本發(fā)明涉及發(fā)動機技術(shù)領域，尤其涉及一種氣門間隙的自動調(diào)節(jié)機構(gòu)及自動調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)：

發(fā)動機在冷態(tài)下，當氣門處于關(guān)閉狀態(tài)時，氣門與傳動件之間的間隙稱為氣門間隙。氣門通常布置于內(nèi)燃機的氣缸蓋上，在發(fā)動機正常運行時，氣門因為溫度升高而會發(fā)生膨脹使得長度增加，通過設置氣門間隙，能夠避免熱脹冷縮對配氣正時造成影響，氣門間隙過小時，氣門膨脹使得氣門關(guān)閉不嚴，出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，并使得發(fā)動機功率下降，氣門間隙過大時，氣門開啟滯后，氣門升程降低，進排氣時間縮短，使得發(fā)動機進氣不足、排氣不凈而功率下降。

現(xiàn)有技術(shù)中，由于頂置式凸輪軸配氣機構(gòu)的主要優(yōu)點是運動件少，傳動鏈短，整個機構(gòu)的剛度大，適合于高速發(fā)動機，因此，大多數(shù)汽車發(fā)動機均采用頂置式凸輪軸配氣機構(gòu)。

然而，發(fā)動機在運行過程中，隨著運行時間的增加，氣門與傳動件之間會發(fā)生磨損而使得氣門間隙發(fā)生變化，這時會影響正常的配氣正時，并且，研究表明，氣門間隙的大小對發(fā)動機不同轉(zhuǎn)速下的功率輸出有不同程度的影響，發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低時希望增大氣門間隙，轉(zhuǎn)速較高時則希望減小氣門間隙，而現(xiàn)有技術(shù)中，氣門間隙的調(diào)節(jié)通常采用人工調(diào)節(jié)方式，費時費力，人工成本高，且難以滿足發(fā)動機的正常運行需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供一種氣門間隙的自動調(diào)節(jié)機構(gòu)及自動調(diào)節(jié)方法，能夠?qū)忾T間隙進行自動化調(diào)節(jié)。

為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明實施例提供一種氣門間隙的自動調(diào)節(jié)機構(gòu)，應用于頂置式凸輪軸發(fā)動機，包括：

壓電致動器，所述壓電致動器包括相對設置的第一端和第二端，所述壓電致動器的第一端固定，第二端用于作為搖臂的支點與搖臂傳動連接；

所述壓電致動器的第一端和第二端分別與電壓可調(diào)電源電連接，所述壓電致動器可在所述電壓可調(diào)電源的輸出電壓變化時發(fā)生伸長或縮短，帶動所述搖臂的支點上下移動，對氣門間隙進行調(diào)節(jié)。

優(yōu)選的，所述自動調(diào)節(jié)機構(gòu)還包括固定設置的殼體以及傳動機構(gòu)，所述殼體的一端開放，所述壓電致動器和所述傳動機構(gòu)通過所述殼體的開放端依次穿設于所述殼體內(nèi)，且所述壓電致動器的第一端與所述殼體的開放端相對的一端接觸連接，第二端與所述傳動機構(gòu)靠近所述壓電致動器的一端接觸連接，所述傳動機構(gòu)遠離所述壓電致動器的一端伸出所述殼體外部與所述搖臂活動連接。

可選的，所述傳動機構(gòu)包括：承壓體和支撐體，所述承壓體和所述支撐體通過所述殼體的開放端依次穿設于所述殼體內(nèi)，所述承壓體的第一端與所述壓電致動器的第二端接觸連接，所述承壓體的第二端、所述支撐體靠近所述壓電致動器的一端和所述殼體圍合成液壓腔。

優(yōu)選的，所述液壓腔遠離所述壓電致動器的一端的直徑小于所述液壓腔靠近所述壓電致動器的一端的直徑。

進一步的，所述液壓腔的預設高度處設置有壓力傳感器。

優(yōu)選的，所述壓力傳感器包括檢測端，所述預設高度處的殼體側(cè)壁上開設有通孔，所述壓力傳感器的檢測端穿過所述通孔位于所述液壓腔內(nèi)，且與所述通孔的邊緣密封連接。

