專(zhuān)利名稱(chēng)：軸向驅(qū)動(dòng)單軸雙控圓弧滑槽式全可變氣門(mén)正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸向驅(qū)動(dòng)單軸雙控圓弧滑槽式全可變氣門(mén)正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)，是內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域中驅(qū)動(dòng)氣門(mén)的機(jī)構(gòu)之一，能夠使氣門(mén)的升程和正時(shí)獨(dú)立控制，可連續(xù)調(diào)節(jié)氣門(mén)持續(xù)開(kāi)啟時(shí)間和升程，從而達(dá)到優(yōu)化氣門(mén)控制的目的。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)的氣門(mén)驅(qū)動(dòng)采用連續(xù)可變氣門(mén)正時(shí)可以提高內(nèi)燃機(jī)氣缸的充氣率，提高功率和效率，降低氣缸工作溫度，降低內(nèi)燃機(jī)的污染排放。內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)采用連續(xù)可變氣門(mén)升程技術(shù)可以提高內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣效率，降低油耗，提高內(nèi)燃機(jī)對(duì)油門(mén)的響應(yīng)速度。
公開(kāi)號(hào)CNlO1149000A名為內(nèi)燃機(jī)的可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的專(zhuān)利中，氣門(mén)的正時(shí)和升程是相互關(guān)聯(lián)的，即氣門(mén)打開(kāi)的持續(xù)時(shí)間與氣門(mén)打開(kāi)的升程是成比例關(guān)系，但由此帶來(lái)的問(wèn)題是不能很好兼顧可變氣門(mén)正時(shí)和可變氣門(mén)升程這兩種調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)。如果能夠?qū)⑦B續(xù)可變氣門(mén)正時(shí)與升程結(jié)合在一切，并可以做到相對(duì)獨(dú)立調(diào)節(jié)，那么將能夠提高內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際使用效果。

發(fā)明內(nèi)容
本專(zhuān)利為改進(jìn)上述不足作出新的解決方案。通常的氣門(mén)驅(qū)動(dòng)是采用凸輪軸上的非對(duì)稱(chēng)凸輪推動(dòng)氣門(mén)完成對(duì)氣門(mén)的驅(qū)動(dòng)的，凸輪的推動(dòng)氣門(mén)的方向是在凸輪軸的徑向方向，本發(fā)明采用軸向投影不為零的滑槽，使驅(qū)動(dòng)的方向改為軸向。本發(fā)明提供這樣ー種軸向驅(qū)動(dòng)單軸雙控圓弧滑槽式全可變氣門(mén)正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)，包括驅(qū)動(dòng)軸，驅(qū)動(dòng)氣門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉，含有一條變曲率的滾珠槽；控制套管，控制氣門(mén)的升程和正時(shí)，含有一條直線滾珠槽；凸輪套管，受所述驅(qū)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)，和控制套管的控制的共同作用，產(chǎn)生可變擺動(dòng)行程和初始位置的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)氣門(mén)開(kāi)啟，含有一條中心線是圓弧形的滾珠槽；單軸雙控機(jī)構(gòu)，對(duì)所述控制套管的軸向和角向位置進(jìn)行線性控制；滾珠，在所述驅(qū)動(dòng)軸與凸輪套管之間傳遞運(yùn)動(dòng)，并受到所述控制套管的控制。


