[发明专利]一种机械式内燃机凸轮轴可变配气相位机构

说明书

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种机械式内燃机凸轮轴可变配气相位机构，克服了现有技术存在的气门相位固定不变或不能灵活改变气门配气相位的缺点。本机构主要包括凸轮轴主体系统、凸轮轴相位控制系统和凸轮轴动力系统；凸轮轴主体系统通过支承块、销a和销b与凸轮轴相位控制系统连接；凸轮轴动力系统与凸轮轴相位控制系统通过轴套与套筒花键啮合连接，凸轮轴动力系统与凸轮轴主体系统通过套筒中心孔内螺旋槽a和螺旋槽b与销a和销b的配合相连接；凸轮轴相位控制系统由步进电机驱动。本发明可实现气门配气相位的连续可变，控制灵活；结构简单，制造方便，成本低，易于推广；可提高发动机的充气效率，有效提高发动机动力性和经济性。

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种机械式内燃机凸轮轴可变配气相位机构。

背景技术

配气机构是内燃机的重要组成部分之一，它承载着实现发动机各个气缸进、排气门的开、闭正时以及控制气门升程运动规律的重要作用，是实现发动机换气过程，保证内燃机热功转换的工作循环得以周而复始不断进行下去的基础。因此，发动机是否能可靠工作，其动力性和经济性能否得到保障，与配气机构在实现换气过程中的配气相位的选择密切相关。传统的发动机由于结构固定，在发动机运转过程中，配气相位是固定不变的，它是在发动机各种不同工况下进行大量实验研究后，设计选取的一种折衷方案，通常只能保证在某一工况使内燃机的性能最优，不能同时兼顾各工况的要求，很难达到真正的最佳配气相位。显然，这一劣势已使其不能满足现阶段对发动机高效率、低油耗、低排放的总体要求。因此，为了满足不同工况下各异的配气相位需求，提高内燃机经济性和动力性，降低有害物排放，需要采用可变气门技术。可变气门技术可根据内燃机工况的变化，实现气门升程从零至最大设计升程和配气相位的连续可变。

发明内容

本发明的目的在于克服现有发动机气门相位固定不变或不能灵活改变气门配气相位的缺点，提供一种结构简单可靠且能灵活控制气门配气相位的机械式内燃机凸轮轴可变配气相位机构。

本发明主要由凸轮轴主体系统Ⅰ、凸轮轴相位控制系统Ⅱ和凸轮轴动力系统Ⅲ组成。

其特征在于所述的凸轮轴主体系统Ⅰ主要由凸轮轴1、凸轮2、限位凸肩a3、上盖板a4、限位凸肩b5、下盖板b25组成；其中限位凸肩a3和限位凸肩b5设置在凸轮轴1外表面上；上盖板a4和下盖板b25置于限位凸肩a3和限位凸肩b5之间，并与凸轮轴1间隙配合，下盖板b25固接在发动机缸盖上，上盖板a4与下盖板b25通过螺栓连接；凸轮2固接在凸轮轴1上，所述的凸轮轴1右侧段圆周方向上下两侧分别开有一个销孔，销孔b27，销孔c28。

所述的凸轮轴相位控制系统Ⅱ由支承块6、齿轮套8、齿轮a9、平键10、电机轴11、步进电机12、销a13、定位钢销a14、定位钢销b21、销b22、套筒23组成；其中支承块6固接在发动机缸盖上，凸轮轴1可从其中心孔穿过，凸轮轴1与支承块6中心孔间隙配合，支承块6外表面还设有外螺纹7；齿轮套8套装在套筒23的凸肩上，齿轮套8中心孔为两段式结构，左段设有内螺纹24，与外螺纹7啮合，右段为光滑段，与套筒23间隙配合；齿轮a9通过平键10与电机轴11相连，由步进电机12控制电机轴11的转动，进而带动齿轮a9的转动；齿轮套8外侧分布有齿，与齿轮a9啮合，且齿宽比齿轮a9齿宽长，保证齿轮套8在轴向移动时与齿轮a9一直完全啮合；套筒23中心孔与凸轮轴1间隙配合，其中心孔圆周方向设有螺旋槽a30和螺旋槽b31，套筒23外表面圆周方向设有销孔a26，销孔d29，定位钢销a14和定位钢销b21安装在销孔a26和销孔d29内，并且与销孔均为过盈配合，套筒23外表面还设有花键。所述的销a13和销b22安装在凸轮轴1右侧的销孔b27和销孔c28内，且均与销孔过盈配合，销a13和销b22的上半段分别安装在套筒23的螺旋槽a30和螺旋槽b31内，并且均与螺旋槽间隙配合，可与螺旋槽发生相对滑动。