可選的，所述壓電致動器由多層壓電陶瓷片疊置構(gòu)成。

另一方面，本發(fā)明實施例提供一種發(fā)動機的配氣機構(gòu)，包括氣門組和氣門傳動組；

所述氣門傳動組包括搖臂、頂置式凸輪軸以及如上所述的自動調(diào)節(jié)機構(gòu)；

所述頂置式凸輪軸設置在所述搖臂的上方，且與所述搖臂的中部傳動連接，所述氣門組的上端與所述搖臂的一端活動連接，所述自動調(diào)節(jié)機構(gòu)上作為所述搖臂的支點的一端與所述搖臂的另一端活動連接；

或者，所述頂置式凸輪軸設置在所述搖臂的下方，且與所述搖臂的一端活動連接，所述氣門組的上端與所述搖臂的另一端活動連接，所述自動調(diào)節(jié)機構(gòu)上作為搖臂的支點的一端與所述搖臂的中部活動連接。

可選的，所述傳動機構(gòu)遠離所述壓電致動器的一端與所述搖臂通過凸球面和凹球面配合連接。

另一方面，本發(fā)明實施例提供一種發(fā)動機，包括氣缸以及如上所述的配氣機構(gòu)，所述搖臂設置在所述氣缸的上方；

所述頂置式凸輪軸設置在所述搖臂的上方，且與所述搖臂的中部傳動連接時，所述自動調(diào)節(jié)機構(gòu)設置在所述搖臂和所述氣缸的上缸蓋之間，且所述自動調(diào)節(jié)機構(gòu)的固定端與所述上缸蓋接觸連接；或者，

所述頂置式凸輪軸設置在所述搖臂的下方，且與所述搖臂的一端活動連接，所述自動調(diào)節(jié)機構(gòu)設置在所述搖臂的上方。

再一方面，本發(fā)明實施例提供一種氣門間隙的自動調(diào)節(jié)方法，應用于如上所述的發(fā)動機；包括：

使發(fā)動機在預設工況下運行，對所述電壓可調(diào)電源的輸出電壓進行調(diào)節(jié)，使得所述壓電致動器發(fā)生伸長或縮短，帶動所述搖臂的支點上下移動，對氣門間隙進行調(diào)節(jié)。

優(yōu)選的，所述使發(fā)動機在預設工況下運行之前還包括：

在第一預設氣門間隙下，模擬發(fā)動機在若干組不同的轉(zhuǎn)速下運行，分別在各個不同的轉(zhuǎn)速下通過所述壓力傳感器對所述預設高度處的壓力值進行檢測，獲取發(fā)動機的轉(zhuǎn)速與氣門間隙和所述預設高度處的壓力之間的函數(shù)關(guān)系。

可選的，所述對所述電壓可調(diào)電源的輸出電壓進行調(diào)節(jié)具體包括：

確定所述發(fā)動機的實時轉(zhuǎn)速，根據(jù)所述函數(shù)關(guān)系與第二預設氣門間隙獲取該實時轉(zhuǎn)速在任意時刻所對應的所述預設高度處的壓力值，并根據(jù)所述壓力傳感器所檢測的實時壓力與所述壓力值之間的偏差計算消除該偏差所對應的電壓值，調(diào)節(jié)所述壓電可變電源的輸出電壓等于所述電壓值。