圖I是示意圖，示出了軸向驅(qū)動(dòng)單軸雙控圓弧滑槽式全可變氣門(mén)正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)的總體的構(gòu)成，包括主體的驅(qū)動(dòng)氣門(mén)的機(jī)構(gòu)和控制此機(jī)構(gòu)的單軸雙控機(jī)構(gòu)。圖2是示意圖，示出了單軸雙控機(jī)構(gòu)另一面的液壓油孔的位置。圖3是驅(qū)動(dòng)軸的簡(jiǎn)易示意圖，示出了驅(qū)動(dòng)軸所具有的滑槽結(jié)構(gòu)和滑槽中的滾珠。圖4是控制套管示意圖，示出了控制套管所具有的直線滑槽和滾珠的關(guān)系。圖5是凸輪套管示意圖，示出了凸輪套管的形狀和內(nèi)部具有的滾珠滑槽，以及與滾珠的關(guān)系。圖6是凸輪套管下視圖，示出了凸輪套管的滑槽具有ニ個(gè)通孔，且通孔朝向氣門(mén)ー側(cè)。
圖7是滾珠配合示意圖，示出了滾珠與凸輪套管的圓弧形滾珠槽、控制套管的直線形滾珠槽的配合。圖8是滾珠槽配合示意圖，示出了在驅(qū)動(dòng)軸、控制套管、凸輪套管上的滾珠槽的式樣，以及與滾珠配合的情況。圖9是氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)剖視圖，示出了驅(qū)動(dòng)軸、控制套管、凸輪套管和滾珠所組成的工作狀態(tài)的機(jī)構(gòu)。圖10是剖視圖，示出了單軸雙控機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)軸、控制套管、齒輪的組裝的剖視圖，顯示單軸雙控機(jī)構(gòu)的工作原理。圖11是部分部件示意圖，示出了單軸雙控機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)的內(nèi)部側(cè)視圖。圖12是整個(gè)機(jī)構(gòu)的工作原理示意圖，示出了軸向驅(qū)動(dòng)單軸雙控圓弧滑槽式全可變氣門(mén)正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)和控制原理。 圖13是滾珠傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)形式，將ー顆滾珠由ニ顆替代，并由ー個(gè)滑動(dòng)的中間體來(lái)連接。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖來(lái)敘述例示性實(shí)施例。參考附圖1，驅(qū)動(dòng)軸I、控制套管2與凸輪套管3是同軸線的，三者共同固定在氣缸蓋的安裝座6上。圖中ー個(gè)安裝座6隱藏，以便看到氣門(mén)組件。凸輪套管3上的凸輪4的擺動(dòng)可以推動(dòng)滾輪16以及滾輪搖臂18，使氣門(mén)14開(kāi)啟。相同原理的，凸輪17可以推動(dòng)氣門(mén)15開(kāi)啟。液壓挺柱20為氣門(mén)14提供氣門(mén)間隙控制。驅(qū)動(dòng)軸I內(nèi)部有花鍵齒，與齒輪24的軸上的花鍵齒25相匹配，內(nèi)燃機(jī)曲軸可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)齒輪24來(lái)使驅(qū)動(dòng)軸I以曲軸轉(zhuǎn)速的二分之ー轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。控制套管2與單軸雙控機(jī)構(gòu)的小液壓缸活塞的軸23通過(guò)ー個(gè)固定栓固定在一起。外殼40是單軸雙控機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)的外殼,在一邊有液壓缸蓋19,上面有ニ個(gè)液壓油的通道孔，分別是控制小油缸的液壓油孔22，以及控制大油缸的液壓油孔21。單軸雙控機(jī)構(gòu)可以驅(qū)動(dòng)控制套管2在軸向線性移動(dòng)，也可以驅(qū)動(dòng)控制套管2同時(shí)做角向轉(zhuǎn)動(dòng)。參考附圖2，這是另一視角的單軸雙控機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)的視圖。