一种可变气门升程机构的制作方法

1.本实用新型涉及发动机领域，尤其涉及一种可变气门升程机构。


背景技术：

2.可变气门升程机构是配设两个升程和包角不同的凸轮，分别记为低转速凸轮和高转速凸轮，低转速凸轮和高转速凸轮的升程不同，通过切换不同升程的凸轮驱动气门，实现气门升程的大小和相位的变化，以控制进排气量，满足不同工况下对氧气量的需求，使发动机得到最佳的高速效率和最佳的低速扭矩，进而获得最佳的经济性。
3.为了实现不同升程的凸轮之间的切换，配设有驱动结构，但现有的驱动结构具有结构复杂、成本高的缺陷。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种结构简单、可靠性高的可变气门升程机构，降低对结构精密性的要求和加工成本。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种可变气门升程机构，包括：
7.摇臂轴，所述摇臂轴上套设有能够分别相对于所述摇臂轴转动的主摇臂和副摇臂；
8.气门，所述气门连接于所述主摇臂的一侧；
9.凸轮轴，设于所述主摇臂的另一侧，所述凸轮轴上固定有主凸轮和副凸轮，所述主凸轮的升程小于所述副凸轮的升程；所述主凸轮和所述副凸轮分别通过一个滚子驱动所述主摇臂和所述副摇臂摆动；
10.其特征在于，所述副凸轮设有两个，分别设于所述主凸轮的轴向两端，所述副凸轮与所述副摇臂一一对应设置；
11.所述可变气门升程机构还包括滑动连接于所述主摇臂且与所述副摇臂一一对应的执行销，所述执行销的一端能够选择性地伸出所述主摇臂并抵接于对应的所述副摇臂背对所述凸轮轴的外表面，或缩回所述主摇臂内；
12.活塞，滑动连接于所述主摇臂且设于所述活塞的径向两侧，用于驱动两个所述执行销同步伸缩。
13.作为上述可变气门升程机构的一种优选技术方案，所述执行销的伸缩方向为所述主摇臂的轴向，所述活塞滑动连接于所述主摇臂，所述活塞的滑动方向垂直于所述主摇臂的轴向。
14.作为上述可变气门升程机构的一种优选技术方案，所述主摇臂内设有内部油道，所述活塞滑动设于所述内部油道内；
15.所述主摇臂上设有与所述内部油道连通的安装孔，所述执行销滑动设于所述安装孔内；
16.所述内部油道内的高压油能够驱动所述活塞滑动，使所述活塞推动所述执行销从所述安装孔的开口伸出；
17.所述安装孔内设有第一复位弹簧，用于驱动所述执行销缩回至所述安装孔。
18.作为上述可变气门升程机构的一种优选技术方案，所述摇臂轴上设有高压油道，所述可变气门升程机构还包括电磁阀，所述电磁阀能够选择性地使所述活塞一端的所述内部油道与所述高压油道或外界大气连通；
19.所述活塞另一端的所述内部油道内设有第二复位弹簧，能够在所述内部油道内的高压油驱动所述活塞滑动时被压缩。
20.作为上述可变气门升程机构的一种优选技术方案，所述活塞包括同轴设置的第一圆柱段和圆锥段，由所述第一圆柱段至所述圆锥段的方向，所述圆锥段的外径逐渐减小；
21.所述执行销的一端能够选择性地抵接于所述第一圆柱段的外壁或所述圆锥段的外壁。
22.作为上述可变气门升程机构的一种优选技术方案，所述执行销包括同轴设置的第一圆柱部和第二圆柱部，所述第一圆柱部的外径小于所述第二圆柱部的外径且形成有台阶面；
23.所述安装孔的开口端设有限位挡片，所述第一复位弹簧套设于所述第一圆柱部外，所述第一复位弹簧的两端分别抵接于所述台阶面和所述限位挡片。
24.作为上述可变气门升程机构的一种优选技术方案，还包括：
25.第一限位件，所述第一限位件连接于所述主摇臂，所述执行销的一端伸出所述主摇臂且抵接于对应的所述副摇臂背对所述凸轮轴的外表面时，所述活塞与所述第一限位件抵接。
26.作为上述可变气门升程机构的一种优选技术方案，还包括：
27.第二限位件，所述第二限位件设于所述主摇臂背对所述凸轮轴的一侧，所述执行销缩回至所述安装孔内时，所述副摇臂能够抵接于所述第二限位件。
28.作为上述可变气门升程机构的一种优选技术方案，所述第二限位件设有两个，两个所述第二限位件一体成型；
29.所述第一限位件为螺钉，所述螺钉将两个所述第二限位件连接于所述主摇臂，且一端伸入所述内部油道内以对所述活塞进行限位。
30.作为上述可变气门升程机构的一种优选技术方案，所述第二限位件为能够发生弹性变形的弹簧板。
31.本实用新型的有益效果：本发明提供的可变气门升程机构，发动机在低转速、低负荷时，执行销缩回至主摇臂内时，主摇臂和副摇臂彼此独立运动，此时决定气门升程高低的是主凸轮。发动机在高转速、高负荷时，执行销伸出主摇臂并抵接于副摇臂背对凸轮轴的一侧，将主摇臂和副摇臂锁定，此时决定气门升程高低的是副凸轮。