進一步的，所述第二預設氣門間隙為所述發(fā)動機的初始氣門間隙。

優(yōu)選的，所述第二預設氣門間隙為根據(jù)所述發(fā)動機的實時轉(zhuǎn)速設定的氣門間隙。

本發(fā)明實施例提供了一種氣門間隙的自動調(diào)節(jié)機構(gòu)及自動調(diào)節(jié)方法，通過在頂置式凸輪軸發(fā)動機中設置壓電致動器，并使得壓電致動器的第一端固定，第二端作為搖臂的支點與所述搖臂傳動連接，所述壓電致動器可在電壓可調(diào)電源的電壓變化時發(fā)生伸縮，帶動所述搖臂的支點上下移動，能夠?qū)忾T間隙進行調(diào)節(jié)。克服了現(xiàn)有技術(shù)中通過人工介入對氣門間隙進行調(diào)節(jié)時費時費力，人工成本高，且難以滿足發(fā)動機的正常運行需求的缺陷。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種氣門間隙的自動調(diào)節(jié)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種配氣機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的另一種配氣機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例提供的一種氣門間隙的自動調(diào)節(jié)機構(gòu)及自動調(diào)節(jié)方法進行詳細描述。

一方面，本發(fā)明實施例提供一種氣門間隙的自動調(diào)節(jié)機構(gòu)，應用于頂置式凸輪軸發(fā)動機，參見圖1，包括：

壓電致動器1，所述壓電致動器包括相對設置的第一端和第二端，所述壓電致動器1的第一端固定，第二端用于作為搖臂的支點與搖臂傳動連接；

所述壓電致動器1的第一端和第二端分別與電壓可調(diào)電源電連接，所述壓電致動器1可在所述電壓可調(diào)電源的輸出電壓變化時發(fā)生伸長或縮短，帶動所述搖臂的支點上下移動，對氣門間隙進行調(diào)節(jié)。

其中，在頂置式凸輪軸發(fā)動機中，所述搖臂設置在氣缸的上方，根據(jù)所述凸輪軸和所述搖臂的作用位置不同有兩種結(jié)構(gòu)，一種結(jié)構(gòu)為：所述凸輪軸設置在所述搖臂的上方，且與所述搖臂的中部傳動連接，所述搖臂的一端與支點傳動連接，另一端與氣門組的尾端傳動連接，在該結(jié)構(gòu)中，所述搖臂為單臂杠桿，氣門間隙形成在所述搖臂和所述凸輪軸的基圓之間，在凸輪軸的驅(qū)動下，搖臂的擺動部繞所述支點上下擺動，從而能夠?qū)忾T的開啟和關(guān)閉進行驅(qū)動；另一種結(jié)構(gòu)為：所述搖臂固定在所述氣缸的上方，所述凸輪軸設置在所述搖臂的下方，且與所述搖臂的一端傳動連接，所述搖臂的另一端與氣門組的尾端傳動連接，在該結(jié)構(gòu)中，所述搖臂為雙臂杠桿，氣門間隙形成在所述搖臂與所述氣門組的尾端之間，在凸輪軸的驅(qū)動下，搖臂以搖臂軸為支點進行擺動，從而能夠?qū)忾T的開啟和關(guān)閉進行驅(qū)動。

本發(fā)明實施例提供一種氣門間隙的自動調(diào)節(jié)機構(gòu)，通過在頂置式凸輪軸發(fā)動機中設置壓電致動器1，并使得壓電致動器1的第一端固定，第二端作為搖臂的支點與所述搖臂傳動連接，所述壓電致動器1可在電壓可調(diào)電源的電壓變化時發(fā)生伸縮，帶動所述搖臂的支點上下移動，能夠?qū)忾T間隙進行調(diào)節(jié)。克服了現(xiàn)有技術(shù)中通過人工介入對氣門間隙進行調(diào)節(jié)時費時費力，人工成本高，且難以滿足發(fā)動機的正常運行需求的缺陷。

本發(fā)明的一實施例中，所述自動調(diào)節(jié)機構(gòu)還包括固定設置的殼體2以及傳動機構(gòu)3，所述殼體2的一端開放，所述壓電致動器1和所述傳動機構(gòu)3通過所述殼體2的開放端依次穿設于所述殼體2內(nèi)，且所述壓電致動器1的第一端與所述殼體2的開放端相對的一端接觸連接，第二端與所述傳動機構(gòu)3靠近所述壓電致動器1的一端接觸連接，所述傳動機構(gòu)3遠離所述壓電致動器1的一端伸出所述殼體2外部與所述搖臂傳動連接。