驅(qū)動(dòng)控制套管2的單軸雙控機(jī)構(gòu)的外殼40上有另外ニ個(gè)液壓油孔，ー個(gè)液壓油孔27在中間的軸心上，另ー個(gè)液壓油孔26在靠近邊緣的地方。綜合參考附圖I和附圖2，液壓油孔21和26用以驅(qū)動(dòng)大油缸，液壓油孔22和27驅(qū)動(dòng)小油缸。參考附圖3，驅(qū)動(dòng)軸I是通過(guò)控制套管和凸輪套管固定在氣缸蓋的安裝座6上的，突起11是與控制套管直接接觸的承力部分，而凹陷10是不與控制套管接觸的，這樣在驅(qū)動(dòng)軸以曲軸轉(zhuǎn)速一般的速度飛快轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以減少與靜止的控制套管的摩擦損耗。驅(qū)動(dòng)軸I的突起11上有一條閉合的滾珠槽9，滾珠槽9的中心線沿角向柱面的展開(kāi)和投影是凸輪曲線形式，滾珠8在此滾珠槽9中運(yùn)動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)軌跡在驅(qū)動(dòng)軸軸線7上的投影不為零。也就是說(shuō)滾珠8如果固定在某個(gè)驅(qū)動(dòng)軸I的軸向和徑向組成的面與突起11的交線上時(shí)，受到滾珠槽9的驅(qū)動(dòng)，滾珠8會(huì)在驅(qū)動(dòng)軸I的軸向進(jìn)行周期運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)是與曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)是相關(guān)聯(lián)的。參考附圖4，控制套管2與驅(qū)動(dòng)軸I同軸安裝，二者的軸線重合于驅(qū)動(dòng)軸軸線7?？刂铺坠?上有一個(gè)直線滾珠槽12。滾珠槽12的方向與控制套管的軸向平行，長(zhǎng)度不小于驅(qū)動(dòng)軸I的滾珠槽在軸向的投影，且位置在機(jī)構(gòu)安裝狀態(tài)下的最低處附近，通常是最靠近氣門(mén)的位置。也就是說(shuō)，當(dāng)滾珠8受到驅(qū)動(dòng)軸I的驅(qū)動(dòng)時(shí)，滾珠8恰好是在直線滾珠槽12內(nèi)運(yùn)動(dòng)而不會(huì)在軸向推動(dòng)控制套管，滾珠8不會(huì)碰到滾珠槽12的ニ端，或者剛好接觸到但不會(huì)有位移。若直線滾珠槽12的長(zhǎng)度恰好與附圖3中的滾珠槽9在軸向的投影長(zhǎng)度相同，那么控制套管2的軸向移動(dòng)可以帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸I的軸向移動(dòng)，使原本浮動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸I受到了控制套管2在軸向的約束。參考附圖5，凸輪套管3內(nèi)部有ー個(gè)滾珠槽13，從凸輪17的位置就可以知道在正常工作狀態(tài)下，滾珠槽13是位于比較低的位置，即靠近所驅(qū)動(dòng)氣門(mén)的位置。凸輪17所在的部分是凸輪套管的突起3上面，之所以突起3比軸5的直徑大，是為了將凸輪套管固定在氣缸蓋上，不會(huì)產(chǎn)生軸向移動(dòng)。從此圖上易見(jiàn)，滾珠槽13在角向投影不為零，即是具有角向偏移的，這是全可變氣門(mén)正時(shí)和升程的關(guān)鍵因素。參考附圖6，從氣門(mén)15的角度看凸輪套管3。局部視圖A可見(jiàn)凸輪套管3的滾珠槽具有ニ個(gè)通孔7，且通孔朝向氣門(mén)ー側(cè)，通常都是比較低的ー側(cè)。但如果是水平氣缸或者倒置氣缸，那么這兩個(gè)通孔7是一定要在凸輪套管正常安裝狀態(tài)下最低處，目的在于利用重 力作用使?jié)櫥屠鋮s油自然流過(guò)滾珠和滾珠槽。圖中可見(jiàn)，因?yàn)橥?是滾珠槽同向外面的通道，其直徑是略大于滾珠的，安裝時(shí)就是通過(guò)通孔7裝入滾珠的。在正常工作狀態(tài)下，滾珠不會(huì)到達(dá)這個(gè)位置，也就不會(huì)掉落出來(lái)。圖中可見(jiàn)通過(guò)通孔7可以看到控制套管2。