[发明专利]内燃机连续可变气门正时机械调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种内燃机领域的气门调节装置，特别是一种内燃机连续可变气门正时机械调节装置。

背景技术

节能减排是内燃机领域共同关注的一个重大课题。发动机的气门正时直接影响发动机的充气效率，从而对发动机的缸内燃烧过程有着非常重要的影响。可变气门正时技术通过对发动机不同工况下的气门正时进行调整，优化进入缸内的充量，从而改善发动机的动力性和经济性。理想的气门正时规律应该能够根据发动机运行工况的改变及时地进行适当调整，且这种调整应该是连续的，具有足够的灵活性。在发动机低转速时，气体流速慢、惯性小，应采用较小的进气门迟闭角，以防止缸内充量出现向进气系统倒流；在高转速时，气体流速快、惯性大，则应增大进气门迟闭角，以获得较高的充气效率。

通过对现有技术文献的检索发现，专利申请号为200610069982.5，公开号为CN1959072，名称为一种电液控制的内燃机连续可变配气定时系统的发明专利，在其具体实施方案中，只能够控制气门的下降和关闭时刻，无法实现气门开启时刻的控制，且可靠性和调节的精度较难保证。专利申请号为200610169984.1，公开号为CN101182807，名称为连续可变气门升程装置的发明专利，同时实现了对气门升程和气门正时进行连续调节，但其结构复杂，从动件过多，可靠性较难保证，且难以在原有发动机上进行加装。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种内燃机连续可变气门正时机械调节装置，不但能使发动机在低速工况时获得较小的进气门迟闭角，在高速工况时获得较大的进气门迟闭角，还能使发动机在不同工况下的气门正时实现连续可调，获得较好的充量效果。

本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括：内燃机机体、曲轴、凸轮轴、凸轮、气门、驱动齿轮、中间传动装置、输入中心齿轮、行星齿轮、行星齿轮架、输出中心齿轮、调节装置、输入中心齿轮套管、行星齿轮套管和连接轴，凸轮轴穿过凸轮的轴心并与凸轮连接为一体，气门的气门杆和凸轮相接触，输入中心齿轮套管安装在输入中心齿轮的轴心处，行星齿轮套管安装在行星齿轮的轴心处，曲轴的前端安装在驱动齿轮的轴心处，输入中心齿轮的齿圈包括外齿圈和内齿圈，中间传动装置分别与驱动齿轮和输入中心齿轮外齿圈相啮合，行星齿轮分别与输入中心齿轮内齿圈和输出中心齿轮相啮合，凸轮轴的前端安装在输出中心齿轮的轴心处，凸轮轴穿过输入中心齿轮套管，行星齿轮架穿过行星齿轮套管，输入中心齿轮的旋转轴线、行星齿轮架的旋转轴线、输出中心齿轮的旋转轴线和凸轮轴的旋转轴线均相同，调节装置通过连接轴与行星齿轮架相连接。

所述驱动齿轮的齿数与所述输入中心齿轮外齿圈的齿数之间的比值为A，所述输入中心齿轮内齿圈的齿数与所述输出中心齿轮的齿数之间的比值为B，A与B的乘积为1/2。

所述中间传动装置为齿轮或齿形链条或齿形皮带。

所述调节装置为电机或液压驱动机构。

本发明的工作过程中，曲轴的转动由驱动齿轮输出，经中间传动装置传递给输入中心齿轮的外齿圈，驱动由输入中心齿轮内齿圈、行星齿轮、行星齿轮架和输出中心齿轮组成的行星轮系，输出中心齿轮的输出则带动凸轮轴旋转，并由凸轮驱动气门按一定的配气正时打开和关闭。凸轮轴和曲轴之间的转动相位通过行星齿轮架调节，当行星齿轮架固定不动时，凸轮轴和曲轴将以一定的相位转动；当行星齿轮架按一定的方向转动时，将使输出中心齿轮转速增加或减小，从而改变凸轮轴和曲轴之间转动的相位。当行星齿轮架固定不动时，凸轮轴和曲轴之间的传动比为1/2；当行星齿轮架按一定的方向转动时，凸轮轴和曲轴之间的传动比发生改变，从而改变气门的正时。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明不但设计合理，结构简单，可靠性好，调节精度较高，易于在原有发动机上加装；而且适用于现有发动机的进、排气系统气门正时控制，能同时兼顾发动机的不同转速工况，改善发动机的经济性和动力性。

附图说明

图1为本发明内燃机连续可变气门正时机械调节装置示意图；

图2为本发明行星齿轮架固定时传动分析示意图；

图3为本发明行星齿轮架与曲轴转向一致时传动分析示意图；

图4为本发明行星齿轮架与曲轴转向相反时传动分析示意图；

其中：1、调节装置，2、行星齿轮架，3、行星齿轮套管，4、行星齿轮，5、输入中心齿轮，6、内燃机机体，7、输入中心齿轮套管，8、凸轮，9、凸轮轴，10、气门，11、曲轴，12、驱动齿轮，13、中间传动装置，14、输出中心齿轮，15、连接轴。