通過設置殼體2和傳動機構(gòu)3，并將所述壓電致動器1和所述傳動機構(gòu)3設置在所述殼體2內(nèi)，使得所述壓電致動器1的第二端可以通過傳動機構(gòu)3上遠離所述壓電致動器1的一端伸出所述殼體2外部與所述搖臂傳動連接，能夠避免所述壓電致動器1與所述搖臂進行直接接觸對所述壓電致動器1造成磨損。

其中，對所述傳動機構(gòu)3的結(jié)構(gòu)不做限定，只要在所述壓電致動器1發(fā)生伸縮時，能夠推動所述傳動結(jié)構(gòu)3上下移動即可。

本發(fā)明的又一實施例中，所述傳動機構(gòu)3包括：承壓體31和支撐體32，所述承壓體31和所述支撐體32通過所述殼體2的開放端依次穿設于所述殼體2內(nèi)，所述承壓體31的第一端與所述壓電致動器1的第二端接觸連接，所述承壓體31的第二端、所述支撐體32靠近所述壓電致動器1的一端和所述殼體1圍合成液壓腔33。

在本發(fā)明實施例中，通過在支撐體32和承壓體31之間設置液壓腔33，所述液壓腔33可填充液壓油，與所述傳動機構(gòu)3采用剛性體相比，能夠?qū)⒆饔糜谒鰝鲃訖C構(gòu)3上的側(cè)向應力抵消掉，使得作用在所述壓力致動器1上的側(cè)向應力接近于零，從而能夠更好地避免所述壓電致動器1受到側(cè)應力而損壞。

本發(fā)明的一實施例中，所述液壓腔33遠離所述壓電致動器1的一端的直徑小于所述液壓腔33靠近所述壓電致動器1的一端的直徑。

采用該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑺鰤弘娭聞悠?產(chǎn)生的伸縮進行行程放大。

優(yōu)選的，所述液壓腔33的預設高度處設置有壓力傳感器34。通過在預設高度處設置壓力傳感器34，能夠?qū)λ鲱A設高度處的壓力值進行檢測，進而能夠?qū)忾T間隙進行間接檢測。

其中，對所述壓力傳感器34的設置方式不做限定，只要能夠?qū)⑺鰤毫鞲衅?4固定在所述預設高度處即可。

本發(fā)明的一實施例中，所述壓力傳感器34包括檢測端，所述預設高度處的殼體2側(cè)壁上開設有通孔，所述壓力傳感器34的檢測端穿過所述通孔位于所述液壓腔33內(nèi)，且與所述通孔的邊緣密封連接。

在本發(fā)明實施例中，將所述壓力傳感器34固定在所述預設高度處，能夠以所述預設高度處的壓力檢測值作為氣門間隙變化的判斷標準，從而能夠?qū)忾T間隙進行更準確地調(diào)節(jié)。

其中，對所述壓電致動器1的具體結(jié)構(gòu)不做限定。

本發(fā)明的一實施例中，所述壓電致動器1由多層壓電陶瓷片疊置構(gòu)成。

另一方面，本發(fā)明實施例提供一種發(fā)動機的配氣機構(gòu)，參見圖2與圖3，包括氣門組01和氣門傳動組001；

所述氣門傳動組001包括搖臂10、頂置式凸輪軸11以及如上所述的自動調(diào)節(jié)機構(gòu)12；

參見圖2，所述頂置式凸輪軸11設置在所述搖臂10的上方，且與所述搖臂10的中部傳動連接，所述氣門組01的上端與所述搖臂10的一端活動連接，所述自動調(diào)節(jié)機構(gòu)12作為搖臂10的支點的一端與所述搖臂10的另一端活動連接；

或者，參見圖3，所述頂置式凸輪軸11設置在所述搖臂10的下方，且與所述搖臂10的一端活動連接，所述氣門組01的上端與所述搖臂10的另一端活動連接，所述自動調(diào)節(jié)機構(gòu)12作為搖臂10的支點的一端與所述搖臂10的中部活動連接。

