì)氣門(mén)產(chǎn)生推動(dòng)作用 的直線距離與運(yùn)動(dòng)的總距離之比。
6.如權(quán)利要求1所述的一種可變動(dòng)力臂的變速擺機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包含一個(gè)具有360度曲軸角度的凸輪推動(dòng)一個(gè)水平移動(dòng)的桿，桿的另一個(gè)平行端面推動(dòng)一個(gè)可調(diào)節(jié)位置的中間體，中間體推動(dòng)一個(gè)變速擺桿的側(cè)面，使擺動(dòng)桿產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)來(lái)推動(dòng)一個(gè)具有滾輪的搖臂，搖臂一端與氣門(mén)相連，另一端與一個(gè)液壓頂柱相連，而變速擺桿與 一個(gè)扭力彈簧相連。
7.如權(quán)利要求1所述的一種可變阻力臂的變速擺機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包含 一個(gè)具有360度曲軸角度的凸輪推動(dòng)一個(gè)帶有滾輪、一端固定可以擺動(dòng)的變速擺桿，推動(dòng)一個(gè)可移動(dòng)的中間體，推動(dòng)一個(gè)沿固定斜面做直線運(yùn)動(dòng)的桿，此桿推動(dòng)一個(gè)具有滾輪的搖臂，搖臂一端與氣門(mén)相連，另一端與一個(gè)液壓頂柱相連，而變速擺桿與一個(gè)扭力彈簧相連。
8.如權(quán)利要求1所述的一種可變支點(diǎn)的變速擺機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包含 一個(gè)具有360度曲軸角度的凸輪推動(dòng)一個(gè)一端帶有滾輪的變速擺桿，另一端連接在 一個(gè)沿固定水平面做直線運(yùn)動(dòng)的桿，此桿推動(dòng) 一個(gè)具有滾輪的搖臂，搖臂一端與氣門(mén)相連，另一端與 一個(gè)液壓頂柱相連，而變速擺桿與 一個(gè)扭力彈簧相連，而變速擺桿由 一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的控制凸輪作為其擺動(dòng)的支點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求1所述的一種可變動(dòng)力臂_阻力臂的變速擺機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包含 一個(gè)具有360度曲軸角度的凸輪推動(dòng)一個(gè)帶有滾輪的第一變速擺桿，此變速擺桿一端固定，推動(dòng)一個(gè)可移動(dòng)的中間體，此中間體推動(dòng)一個(gè)第二變速擺桿的一側(cè)面，變速擺桿沿固定端擺動(dòng)，推動(dòng)一個(gè)具有滾輪的搖臂，搖臂一端與氣門(mén)相連，另一端與一個(gè)液壓頂柱相連，而變速擺桿與一個(gè)扭力彈簧相連，而二變速擺桿的固定點(diǎn)相反布置。
10.如權(quán)利要求1所述的一種可變支點(diǎn)結(jié)聯(lián)雙變速擺機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包含 一個(gè)具有360度曲軸角度的凸輪推動(dòng)一個(gè)一端帶有滾輪的第一變速擺桿，此桿另一端連接在 一個(gè)一端固定的第二變速擺桿的中間部分，此桿推動(dòng) 一個(gè)具有滾輪的搖臂，搖臂一端與氣門(mén)相連，另一端與 一個(gè)液壓頂柱相連，而第二擺動(dòng)桿與 一個(gè)扭力彈簧相連，而帶滾輪的第一變速擺桿由 一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的控制凸輪作為其擺動(dòng)的支點(diǎn)。
11.如權(quán)利要求1所述的一種可變支點(diǎn)自由變速擺機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包含 一個(gè)具有360度曲軸角度的凸輪推動(dòng)一個(gè)具有凸臺(tái)的頂桿，桿的上下運(yùn)動(dòng)使凸臺(tái)推動(dòng)了一個(gè)自由變速擺，變速擺的兩端各有一個(gè)滾輪，中間具有齒條，使之受到一個(gè)控制齒輪的限制與支撐作用，控制齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)可使所述自由變速擺上下運(yùn)動(dòng)，而自由變速擺推動(dòng)了一個(gè)直角的搖臂，搖臂繞固定軸旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)了 一個(gè)以氣門(mén)為核心的氣門(mén)組件，使氣門(mén)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 一個(gè)扭力彈簧一端連接頂桿，另一端固定，使頂桿產(chǎn)生回復(fù)運(yùn)動(dòng)。
12.如權(quán)利要求1所述的一種可變搖臂式變速擺機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包含 一個(gè)具有360度曲軸角度的凸輪推動(dòng)了一個(gè)具有滾輪12、滾輪的軸11的搖臂7，搖臂7的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)通過(guò)滾輪13推動(dòng)了 一個(gè)可變搖臂式變速擺6，變速擺6與滾輪13相反的一面具有弧形齒條26，弧形線的 圓心就是搖臂7的可旋轉(zhuǎn)固定軸5，齒條26與一個(gè)控制齒輪8齒和，使之受到控制齒輪8的限制與支撐作用，控制齒輪8的轉(zhuǎn)動(dòng)可使 所述可變搖臂式變速擺6以搖臂7的可旋轉(zhuǎn)固定軸5的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，氣門(mén)組件由氣門(mén)、液壓頂桿、彈簧、下夾板組成。，而可變搖臂式變速擺的擺動(dòng)推動(dòng)了氣 門(mén)組件，使氣門(mén)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。一個(gè)扭力彈簧一端連接搖臂7，一端固定，為搖臂7提供回復(fù)彈力。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種包含變速擺機(jī)構(gòu)的全可變氣門(mén)正時(shí)方法和機(jī)構(gòu)，包含曲軸角可達(dá)360度的凸輪，變速擺機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)角大小可連續(xù)調(diào)節(jié)，擺動(dòng)初始位置可以連續(xù)調(diào)節(jié)，擺動(dòng)終了位置不變；變速擺機(jī)構(gòu)中的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可以調(diào)節(jié)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的杠桿的動(dòng)力臂或阻力臂或支點(diǎn)位置，使固定的凸輪位移可產(chǎn)生變速的擺動(dòng)與擺程；帶滾輪的氣門(mén)搖臂，將變速擺的橫向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為氣門(mén)的豎直運(yùn)動(dòng)。方法有七種形式的機(jī)構(gòu)，可變動(dòng)力臂的變速擺機(jī)構(gòu)、或者可變阻力臂的變速擺機(jī)構(gòu)、或者可變支點(diǎn)的變速擺機(jī)構(gòu)、或者可變動(dòng)力臂-阻力臂的變速擺機(jī)構(gòu)、或者可變支點(diǎn)結(jié)聯(lián)雙變速擺機(jī)構(gòu)、或者可變支點(diǎn)自由變速擺機(jī)構(gòu)、或可變搖臂式變速擺機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)F01L1/34GK101858233SQ20101016431
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者朱譞晟 申請(qǐng)人:朱譞晟