本發(fā)明涉及汽車構(gòu)造領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于發(fā)動機的配氣機構(gòu)及其凸輪。

背景技術(shù)：

發(fā)動機的配氣機構(gòu)用于驅(qū)動氣門的開閉，為了提升發(fā)動機的綜合性能，滿足日益嚴(yán)格的排放油耗法規(guī)要求，配氣機構(gòu)采用可變氣門機構(gòu)已成為趨勢，可變氣門機構(gòu)可分為無凸輪軸的可變氣門機構(gòu)和基于凸輪軸的可變氣門機構(gòu)，但相關(guān)技術(shù)中，基于凸輪軸的可變氣門機構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能單一，例如變氣門升程或變持續(xù)期，且零部件多，控制繁瑣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種用于發(fā)動機的配氣機構(gòu)，該配氣機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，零部件少、可實現(xiàn)氣門升程可變。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種用于發(fā)動機的配氣機構(gòu)包括：氣門機構(gòu)；擺臂組件，所述擺臂組件的底部構(gòu)造有驅(qū)動型面，所述驅(qū)動型面適于驅(qū)動所述氣門機構(gòu)的氣門沿平行于氣門中心線的方向運動；第一滾子和第二滾子，所述第一滾子和所述第二滾子均可樞轉(zhuǎn)地設(shè)在所述擺臂組件上；第一凸輪軸和第二凸輪軸，所述第一凸輪軸具有第一凸輪，所述第二凸輪軸具有第二凸輪，所述第一凸輪和所述第二凸輪等速反向運動，所述第一凸輪具有第一凸輪型線，所述第一凸輪型線包括沿所述第一凸輪的周向依次首尾相連的第一型線第一段至第一型線第四段，所述第二凸輪具有第二凸輪型線，所述第二凸輪型線包括沿所述第二凸輪的周向依次首尾相連的第二型線第一段至第二型線第四段，所述第一滾子抵靠所述第一型線第一段且所述第二滾子抵靠所述第二型線第一段時，所述氣門處于第一關(guān)閉狀態(tài)，所述第一滾子抵靠第一型線第二段且所述第二滾子抵靠第二型線第二段時，所述氣門處于開啟階段，所述第一滾子抵靠第一型線第三段且所述第二滾子抵靠第二型線第三段時，所述氣門處于關(guān)閉階段，所述第一滾子抵靠第一型線第四段且所述第二滾子抵靠第二型線第四段時，所述氣門處于第二關(guān)閉狀態(tài)；用于調(diào)節(jié)所述第一凸輪軸與所述第二凸輪軸相對相位的相位調(diào)節(jié)機構(gòu)。

進一步地，所述第一型線第一段和所述第一型線第二段位于以所述第一凸輪軸的中心軸線為圓心的第一基圓上，所述第一型線第三段和所述第一型線第四段的連接點位于以所述第一凸輪軸的中心軸線為圓心的第二基圓上，所述第一基圓的半徑大于所述第二基圓的半徑，所述第一型線第三段到所述第一凸輪軸的中心軸線的距離從與所述第一型線第二段相連的一端到所述連接點逐漸減小，且所述第一型線第四段到所述第一凸輪軸的中心軸線的距離從所述連接點到與所述第一型線第一段相連的一端逐漸增大。

進一步地，所述第二型線第三段位于以所述第二凸輪軸的中心軸線為圓心的第三基圓上，所述第三基圓與所述第一基圓的半徑相同，所述第二型線第一段位于以所述第二凸輪軸的中心軸線為圓心的第四基圓上，所述第四基圓與所述第二基 圓的半徑相同，所述第二型線第二段到所述第二凸輪軸的中心軸線的距離從與所述第二型線第一段相連的一端到與所述第二型線第三段相連的另一端逐漸增大，且所述第二型線第四段到所述第二凸輪軸的中心軸線的距離從與所述第二型線第三段相連的一端到與所述第二型線第一段相連的另一端逐漸減小。

進一步地，所述氣門依次處于所述第一關(guān)閉狀態(tài)、所述開啟階段、所述關(guān)閉階段、所述第二關(guān)閉狀態(tài)時，所述第一凸輪和所述第二凸輪均依次轉(zhuǎn)過165°、60°、60°、75°。

進一步地，所述擺臂組件包括：第一擺臂；第二擺臂，所述第二擺臂可樞轉(zhuǎn)地連接在所述第一擺臂的下部，所述第二擺臂繞旋轉(zhuǎn)軸線可轉(zhuǎn)動，且所述第二擺臂的底部構(gòu)造有所述驅(qū)動型面。

進一步地，所述第一擺臂包括：第一中間連接臂部和兩個第一擺臂部，所述兩個第一擺臂部分別設(shè)在所述第一中間連接臂部的兩端，所述兩個第一擺臂部相對設(shè)置且沿所述第一凸輪軸和所述第二凸輪軸的軸向彼此間隔開，所述第一滾子通過第一子銷軸可樞轉(zhuǎn)地設(shè)在所述兩個第一擺臂部之間，所述第二滾子通過第二子銷軸可樞轉(zhuǎn)地設(shè)在所述兩個第一擺臂部之間，所述第一中間連接臂部通過第二銷軸可樞轉(zhuǎn)地與所述第二擺臂相連，所述第一子銷軸的中心軸線、所述第二子銷軸的中心軸線和所述第二銷軸的中心軸線位于一個三棱柱的三條棱邊上。

進一步地，所述第二擺臂適于通過第三銷軸可轉(zhuǎn)動地設(shè)在所述發(fā)動機的缸蓋上，所述第三銷軸的中心軸線與所述旋轉(zhuǎn)軸線重合，所述第三銷軸位于所述第二銷軸和所述驅(qū)動型面之間。

進一步地，所述驅(qū)動型面包括第一弧形段、第二弧形段和第三弧形段，所述第二弧形段連接在所述第一弧形段與所述第三弧形段之間，且所述第二弧形段分別與所述第一弧形段和所述第三弧形段相切；所述第二弧形段與所述旋轉(zhuǎn)軸線的距離從與所述第一弧形段相連的第一端到與所述第三弧形段相連的第二端增大；所述第三弧形段與所述旋轉(zhuǎn)軸線的距離從與所述第二弧形段相連的第一端到與遠(yuǎn)離所述第二弧形段的第二端增大。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的用于發(fā)動機的配氣機構(gòu)具有以下優(yōu)勢：

結(jié)構(gòu)簡單，可以實現(xiàn)氣門升程可變。同時根據(jù)本發(fā)明實施例的配氣機構(gòu)其擺臂組件更加簡單、緊湊，零部件少，成本低，且容易控制。

本發(fā)明的另一目的在于還提出一種凸輪，所述凸輪的型線包括沿所述凸輪的周向依次首尾相連的包角為165°的第一型線第一段、包角為60°的第一型線第二段、包角為60°的第一型線第三段和包角為75°的第一型線第四段，所述第一型線第一段和所述第一型線第二段位于以所述凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線為圓心的第一基圓上，所述第一型線第三段和所述第一型線第四段的連接點位于以所述凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線為圓心的第二基圓上，所述第一基圓的半徑大于所述第二基圓的半徑，所述第一型線第三段到所述凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線的距離從與所述第一型線第二段相連的一端到所述連接點逐漸減小，且所述第一型線第四段到所述凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線的距離所述連接點到與所述第一型線第一段相連的一端逐漸增大。

本發(fā)明的再一目的在于還提出一種凸輪，所述凸輪的型線包括沿所述凸輪的周向依次首尾相連的包角為165°的第二型線第一段、包角為60°的第二型線第二段、包角為60°的第二型線第三段和包角為75°的第二型線第四段，所述第二型線第三段位于以所述凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線為圓心的第三基圓上，所述第三基圓與所述第一基圓的半徑相同，所述第二型線第一段位于以所述凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線為圓心的第四基圓上，所述第四基圓與所述第二基圓的半徑相同，所述第二型線第二段到所述凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線的距離從與所述第二型線第一段相連的一端到與所述第二型線第三段相連的另一端逐漸增大，且所述第二型線第四段到所述凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線的距離從與所述第二型線第三段相連的一端到與所述第二型線第一段相連的另一端逐漸減小。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例所述的用于發(fā)動機的配氣機構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例所述的用于發(fā)動機的配氣機構(gòu)的局部結(jié)構(gòu)示意圖

圖3為本發(fā)明實施例所述的用于發(fā)動機的配氣機構(gòu)的局部結(jié)構(gòu)示意圖，未示出缸蓋和支承部；

圖4為本發(fā)明實施例的第一擺臂與第一滾子以及第二滾子的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4的剖視圖；

圖6為本發(fā)明實施例的第一擺臂的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例的第一擺臂與第二擺臂的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實施例的第二擺臂與缸蓋的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為圖8的剖視圖；

圖10為本發(fā)明實施例的第二擺臂的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明的復(fù)位彈簧的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為本發(fā)明的卡簧的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為本發(fā)明的第一凸輪和第二凸輪的初始標(biāo)記位置示意圖；

圖14為本發(fā)明的配氣機構(gòu)位于初始位置時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15為本發(fā)明的配氣機構(gòu)的氣門處于開啟狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16為本發(fā)明的配氣機構(gòu)的氣門處于關(guān)閉狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖17為本發(fā)明的配氣機構(gòu)的氣門處于開啟狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)時，氣門搖臂滾子的位置示意圖；

圖18為本發(fā)明設(shè)計思路示意圖，確定第二擺臂的旋轉(zhuǎn)軸線、確定第一擺臂與第二擺臂的連接位置、確定驅(qū)動型面的第一弧形段；

圖19為本發(fā)明設(shè)計思路示意圖，確定第一凸輪和第二凸輪的位置、第一凸輪的第一基圓和第二基圓、第二凸輪的第三基圓和第四基圓；

圖20為本發(fā)明設(shè)計思路示意圖，確定驅(qū)動型面的第三弧形段；

圖21為本發(fā)明設(shè)計思路示意圖，確定驅(qū)動型面的第二弧形段；

圖22為本發(fā)明設(shè)計思路示意圖，確定第二擺臂的基本結(jié)構(gòu)；

圖23為本發(fā)明設(shè)計思路示意圖，確定第一擺臂的基本結(jié)構(gòu)，確定第一凸輪的第一基圓與第一滾子抵靠且第二凸輪的第四基圓與第二滾子抵靠時，第一擺臂與第二擺臂的位置；

