[发明专利]一种无级可变气门升程机构

说明书

技术领域

本发明涉及发动机气门设计领域，特别是涉及一种无级可变气门升程机构。

背景技术

对于传统的汽油发动机来说，气门升程量是固定不变的，发动机负荷的调节是通过控制节气门开度来实现的。这样的控制办法使得发动机存在着较大的泵气损失，特别是在部分负荷下，泵气损失更为严重，会很大程度的影响发动机的性能。

因此为解决上述问题，后来出现了可变配气机构，主要包括有可变气门正时VVT和可变气门升程VVL，均对发动机性能和燃油经济性有很大的改善作用。其中可变气门升程VVL能够根据发动机工况，调整气门升程，从而兼顾行车过程中发动机的各种转速范围的输出性能，提高发动机的燃油经济性。目前能够实现VVL的有本田汽车公司的VTEC、TOYOTA的VVT-i、BMW的Valvetronic等。但是这些机构多数只有两级或三级升程可变，需要在凸轮轴上设计两套或三套凸轮系统，通过切换凸轮改变气门升程，且切换机构复杂，如VTEC和VVT-i。另外，虽然电子气门技术Valvetronic实现了无级可变气门升程，但其机构复杂，空间要求大，不易于目前发动机小型化、轻量化的发展趋势。再就是这几种VVL机构也不易对现有的baseline发动机进行改装升级以提升发动机的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种无级可变气门升程机构，解决了目前气门升程机构提升发动机性能不完全以及结构复杂、造价昂贵的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种无级可变气门升程机构，包括：

摇臂；

气门，被所述摇臂推动；

驱动凸轮，作用于所述摇臂以推动所述气门；

挺柱，作为所述摇臂的支点，用于支撑所述摇臂；所述挺柱与所述摇臂采用活动连接方式，并且所述挺柱在驱动力作用下沿着所述摇臂长度方向移动；

挺柱位移驱动装置，用于驱动所述挺柱移动，使得所述挺柱与所述摇臂的相对位置发生改变，从而改变所述摇臂的动力臂和阻力臂，最终改变被所述摇臂推动的所述气门的升程。

可选地，所述摇臂上用于与所述挺柱连接的部位开设有导向槽，所述导向槽沿所述摇臂的长度方向延伸，所述挺柱的端部设置在所述导向槽内，并在所述导向槽内滑动。

可选地，所述气门位于所述摇臂的第一端底侧；所述驱动凸轮在所述摇臂上的作用点位于所述摇臂的顶部中间位置；所述挺柱位于所述摇臂的底侧，并且是位于所述摇臂的第二端至所述驱动凸轮作用在所述摇臂的作用点之间。

可选地，所述挺柱位移驱动装置是以电机为动力的机械传动装置。

可选地，所述驱动凸轮固定设置在凸轮轴上。

可选地，所述摇臂上设有滚子轴承，用于与所述驱动凸轮滑动接触。

可选地，当所述挺柱离所述摇臂的第二端端部最近时，所述气门的升程量最小；

当所述挺柱离所述驱动凸轮作用在所述摇臂上的作用点最近时，所述气门的升程量最大。

可选地，所述摇臂的支点到其驱动力作用线的垂直距离为动力臂，所述驱动力由所述驱动凸轮提供；

所述摇臂的支点到其阻力作用线的垂直距离为阻力臂，所述阻力由所述摇臂推动所述气门时产生。

本发明至少存在以下有益技术效果：

1）、本发明是利用驱动装置连续改变作为摇臂支点的挺柱的位置，从而使得摇臂的动力臂和阻力臂发生改变，最终改变与摇臂相接触的气门的升程量，结构原理简单，操控方便快捷，实现无级可变气门升程，并且能够兼顾不同发动机工况下不同气门升程要求，提升发动机性能及提高发动机燃油经济性；

2）、本发明结构简单，仅仅对摇臂和挺柱连接部位的结构进行改进，并添加简单的挺柱位移驱动装置，既可实现无级可变气门升程，易于对现有的发动机进行改装、升级性能，并且不会对原发动机结构造成太大影响，也不需对凸轮等进行重新设计，节约成本；

3）、本发明摇臂上设有滚子轴承，使得与驱动凸轮之间的摩擦更小，操控效率更高；

4）、本发明的原理简单，采用杠杆原理；摇臂作为一个杠杆，挺柱作为支点，凸轮位置和气门位置是杠杆的两个活动端，通过挺柱位置的不断改变，从而改变两个活动端的力臂，最终实现气门升程量的无级可变。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图，其中能够看到导向槽；

图2同样为本发明实施例的结构示意图，其中不能看到导向槽；

图3为本发明实施例中摇臂与挺柱的配合示意图；

图4为本发明实施例的杠杆原理示意图；

其中：