32.由活塞驱动两个执行销同步伸缩，使执行销的一端选择性地伸出主摇臂并抵接于对应的副摇臂背对凸轮轴的外表面，或缩回主摇臂内，简化可变气门升程机构的结构，降低成本。设置两个副凸轮、与副凸轮一一对应的执行销和副摇臂，能够使副凸轮决定气门升程时，主摇臂两侧的两个副摇臂同步摆动，保证主摇臂摆动时的稳定性。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
34.图1是本实用新型实施例提供的副凸轮决定气门升程时的可变气门升程机构的结构示意图；
35.图2是图1的局部结构示意图；
36.图3是本实用新型实施例提供的副凸轮决定气门升程时的可变气门升程机构的剖视图一；
37.图4是本实用新型实施例提供的副凸轮决定气门升程时的可变气门升程机构的剖视图二；
38.图5是图4的局部结构示意图；
39.图6是本实用新型实施例提供的主凸轮决定气门升程时的可变气门升程机构的局部结构示意图；
40.图7是图6的局部剖视图；
41.图8是本实用新型实施例提供的主凸轮决定气门升程时的气门升程和副凸轮决定气门升程时的气门升程的对比图。
42.图中：
43.1、摇臂轴；11、主摇臂；111、内部油道；12、副摇臂；
44.21、执行销；22、第一复位弹簧；23、活塞；24、第二复位弹簧；
45.3、第一限位件；4、第二限位件；
46.5、凸轮轴；51、主凸轮；52、副凸轮；
47.6、气门；7、滚子。
具体实施方式
48.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。
49.如图1至图7所示，本实施例提供了一种可变气门升程机构，包括摇臂轴1、气门6和凸轮轴5，其中，摇臂轴1上套设有能够分别相对于摇臂轴1转动的主摇臂11和副摇臂12；气门6连接于主摇臂11的一侧，凸轮轴5设于主摇臂11的另一侧，凸轮轴5上固定有主凸轮51和副凸轮52，主凸轮51的升程小于副凸轮52的升程；主凸轮51和副凸轮52分别通过一个滚子7驱动主摇臂11和副摇臂12摆动。本实施例中，主凸轮51的包角小于副凸轮52的包角。
50.本实施例中，副凸轮52设有两个，分别设于主凸轮51的轴向两端，副凸轮52与副摇臂12一一对应设置。
51.上述可变气门升程机构还包括执行销21和活塞23，执行销21滑动连接于主摇臂11且与副摇臂12一一对应；执行销21的一端能够选择性地伸出主摇臂11并抵接于副摇臂12背
对凸轮轴5的外表面，或缩回主摇臂11内；活塞23滑动连接于主摇臂11且设于活塞23的径向两侧，活塞23用于驱动两个执行销21同步伸缩。
52.具体地，执行销21处于第一位置时，执行销21伸出主摇臂11并抵接于副摇臂12背对凸轮轴5的外表面；执行销21处于第二位置时，执行销21缩回至主摇臂11内。本实施例中，执行销21的伸缩方向为主摇臂11的轴向，活塞23滑动连接于主摇臂11，活塞23的滑动方向垂直于主摇臂11的轴向，使活塞23滑动时，能够驱动两个执行销21同步伸缩。
53.发动机在低转速、低负荷时，执行销21处于第二位置，执行销21缩回主摇臂11内，主摇臂11和副摇臂12彼此独立运动，此时决定气门6升程高低的是主凸轮51。发动机在高转速、高负荷时，执行销21处于第一位置，执行销21伸出主摇臂11并抵接于副摇臂12背对凸轮轴5的一侧，将主摇臂11和副摇臂12锁定，此时决定气门6升程高低的是副凸轮52。上述可变气门升程机构具有结构简单、成本低的优势。
54.通过设置两个副凸轮52、与副凸轮52一一对应的执行销21和副摇臂12，能够使副凸轮52决定气门6升程时，主摇臂11两侧的两个副摇臂12同步摆动，保证主摇臂11摆动时的稳定性。
55.图8是主凸轮决定气门升程时的气门升程和副凸轮决定气门升程时的气门升程的对比图，参照图8，可以看出采用本实施例提供的可变气门升程机构，可以实现两种不同气门升程之间的切换。
56.进一步地，主摇臂11内有内部油道111，活塞23滑动设于内部油道111内，主摇臂11上设有与内部油道111连通的安装孔，执行销21滑动设于安装孔内。本实施例中，安装孔的轴向和内部油道111的轴向垂直，安装孔设有两个，两个安装孔分别位于内部油道111的径向两侧且同轴设置。
57.内部油道111内的高压油能够驱动活塞23滑动，使活塞23推动执行销21从安装孔的开口伸出；安装孔内设有第一复位弹簧22，用于驱动执行销21缩回至安装孔内。采用上述设置，实现执行销21的伸缩。