圖24為本發(fā)明設(shè)計思路示意圖，確定第一凸輪的第一基圓與第一滾子抵靠且第二凸輪的第三基圓與第二滾子抵靠時，第一擺臂與第二擺臂的位置；

圖25為本發(fā)明設(shè)計思路示意圖，確定第一凸輪的第二基圓與第一滾子抵靠且第二凸輪的第三基圓與第二滾子抵靠時，第一擺臂與第二擺臂的位置；

圖26為本發(fā)明設(shè)計思路示意圖，確定第一凸輪的第二基圓與第一滾子抵靠且第二凸輪的第四基圓與第二滾子抵靠時，第一擺臂與第二擺臂的位置；

圖27為本發(fā)明的配氣機構(gòu)第一個實施例的第一凸輪和第二凸輪的型線示意圖；

圖28為圖27所示配氣機構(gòu)的氣門升程曲線圖；

圖29為本發(fā)明的配氣機構(gòu)第二個實施例的第一凸輪和第二凸輪的型線示意圖；

圖30為圖29所示配氣機構(gòu)的氣門升程曲線圖；

圖31為本發(fā)明的配氣機構(gòu)第三個實施例的第一凸輪和第二凸輪的型線示意圖；

圖32為圖31所示配氣機構(gòu)的氣門升程曲線圖。

附圖標(biāo)記說明：

1000-配氣機構(gòu)、2000-缸蓋、2002-孔八、1-氣門機構(gòu)、11-氣門、2-擺臂組件、21-第一擺臂、211-第一中間連接臂部、2111-孔三、2112-孔四、212-第一擺臂部、2121-孔一、2122-孔二、213-凹槽、22-第二擺臂、220-驅(qū)動型面、c1-第一弧形段、c2-第二弧形段、c3-第三弧形段、221-第二中間連接臂部、222-第二擺臂部、2221-孔五、2222-孔六、31-第一滾子、32-第二滾子、41-第一凸輪軸、411-第一凸輪、a1-第一型線第一段、a2-第一型線第二段、a3-第一型線第三段、a4-第一型線第四段、a5-第一型線第五段、a6-第一型線第六段、a7-第一型線第七段、42-第二凸輪軸、421-第二凸輪、b1-第二型線第一段、b2-第二型線第二段、b3-第二型線第三段、b4-第二型線第四段、b5-第二型線第五段、b6-第二型線第六段、b7-第二型線第七段、R1-第一基圓、R2-第二基圓、R3-第三基圓、R4-第四基圓、P-連接點、51-第一子銷軸、52-第二子銷軸、53-第二銷軸、54-第三銷軸、61-氣門搖臂、611-氣門搖臂滾子、62-液壓挺柱、71-支承部、81-復(fù)位彈簧、811-第一端部、812-第二端部、813-中間部、91-相位器、92-卡簧。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

發(fā)動機的機體組是發(fā)動機的支架，是曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)以及各系統(tǒng)裝配的基體。在本領(lǐng)域內(nèi)，一般地，機體組主要由氣缸體、缸蓋、缸蓋襯墊以及油底殼等組成，油底殼一般設(shè)在氣缸體的底部，缸蓋設(shè)在氣缸體的頂部，缸蓋襯墊設(shè)在氣缸體的頂面與缸蓋的底面之間，用于密封二者之間的間隙。

缸蓋與活塞頂部和氣缸一起形成燃燒室，燃燒室的頂部具有進氣口和排氣口，氣門機構(gòu)的氣門穿設(shè)在缸蓋內(nèi)且封閉進氣口和排氣口。對于現(xiàn)有的一般發(fā)動機而言，多采用兩進兩出的氣門形式，少數(shù)也有采用一進一出或三進兩出的氣門形式。

對同一發(fā)動機而言，一般都具有多種不同的工況，例如低速小負(fù)荷工況、高速大負(fù)荷工況等，當(dāng)發(fā)動機處于不同工況下，發(fā)動機對外輸出的扭矩和功率是不同的，同時發(fā)動機排放的有害氣體的含量也不同，發(fā)動機的配氣機構(gòu)按照每一氣缸內(nèi)進行的工作循環(huán)和點火次序的要求，定時開閉進氣門和排氣門。

一般地，配氣機構(gòu)可以調(diào)節(jié)氣門的升程量，但是調(diào)節(jié)方式單一，不能很好地滿足使用要求。根據(jù)本發(fā)明實施例的配氣機構(gòu)可以實現(xiàn)氣門的二次開啟，同時也可適當(dāng)延長氣門的打開時間，調(diào)節(jié)方式多樣，從而更好地滿足不同工況的要求。

可以理解，根據(jù)本發(fā)明實施例的配氣機構(gòu)可以用于驅(qū)動進氣側(cè)的氣門動作，當(dāng)然也可以用于驅(qū)動排氣側(cè)的氣門動作，或者同時用在進氣側(cè)和排氣側(cè)以驅(qū)動相應(yīng)氣門動作。

下面參照圖1-圖32描述根據(jù)本發(fā)明實施例的用于發(fā)動機的配氣機構(gòu)1000。如圖1-圖3、圖14-圖16所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的用于發(fā)動機的配氣機構(gòu)1000包括氣門機構(gòu)1、包括第一擺臂21和第二擺臂22的擺臂組件2、第一滾子31、第二滾子32、第一凸輪軸41、第二凸輪軸42和相位調(diào)節(jié)機構(gòu)。

其中，氣門機構(gòu)1已為現(xiàn)有技術(shù)，且為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，例如氣門機構(gòu)1可以包括氣門11，氣門11可沿著氣門11的中心線在氣門11導(dǎo)管中上下往復(fù)移動以打開或關(guān)閉燃燒室的進氣口或排氣口，對于這些可與現(xiàn)有技術(shù)采用相同設(shè)置的部分，這里不再詳細(xì)描述。

如圖14-圖16所示，擺臂組件2的底部構(gòu)造有驅(qū)動型面220，驅(qū)動型面220適于驅(qū)動氣門機構(gòu)1的氣門11沿平行于氣門中心線的方向運動。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要而靈活設(shè)計驅(qū)動型面220的具體線型。

如圖3和圖7所示，擺臂組件2包括第一擺臂21和第二擺臂22，第二擺臂22可樞轉(zhuǎn)地連接在第一擺臂21的下部，第二擺臂22繞旋轉(zhuǎn)軸線可轉(zhuǎn)動，也就是說，第一擺臂21和第二擺臂22可相對轉(zhuǎn)動，第二擺臂22還可繞旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動，第二擺臂22的底部構(gòu)造有驅(qū)動型面220。

第一滾子31和第二滾子32均可樞轉(zhuǎn)地設(shè)在擺臂組件2上，也就是說，第一滾子31設(shè)在擺臂組件2上且相對于擺臂組件2可樞轉(zhuǎn)，第二滾子32設(shè)在擺臂組件2上且相對于擺臂組件2可樞轉(zhuǎn)。如圖4和圖5所示，第一滾子31和第二滾子32均可樞轉(zhuǎn)地設(shè)在第一擺臂21上。(擺臂組件2)

如圖2、圖14-圖16所示，第一凸輪軸41和第二凸輪軸42平行設(shè)置，第一凸輪軸41和第二凸輪軸42共同驅(qū)動擺臂組件2。第一凸輪軸41具有第一凸輪411，第二凸輪軸42具有第二凸輪421，第一凸輪411和第二凸輪421可分別壓裝在相應(yīng)的軸上。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，第一凸輪411和第二凸輪421中的每一個均具有大基圓(例如圖29中的第一基圓R1和第三基圓R3)、小基圓(例如圖29中的第二基圓R2和第四基圓R4)以及連接在大基圓與小基圓之間的過渡段(例如圖29中的第一型線第三段a3、第一型線第五段a5、第二型線第二段b2、第二型線第五段b5)，但不限于此，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，可以根據(jù)實際需要而適應(yīng)性設(shè)定凸輪的型線。

如圖27、圖29和圖31所示，第一凸輪411抵靠第一滾子31且第二凸輪421抵靠第二滾子32，由此在第一凸輪軸41和第二凸輪軸42旋轉(zhuǎn)時，第一凸輪411的大基圓、小基圓以及過渡段會分別與第一滾子31接觸，同樣地，第二凸輪軸42的大基圓、小基圓以及過渡段會分別與第二滾子32接觸，在相應(yīng)凸輪的不同位置與相應(yīng)滾子接觸時，擺臂組件2動作后驅(qū)動氣門11移動。

相位調(diào)節(jié)機構(gòu)用于調(diào)節(jié)第一凸輪軸41與第二凸輪軸42的相對相位，從而改變第一凸輪411與第二凸輪421的相對相位。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，相位調(diào)節(jié)機構(gòu)可以是相位器91，相位器91可以是單轉(zhuǎn)子相位器91，即只有一個轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子可以與第一凸輪軸41和第二凸輪軸42之一相連，以調(diào)節(jié)該凸輪軸相對另一凸輪軸的相位，例如，在本發(fā)明的一個實施例中，相位器91安裝在第二凸輪軸42上，第一凸輪軸41通過齒輪與相位器91相連，從而實現(xiàn)第一凸輪軸41和第二凸輪軸42的等速反向運動，應(yīng)當(dāng)理解，相位器91調(diào)節(jié)兩個凸輪軸的相對相位已經(jīng)為現(xiàn)有技術(shù)，這里對相位器91的具體構(gòu)造、相位器91的具體工作原理以及調(diào)節(jié)過程不作特殊說明。

簡言之，根據(jù)本發(fā)明實施例的配氣機構(gòu)1000，結(jié)構(gòu)簡單，且通過設(shè)計不同的凸輪型線可以實現(xiàn)氣門二次開啟且氣門開啟持續(xù)期可變、氣門開啟持續(xù)期可變以及氣門升程可變。同時根據(jù)本發(fā)明實施例的配氣機構(gòu)1000其擺臂組件2更加簡單、緊湊，零部件少，成本低，且容易控制。

下面參照圖1-圖14詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實施例的配氣機構(gòu)1000。

第一擺臂21包括第一中間連接臂部211和兩個第一擺臂部212，兩個第一擺臂部212分別設(shè)在第一中間連接臂部211的兩端，兩個第一擺臂部212相對設(shè)置且沿第一凸輪軸41和第二凸輪軸42的軸向彼此間隔開，優(yōu)選地，第一中間連接臂部211與兩個第一擺臂部212可一體形成，由此可以減少工藝步驟，強度高，成本低。

進一步地，如圖4所示，第一滾子31通過第一子銷軸51可樞轉(zhuǎn)地設(shè)在兩個第一擺臂部212之間，第二滾子32通過 第二子銷軸52可樞轉(zhuǎn)地設(shè)在兩個第一擺臂部212之間，第一中間連接臂部211通過第二銷軸53可樞轉(zhuǎn)地與第二擺臂22相連，第一子銷軸51的中心軸線、第二子銷軸52的中心軸線和第二銷軸53的中心軸線位于一個三棱柱的三條棱邊上，即在同一截面上，第一滾子31的中心、第二滾子32的中心、第二銷軸53的中心位于同一三角形的三個頂點上，由此第一擺臂21的結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，成本低。

在本發(fā)明的一些具體的實施例中，第一擺臂21為三角形結(jié)構(gòu)，除與第二銷軸53連接的一個角外，其余的兩個角分別安裝第一滾子31和第二滾子32。

如圖8和圖9所示，第二擺臂22適于通過第三銷軸54可轉(zhuǎn)動地設(shè)在發(fā)動機的缸蓋2000上，第三銷軸54的中心軸線與第二擺臂22的旋轉(zhuǎn)軸線重合，第三銷軸54位于第二銷軸53和驅(qū)動型面220之間，由此擺臂組件2的結(jié)構(gòu)更加簡單，占用空間小。

如圖8所示，第二擺臂22包括第二中間連接臂部221和兩個第二擺臂部222，兩個第二擺臂部222分別設(shè)在第二中間連接臂部221的兩端，兩個第二擺臂部222相對設(shè)置且沿第一凸輪軸41和第二凸輪軸42的軸向彼此間隔開，優(yōu)選地，第二中間連接臂部221與兩個第二擺臂部222可一體形成，由此可以減少工藝步驟，強度高，成本低。

進一步地，如圖7所示，第一中間連接臂部211通過第二銷軸53可樞轉(zhuǎn)地設(shè)在兩個第二擺臂部222之間，兩個第二擺臂部222適于通過第三銷軸54繞可轉(zhuǎn)動地設(shè)在發(fā)動機的缸蓋2000上。