參考附圖7，是驅(qū)動(dòng)氣門(mén)主體機(jī)構(gòu)的透視圖，虛線表面是在機(jī)構(gòu)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。凸輪套管3上具有凸輪17和凸輪4，同時(shí)具有內(nèi)部的弧線型滾珠槽13，且滾珠槽13的ニ端有ニ個(gè)通孔7。控制套管2上有直線滾珠槽12。通孔7的作用還在于在因?yàn)闈L珠8在滾珠槽13中運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果是封閉空間會(huì)壓縮內(nèi)部的空氣造成溫度升高和額外損耗，因此需要ー個(gè)空氣周期性的泄放通道。此角度亦可見(jiàn)，凸輪套管的滾珠槽13靠近凸輪17和4，也就是靠近氣門(mén)。此附圖易見(jiàn)，凸輪套管3的滾珠槽13在套管角向柱面投影是圓的一段弧線，滾珠槽在軸向投影長(zhǎng)度大于控制套管2的直線滾珠槽12在軸向的投影。參考附圖8，圖8是滾珠槽配合示意圖，示出了在驅(qū)動(dòng)軸、控制套管、凸輪套管上的滾珠槽的式樣，以及與滾珠配合的情況。軸線7是驅(qū)動(dòng)軸、控制套管、凸輪套管共同的軸線，驅(qū)動(dòng)軸上的滾珠槽9、控制套管上的滾珠槽12、凸輪套管的滾珠槽13共同緊密接觸滾珠8，由滾珠8從驅(qū)動(dòng)軸上將動(dòng)カ傳輸?shù)綕L珠滑槽13上，使?jié)L珠滑槽13產(chǎn)生角向方向的往復(fù)式擺動(dòng)，從而推動(dòng)氣門(mén)。驅(qū)動(dòng)軸上的滾珠槽9在角向柱面的投影是ー個(gè)凸輪形式的軌跡，是控制氣門(mén)開(kāi)啟運(yùn)動(dòng)形式的定義，決定了氣門(mén)以比較緩和的方式打開(kāi)和關(guān)閉，以減少?zèng)_擊，并降低彈簧的彈カ需求?？刂铺坠艿臐L珠槽12是在角向方向和軸向方向可先行調(diào)整的，因此可以決定滾珠8在凸輪套管上的滾珠槽13上的那ー個(gè)部分滾動(dòng)。凸輪套管的滾珠槽13是ー個(gè)半徑為RXX的大圓的部分圓弧，這是改變凸輪套管擺程的關(guān)鍵所在，不可以是直線或者斜直線的滾珠滑槽。從附圖8中可見(jiàn)，滾珠槽9和12在軸7上的投影是等長(zhǎng)的，同為長(zhǎng)度41 ;而滾珠槽13的投影則比較大，為長(zhǎng)度42。同時(shí)長(zhǎng)度42也是滾珠槽12的調(diào)整區(qū)域，即滾珠槽12的調(diào)整區(qū)域不得超過(guò)長(zhǎng)度42的范圍。滾珠槽9所占據(jù)的驅(qū)動(dòng)軸角向的角度是180度，而整個(gè)周長(zhǎng)角度是360度,氣門(mén)最大持續(xù)開(kāi)啟時(shí)間的曲軸角度就是360度，因此在最大油門(mén)狀態(tài)下，此機(jī)構(gòu)決定的氣門(mén)持續(xù)開(kāi)啟時(shí)間可以從曲軸角180度連續(xù)調(diào)整到360度。滾珠8在軸向方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)滾珠滑槽13在角向方向做往復(fù)擺動(dòng)。而滾珠槽9則是在角向方向做周期性轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)是由內(nèi)燃機(jī)曲軸帶動(dòng)的，轉(zhuǎn)速是曲軸轉(zhuǎn)速的一半。
參考附圖9，是整個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)軸、控制套管、凸輪套管和滾珠所組成的エ作狀態(tài)的機(jī)構(gòu)剖視圖。從剖面A-A中可見(jiàn)，驅(qū)動(dòng)軸I、控制套管2、凸輪套管3同軸安裝并由安裝座6固定在氣缸蓋上。從局部視圖B中可見(jiàn)，滾珠8是位于凸輪套管3的滾珠槽13中的，滾珠槽13 —端有通孔7。而驅(qū)動(dòng)軸I上有滾珠槽9，滾珠8同時(shí)與滾珠槽9和13配合。參考附圖3、4、5、7、8、9，所有滾珠槽9、12和13的尺寸與滾珠8相匹配。匹配的含義是正好容納滾珠8，且滾珠8可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。