本發(fā)明實施例提供一種發(fā)動機的配氣機構(gòu)，通過在頂置式凸輪軸發(fā)動機中設置壓電致動器1，并使得壓電致動器1的第一端固定，第二端作為搖臂10的支點與所述搖臂10傳動連接，所述壓電致動器1可在電壓可調(diào)電源的電壓變化時發(fā)生伸縮，帶動所述搖臂10的支點上下移動，能夠?qū)忾T間隙進行調(diào)節(jié)。克服了現(xiàn)有技術(shù)中通過人工介入對氣門間隙進行調(diào)節(jié)時費時費力，人工成本高，且難以滿足發(fā)動機的正常運行需求的缺陷。

其中，當所述頂置式凸輪軸11設置在所述搖臂10的上方，且與所述搖臂10的中部傳動連接時，所述頂置式凸輪軸11可以直接與所述搖臂10的中部接觸連接，或者，所述搖臂10的中部設置有轉(zhuǎn)動軸承，所述頂置式凸輪軸11可以與所述轉(zhuǎn)動軸承接觸連接，這樣，能夠減小對所述搖臂10的磨損。同樣的，當所述頂置式凸輪軸11設置在所述搖臂10的下方，且與所述搖臂10的一端傳動連接時，所述頂置式凸輪軸11可以直接與所述搖臂10的一端接觸連接，或者，所述搖臂10的一端設置有轉(zhuǎn)動軸承，所述頂置式凸輪軸11可以與所述轉(zhuǎn)動軸承接觸連接，這樣，能夠減小對所述搖臂10的磨損。

其中，對所述傳動機構(gòu)3遠離所述壓電致動器1的一端與所述搖臂10的連接方式不做限定，只要所述搖臂10能夠以所述傳動機構(gòu)3遠離所述壓電致動器1的一端為支點進行擺動即可。

優(yōu)選的，所述傳動機構(gòu)3遠離所述壓電致動器1的一端與所述搖臂10通過凸球面和凹球面配合連接。

另一方面，本發(fā)明實施例提供一種發(fā)動機，包括氣缸以及如上所述的配氣機構(gòu)，所述搖臂設置在所述氣缸的上方；

所述頂置式凸輪軸設置在所述搖臂的上方，且與所述搖臂的中部傳動連接，所述自動調(diào)節(jié)機構(gòu)設置在所述搖臂和所述氣缸的上缸蓋之間，且所述自動調(diào)節(jié)機構(gòu)的固定端與所述上缸蓋接觸連接；或者，

所述頂置式凸輪軸設置在所述搖臂的下方，且與所述搖臂的一端活動連接，所述自動調(diào)節(jié)機構(gòu)設置在所述搖臂的上方。

本發(fā)明實施例提供一種發(fā)動機，通過在頂置式凸輪軸發(fā)動機中設置壓電致動器，并使得壓電致動器的第一端固定，第二端作為搖臂的支點與所述搖臂傳動連接，所述壓電致動器可在電壓可調(diào)電源的電壓變化時發(fā)生伸縮，帶動所述搖臂的支點上下移動，能夠?qū)忾T間隙進行調(diào)節(jié)?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)中通過人工介入對氣門間隙進行調(diào)節(jié)時費時費力，人工成本高，且難以滿足發(fā)動機的正常運行需求的缺陷。

再一方面，本發(fā)明實施例提供一種氣門間隙的自動調(diào)節(jié)方法，應用于如上所述的頂置式凸輪軸發(fā)動機；包括：

發(fā)動機在預設工況下運行，對所述電壓可調(diào)電源的輸出電壓進行調(diào)節(jié)，使得所述壓電致動器發(fā)生伸長或縮短，帶動所述搖臂的支點上下移動，對氣門間隙進行調(diào)節(jié)。