具體而言，如圖5和圖6所示，第一擺臂21上具有孔一2121、孔二2122、孔三2111、孔四2112和凹槽213，如圖10所示，第二擺臂22上具有孔五2221、孔六2222和驅(qū)動型面220。如圖9所示，缸蓋2000上設(shè)有孔七和孔八2002。

如圖4-圖6所示，第一滾子31通過第一子銷軸51、孔一2121裝在第一擺臂21的兩個第一擺臂部212的一側(cè)，且第一滾子31可繞第一子銷軸51自由轉(zhuǎn)動且可與第一凸輪軸41上的第一凸輪411抵靠并相切。

如圖4-圖6所示，第二滾子32通過第二子銷軸52、孔二2122裝在第一擺臂21的中兩個第一擺臂部212的另一側(cè)，且第二滾子32可繞第二子銷軸52自由轉(zhuǎn)動且可與第二凸輪軸42上的第二凸輪421抵靠并相切。其中，第一滾子31與第二滾子32尺寸形狀相同。

如圖4、圖7和圖10所示，第一擺臂21與第二擺臂22通過孔三2111、孔五2221、第二銷軸53裝配在一起，第一擺臂21與第二擺臂22能相對轉(zhuǎn)動?？姿?112分別與凹槽213和孔三2111相連通，給孔三2111提供潤滑油，起潤滑第二銷軸53的作用，凹槽213設(shè)置在兩個第一擺臂部212的相對內(nèi)側(cè)，以起到避讓滾子(即第一滾子31和第二滾子32)、凸輪(即第一凸輪411和第二凸輪421)的作用，避免干涉，同時可以起到減重的作用。

進一步地，如圖7所示，第二銷軸53的兩側(cè)還可以分別設(shè)有一個卡簧92，第一擺臂21和第二擺臂22夾設(shè)在兩個卡簧92之間，從而限定了第一擺臂21和第二擺臂22在軸向上的位置。

如圖9和圖10所示，第二擺臂22通過孔六2222、第三銷軸54裝配在缸蓋2000的孔七上，孔七用于裝配第三銷軸54，孔八2002與孔七相連通用于收集缸蓋2000內(nèi)的潤滑油，并供給第三銷軸54以對第三銷軸54進行潤滑。

進一步地，如圖7所示，第三銷軸54的兩側(cè)還可以分別設(shè)有一個卡簧92，第二擺臂22夾設(shè)在兩個卡簧92之間，從而限定了第二擺臂22在軸向上的位置。

在該一些實施例中，如圖14-圖16所示，配氣機構(gòu)1000還包括氣門搖臂61和液壓挺柱62，氣門搖臂61上設(shè)置有氣門搖臂滾子611，氣門11的頂部與氣門搖臂61的一端配合，液壓挺柱62與氣門搖臂61的另一端配合，驅(qū)動型面220抵靠在氣門搖臂滾子611上。由此，在擺臂組件2動作時，其底部的驅(qū)動型面220會推動氣門搖臂滾子611帶動氣門搖臂61動作，氣門搖臂61進而帶動氣門11動作以打開氣門11。

液壓挺柱62可用于調(diào)節(jié)氣門間隙，液壓挺柱62的具體構(gòu)造和工作原理已為現(xiàn)有技術(shù)，且已廣泛應(yīng)用于本領(lǐng)域中，例 如應(yīng)用于VVL技術(shù)中，因此這里對于液壓挺柱62不作詳細(xì)描述。

如圖7和圖10所示，驅(qū)動型面220形成在第二擺臂22的底部，驅(qū)動型面220與氣門搖臂滾子611接觸并相切，驅(qū)動型面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連接在第一弧形段c1與第三弧形段c3之間，且第二弧形段c2分別與第一弧形段c1和第三弧形段c3相切。

進一步地，如圖10所示，第二弧形段c2與旋轉(zhuǎn)軸線(即孔六2222的中心軸線)的距離從與第一弧形段c1相連的第一端到與第三弧形段c3相連的第二端逐漸增大，第三弧形段c3與旋轉(zhuǎn)軸線(即孔六2222的中心軸線)的距離從與第二弧形段c2相連的第一端到與遠(yuǎn)離第二弧形段c2的第二端逐漸增大。第二擺臂22能繞第三銷軸54轉(zhuǎn)動，并通過驅(qū)動型面220與氣門搖臂滾子611的配合驅(qū)動氣門搖臂61，進而驅(qū)動氣門11。

進一步地，如圖2所示，配氣機構(gòu)1000還可以包括支承部71，支承部71用于支承第一凸輪軸41和第二凸輪軸42。也就是說，支承部71可以為第一凸輪軸41和第二凸輪軸42的安裝載體，第一凸輪軸41和第二凸輪軸42支承在支承部71上還可以對第一擺臂21起支承作用，從而使第一滾子31與第一凸輪411以及第二滾子32與第二凸輪421在配氣機構(gòu)1000的運動過程中始終保持接觸。

支承部71上可以布置有油道，油道可以給所述第一凸輪軸41和第二凸輪軸42的軸頸及相位調(diào)節(jié)機構(gòu)提供潤滑油，支承部71與缸蓋2000可以通過螺栓連接裝配在一起。

在該一些實施例中，配氣機構(gòu)1000還可以包括復(fù)位彈簧81，復(fù)位彈簧81可以包括第一端部811、第二端部812和連接在第一端部811與第二端部812之間的中間部813，第一端部811和第二端部812適于彈性地抵壓在第二擺臂22上，中間部813適于固定在發(fā)動機的缸蓋2000上。

具體地，如圖11所示，復(fù)位彈簧81左右兩邊對稱，中間設(shè)置中間部813，兩邊分別設(shè)置第一端部811和第二端部812，通過中間部813以及螺栓可以將復(fù)位彈簧81固定在缸蓋2000上，同時兩邊的第一端部811和第二端部812與第二擺臂22相接觸，裝配后，復(fù)位彈簧81有一個使第二擺臂22逆時針轉(zhuǎn)動趨勢的預(yù)緊力，氣門11開啟過程中，復(fù)位彈簧81的彈力增加，在氣門11關(guān)閉過程中，對第二擺臂22回至初始位置起一個輔助作用，此外，復(fù)位彈簧81還用于保持第二擺臂22的驅(qū)動型面220始終與氣門搖臂滾子611接觸。

在圖1-圖13所示的具體示例中，第一凸輪軸41和第二凸輪軸42等高設(shè)置，即第一凸輪軸41和第二凸輪軸42設(shè)置在同一水平面上，且第一凸輪軸41和第二凸輪軸42通過齒輪實現(xiàn)等速反向轉(zhuǎn)動，齒輪上可以設(shè)置正時標(biāo)記，保證正時的準(zhǔn)確性。裝配后，如圖13所示，第一滾子31與第一凸輪411的初始標(biāo)記位置處抵靠并相切，第二滾子32與第二凸輪421的初始標(biāo)記位置處抵靠并相切，第一凸輪軸41和第二凸輪軸42轉(zhuǎn)動后，第一凸輪411驅(qū)動第一滾子31且第二凸輪421驅(qū)動第二滾子32，通過第一擺臂21的擺動帶動第二擺臂22繞旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動(例如，順時針轉(zhuǎn)動)，第二擺臂22的驅(qū)動型面220作用于氣門搖臂滾子611，進而驅(qū)動氣門11使氣門11開啟或關(guān)閉。

當(dāng)然可以理解的是，在另一些實施例中，第一凸輪軸41和第二凸輪軸42也可以不等高。

下面參照圖14-圖16簡單描述根據(jù)本發(fā)明實施例的配氣機構(gòu)1000的工作過程：

第一凸輪411和第二凸輪421中的每一個均具有大基圓(例如圖29中的第一基圓R1和第三基圓R3)、小基圓(例如圖29中的第二基圓R2和第四基圓R4)以及連接在大基圓與小基圓之間的過渡段(例如圖29中的第一型線第三段a3、第一型線第五段a5、第二型線第二段b2、第二型線第五段b5)。

在一些具體的實施例中，過渡段可以包含緩沖段和工作段。其中小基圓為該凸輪的零升程段，大基圓為凸輪的最大升程段。凸輪升程根據(jù)需要選定，例如在本發(fā)明的一些具體示例中，凸輪升程為4mm。

當(dāng)?shù)谝粷L子31與第一凸輪411的大基圓抵靠且第二滾子32與第二凸輪421的大基圓抵靠時，驅(qū)動型面220的第三弧 形段c3與氣門搖臂滾子611接觸，氣門11處于完全開啟狀態(tài)；

當(dāng)?shù)谝粷L子31與第一凸輪411的小基圓抵靠且第二滾子32與第二凸輪421的大基圓抵靠時，或者第一滾子31與第一凸輪411的大基圓抵靠且第二滾子32與第二凸輪421的小基圓抵靠時，驅(qū)動型面220的第一弧形段c1與氣門搖臂滾子611接觸，氣門11處于完全關(guān)閉狀態(tài)；

當(dāng)?shù)谝粷L子31與第一凸輪411的小基圓抵靠且第二滾子32與第二凸輪421的小基圓抵靠時，驅(qū)動型面220的第一弧形段c1與氣門搖臂滾子611接觸，氣門11處于完全關(guān)閉狀態(tài)。

如圖14所示，第一凸輪411和第二凸輪421位于初始位置，隨著第一凸輪軸41的逆時針轉(zhuǎn)動，第二凸輪軸42的順時針轉(zhuǎn)動，第一凸輪軸41驅(qū)動與第一擺臂21連接的第一滾子31且第二凸輪軸42驅(qū)動與第一擺臂21連接的第二滾子32，第一滾子31抵靠第一凸輪411的大基圓，第二滾子32與第二凸輪421的抵靠位置從第二凸輪421的小基圓過渡到第二凸輪421的大基圓的過程中，驅(qū)動第二滾子32，使第一擺臂21擺動，并帶動第二擺臂22順時針轉(zhuǎn)動，驅(qū)動氣門11，使氣門11開啟，如圖15所示。

隨后第二滾子32與第二凸輪421的大基圓抵靠，第一滾子31與第一凸輪411的抵靠位置從第一凸輪411的大基圓過渡到第一凸輪411的小基圓過程中，第二擺臂22在復(fù)位彈簧81的輔助作用喜愛逆時針回轉(zhuǎn)，氣門11關(guān)閉，如圖16所示。

通過相位調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)第一凸輪軸41和第二凸輪軸42的相位，改變第一凸輪軸41和第二凸輪軸42的配合相位，即改變第一凸輪411和第二凸輪421的凸輪型線的配合方式，從而改變氣門升程曲線。本發(fā)明的一些具體示例中，第二凸輪軸42的相位調(diào)節(jié)范圍約為30°的凸輪轉(zhuǎn)角。

下面參照圖17-圖26詳細(xì)描述第一擺臂21以及第二擺臂22的設(shè)計過程：

配氣機構(gòu)1000設(shè)計的基本輸入：兩根驅(qū)動凸輪軸和氣門機構(gòu)1。

根據(jù)氣門機構(gòu)1，需設(shè)置一個擺臂(例如第二擺臂22)以驅(qū)動氣門搖臂61，進而驅(qū)動氣門11，根據(jù)兩根驅(qū)動凸輪軸，需設(shè)置與之相匹配的兩個滾子與相應(yīng)的凸輪接觸，滾子裝配在擺臂中，凸輪軸可驅(qū)動擺臂，進而驅(qū)動氣門11。

通過計算機構(gòu)的自由度，確定需另設(shè)置一個擺臂(例如，第一擺臂21)，第一擺臂21與第二擺臂22能相對轉(zhuǎn)動，以滿足機構(gòu)的自由度及兩個滾子的裝配。