58.本实施例中，活塞23沿其轴向于锁定位置和解锁位置之间往复滑动，活塞23处于锁定位置时，执行销21处于第一位置；活塞23处于解锁位置时，执行销21能够向主摇臂11内回缩。
59.摇臂轴1上设有高压油道，可变气门升程机构还包括电磁阀，电磁阀能够选择性地使活塞23一端的内部油道111与高压油道或外界大气连通；活塞23另一端的内部油道111内设有第二复位弹簧24，能够在内部油道111内的高压油驱动活塞23滑动时被压缩。采用上述设置实现活塞23的往复移动，本实施例中，上述电磁阀为两位三通电磁阀，电磁阀使内部油道111和高压油道连通时，活塞23处于锁定位置，第一复位弹簧22和第二复位弹簧24均处于压缩状态；电磁阀使内部油道111和外界大气连通时，活塞23处于解锁位置。
60.在电磁阀使内部油道111和高压油道连通时，高压油进入内部油道111内，内部油道111内的高压油施加作用力于活塞23，活塞23在内部油道111内滑动，使第二复位弹簧24被压缩，同时活塞23会推动执行销21从安装孔的开口伸出，使第一复位弹簧22被压缩，同时使执行销21抵接于副摇臂12背对齿轮轴的一侧，实现主摇臂11通过执行销21和副摇臂12相连，此时副凸轮52决定气门6的升程。
61.在电磁阀使内部油道111和外界大气连通时，实现对内部油道111进行泄压，第二
复位弹簧24驱动活塞23移动复位；第一复位弹簧22将会推动执行销21向安装孔内回缩。
62.进一步地，活塞23包括同轴设置的第一圆柱段和圆锥段，由第一圆柱段至圆锥段的方向，圆锥段的外径逐渐减小，执行销21的一端能够选择性地抵接于第一圆柱段的外壁或圆锥段的外壁。具体地，执行销21处于第一位置时，执行销21抵接于第一圆柱段的外壁；执行销21处于第二位置时，执行销21抵接于圆锥段的外壁。
63.活塞23还包括第二圆柱段，第二圆柱段的一端连接于圆锥段的小径端，第二圆柱段的外壁凸设有限位凸部，第二复位弹簧24套设于第二圆柱段外，第二复位弹簧24和圆锥段位于限位凸部的两侧，第二复位弹簧24的一端抵接于限位凸部，另一端抵接于内部油道111的内壁，利用第二圆柱段为第二复位弹簧24的压缩进行导向，防止第二复位弹簧24压偏。
64.进一步地，执行销21包括同轴设置的第一圆柱部和第二圆柱部，第一圆柱部的外径小于第二圆柱部的外径且形成有台阶面；安装孔的开口端设有限位挡片，第一复位弹簧22套设于第一圆柱部外，第一复位弹簧22的两端分别抵接于台阶面和限位挡片；通过第一圆柱部为第一复位弹簧22的压缩进行导向。
65.进一步地，副摇臂12背对凸轮轴5的一侧设有凹槽，执行销21能够沿其轴向选择性地伸入或退出凹槽内。具体地，执行销21处于第一位置时，执行销21伸出主摇臂11并伸入凹槽内且抵接于凹槽的内底壁；执行销21处于第二位置时，执行销21退出凹槽并缩回主摇臂11内。可选地，每个副摇臂12上设有两个凹槽，分别设于副摇臂12的轴向两端，避免两个副摇臂12装反。
66.进一步地，上述可变气门升程机构还包括第一限位件3，第一限位件3连接于主摇臂11，执行销21的一端伸出主摇臂11且抵接于对应的副摇臂12背对凸轮轴5的外表面时，活塞23在第二复位弹簧24的作用下与第一限位件3抵接。通过设置第一限位件3，对活塞23进行限位。
67.进一步地，上述可变气门升程机构还包括第二限位件4，第二限位件4设于主摇臂11背对凸轮轴5的一侧，执行销21缩回至安装孔内时，副摇臂12能够抵接于第二限位件4，通过第二限位件4对副摇臂12进行限位，以防止副摇臂12晃动，提高副摇臂12的稳定性。
68.进一步地，为了简化结构，上述第二限位件4设有两个，两个第二限位件4一体成型；第一限位件3为螺钉，螺钉将两个第二限位件4连接于主摇臂11，且一端伸入内部油道111内以对活塞23进行限位。
69.进一步地，为了避免主凸轮51起作用时，副摇臂12与第二限位件4抵接时会产生震动，为此，本实施例中，第二限位件4为能够发生弹性变形的弹簧板，利用弹簧板对副摇臂12进行缓冲，减小震动。
70.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
71.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是
为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
72.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。