[发明专利]一种连续可变气门升程装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机的气门控制系统，更具体的说，是涉及一种机械性改变气门升程的连续可变气门升程装置，本发明还涉及这种连续可变气门升程装置的控制方法。

背景技术

发动机可变气门驱动技术的研究有100多年的历史。20世纪80年代末以来，全球能源和环境问题日益突出，各国对提高燃油经济性和降低有害排放物的要求日趋严格，因此大量的可变气门驱动机构应运而生。采用可变气门升程技术可以使发动机在整个转速和负荷范围内获得良好的性能。有关该领域的专利以日本和美国居多，应用该技术的发动机产品也越来越多，但是现有的专利或产品所采用的可变气门升程装置大多都是升程两级可变的，即高的气门升程和低的气门升程两种状态，不能适应发动机各种工况下对气门开启高度的需求。现有的为数不多的气门升程连续可变装置，大都结构复杂，润滑条件差，制造成本高，装配误差大；而且可变机构大多都布置在气门摇臂或挺杆的上方，不利于发动机小型化的要求和发动机在整车的布置；同时因为机构复杂，产生的噪声也将很大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单紧凑，实现简单，成本低，可靠性高的，能控制气门升程可变的一种连续可变气门升程装置。

为解决以上的技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明为一种连续可变气门升程装置，包括摇臂，凸轮轴，凸轮，气门，所述的连续可变气门升程装置还包括摇臂圆弧凹槽，枢轴，滚子，销轴，滑杆，控制臂，蜗杆，步进电机，所述的摇臂套装在枢轴上，滚子与摇臂表面接触，滚子通过与其表面连接的销轴的滑杆连接，所述的控制臂一端为滑道，另一端为蜗轮，滑杆与空心结构的滑道套装，蜗轮为带齿牙的结构，蜗轮与蜗杆连接，蜗杆通过步进电机控制。

所述的摇臂与枢轴之间设置为可往复摆动的活动结构，所述的摇臂圆弧凹槽设置在摇臂底部的表面上，所述的滚子与摇臂圆弧凹槽接触。

所述的摇臂上的圆弧形凹槽的圆弧圆心设置为与凸轮的基圆同心的结构。

所述的与滚子通过销轴连接的滑杆设置为两者之间的侧面之间呈H型的结构，所述的滑杆与滑道套装的一端设置为长方体结构，所述的滑道设置为与滑杆外表面配合的结构。

所述的控制臂的蜗轮中心与凸轮轴中心同轴，但彼此独立运动，没有联动关系，控制臂可以设置在凸轮轴的轴承盖或缸盖上(图中未示出)，所述的凸轮设置在凸轮轴上。

所述的控制臂的蜗轮设置为边沿设置出齿牙的圆盘结构。

所述的滑杆与滑道之间设置弹簧。

所述的步进电机通过发动机ECU控制。

本发明还提供一种连续可变气门升程装置的控制方法，所述的连续可变气门升程装置的控制方法为：

a)所述的发动机ECU控制步进电机，步进电机带动蜗杆转动；

b)所述的蜗杆带动控制臂上的蜗轮绕旋转中心转动，进而带动滚子沿摇臂凹槽绕凸轮轴的中心移动；

C)所述的滚子沿着摇臂凹槽移动后，滚子相对摇臂凹槽的位置连续变化，引起摇臂枢轴两侧摇臂比的连续变化，进而可以使气门升程连续变化。

采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：

本发明结构简单紧凑，实现简单，成本低，可靠性高，能控制气门升程可变；本发明用较少的零部件实现发动机气门升程随发动机转速和负荷的变化而自动变化，其能以较大灵活性改变气门的升程特性。

附图说明

下面对本说明书中各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本发明的连续可变气门升程装置的结构示意图；

图2是图1所示的连续可变气门升程装置的分解结构示意图；

图3是本发明的正视结构示意图；

图4是本发明的摇臂圆弧槽的结构示意图；

图5是本发明的高气门升程状态下的结构示意图；

图6是发明的中气门升程状态下的结构示意图；

图7是发明的低气门升程状态下的结构示意图；

图8是本发明的气门升程变化时的气门正时状况示意图；

图9是本发明的气门最大升程与滚子在摇臂上的位置关系示意图；

图中标记为：1、摇臂；1a、摇臂圆弧凹槽；2、枢轴；3、滚子；4、销轴；5、滑杆；6、弹簧；7、控制臂；7a、滑道；7b、蜗轮；8、凸轮轴；9、凸轮；10、蜗杆；11、步进电机；12、气门。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：