考慮機構(gòu)結(jié)構(gòu)的緊湊性及穩(wěn)定性，第二擺臂22通過第三銷軸54裝在缸蓋2000上，能繞第三銷軸54轉(zhuǎn)動，第一滾子31通過第一子銷軸51裝在第一擺臂21上，且第一滾子31能自由轉(zhuǎn)動，同時第二滾子32通過第二子銷軸52裝在第一擺臂21上，且第二滾子32能自由轉(zhuǎn)動。

第一擺臂21通過第二銷軸53與第二擺臂22連接，兩者能相對轉(zhuǎn)動，第一擺臂21中的兩個滾子分別與兩個凸輪軸的兩個凸輪接觸相切，同時，兩個凸輪軸對第一擺臂21起支撐作用。

本本發(fā)明的一個實施例中，配氣機構(gòu)1000的氣門11處于完全關(guān)閉狀態(tài)及完全開啟時，氣門搖臂61的氣門搖臂滾子611的位置如圖17所示，其中圓P1為氣門11處于完全關(guān)閉狀態(tài)時，氣門搖臂滾子611的位置，圓P2為氣門11處于完全開啟狀態(tài)時，氣門搖臂滾子611的位置。

第一步，如圖18所示，選定第二擺臂22的旋轉(zhuǎn)軸線，即第二擺臂22的旋轉(zhuǎn)中心(即孔六2222的中心)的位置，如圖18中的O6，以O(shè)6為圓心，作一個圓C1，圓C1與氣門11關(guān)閉時氣門搖臂滾子611相切，并調(diào)第二擺臂22的旋轉(zhuǎn)中心O6的位置，使圓C1與氣門搖臂滾子611的切點位于氣門搖臂滾子611的第二限象上，約135°處。第二擺臂22的第一弧形段c1為圓C1的一部分，因此，只要第一弧形段c1與氣門搖臂滾子611接觸相切，則氣門11處于關(guān)閉狀態(tài)。

第二步，如圖18所示，根據(jù)第二銷軸53及第三銷軸54的結(jié)構(gòu)尺寸，選定第二擺臂22上孔五2221的中心，以第二擺臂22的旋轉(zhuǎn)中心O6為圓心，且以孔五2221與孔六2222間的距離為半徑(例如，本發(fā)明的一些具體示例中，該半徑為 21.5毫米作一個圓，第一擺臂21在擺動過程中，孔五2221的中心必在所作圓的圓弧上，孔五2221與第一擺臂21上的孔三2111同心。

第三步，如圖19所示，根據(jù)布置空間及凸輪升程，選定第一凸輪軸41和第二凸輪軸42的位置并設(shè)計第一凸輪411以及第二凸輪421的大基圓和小基圓。設(shè)計第一滾子31與第一凸輪411的大基圓接觸相切，切點位于第一象限；第二滾子32與第二凸輪421的小基圓接觸相切，切點位于第二象限，用直線將第一滾子31的圓心W1，第二滾子32的圓心W2及孔三2111的中心O3依次連接，形成一個三角形，即為第一擺臂21。

第四步，如圖20所示，作一個圓C3，與氣門11完全開啟時氣門搖臂滾子611相切，切點位于氣門搖臂滾子611的第二限象上，約90°至100°處。第二擺臂22的第三弧形段c3為所作圓C3的一部分。因此，只要第三弧形段c3與氣門搖臂滾子611相切，則氣門11處于完全開啟狀態(tài)，本本發(fā)明的一些具體示例中，第三弧形段c3的中心Z3(第三弧形段c3為圓弧，則第三弧形段c3的中心Z3為第三弧形段c3的圓心)與第二擺臂22的旋轉(zhuǎn)中心O6間的距離為36mm。

第五步，如圖21所示，作一個圓C2，與第二擺臂22的第一弧形段c1、第三弧線段分別相切，兩切點間的圓弧段為第二擺臂22的第二弧形段c2，本發(fā)明的一些具體示例中，第二弧形段c2可以為一段圓弧。本本發(fā)明的一些具體示例中，第二弧形段c2的直徑為32mm，第三弧形段c3的直徑為18mm。

第六步，如圖22所示，用直線依次連接第一弧形段c1的圓心O6、第二弧形段c2的圓心Z2、第三弧形段c3的圓心Z3、孔五2221的圓心O5、孔六2222的圓心O6，形成兩個三角形，即為第二擺臂22。第二弧形段c2及第三弧形段c3至第二擺臂22的旋轉(zhuǎn)中心O6的距離逐漸增加。

第七步，設(shè)計第一滾子31與第一凸輪411的大基圓接觸相切，切點位于第一象限，第二滾子32與第二凸輪421的大基圓接觸相切，切點位于第二象限，用直線將第一滾子31的圓心W1及孔三2111的圓心O3依次連接，形成一個三角形，即為第一擺臂21。

第八步，按照上述設(shè)計方法及凸輪配合原理，完成第一滾子31與第一凸輪411的小基圓接觸相切，第二滾子32與第二凸輪421的大基圓相切時，第一擺臂21與第二擺臂22的設(shè)計；

第九步，按照上述設(shè)計方法及凸輪配合原理，完成第一滾子31與第一凸輪411的小基圓接觸相切，第二滾子32與第二凸輪421的小基圓相切時，第一擺臂21與第二擺臂22的設(shè)計；

第十步，通過約束保證第一步、第七步、第八步以及第九步中上述四種凸輪配合狀態(tài)下，第一擺臂21以及第二擺臂22的形狀尺寸相同，保證第二擺臂22的第一弧形段c1與第二弧形段c2之間的切點、第二弧形段c2與第三弧形段c3三段之間的切點、第一弧形段c1與氣門搖臂滾子611的切點以及第三弧形段c3與氣門搖臂滾子611的切點，共四個切點的順序一致。

在本發(fā)明的實施例中，可根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)整第二擺臂22的第二弧形段c2、第三弧形段c3的直徑，第一凸輪軸41以及第二凸輪軸42的位置，第三弧形段c3的中心至第二擺臂22的旋轉(zhuǎn)中心的距離。

在本發(fā)明的實施例中，根據(jù)凸輪的上述配合原理，設(shè)計第一擺臂21和第二擺臂22的四種狀態(tài)位置。初始設(shè)計位置為：第一擺臂21上的第一滾子31與第一凸輪411的大基圓接觸，第一擺臂21上的第二滾子32與第二凸輪421的小基圓接觸，氣門11為關(guān)閉狀態(tài)，如圖23所示。

第一凸輪軸41和第二凸輪軸42等速反向轉(zhuǎn)動后，第一滾子31與第一凸輪411的大基圓接觸，第二滾子32與第二凸輪421的接觸位置從第二凸輪421的小基圓轉(zhuǎn)至第二凸輪421的大基圓過程中，第一擺臂21以第一凸輪411為支撐，在第二凸輪421的驅(qū)動下，帶動第二擺臂22順時針轉(zhuǎn)動，驅(qū)動氣門11，使氣門11開啟，如圖24所示。

氣門11完成開啟后，第二滾子32與第二凸輪421的大基圓接觸，第一滾子31與第一凸輪411的接觸位置從第一凸 輪411的大基圓轉(zhuǎn)至第一凸輪411的小基圓過程中，第二擺臂22在氣門11彈簧及復(fù)位彈簧81的作用下，逆時針轉(zhuǎn)動，氣門11關(guān)閉，如圖25示。

圖26為第一滾子31與第一凸輪411的小基圓接觸且第二滾子32與第二凸輪421的小基圓接觸，氣門11關(guān)閉狀態(tài)的位置。

下面結(jié)合上述配氣機構(gòu)1000的結(jié)構(gòu)詳細(xì)描述三種不同的凸輪型線，配氣機構(gòu)1000采用不同的凸輪型線可以實現(xiàn)不同的技術(shù)效果，例如氣門二次開啟且氣門開啟持續(xù)期可變、氣門開啟持續(xù)期可變以及氣門升程可變。

參照圖27和圖28描述一種可實現(xiàn)氣門二次開啟且開啟持續(xù)期可變的凸輪型線。

以第一凸輪軸41和第二凸輪軸42位于同一水平面且第一凸輪軸41和第二凸輪軸42等速反向運動為例，如圖27所示，第一凸輪411具有第一凸輪型線，第一凸輪型線包括沿第一凸輪411的周向依次首尾相連的第一型線第一段a1、第一型線第二段a2、第一型線第三段a3、第一型線第四段a4、第一型線第五段a5、第一型線第六段a6和第一型線第七段a7。

第二凸輪421具有第二凸輪型線，第二凸輪型線包括沿第二凸輪421的周向依次首尾相連的第二型線第一段b1、第二型線第二段b2、第二型線第三段b3、第二型線第四段b4、第二型線第五段b5、第二型線第六段b6和第二型線第七段b7。

當(dāng)?shù)谝粷L子31抵靠第一型線第一段a1且第二滾子32抵靠第二型線第一段b1時，氣門11處于第一關(guān)閉狀態(tài)，即氣門11完全關(guān)閉。

當(dāng)?shù)谝粷L子31抵靠第一型線第二段a2且第二滾子32抵靠第二型線第二段b2時，氣門11處于一次開啟階段，即氣門11從零升程位置運動到最大升程位置。

當(dāng)?shù)谝粷L子31抵靠第一型線第三段a3且第二滾子32抵靠第二型線第三段b3時，氣門11處于一次關(guān)閉階段，即氣門11從最大升程位置運動到零升程位置。

當(dāng)?shù)谝粷L子31抵靠第一型線第四段a4且第二滾子32抵靠第二型線第四段b4時，氣門11處于二次開啟階段，即氣門11從零升程位置運動到中間升程位置，該中間升程位置位于零升程位置與最大升程位置之間。

當(dāng)?shù)谝粷L子31抵靠第一型線第五段a5且第二滾子32抵靠第二型線第五段b5時，氣門11處于二次關(guān)閉階段，即氣門11從中間升程位置運動到零升程位置。

當(dāng)?shù)谝粷L子31抵靠第一型線第六段a6且第二滾子32抵靠第二型線第六段b6時，氣門11處于第二關(guān)閉狀態(tài)，即氣門11完全關(guān)閉。

當(dāng)?shù)谝粷L子31抵靠第一型線第七段a7且第二滾子32抵靠第二型線第七段b7時，氣門11處于第三關(guān)閉狀態(tài)，即氣門11完全關(guān)閉。

可以理解的是，氣門11處于第一關(guān)閉狀態(tài)、第二關(guān)閉狀態(tài)以及第三關(guān)閉狀態(tài)時，氣門11均處于完全關(guān)閉階段，但與上述三種關(guān)閉狀態(tài)對應(yīng)的凸輪型線不相同。

由于第一凸輪411與第二凸輪421等速反向運動，第一凸輪411繞第一凸輪411的旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動從起點(如圖27中第一凸輪411上的A點，即第一型線第一段a1的起點)逆時針方向轉(zhuǎn)動一周時，第二凸輪421繞第二凸輪421的旋轉(zhuǎn)軸線從起點(如圖27中第二凸輪421上的B點，即第二型線第一段b1的起點)順時針反向轉(zhuǎn)動一周，也就是說，將A點定義為第一凸輪411的0°凸輪轉(zhuǎn)角時刻，將B點定義為第二凸輪421的0°凸輪轉(zhuǎn)角時刻。