參考附圖10，圖10是剖視圖，示出了單軸雙控機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)軸、控制套管、齒輪的組裝的剖視圖，顯示單軸雙控機(jī)構(gòu)的工作原理。從A-A剖視圖上可見(jiàn)，小液壓缸33與大液壓缸40是同軸套嵌安裝，大液壓缸40有活塞34，小液壓缸33有活塞39。活塞39上的直齒與小液壓缸33內(nèi)部的直齒35嚙合，在沿軸向移動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生角向移動(dòng)。小液壓缸33外部的斜齒與大液壓缸40的活塞34內(nèi)側(cè)的斜齒嚙合，活塞34的外側(cè)直齒與大液 壓缸40內(nèi)部的直齒36嚙合。當(dāng)活塞34相對(duì)于單軸雙控機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)的軸線有位移吋，活塞34在斜齒的作用下將推動(dòng)小液壓缸33沿角向旋轉(zhuǎn)ー個(gè)角度?；钊?3的移動(dòng)依靠液壓油孔27和22連接到外部的液壓系統(tǒng)并受到其驅(qū)動(dòng)，活塞34的移動(dòng)依靠液壓油孔26和21連接到外部的液壓系統(tǒng)并受到其驅(qū)動(dòng)。液壓油孔27是ー個(gè)穿透的孔，穿過(guò)了小液壓缸33與大液壓缸40,且位于軸線上。液壓缸蓋19同時(shí)封閉小液壓缸33與大液壓缸40。小液壓缸活塞39的軸23通過(guò)固定銷(xiāo)37與控制套管2剛性結(jié)合。驅(qū)動(dòng)軸I的內(nèi)部靠近齒輪24的位置有花鍵齒38，與齒輪24的軸上的花鍵齒25嚙合。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸I隨著控制套管軸向移動(dòng)時(shí)，齒輪24可以依靠花鍵齒嚙合保持對(duì)驅(qū)動(dòng)軸I的驅(qū)動(dòng)。參考附圖11，去掉了液壓缸缸蓋后，可見(jiàn)液壓缸內(nèi)部的情況。大液壓缸40的內(nèi)側(cè)是直齒，小液壓缸33的外側(cè)是斜齒，相應(yīng)的活塞34內(nèi)側(cè)是斜齒，外側(cè)是直齒?；钊?9邊緣是直齒，活塞34的外側(cè)是直齒?；钊?9的軸23與控制套管2固定連接。參考附圖12，此圖是控制套管上的圓弧滾珠槽沿控制套管角向柱面展開(kāi)成平面后的圖形，圓弧滾珠槽的中心線是ー個(gè)半徑為RXX的圓的一部分圓弧30。假設(shè)有往復(fù)運(yùn)動(dòng)在圓弧上的位置從沖程I連續(xù)變化到?jīng)_程2，那么所對(duì)應(yīng)的正交方向的位移就是從沖程31變化到?jīng)_程32。位置線28標(biāo)志著凸輪套管的角向位置；位置線29是軸向方向的位置，因?yàn)橥馆喬坠茉谳S向是固定不動(dòng)的，因此可調(diào)的是滾珠的沖程。滾珠在控制套管直線滾珠槽的約束下，在此圖上沿水平方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)?？刂铺坠艿妮S向移動(dòng)使直線滾珠槽也沿軸向運(yùn)動(dòng)，因此帶動(dòng)滾珠和驅(qū)動(dòng)軸一起運(yùn)動(dòng)，使?jié)L珠的往復(fù)運(yùn)動(dòng)從沖程I連續(xù)變化到?jīng)_程2。控制套管的單軸雙控機(jī)構(gòu)在此的作用就是調(diào)整控制套管的軸向和角向位置，調(diào)節(jié)位置線29使沖程I連續(xù)變化到?jīng)_程2，調(diào)節(jié)位置線28使?jié)L珠帶動(dòng)凸輪套管至合適的位置。由滾珠作為傳遞カ矩的部件，使驅(qū)動(dòng)軸、控制套管、凸輪套管三者的運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)，使驅(qū)動(dòng)軸固定的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的沖程變化成為凸輪套管可調(diào)節(jié)角向擺程的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此這是ー種往復(fù)運(yùn)動(dòng)的變沖程原理。