本發(fā)明實施例提供一種氣門間隙的自動調(diào)節(jié)方法，通過使發(fā)動機在預設工況下運行，隨著運行時間的延長，氣門間隙會發(fā)生改變，或者，在預設工況下在不同的轉(zhuǎn)速下需要不同的氣門間隙以提高發(fā)動機的功率輸出，通過對所述電壓可調(diào)電源的輸出電壓進行調(diào)節(jié)，能夠使所述壓電致動器發(fā)生伸縮，這樣，所述搖臂的支點能夠上下移動，從而能夠?qū)忾T間隙進行調(diào)節(jié)?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)中通過人工介入對氣門間隙進行調(diào)節(jié)時費時費力，人工成本高，且難以滿足發(fā)動機的正常運行需求的缺陷。

本發(fā)明的一實施例中，所述使發(fā)動機在預設工況下運行之前還包括：

在第一預設氣門間隙下，模擬發(fā)動機在若干組不同的轉(zhuǎn)速下運行，分別在各個不同的轉(zhuǎn)速下通過所述壓力傳感器對所述預設高度處的壓力值進行檢測，獲取發(fā)動機的轉(zhuǎn)速與氣門間隙和所述預設高度處的壓力之間的函數(shù)關(guān)系。

通過獲取發(fā)動機的轉(zhuǎn)速與氣門間隙和所述預設高度處的壓力之間的函數(shù)關(guān)系，在氣門間隙發(fā)生變化時，針對不同的轉(zhuǎn)速所對應的所述預設高度處的壓力也會發(fā)生變化，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對氣門間隙的檢測。

本發(fā)明的又一實施例中，所述對所述電壓可調(diào)電源的輸出電壓進行調(diào)節(jié)具體包括：

確定所述發(fā)動機的實時轉(zhuǎn)速，根據(jù)所述函數(shù)關(guān)系與第二預設氣門間隙獲取該實時轉(zhuǎn)速在任意時刻所對應的所述預設高度處的壓力值，并根據(jù)所述壓力傳感器所檢測的實時壓力與所述壓力值之間的偏差計算消除該偏差所對應的電壓值，調(diào)節(jié)所述電壓可變電源的輸出電壓等于所述電壓值。

在本發(fā)明實施例中，通過確定所述發(fā)動機的實時轉(zhuǎn)速，并通過設定一定的氣門間隙，根據(jù)所述函數(shù)關(guān)系計算該實時轉(zhuǎn)速所對應的所述預設高度處的壓力值，同時，將所述壓力傳感器所檢測的實時壓力與計算所獲得的壓力值進行比較，若存在偏差，則說明氣門間隙不等于所設定的氣門間隙，這樣，通過所述偏差計算消除該偏差所對應的電壓值，并調(diào)節(jié)所述電壓可變電源的輸出電壓等于所述電壓值，能夠?qū)λ龊瘮?shù)關(guān)系進行修正，從而能夠?qū)忾T間隙進行調(diào)節(jié)，使得所述氣門間隙為所設定的氣門間隙。

本發(fā)明的一實施例中，所述第二預設氣門間隙為所述發(fā)動機的初始氣門間隙。若所述發(fā)動機在恒定的轉(zhuǎn)速下運行，則隨著運行時間的延長，氣門與傳動部件之間磨損使得氣門間隙變小，這時，可以通過調(diào)節(jié)氣門間隙使得氣門間隙為所述發(fā)動機的初始氣門間隙，以消除氣門間隙變化所帶來的配氣正時的改變。

或者，所述第二預設氣門間隙為根據(jù)所述發(fā)動機的實時轉(zhuǎn)速設定的氣門間隙。若所述發(fā)動機在不同的轉(zhuǎn)速下運行，則在不同的轉(zhuǎn)速下，為了實現(xiàn)發(fā)動機功率輸出的最大化，氣門間隙會有所差異(例如，在發(fā)動機低速運行時希望增大氣門間隙，在所述發(fā)動機高速運行時希望減小氣門間隙)，這時，可以通過調(diào)節(jié)氣門間隙使得氣門間隙為設定的氣門間隙來實現(xiàn)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。