本發(fā)明的配氣機構(gòu)1000的氣門機構(gòu)1由第一凸輪軸41和第二凸輪軸42共同通過擺臂組件2驅(qū)動，以本發(fā)明的上述凸輪型線應(yīng)用于四沖程發(fā)動機為例，第一凸輪軸41和第二凸輪軸42等速反向轉(zhuǎn)動，且第一凸輪軸41和第二凸輪軸42的轉(zhuǎn)速與發(fā)動機的曲軸的轉(zhuǎn)速比為1:2，將凸輪從0°凸輪轉(zhuǎn)角時刻轉(zhuǎn)至180°的凸輪轉(zhuǎn)角時刻為排氣上止點時刻，根據(jù)四沖程發(fā)動機的工作原理，則0°至90°的凸輪轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)為做功沖程，90°至180°的凸輪轉(zhuǎn)角為排氣沖程，180°至270° 凸輪轉(zhuǎn)角為進氣沖程，270°至360°的凸輪轉(zhuǎn)角為壓縮沖程，考慮到增壓發(fā)動機，本發(fā)明的實施例中，排氣沖程和進氣沖程占120°的凸輪轉(zhuǎn)角。

為了保證配氣機構(gòu)1000的正時的準(zhǔn)確性，第一凸輪411以及第二凸輪421上需要設(shè)置初始標(biāo)記位置，例如在本發(fā)明的一些具體的實施例中，如圖13和圖27所示，發(fā)動機的一缸對應(yīng)的第一凸輪411的初始標(biāo)記位置(與A點對應(yīng))處于一個笛卡爾坐標(biāo)系的第一象限，且該初始標(biāo)記位置與第一凸輪411的旋轉(zhuǎn)軸線的連線與水平線的夾角為54°，其余缸的第一凸輪411以一缸為基礎(chǔ)，根據(jù)第一凸輪軸41的轉(zhuǎn)向，按點火間隔壓裝在第一凸輪軸41上；發(fā)動機的一缸對應(yīng)的第二凸輪421的初始標(biāo)記位置(與B點對應(yīng))處于一個笛卡爾坐標(biāo)系的第二象限，且該初始標(biāo)記位置與第二凸輪421的旋轉(zhuǎn)軸線的連線與水平線的夾角為108°，其余缸的第一凸輪411以一缸為基礎(chǔ)，根據(jù)第一凸輪軸41的轉(zhuǎn)向，按點火間隔壓裝在第一凸輪軸41上。

如圖27所示，第一型線第一段a1、第一型線第二段a2、第一型線第六段a6和第一型線第七段a7位于以第一凸輪軸41的中心軸線(即第一凸輪411的旋轉(zhuǎn)軸線)為圓心的第一基圓R1上。

如圖27所示，第一型線第三段a3和第一型線第四段a4的連接點P位于以第一凸輪軸41的中心軸線為圓心的第二基圓R2上，第一基圓R1的半徑大于第二基圓R2的半徑。

如圖27所示，第一型線第三段a3到第一凸輪軸41的中心軸線的距離從遠(yuǎn)離連接點P的一端到連接點P逐漸減小，即當(dāng)?shù)谝煌馆?11逆時針旋轉(zhuǎn)時，第一型線第三段a3與第一滾子31的切點到第一凸輪軸41的中心軸線的距離逐漸減小。

第一型線第四段a4和第一型線第五段a5到第一凸輪軸41的中心軸線的距離從連接點P到第一型線第五段a5的與第一型線第六段a6相連的一端逐漸增大，即當(dāng)?shù)谝煌馆?11逆時針旋轉(zhuǎn)時，第一型線第四段a4與第一滾子31的切點到第一凸輪軸41的中心軸線的距離逐漸增大，第一型線第五段a5與第一滾子31的切點到第一凸輪軸41的中心軸線的距離逐漸增大，且第一型線第五段a5上任一點到第一凸輪軸41的中心軸線的距離均大于等于第一型線第四段a4上任一點到第一凸輪軸41的中心軸線的距離。

如圖27所示，第二型線第三段b3和第二型線第四段b4均位于以第二凸輪軸42的中心軸線(即第二凸輪421的旋轉(zhuǎn)軸線)為圓心的第三基圓R3上，第三基圓R3與第一基圓R1的半徑相同。

如圖27所示，第二型線第一段b1和第二型線第七段b7均位于以第二凸輪軸42的中心軸線為圓心的第四基圓R4上，第四基圓R4與第二基圓R2的半徑相同，即第三基圓R3的半徑大于第四基圓R4的半徑。

如圖27所示，第二型線第二段b2到第二凸輪軸42的中心軸線的距離從與第二型線第一段b1相連的一端到與第二型線第三段b3相連的另一端逐漸增大，即當(dāng)?shù)诙馆?21順時針轉(zhuǎn)動時，第二型線第二段b2與第二滾子32的切點到第二凸輪軸42的中心軸線的距離逐漸增大。

第二型線第五段b5和第二型線第六段b6到第二凸輪軸42的中心軸線的距離從第二型線第五段b5的與第二型線第四段b4相連的一端到第二型線第六段b6的與第二型線第七段b7相連的一端逐漸減小，即當(dāng)?shù)诙馆?21順時針旋轉(zhuǎn)時，第二型線第五段b5與第二滾子32的切點到第二凸輪軸42的中心軸線的距離逐漸減小，且第二型線第六段b6與第二滾子32的切點到第二凸輪軸42的中心軸線的距離逐漸減小，且第二型線第五段b5上任意一點到第二凸輪軸42的中心軸線的距離均大于等于第二型線第六段b6上任意一點到第二凸輪軸42的中心軸線的距離。

綜上而言，第一型線第一段a1、第一型線第二段a2、第一型線第六段a6和第一型線第七段a7位于第一基圓R1上構(gòu)成第一凸輪411的大基圓，第一型線第三段a3和第一型線第四段a4的連接點P位于第二基圓R2上構(gòu)成第一凸輪411的小基圓，第一型線第三段a3、第一型線第四段a4、第一型線第五段a5均構(gòu)成第一凸輪411的過段段，且第一凸輪411的過段段上任意一點到第一凸輪411的中心軸線的距離均介于第一凸輪411的大基圓的半徑和第一凸輪411的小基圓的半徑 之間。

第二型線第三段b3和第二型線第四段b4位于第三基圓R3上構(gòu)成第二凸輪421的大基圓，第二型線第一段b1和第二型線第七段b7位于第四基圓R4上構(gòu)成第二凸輪421的小基圓，第二型線第二段b2、第二型線第五段b5和第二型線第六段b6均構(gòu)成第二凸輪421的過段段，且第二凸輪421的過段段上任意一點到第二凸輪421的中心軸線的距離均介于第二凸輪421的大基圓的半徑和第二凸輪421的小基圓的半徑之間。

在一個具體的實施例中，如圖27所示，第一凸輪411和第二凸輪421均繞對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸線依次轉(zhuǎn)過75°、60°、60°、30°、30°、30°、75°。

當(dāng)然，可以理解的是，凸輪型線的設(shè)計過程中，氣門11處于不同狀態(tài)時，凸輪繞相應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)過的角度(即包角)不是固定的，可根據(jù)實際需要作相應(yīng)的調(diào)整。

下面以氣門11為排氣門為例，簡單描述采用圖27所示的凸輪型線時，第一凸輪411和第二凸輪421的配合過程：

在0°至75°凸輪轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，排氣門為第一關(guān)閉狀態(tài)，第一凸輪411的大基圓與第一滾子31抵靠，第二凸輪421的小基圓與第二滾子32抵靠；

在75°至135°凸輪轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，排氣門處于一次開啟階段，第一凸輪411的大基圓與第一滾子31抵靠，第二凸輪421與第二滾子32抵靠的位置從第二凸輪421的小基圓過渡至第二凸輪421的大基圓；

在135°至195°凸輪轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，排氣門處于一次關(guān)閉階段，第一凸輪411與第一滾子31抵靠的位置從第一凸輪411的大基圓過渡至第一凸輪411的小基圓，第二凸輪421的大基圓與第二滾子32抵靠；

在195°至225°凸輪轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，排氣門處于二次開啟階段，第一凸輪411與第一滾子31抵靠的位置從第一凸輪411的小基圓過渡至第一凸輪411的過渡段，第二凸輪421的大基圓與第二滾子32抵靠；

在225°至255°凸輪轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，排氣門處于二次關(guān)閉階段，第一凸輪411與第一滾子31抵靠的位置從第一凸輪411的過渡段過渡至第一凸輪411的大基圓，第二凸輪421與第二管子抵靠的位置從第二凸輪421的大基圓過渡至第二凸輪421的過渡段；

在255°至285°凸輪轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，排氣門處于第二關(guān)閉狀態(tài)，第一凸輪411的大基圓與第一滾子31抵靠，第二凸輪421與第二滾子32抵靠的位置從第二凸輪421的過渡段過渡至第二凸輪421的小基圓；

在285°至360°凸輪轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，排氣門處于第三關(guān)閉狀態(tài)，第一凸輪411的大基圓與第一滾子31抵靠，第二凸輪421的小基圓與第二滾子32抵靠。

綜上而言，第一凸輪411從0°開始轉(zhuǎn)過75°凸輪轉(zhuǎn)角后，第二滾子32開始與第二凸輪421的過渡段抵靠，對應(yīng)地第一滾子31仍與第一凸輪411的大基圓抵靠，氣門11開始開啟并進入一次開啟階段，氣門11從一次開啟時刻至一次關(guān)閉時刻的過程占120°的凸輪轉(zhuǎn)角，即以四沖程發(fā)動機為例，排氣沖程和進氣沖程占120°的凸輪轉(zhuǎn)角。氣門11完成一次關(guān)閉階段后，第二凸輪421的大基圓對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角還剩余30°未與第二滾子32抵靠。隨后，進入二次開啟階段，第一滾子31與第一凸輪411的抵靠位置從第一凸輪411的小基圓過渡至第一凸輪411的過渡段，第二滾子32仍繼續(xù)與第二凸輪421的大基圓抵靠，氣門二次開啟過程占30°的凸輪轉(zhuǎn)角。此后，第二滾子32與第二凸輪421的抵靠位置從第二凸輪421的大基圓過渡至第二凸輪421的過渡段，氣門11進入二次關(guān)閉階段；氣門二次關(guān)閉后，第一滾子31與第一凸輪411的大基圓抵靠，第二滾子32與第二凸輪421的抵靠位置從第二凸輪421的過渡段過渡至第二凸輪421的小基圓，氣門11依次處于第二關(guān)閉狀態(tài)、第三關(guān)閉狀態(tài)，直至下一個新的循環(huán)。

氣門升程曲線變化規(guī)律如圖28所示，當(dāng)進入一個新的循環(huán)時，通過相位器91順時針調(diào)節(jié)第二凸輪軸42的相位，例如使第二凸輪421的相位提前5°，氣門11提前開啟5°，氣門11開啟后，有5度的開啟持續(xù)期，二次開啟的升程及持 續(xù)期相應(yīng)減少，調(diào)節(jié)第二凸輪軸42的相位，第二凸輪軸42相位調(diào)節(jié)范圍設(shè)計值為30°凸輪轉(zhuǎn)角，即第二凸輪421的相位可以提前的范圍在大于等于0°凸輪轉(zhuǎn)角且小于等于30°凸輪轉(zhuǎn)角的范圍內(nèi)，例如，5°、10°、15°、20°、25°或30°。

