[发明专利]一种可变气门正时和可变气门升程的装置

摘要

本发明提供了一种由电机驱动的可变气门正时和可变气门升程的装置。根据内燃机的运行特征和要求，仅通过一套装置，即可实现气门正时和升程的同时改变，且成本低廉，机构可靠，响应快速，精确度高，对怠速和冷启动均能充分应对，与可变压缩比(VCR)等先进技术可较好地匹配，甚至极有可能取消现有的节气门机构，重要的是加装该装置对现存的内燃机结构修改不大，对提高内燃机效率有极其明显的作用。该装置包括一个凸轮轴驱动机构、一个偏心环旋转机构和一个逆向运动传递自锁的减速机构，通过凸轮轴驱动机构将曲轴的旋转运动转变为凸轮轴的旋转运动，通过减速机构将其内置电机的高速小扭矩旋转运动转变为低速大扭矩旋转运动，并驱动偏心环旋转机构同时改变气门的正时和升程。

主权项

一种用于内燃机的改变气门正时和改变气门升程的装置，其包括：凸轮轴驱动机构(200)、偏心环旋转机构(10)和减速机构(300)，其特征在于：所述凸轮轴驱动机构(200)包括凸轮轴链轮(201)、外圈(202)、支撑套(206)、行星齿轮(207)和齿圈(208)，凸轮轴链轮(201)和齿圈(208)被固定安装在外圈(202)上，外圈(202)被可旋转地安装在支撑套(206)上，支撑套(206)被固定在缸盖上；凸轮轴链轮(201)、齿圈(208)、外圈(202)和支撑套(206)四个零件的轴线或旋转中心均与中心轴线(102)重合，当曲轴驱动凸轮轴链轮(201)旋转时，凸轮轴链轮(201)、齿圈(208)和外圈(202)三个零件均被驱动，使其绕中心轴线(102)同步旋转；行星齿轮(207)，被固定安装在凸轮轴(100)的前端，其旋转轴线与凸轮轴轴线(101)重合；行星齿轮(207)与齿圈(208)内啮合，此两个零件的旋转轴线之间具有中心距L，当齿圈(208)绕中心轴线(102)旋转时，驱动行星齿轮(207)绕凸轮轴轴线(101)旋转，与行星齿轮(207)固定在一起的凸轮轴(100)也绕凸轮轴轴线(101)同步旋转，至此，完成了曲轴对凸轮轴(100)的旋转驱动；所述偏心环旋转机构(10)包括至少一个偏心环(307)，所述的偏心环(307)具有内外两个圆柱表面，其两个圆柱表面的轴线之间具有偏心量E，所述的偏心量E等于行星齿轮(207)与齿圈(208)旋转轴线之间的中心距L，所述偏心环(307)被可旋转地套接在凸轮轴(100)轴颈和凸轮轴承座内孔(108)之间，其内圆柱表面(304)与凸轮轴(100)轴颈滑动接触，其外圆柱表面(305)与凸轮轴承座内孔(108)滑动接触，接触面之间安装滑动轴承或安装滚动轴承；凸轮轴承座内孔(108)和偏心环外圆柱表面(305)的轴线与中心轴线(102)重合，因此，偏心环(307)的旋转被限定在绕中心轴线(102)旋转，又由于偏心量E等于中心距L，所以，所述的齿圈(208)、行星齿轮(207)、偏心环(307)、凸轮轴轴线(101)和中心轴线(102)共同组建了一个K‑H‑V行星齿轮传动机构；根据K‑H‑V行星齿轮传动机构的运动规律：当齿圈(208)被驱动旋转时，由于啮合关系，行星齿轮(207)和凸轮轴(100)被驱动旋转，此时气门升程和正时角度均未改变；当偏心环(307)被驱动旋转时，一方面偏心环(307)将带动凸轮轴轴线(101)以偏心量E为半径，沿运行轨迹(104)与偏心环(307)同向旋转，另一方面由于齿圈(208)与行星齿轮(207)相互啮合的约束关系，使得行星齿轮(207)同时绕凸轮轴轴线(101)逆向旋转；凸轮轴轴线(101)沿运行轨迹(104)的移动改变了凸轮轴(100)相对于气门挺柱或气门摇臂的距离或升程，凸轮轴(100)绕自身轴线(101)旋转，改变了凸轮相对于气门开启或关闭的角度；即，偏心环(307)的旋转角度能够唯一对应于气门升程和气门正时角度。