在沖程I至沖程2之間改變滾珠的軸向沖程位置，可以調(diào)節(jié)氣門(mén)的升程，因此向左調(diào)節(jié)是使氣門(mén)升程變大，反之使升程變??；改變滾珠所在的位置線28這一列線族中的位置，可以改變氣門(mén)的正時(shí)，在凸輪套管擺程不變情況下，向下調(diào)節(jié)可以增大氣門(mén)持續(xù)開(kāi)啟時(shí)間，向上調(diào)節(jié)減小氣門(mén)持續(xù)開(kāi)啟時(shí)間，根據(jù)全可變氣門(mén)正時(shí)和升程的原理，改變擺動(dòng)凸輪的初始位置和擺程，就可以任意改變氣門(mén)的升程和正吋。
同時(shí)參考附圖13和附圖4，圖13是關(guān)于滾珠傳動(dòng)的ー種改進(jìn)形式。因?yàn)閱晤w滾珠的結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但是因?yàn)榕c控制套管2是點(diǎn)接觸，所以應(yīng)カ和磨損都比較大，適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)可以彌補(bǔ)這個(gè)缺陷，比如附圖13的形式。附圖13顯示了將ー顆滾珠8分成為雙滾珠滾珠8和滾珠43，由一個(gè)中間體44相連，中間體44恰好與控制套管2的滾珠槽12匹配，在與滾珠槽12接觸的表面有潤(rùn)滑油溝槽45。滾珠8安裝在碗形孔48當(dāng)中，滾珠43安裝在碗形孔47中。這里應(yīng)用了ー種對(duì)封閉面接觸摩擦表面的潤(rùn)滑方法。在封閉的面接觸部件的摩擦表面上，其中一個(gè)部件的摩擦表面刻有細(xì)小的溝槽，與潤(rùn)滑油的油路相通；溝槽的方向是垂直于摩擦運(yùn)動(dòng)的方向，且可有多條溝槽，溝槽間的距離小于或等于摩擦運(yùn)動(dòng)的往復(fù)距離；當(dāng)是圓周的摩擦運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以只含有一條溝槽。因?yàn)橹虚g體44的長(zhǎng)度與滾珠8相似，而滾珠8運(yùn)動(dòng)距離遠(yuǎn)大于其直徑，因此整個(gè)中間體僅需要在于滾珠槽12摩擦的側(cè)面各有一條溝槽。在給中間體44潤(rùn)滑的同吋，也在中間體44與滾珠接觸的面上開(kāi)有潤(rùn)滑油孔46，使?jié)L珠也得到充分潤(rùn)滑。因?yàn)榛?2的內(nèi)部是有潤(rùn)滑油的，因此中間體44開(kāi)的溝槽可以導(dǎo)流這些潤(rùn)滑油為中間體44和滾珠8與43潤(rùn)滑。這樣的改進(jìn)需要加厚控制套管2，以便使中間體 44的厚度超過(guò)滾珠8和43的半徑大小，通常中間體44的厚度就是控制套管的厚度。同時(shí)控制套管的滾珠槽也要加寬以適應(yīng)中間體44的寬度。在此例示性機(jī)構(gòu)中控制凸輪套管的初始角度位置和擺程，就可以控制氣門(mén)正時(shí)和升程，初始角度位置對(duì)應(yīng)于為位置線28這一列線中的一根，擺程則是沖程31至沖程32。沖程31至32通過(guò)圓弧30對(duì)應(yīng)于沖程I至沖程2的不同位置，因此調(diào)節(jié)控制套管的軸向位置可以調(diào)節(jié)凸輪套管的擺程；初始角度位置對(duì)應(yīng)與位置線28這一列線中的一根，也就是控制套管直線滾珠槽所在的角向位置，因此調(diào)節(jié)控制套管的角向位置可以調(diào)節(jié)凸輪套管的初始角度位置。于是調(diào)節(jié)氣門(mén)的正時(shí)和升程，轉(zhuǎn)換為控制控制套管的軸向位置和角向位置。這ニ個(gè)位置需要配合調(diào)節(jié)，而不是單ー調(diào)節(jié)。氣門(mén)正時(shí)和升程的單ー控制體現(xiàn)效果的単一，而不是控制參數(shù)動(dòng)作的単一性?？傮w而言，軸向驅(qū)動(dòng)單軸雙控圓弧滑槽式全可變氣門(mén)正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)乃是利用滾珠在圓弧形滾珠槽中運(yùn)動(dòng)時(shí)的不同位置具有不同的往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程的作用原理工作的，通過(guò)控制套管在軸向和角向的調(diào)節(jié)，從而達(dá)到近似的獨(dú)立調(diào)節(jié)氣門(mén)正時(shí)和升程的目的。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g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。