簡言之，根據(jù)本發(fā)明實施例的配氣機構(gòu)1000，采用上述凸輪型線，并通過調(diào)節(jié)相位調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)第一凸輪軸41和第二凸輪軸42的相對相位，可實現(xiàn)氣門開啟持續(xù)期可變且可實現(xiàn)氣門二次開啟。當(dāng)該配氣機構(gòu)1000應(yīng)用于排氣側(cè)時，即氣門11為排氣門時，實現(xiàn)排氣門的二次開啟，可以提高發(fā)動機冷啟動性能及快速暖機，降低排放，且排氣門二次開啟，控制內(nèi)部EGR，可以顯著改變缸內(nèi)的EGR量，進而影響缸內(nèi)工質(zhì)的溫度,從而實現(xiàn)汽油HCCI燃燒的控制，同時利用排氣門二次開啟策略能夠預(yù)測汽油CAI燃燒的負(fù)荷范圍。

下面簡單描述根據(jù)本發(fā)明實施例的一種凸輪，該凸輪為圖27所示的第一凸輪411，該凸輪的型線為圖27所示的第一凸輪型線，包括沿凸輪的周向依次首尾相連的包角為75°的第一型線第一段a1、包角為60°的第一型線第二段a2、包角為60°的第一型線第三段a3、包角為30°的第一型線第四段a4、包角為30°的第一型線第五段a5、包角為30°的第一型線第六段a6和包角為75°的第一型線第七段a7，第一型線第一段a1、第一型線第二段a2、第一型線第六段a6和第一型線第七段a7位于以凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線為圓心的第一基圓R1上，第一型線第三段a3和第一型線第四段a4的連接點P位于以凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線為圓心的第二基圓R2上，第一基圓R1的半徑大于第二基圓R2的半徑，第一型線第三段a3到凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線的距離從遠(yuǎn)離連接點P的一端到連接點P逐漸減小，且第一型線第四段a4和第一型線第五段a5到凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線的距離從連接點P到第一型線第五段a5的與第一型線第六段a6相連的一端逐漸增大。

該凸輪的型線簡單，可實現(xiàn)氣門11的二次開啟和氣門持續(xù)期可變。

下面簡單描述根據(jù)本發(fā)明實施例的一種凸輪，該凸輪為圖27所示的第二凸輪421，該凸輪的型線為圖27所示的第二凸輪型線，該凸輪的型線包括沿凸輪的周向依次首尾相連的包角為75°的第二型線第一段b1、包角為60°的第二型線第二段b2、包角為60°的第二型線第三段b3、包角為30°的第二型線第四段b4、包角為30°的第二型線第五段b5、包角為30°的第二型線第六段b6和包角為75°的第二型線第七段b7，第二型線第三段b3和第二型線第四段b4均位于以凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線為圓心的第三基圓R3上，第二型線第一段b1和第二型線第七段b7均位于以凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線為圓心的第四基圓R4上，第二型線第二段b2到凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線的距離從與第二型線第一段b1相連的一端到與第二型線第三段b3相連的另一端逐漸增大，且第二型線第五段b5和第二型線第六段b6到凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線的距離從第二型線第五段b5的與第二型線第四段b4相連的一端到第二型線第六段b6的與第二型線第七段b7相連的一端逐漸減小。

該凸輪的型線簡單，可實現(xiàn)氣門11的二次開啟和氣門持續(xù)期可變。

參照圖29和圖30描述一種可實現(xiàn)氣門開啟持續(xù)期可變的凸輪型線。

以第一凸輪軸41和第二凸輪軸42位于同一水平面且第一凸輪軸41和第二凸輪軸42等速反向運動為例，如圖29所示，第一凸輪411具有第一凸輪型線，第一凸輪型線包括沿第一凸輪411的周向依次首尾相連的第一型線第一段a1、第一型線第二段a2、第一型線第三段a3、第一型線第四段a4和第一型線第五段a5。

第二凸輪421具有第二凸輪型線，第二凸輪型線包括沿第二凸輪421的周向依次首尾相連的第二型線第一段b1、第二型線第二段b2、第二型線第三段b3、第二型線第四段b4和第二型線第五段b5。

當(dāng)?shù)谝粷L子31抵靠第一型線第一段a1且第二滾子32抵靠第二型線第一段b1時，氣門11處于第一關(guān)閉狀態(tài)，即氣門11完全關(guān)閉。

當(dāng)?shù)谝粷L子31抵靠第一型線第二段a2且第二滾子32抵靠第二型線第二段b2時，氣門11處于開啟階段，即氣門11從零升程位置運動到最大升程位置。

當(dāng)?shù)谝粷L子31抵靠第一型線第三段a3且第二滾子32抵靠第二型線第三段b3時，氣門11處于關(guān)閉階段，即氣門11從最大升程位置運動到零升程位置。

當(dāng)?shù)谝粷L子31抵靠第一型線第四段a4且第二滾子32抵靠第二型線第四段b4時，氣門11處于第二關(guān)閉狀態(tài)，即氣門11完全關(guān)閉。

當(dāng)?shù)谝粷L子31抵靠第一型線第五段a5且第二滾子32抵靠第二型線第五段b5時，氣門11處于第三關(guān)閉狀態(tài)，即氣門11完全關(guān)閉。

可以理解的是，氣門11處于第一關(guān)閉狀態(tài)、第二關(guān)閉狀態(tài)以及第三關(guān)閉狀態(tài)時，氣門11均處于完全關(guān)閉階段，但與上述三種關(guān)閉狀態(tài)對應(yīng)的凸輪型線不相同。

由于第一凸輪411與第二凸輪421等速反向運動，第一凸輪411繞第一凸輪411的旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動從起點(如圖29中第一凸輪411上的A點，即第一型線第一段a1的起點)逆時針方向轉(zhuǎn)動一周時，第二凸輪421繞第二凸輪421的旋轉(zhuǎn)軸線從起點(如圖29中第二凸輪421上的B點，即第二型線第一段b1的起點)順時針反向轉(zhuǎn)動一周，也就是說，將A點定義為第一凸輪411的0°凸輪轉(zhuǎn)角時刻，將B點定義為第二凸輪421的0°凸輪轉(zhuǎn)角時刻。

本發(fā)明的配氣機構(gòu)1000的氣門機構(gòu)1由第一凸輪軸41和第二凸輪軸42共同通過擺臂組件2驅(qū)動，以本發(fā)明的上述凸輪型線應(yīng)用于四沖程發(fā)動機為例，第一凸輪軸41和第二凸輪軸42等速反向轉(zhuǎn)動，且第一凸輪軸41和第二凸輪軸42的轉(zhuǎn)速與發(fā)動機的曲軸的轉(zhuǎn)速比為1:2，將凸輪從0°凸輪轉(zhuǎn)角時刻轉(zhuǎn)至180°的凸輪轉(zhuǎn)角時刻為排氣上止點時刻，根據(jù)四沖程發(fā)動機的工作原理，則0°至90°的凸輪轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)為做功沖程，90°至180°的凸輪轉(zhuǎn)角為排氣沖程，180°至270°凸輪轉(zhuǎn)角為進氣沖程，270°至360°的凸輪轉(zhuǎn)角為壓縮沖程，考慮到增壓發(fā)動機，本發(fā)明的實施例中，排氣沖程和進氣沖程占120°的凸輪轉(zhuǎn)角。

為了保證配氣機構(gòu)1000的正時的準(zhǔn)確性，第一凸輪411以及第二凸輪421上需要設(shè)置初始標(biāo)記位置，例如在本發(fā)明的一些具體的實施例中，如圖13和圖29所示，發(fā)動機的一缸對應(yīng)的第一凸輪411的初始標(biāo)記位置(與A點對應(yīng))處于一個笛卡爾坐標(biāo)系的第一象限，且該初始標(biāo)記位置與第一凸輪411的旋轉(zhuǎn)軸線的連線與水平線的夾角為54°，其余缸的第一凸輪411以一缸為基礎(chǔ)，根據(jù)第一凸輪軸41的轉(zhuǎn)向，按點火間隔壓裝在第一凸輪軸41上；發(fā)動機的一缸對應(yīng)的第二凸輪421的初始標(biāo)記位置(與B點對應(yīng))處于一個笛卡爾坐標(biāo)系的第二象限，且該初始標(biāo)記位置與第二凸輪421的旋轉(zhuǎn)軸線的連線與水平線的夾角為108°，其余缸的第一凸輪411以一缸為基礎(chǔ)，根據(jù)第一凸輪軸41的轉(zhuǎn)向，按點火間隔壓裝在第一凸輪軸41上。

如圖29所示，第一型線第一段a1和第一型線第二段a2位于以第一凸輪軸41的中心軸線(即第一凸輪411的旋轉(zhuǎn)軸線)為圓心的第一基圓R1上。

如圖29所示，第一型線第四段a4位于以第一凸輪軸41的中心軸線為圓心的第二基圓R2上，第一基圓R1的半徑大于第二基圓R2的半徑，

如圖29所示，第一型線第三段a3到第一凸輪軸41的中心軸線的距離從與第一型線第二段a2相連的一端到與第一型線第四段a4相連的另一端逐漸減小，即當(dāng)?shù)谝煌馆?11逆時針旋轉(zhuǎn)時，第一型線第三段a3與第一滾子31的切點到第一凸輪軸41的中心軸線的距離逐漸減小。

第一型線第五段a5到第一凸輪軸41的中心軸線的距離從與第一型線第四段a4相連的一端到與第一型線第一段a1相連的另一端逐漸增大，當(dāng)?shù)谝煌馆?11逆時針旋轉(zhuǎn)時，第一型線第五段a5與第一滾子31的切點到第一凸輪軸41的中心 軸線的距離逐漸增大。

如圖29所示，第二型線第三段b3和第二型線第四段b4均位于以第二凸輪軸42的中心軸線(即第二凸輪421的旋轉(zhuǎn)軸線)為圓心的第三基圓R3上，第三基圓R3與第一基圓R1的半徑相同。

第二型線第一段b1位于以第二凸輪軸42的中心軸線為圓心的第四基圓R4上，第四基圓R4與第二基圓R2的半徑相同，即第三基圓R3的半徑大于第四基圓R4的半徑。

如圖29所示，第二型線第二段b2到第二凸輪軸42的中心軸線的距離從與第二型線第一段b1相連的一端到與第二型線第三段b3相連的另一端逐漸增大，即當(dāng)?shù)诙馆?21順時針轉(zhuǎn)動時，第二型線第二段b2與第二滾子32的切點到第二凸輪軸42的中心軸線的距離逐漸增大。

第二型線第五段b5到第二凸輪軸42的中心軸線的距離從與第二型線第四段b4相連的一端到與第二型線第一段b1相連的另一端逐漸減小，即當(dāng)?shù)诙馆?21順時針旋轉(zhuǎn)時，第二型線第五段b5與第二滾子32的切點到第二凸輪軸42的中心軸線的距離逐漸減小。

綜上而言，第一型線第一段a1和第一型線第二段a2位于第一基圓R1上構(gòu)成第一凸輪411的大基圓，第一型線第四段a4位于第二基圓R2上構(gòu)成第一凸輪411的小基圓，第一型線第三段a3和第一型線第五段a5均構(gòu)成第一凸輪411的過段段，且第一凸輪411的過段段上任意一點到第一凸輪411的中心軸線的距離均介于第一凸輪411的大基圓的半徑和第一凸輪411的小基圓的半徑之間。

第二型線第三段b3和第二型線第四段b4位于第三基圓R3上構(gòu)成第二凸輪421的大基圓，第二型線第一段b1位于第四基圓R4上構(gòu)成第一凸輪411的小基圓，第二型線第二段b2和第二型線第五段b5構(gòu)成第二凸輪421的過段段，且第二凸輪421的過段段上任意一點到第二凸輪421的中心軸線的距離均介于第二凸輪421的大基圓的半徑和第二凸輪421的小基圓的半徑之間。

在一個具體的實施例中，如圖29所示，氣門11依次處于第一關(guān)閉狀態(tài)、開啟階段、關(guān)閉階段、第二關(guān)閉狀態(tài)、第三關(guān)閉狀態(tài)時，第一凸輪411和第二凸輪421均依次轉(zhuǎn)過165°、60°、60°、15°、60°。

當(dāng)然，可以理解的是，凸輪型線的設(shè)計過程中，氣門11處于不同狀態(tài)時，凸輪繞相應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)過的角度(即包角)不是固定的，可根據(jù)實際需要作相應(yīng)的調(diào)整。

下面以氣門11為進氣門為例，簡單描述采用圖29所示的凸輪型線時，第一凸輪411和第二凸輪421的配合過程：

在0°至165°凸輪轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，進氣門處于第一關(guān)閉狀態(tài)，第一凸輪411的大基圓與第一滾子31抵靠，第二凸輪421的小基圓與第二滾子32抵靠；

在165°至225°凸輪轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，進氣門處于開啟階段，第一凸輪411的大基圓與第一滾子31抵靠，第二凸輪421與第二滾子32抵靠的位置從第二凸輪421的小基圓過渡至第二凸輪421的大基圓；

在225°至285°凸輪轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，進氣門處于關(guān)閉階段，第一凸輪411與第一滾子31抵靠的位置從第一凸輪411的大基圓過渡至第一凸輪411的小基圓，第二凸輪421的大基圓與第二滾子32抵靠；

在285°至300°凸輪轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，進氣門處于第二關(guān)閉狀態(tài)，第一凸輪411的小基圓與第一滾子31抵靠，第二凸輪421的大基圓與第二滾子32抵靠；

在300°至360°凸輪轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，進氣門處于第三關(guān)閉狀態(tài)，第一凸輪411與第一滾子31抵靠的位置從第一凸輪411的小基圓過渡至第一凸輪411的大基圓，第二凸輪421與第二滾子32抵靠的位置從第二凸輪421的大基圓過渡至第二凸輪421的小基圓。

綜上而言，第一凸輪411從0°開始轉(zhuǎn)過165°凸輪轉(zhuǎn)角后，第二滾子32開始與第二凸輪421的過渡段抵靠，對應(yīng)地 第一滾子31仍與第一凸輪411的大基圓抵靠，氣門11開始開啟并進入開啟階段，氣門11從開啟時刻至關(guān)閉時刻占120°凸輪轉(zhuǎn)角，以四沖程發(fā)動機為例，排氣沖程和進氣沖程占120°的凸輪轉(zhuǎn)角。隨后氣門11進入第二關(guān)閉狀態(tài)，第一滾子31與第一凸輪411的小基圓抵靠，此狀態(tài)內(nèi)第一凸輪411的小基圓對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角為15°，第二滾子32仍與第二凸輪421的大基圓抵靠，且此狀態(tài)內(nèi)第二凸輪421的大基圓對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角為15°。此后，第一滾子31與第一凸輪411的抵靠位置從第一凸輪411的小基圓過渡至第一凸輪411的大基圓，此狀態(tài)內(nèi)第一凸輪型線對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角為60°，第二滾子32與第二凸輪421的抵靠位置從第二凸輪421的大基圓過渡至第二凸輪421的小基圓，此狀態(tài)內(nèi)第二型線對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角為60°，此狀態(tài)下，第二擺臂22的第一弧形段c1與氣門搖臂滾子611接觸(相切)，氣門11處于第三關(guān)閉狀態(tài)，直至一個新的循環(huán)。

氣門升程曲線變化規(guī)律如圖30所示，當(dāng)進入一個新的循環(huán)時，通過相位器91順時針調(diào)節(jié)第二凸輪軸42的相位，例如順時針調(diào)節(jié)第一凸輪軸41的相位，使第一凸輪軸41的相位滯后5°，氣門11完全開啟后，有5°開啟持續(xù)期，調(diào)節(jié)第一凸輪軸41的相位，第一凸輪軸41的相位調(diào)節(jié)設(shè)計值為15°凸輪轉(zhuǎn)角，即第二凸輪421的相位可以滯后的范圍在大于等于0°凸輪轉(zhuǎn)角且小于等于15°凸輪轉(zhuǎn)角的范圍內(nèi)，例如5°、10°或15°。

簡言之，根據(jù)本發(fā)明實施例的配氣機構(gòu)1000，采用上述凸輪型線，并通過調(diào)節(jié)相位調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)第一凸輪軸41和第二凸輪軸42的相對相位，可實現(xiàn)氣門開啟持續(xù)期可變。當(dāng)該配氣機構(gòu)1000應(yīng)用于進氣側(cè)時，即氣門11為進氣門時，實現(xiàn)進氣門持續(xù)期可變，在發(fā)動中高轉(zhuǎn)速負(fù)荷工況，提高充氣效率，顯著提高進氣量，保證高功率輸出的同時降低油耗，降低NOx、HC排放，改善發(fā)動機在中高轉(zhuǎn)速負(fù)荷范圍的綜合性能。

下面簡單描述根據(jù)本發(fā)明實施例的一種凸輪，該凸輪為圖29所示的第一凸輪411，該凸輪的型線為圖29所示的第一凸輪型線，該凸輪的型線包括沿凸輪的周向依次首尾相連的包角為165°的第一型線第一段a1、包角為60°的第一型線第二段a2、包角為60°的第一型線第三段a3、包角為15°的第一型線第四段a4和包角為60°的第一型線第五段a5，第一型線第一段a1和第一型線第二段a2位于以凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線為圓心的第一基圓R1上，第一型線第四段a4位于以凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線為圓心的第二基圓R2上，第一基圓R1的半徑大于第二基圓R2的半徑，第一型線第三段a3到凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線的距離從與第一型線第二段a2相連的一端到與第一型線第四段a4相連的另一端逐漸減小，且第一型線第五段a5到凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線的距離從與第一型線第四段a4相連的一端到與第一型線第一段a1相連的另一端逐漸增大。

該凸輪的型線簡單，可實現(xiàn)氣門11的開啟持續(xù)期可變。

下面簡單描述根據(jù)本發(fā)明實施例的一種凸輪，該凸輪為圖29所示的第二凸輪421，該凸輪的型線為圖29所示的第二凸輪型線，凸輪的型線包括沿凸輪的周向依次首尾相連的包角為165°的第二型線第一段b1、包角為60°的第二型線第二段b2、包角為60°的第二型線第三段b3、包角為15°的第二型線第四段b4、包角為60°的第二型線第五段b5，第二型線第三段b3和第二型線第四段b4均位于以凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線為圓心的第三基圓R3上，第二型線第一段b1位于以凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線為圓心的第四基圓R4上，第二型線第二段b2到凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線的距離從與第二型線第一段b1相連的一端到與第二型線第三段b3相連的另一端逐漸增大，且第二型線第五段b5到凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線的距離從與第二型線第四段b4相連的一端到與第二型線第一段b1相連的另一端逐漸減小。

該凸輪的型線簡單，可實現(xiàn)氣門11的開啟持續(xù)期可變。

參照圖31和圖32描述一種可實現(xiàn)氣門升程可變的凸輪型線。

以第一凸輪軸41和第二凸輪軸42位于同一水平面且第一凸輪軸41和第二凸輪軸42等速反向運動為例，如圖31所示，第一凸輪411具有第一凸輪型線，第一凸輪型線包括沿第一凸輪411的周向依次首尾相連的第一型線第一段a1、第一型線第二段a2、第一型線第三段a3和第一型線第四段a4。

第二凸輪421具有第二凸輪型線，第二凸輪型線包括沿第二凸輪421的周向依次首尾相連的第二型線第一段b1、第二型線第二段b2、第二型線第三段b3和第二型線第四段b4。

當(dāng)?shù)谝粷L子31抵靠第一型線第一段a1且第二滾子32抵靠第二型線第一段b1時，氣門11處于第一關(guān)閉狀態(tài)，即氣門11完全關(guān)閉。

當(dāng)?shù)谝粷L子31抵靠第一型線第二段a2且第二滾子32抵靠第二型線第二段b2時，氣門11處于開啟階段，即氣門11從零升程位置運動到最大升程位置。

當(dāng)?shù)谝粷L子31抵靠第一型線第三段a3且第二滾子抵靠32第二型線第三段b3時，氣門11處于關(guān)閉階段，即氣門11從最大升程位置運動到零升程位置。

當(dāng)?shù)谝粷L子31抵靠第一型線第四段a4且第二滾子32抵靠第二型線第四段b4時，氣門11處于二次開啟階段，氣門11處于第二關(guān)閉狀態(tài)，即氣門11完全關(guān)閉。

可以理解的是，氣門11處于第一關(guān)閉狀態(tài)以及第二關(guān)閉狀態(tài)時，氣門11均處于完全關(guān)閉階段，但與上述三種關(guān)閉狀態(tài)對應(yīng)的凸輪型線不相同。

由于第一凸輪411與第二凸輪421等速反向運動，第一凸輪411繞第一凸輪411的旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動從起點(如圖31中的第一凸輪411上的A點，即第一型線第一段a1的起點)逆時針方向轉(zhuǎn)動一周時，第二凸輪421繞第二凸輪421的旋轉(zhuǎn)軸線從起點(如圖31中的第二凸輪421上的B點，即第二型線第一段b1的起點)順時針反向轉(zhuǎn)動一周，也就是說，將A點定義為第一凸輪411的0°凸輪轉(zhuǎn)角時刻，將B點定義為第二凸輪421的0°凸輪轉(zhuǎn)角時刻。

本發(fā)明的配氣機構(gòu)1000的氣門機構(gòu)1由第一凸輪軸41和第二凸輪軸42共同通過擺臂組件2驅(qū)動，以本發(fā)明的上述凸輪型線應(yīng)用于四沖程發(fā)動機為例，第一凸輪軸41和第二凸輪軸42等速反向轉(zhuǎn)動，且第一凸輪軸41和第二凸輪軸42的轉(zhuǎn)速與發(fā)動機的曲軸的轉(zhuǎn)速比為1:2，該實施例中，排氣沖程和進氣沖程占140°的凸輪轉(zhuǎn)角。

為了保證配氣機構(gòu)1000的正時的準(zhǔn)確性，第一凸輪411以及第二凸輪421上需要設(shè)置初始標(biāo)記位置，例如在本發(fā)明的一些具體的實施例中，如圖13和圖31所示，發(fā)動機的一缸對應(yīng)的第一凸輪411的初始標(biāo)記位置(與A點對應(yīng))處于一個笛卡爾坐標(biāo)系的第一象限，且該初始標(biāo)記位置與第一凸輪411的旋轉(zhuǎn)軸線的連線與水平線的夾角為54°，其余缸的第一凸輪411以一缸為基礎(chǔ)，根據(jù)第一凸輪軸41的轉(zhuǎn)向，按點火間隔壓裝在第一凸輪軸41上；發(fā)動機的一缸對應(yīng)的第二凸輪421的初始標(biāo)記位置(與B點對應(yīng))處于一個笛卡爾坐標(biāo)系的第二象限，且該初始標(biāo)記位置與第二凸輪421的旋轉(zhuǎn)軸線的連線與水平線的夾角為108°，其余缸的第一凸輪411以一缸為基礎(chǔ)，根據(jù)第一凸輪軸41的轉(zhuǎn)向，按點火間隔壓裝在第一凸輪軸41上。