權(quán)利要求
1.一種軸向驅(qū)動(dòng)單軸雙控圓弧滑槽式全可變氣門(mén)正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)，包括驅(qū)動(dòng)軸，驅(qū)動(dòng)氣門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉，含有一條變曲率的滾珠槽；控制套管，控制氣門(mén)的升程和正時(shí)，含有一條直線滾珠槽；凸輪套管，受所述驅(qū)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)，和控制套管的控制的共同作用，產(chǎn)生可變擺動(dòng)行程和初始位置的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)氣門(mén)開(kāi)啟，含有一條中心線是圓弧形的滾珠槽；單軸雙控機(jī)構(gòu)，對(duì)所述控制套管的軸向和角向位置進(jìn)行線性控制；滾珠，在所述驅(qū)動(dòng)軸與凸輪套管之間傳遞運(yùn)動(dòng)，并受到所述控制套管的控制。
2.如權(quán)利要求I所述的軸向驅(qū)動(dòng)單軸雙控圓弧滑槽式全可變氣門(mén)正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)軸的滾珠槽的中心線沿角向柱面的展開(kāi)和投影是凸輪曲線形式，滾珠在此滾珠槽中運(yùn)動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)軌跡在驅(qū)動(dòng)軸軸線上的投影不為零。
3.如權(quán)利要求I所述的軸向驅(qū)動(dòng)單軸雙控圓弧滑槽式全可變氣門(mén)正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)，其特征在于所述控制套管是單軸雙控機(jī)構(gòu)，即控制套管在軸向和角向可以單獨(dú)線性控制。所述控制套管的特征還在于其滾珠槽的方向與套管的軸向平行，長(zhǎng)度等于所述驅(qū)動(dòng)軸的滾珠槽在軸向的投影，且位置在機(jī)構(gòu)安裝狀態(tài)下的最低處附近。所述控制套管的特征還在于可以在軸向和角向方向単獨(dú)進(jìn)行控制，線性調(diào)整其軸向位置和角向位置。
4.如權(quán)利要求I所述的控制套管，其特征在于所述軸向調(diào)整不得使其所含有的滾珠槽超過(guò)所述凸輪套管所含有的滾珠槽的范圍。
5.如權(quán)利要求I所述的軸向驅(qū)動(dòng)單軸雙控圓弧滑槽式全可變氣門(mén)正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)，其特征在于所述凸輪套管的滾珠槽在套管角向柱面投影是圓的一段弧線，滾珠槽在軸向投影長(zhǎng)度大于所述控制套管的直線滾珠槽在軸向的投影，或者凸輪套管的滾珠槽在角向投影不為零；所述凸輪套管的滾珠槽的位置在機(jī)構(gòu)安裝狀態(tài)下的最低處附近。
6.如權(quán)利要求I所述的軸向驅(qū)動(dòng)單軸雙控圓弧滑槽式全可變氣門(mén)正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)，其特征在于所述滾珠的一種應(yīng)用形式是雙滾珠，由一個(gè)中間體相連，中間體恰好與所述控制套管的滾珠槽匹配，在與滾珠槽接觸的表面有潤(rùn)滑油溝槽。所述中間體的特征在于，中間體的厚度大于滾珠的半徑，等于所述控制套管的厚度。