如圖31所示，第一型線第一段a1和第一型線第二段a2位于以第一凸輪軸41的中心軸線(即第一凸輪411的旋轉(zhuǎn)軸線)為圓心的第一基圓R1上。

第一型線第三段a3和第一型線第四段a4的連接點P位于以第一凸輪軸41的中心軸線為圓心的第二基圓R2上，第一基圓R1的半徑大于第二基圓R2的半徑。

第一型線第三段a3到第一凸輪軸41的中心軸線的距離從與第一型線第二段a2相連的一端到連接點P逐漸減小，即當(dāng)?shù)谝煌馆?11逆時針旋轉(zhuǎn)時，第一型線第三段a3與第一滾子31的切點到第一凸輪軸41的中心軸線的距離逐漸減小。

第一型線第四段a4到第一凸輪軸41的中心軸線的距離從連接點P到與第一型線第一段a1相連的一端逐漸增大，即 當(dāng)?shù)谝煌馆?11逆時針旋轉(zhuǎn)時，第一型線第四段a4與第一滾子31的切點到第一凸輪軸41的中心軸線的距離逐漸增大。

如圖31所示，第二型線第三段b3位于以第二凸輪軸42的中心軸線(即第二凸輪421的旋轉(zhuǎn)軸線)為圓心的第三基圓R3上，第三基圓R3與第一基圓R1的半徑相同。

第二型線第一段b1位于以第二凸輪軸42的中心軸線為圓心的第四基圓R4上，第四基圓R4與第二基圓R2的半徑相同，即第三基圓R3的半徑大于第四基圓R4的半徑。

如圖31所示，第二型線第二段b2到第二凸輪軸42的中心軸線的距離從與第二型線第一段b1相連的一端到與第二型線第三段b3相連的另一端逐漸增大，即當(dāng)?shù)诙馆?21順時針轉(zhuǎn)動時，第二型線第二段b2與第二滾子32的切點到第二凸輪軸42的中心軸線的距離逐漸增大。

第二型線第四段b4到第二凸輪軸42的中心軸線的距離從與第二型線第三段b3相連的一端到與第二型線第一段b1相連的另一端逐漸減小，即當(dāng)?shù)诙馆?21順時針旋轉(zhuǎn)時，第二型線第四段b4與第二滾子32的切點到第二凸輪軸42的中心軸線的距離逐漸減小。

綜上而言，第一型線第一段a1和第一型線第二段a2位于第一基圓R1上構(gòu)成第一凸輪411的大基圓，第一型線第三段a3和第一型線第四段a4的連接點P位于第二基圓R2上構(gòu)成第一凸輪411的小基圓，第一型線第三段a3和第一型線第四段a4均構(gòu)成第一凸輪411的過段段，且第一凸輪411的過段段上任意一點到第一凸輪411的中心軸線的距離均介于第一凸輪411的大基圓的半徑和第一凸輪411的小基圓的半徑之間。

第二型線第三段b3位于第三基圓R3上構(gòu)成第二凸輪421的大基圓，第二型線第一段b1位于第四基圓R4上構(gòu)成第二凸輪421的小基圓，第二型線第二段b2、第二型線第四段b4均構(gòu)成第二凸輪421的過段段，且第二凸輪421的過段段上任意一點到第二凸輪421的中心軸線的距離均介于第二凸輪421的大基圓的半徑和第二凸輪421的小基圓的半徑之間。

在一個具體的實施例中，氣門11依次處于第一關(guān)閉狀態(tài)、開啟階段、關(guān)閉階段、第二關(guān)閉狀態(tài)時，第一凸輪411和第二凸輪421均依次轉(zhuǎn)過165°、60°、60°、75°。

當(dāng)然，可以理解的是，凸輪型線的設(shè)計過程中，氣門11處于不同狀態(tài)時，凸輪繞相應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)過的角度(即包角)不是固定的，可根據(jù)實際需要作相應(yīng)的調(diào)整。

下面以氣門11為進氣門為例，簡單描述采用圖31所示的凸輪型線時，第一凸輪411和第二凸輪421的配合過程：

在0°至165°凸輪轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，進氣門處于第一關(guān)閉狀態(tài)，第一凸輪411的大基圓與第一滾子31抵靠，第二凸輪421的小基圓與第二滾子32抵靠；

在165°至225°凸輪轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，進氣門處于開啟階段，第一凸輪411的大基圓與第一滾子31抵靠，第二凸輪421與第二滾子32抵靠的位置從第二凸輪421的小基圓過渡至第二凸輪421的大基圓；

在225°至285°凸輪轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，進氣門處于關(guān)閉階段，第一凸輪411與第一滾子31抵靠的位置從第一凸輪411的大基圓過渡至第一凸輪411的小基圓，第二凸輪421的大基圓與第二滾子32抵靠；

在285°至360°凸輪轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，進氣門處于第二關(guān)閉狀態(tài)，第一凸輪411與第一滾子31抵靠的位置從第一凸輪411的小基圓過渡至第一凸輪411的大基圓，第二凸輪421與第二滾子32抵靠的位置從第二凸輪421的大基圓過渡至第二凸輪421的小基圓。

綜上而言，第一凸輪411從0°開始轉(zhuǎn)過165°后，第二滾子32開始與第二凸輪421的過渡段抵靠，對應(yīng)地第一滾子31仍與第一凸輪411的大基圓抵靠，氣門11開始開啟并進入開啟階段，氣門11從開啟時刻至關(guān)閉時刻占140°的凸輪轉(zhuǎn)角，以四沖程發(fā)動機為例，排氣沖程和進氣沖程占140°的凸輪轉(zhuǎn)角。隨后氣門11進入第二關(guān)閉狀態(tài)，第一凸輪411與第一凸輪411的抵靠位置從第一凸輪411的小基圓過渡至第一凸輪411的大基圓，第二滾子32與第二凸輪421的抵靠位置 從第二凸輪421的大基圓過渡至第二凸輪421的小基圓，此過程，第二擺臂22的第一弧形段c1與氣門搖臂滾子611接觸(相切)，氣門11處于關(guān)閉狀態(tài)，直至一個新的循環(huán)。

氣門升程曲線變化規(guī)律如圖32所示，當(dāng)進入一個新的循環(huán)時，通過相位器91順時針調(diào)節(jié)第二凸輪軸42的相位，例如逆時針調(diào)節(jié)第一凸輪軸41的相位，使第一凸輪軸41的相位提前5°，第一滾子31與第一凸輪411的大基圓抵靠完后開始與第一凸輪411的過渡段抵靠時，第二滾子32仍與第二凸輪421的過渡段抵靠，氣門開啟升程值將小于最大升程值，在15°凸輪轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，第一凸輪411相位提前越多，氣門升程變化越大。調(diào)節(jié)第一凸輪軸41的相位，第一凸輪軸41的相位調(diào)節(jié)設(shè)計值為15°凸輪轉(zhuǎn)角，即第一凸輪411的相位可以提前的范圍在大于等于0°凸輪轉(zhuǎn)角且小于等于15°凸輪轉(zhuǎn)角的范圍內(nèi)，例如5°、10°或15°。

簡言之，根據(jù)本發(fā)明實施例的配氣機構(gòu)1000，采用上述凸輪型線，并通過調(diào)節(jié)相位調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)第一凸輪軸41和第二凸輪軸42的相對相位，可實現(xiàn)氣門升程可變，可以在發(fā)動機在不同工況下匹配合適的氣門升程。發(fā)動機在低速小負(fù)荷使用較小的升程，增強進氣渦流強度，提高缸內(nèi)燃燒速度，改善冷啟動，高轉(zhuǎn)速大負(fù)荷使用大的升程，減少泵氣損失，提高部分負(fù)荷燃油經(jīng)濟性，局部改善發(fā)動機在中低轉(zhuǎn)速負(fù)荷范圍的綜合性能。

下面簡單描述根據(jù)本發(fā)明實施例的一種凸輪，該凸輪為圖31所示的第一凸輪411，該凸輪的型線為圖31所示的第一凸輪型線，凸輪的型線包括沿凸輪的周向依次首尾相連的包角為165°的第一型線第一段a1、包角為60°的第一型線第二段a2、包角為60°的第一型線第三段a3和包角為75°的第一型線第四段a4，第一型線第一段a1和第一型線第二段a2位于以凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線為圓心的第一基圓R1上，第一型線第三段a3和第一型線第四段a4的連接點P位于以凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線為圓心的第二基圓R2上，第一基圓R1的半徑大于第二基圓R2的半徑，第一型線第三段a3到凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線的距離從與第一型線第二段a2相連的一端到連接點P逐漸減小，且第一型線第四段a4到凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線的距離連接點P到與第一型線第一段a1相連的一端逐漸增大。

該凸輪的型線簡單，可實現(xiàn)氣門升程可變。

下面簡單描述根據(jù)本發(fā)明實施例的一種凸輪，該凸輪為圖31所示的第二凸輪421，該凸輪的型線為圖31所示的第二凸輪型線，該凸輪的型線包括沿凸輪的周向依次首尾相連的包角為165°的第二型線第一段b1、包角為60°的第二型線第二段b2、包角為60°的第二型線第三段b3和包角為75°的第二型線第四段b4，第二型線第三段b3位于以凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線為圓心的第三基圓R3上，第三基圓R3與第一基圓R1的半徑相同，第二型線第一段b1位于以凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線為圓心的第四基圓R4上，第四基圓R4與第二基圓R2的半徑相同，第二型線第二段b2到凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線的距離從與第二型線第一段b1相連的一端到與第二型線第三段b3相連的另一端逐漸增大，且第二型線第四段b4到凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線的距離從與第二型線第三段b3相連的一端到與第二型線第一段b1相連的另一端逐漸減小。

該凸輪的型線簡單，可實現(xiàn)氣門升程可變。

可以理解的是，如圖1所示，上述配氣機構(gòu)1000可根據(jù)需要，一個氣門11對應(yīng)一個第一擺臂21。上述凸輪軸的轉(zhuǎn)向及相位器91的布置為一種較佳的實例，可作相應(yīng)的調(diào)整，保證兩根凸輪軸等速反向轉(zhuǎn)動即可，如第一凸輪軸41可順時針轉(zhuǎn)，第二凸輪軸42可逆時針轉(zhuǎn)。上述凸輪的包角布置及大小分配，可根據(jù)凸輪軸的轉(zhuǎn)向和實際需要作相應(yīng)的調(diào)整。

綜上而言，根據(jù)本發(fā)明實施例的配氣機構(gòu)1000，可以其他機構(gòu)不變，僅通過更換不同型線的凸輪，實現(xiàn)配氣機構(gòu)1000的不同功能，例如氣門二次開啟，氣門持續(xù)期可變以及氣門升程可變，從而根據(jù)實際需要提升發(fā)動機的性能，且結(jié)構(gòu)簡單，進氣側(cè)、排氣側(cè)均可以應(yīng)用。因此，根據(jù)本發(fā)明實施例的配氣機構(gòu)1000，通用性好且移植性好，結(jié)構(gòu)簡單，功能多樣。

下面簡單描述根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛。

根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛包括根據(jù)本發(fā)明上述實施例中描述的用于發(fā)動機的配氣機構(gòu)1000。由此，根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛動力性好，有害氣體排放少，節(jié)能環(huán)保。

應(yīng)當(dāng)理解的是，根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛的其它構(gòu)成例如發(fā)動機、變速器、差速器、制動系統(tǒng)等均已為現(xiàn)有技術(shù)且為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知，因此這里不再一一詳細(xì)描述。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。