7.—種單軸雙控機(jī)構(gòu)，含有大小ニ個(gè)液壓缸；小液壓缸活塞與所述控制套管有固定的連接；小液壓缸的內(nèi)表面有與軸向平行的齒，與小液壓缸活塞表面的直齒哨合；大液壓缸的的內(nèi)表面有與軸向平行的齒，與大液壓缸活塞外表面的直齒哨合；小液壓缸的外表面具有斜向的齒，與大液壓缸活塞內(nèi)表面的斜齒嚙合；外部液壓缸壁上有四個(gè)孔，ニ個(gè)聯(lián)通內(nèi)部液壓缸的活塞ニ側(cè)的液壓腔體，另ニ個(gè)聯(lián)通外部液壓缸活塞ニ側(cè)的液壓腔體；所述ニ個(gè)液壓缸是同軸套嵌安裝；所述單軸雙控機(jī)構(gòu)由外部液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)；控制小液壓缸活塞的液壓油孔中的ー個(gè)位于大液壓缸的軸線上，另ー個(gè)位于液壓缸缸蓋的內(nèi)側(cè)；控制大液壓缸活塞的液壓油孔在液壓缸軸截面的靠近邊緣的位置。
8.一種圓弧滑槽式往復(fù)運(yùn)動(dòng)的變沖程原理，利用一個(gè)滾珠，軸向轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱體上的滾珠槽通過(guò)ー個(gè)與軸向同向的直線滾珠槽將角向周期性轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為軸向周期往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并使這個(gè)軸向周期往復(fù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)ー個(gè)具有角向柱面投影為圓弧的滾珠槽的同軸套管，調(diào)節(jié)直線滾珠槽的軸向和角向位置，可使具有圓弧滾珠槽的同軸套管的擺動(dòng)沖程連續(xù)可調(diào)。
9.一種封閉表面潤(rùn)滑的部件結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的特征在于在封閉的面接觸部件的摩擦表面上，其中一個(gè)部件的摩擦表面刻有細(xì)小的溝槽，與潤(rùn)滑油的油路相通。溝槽的方向是垂直于摩擦運(yùn)動(dòng)的方向，且可有多條溝槽，溝槽間的距離小于或等于摩擦運(yùn)動(dòng)的往復(fù)距離；當(dāng)是圓周的摩擦運(yùn)動(dòng)時(shí),可以只含有 一條溝槽。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種軸向驅(qū)動(dòng)單軸雙控圓弧滑槽式全可變氣門(mén)正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)，是內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域中驅(qū)動(dòng)氣門(mén)的機(jī)構(gòu)之一，能夠使氣門(mén)的升程和正時(shí)獨(dú)立控制，可連續(xù)調(diào)節(jié)氣門(mén)持續(xù)開(kāi)啟時(shí)間和升程，從而達(dá)到優(yōu)化氣門(mén)控制的目的?，F(xiàn)有技術(shù)的可變氣門(mén)正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)不能夠使氣門(mén)的正時(shí)控制和升程控制分離，造成調(diào)節(jié)氣門(mén)正時(shí)會(huì)對(duì)氣門(mén)升程產(chǎn)生有害影響。本發(fā)明采用軸向驅(qū)動(dòng)單軸雙控圓弧滑槽的三層共軸套管的方法，使調(diào)節(jié)氣門(mén)正時(shí)和升程轉(zhuǎn)換為調(diào)節(jié)控制套管在角向柱面空間上一個(gè)面積不為零的區(qū)域中的位置，從而可以提供氣門(mén)正時(shí)和升程的獨(dú)立控制的能力，可以連續(xù)調(diào)節(jié)氣門(mén)持續(xù)開(kāi)啟時(shí)間和升程，因此優(yōu)化的氣門(mén)控制，能夠降低內(nèi)燃機(jī)油耗，或者提升單位功率。
文檔編號(hào)F01L13/00GK102678220SQ201110054198
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者朱譞晟 申請(qǐng)人:朱譞晟