技术领域
[0001] 本
发明属于内燃机
发动机零部件技术领域，更具体地说，是涉及一种内燃机两级可变气门升程机构。
背景技术
[0002] 内燃机作为目前热效率最高、应用最为广泛的动
力机械，总功率占全世界所用动力装置总功率的90％，是世界石油
能源的主要消费渠道。随着
汽车保有量的增加，内燃机石油消费量将迅速增加，石油供需矛盾必然日趋严重，在消耗大量能源的同时，内燃机也是大气环境，特别是城市大气环境污染的最大源泉，由此可见，创新内燃机技术，对于节约能源，减轻环境污染具有重大意义。另一方面，随着世界各国排放法规的日趋严格，低排放和环保已经成为发动机进入市场的前提条件，成为目前汽车工业所面临的重要课题。传统内燃机，气门升程是固定不变的，导致无论是大负荷还是小负荷工况，气门升程开启一样，造成能源浪费，热效率低。
现有技术中的可变气门升程机构的
缺陷：1.一个销轴与一个
螺旋槽配合，控制轴套一个方向移动。故现有的可变气门升程机构至少需要两个销轴。一个销轴用于左移，一个销子用于右移。结构复杂，成本高；2.现有的螺旋槽分左旋与右旋，平铺在轴上，增加了轴套轴向距离，对在发动机上的布置空间有需求。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单，成本低,能够方便可靠实现
凸轮轴和凸轮套筒的相对
位置的调节，实现气门升程凸轮的两级调整，从而确保内燃机能够时刻在最佳工况下工作，降低油耗，提高性能，有利于节省能源的内燃机两级可变气门升程机构。
[0004] 要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：
[0005] 本发明为一种内燃机两级可变气门升程机构，所述的内燃机两级可变气门升程机构包括
凸轮轴、凸轮套筒、电磁
阀，凸轮轴上设置多组凸轮部，每组凸轮部分别包括一个高凸轮和一个低凸轮，凸轮套筒活动套装在凸轮轴上，
电磁阀上设置阀芯，电磁阀与能够
控制阀芯伸缩切换的控制部件连接，凸轮套筒上设置凹进的深引导槽和凸出的浅引导部，深引导槽底面到凸轮轴中心线的距离设置为小于浅引导部底面到凸轮轴中心线的距离，深引导槽包括深引导槽直线槽部Ⅰ、深引导槽曲线槽部、深引导槽直线槽部Ⅱ，浅引导部包括浅引导部直线部Ⅰ、浅引导部曲线部。
[0006] 所述的深引导槽包括深引导槽引导面Ⅰ和深引导槽引导面Ⅱ，所述的浅引导部包括浅引导部引导面。
[0007] 所述的凸轮套筒的深引导槽的深引导槽直线槽部Ⅰ与深引导槽直线槽部Ⅱ平行布置，深引导槽的深引导槽直线槽部Ⅰ与浅引导部的浅引导部直线部Ⅰ平行布置；所述的浅引导部的浅引导部曲线部一端与浅引导部直线部Ⅰ一端连通，浅引导部曲线部另一端设置为能够延伸到靠近深引导槽直线槽部Ⅰ位置的结构。
[0008] 所述的电磁阀的阀芯包括高位伸出行程和低位伸出行程，高位伸出行程设置为大于低位伸出行程的结构，所述的内燃机两级可变气门升程机构从高凸轮状态向低凸轮状态切换时，控制部件设置为能够控制阀芯3按照高位伸出行程伸出的结构，所述内燃机两级可变气门升程机构从低凸轮状态向高凸轮状态切换时，控制部件设置为能够控制阀芯按照低位伸出行程伸出的结构。
[0009] 所述的内燃机两级可变气门升程机构的电磁阀的阀芯的半径为R，所述的深引导槽直线槽部Ⅰ和浅引导部直线部Ⅰ的距离尺寸设置为R+R+h，所述的深引导槽直线槽部Ⅱ和浅引导部直线部Ⅰ的距离尺寸设置为R+R。
[0010] 所述的内燃机两级可变气门升程机构的深引导槽的深引导槽曲线槽部设置为能够向深引导槽外部位置方向凹进布置的结构，所述的浅引导部的浅引导部曲线部设置为能够向浅引导部外部位置方向凹进布置的结构。
[0011] 所述的内燃机两级可变气门升程机构从高凸轮状态向低凸轮状态切换时，控制部件设置为能够控制电磁阀通电，从而控制阀芯按照高位伸出行程伸出的结构，控制部件控制阀芯按照高位伸出行程伸出时，所述的凸轮套筒设置为能够在凸轮轴的旋转作用下，引导阀芯伸出卡装到深引导槽的深引导槽直线槽部Ⅰ部位的结构，阀芯伸出卡装到深引导槽的深引导槽直线槽部Ⅰ部位时，在凸轮轴的旋转作用下，阀芯设置为能够施力在深引导槽引导面Ⅰ上推动凸轮套筒相对于凸轮轴向左轴向滑移h距离的结构，阀芯施力推动凸轮套筒相对于凸轮轴向左轴向滑移h距离后，控制部件设置为能够控制阀芯收缩到初始状态的结构。
[0012] 所述的内燃机两级可变气门升程机构从低凸轮状态向高凸轮状态切换时，控制部件设置为能够控制电磁阀通电，从而控制阀芯按照低位伸出行程的结构，控制部件控制阀芯按照低位伸出行程时，凸轮套筒设置为能够在凸轮轴的旋转作用下，引导阀芯与浅引导部的浅引导部引导面
接触的结构，阀芯与浅引导部的浅引导部引导面接触时，在凸轮轴的旋转作用下，所述的阀芯设置为能够施力推动凸轮套筒相对于凸轮轴轴向向右滑移h距离的结构，阀芯施力推动凸轮套筒相对于凸轮轴轴向向右滑移h距离后，控制部件设置为能够控制阀芯收缩到初始状态的结构。
[0013] 所述的引导槽为螺旋槽或斜面形。
[0014] 所述的电磁阀内设置阀芯回位部件，阀芯回位部件为
弹簧、电磁
铁吸力、永
磁铁吸力中的一种。
[0015] 采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：
[0016] 本发明所述的内燃机两级可变气门升程机构，通过凸轮轴、凸轮套筒、电磁阀，设置在凸轮套筒上的引导槽的配合，以及引导槽的槽面走向设置、电磁阀的阀芯与引导槽的布置位置、控制部件对电磁阀的控制时机的设置，在发动机处于不同工况时，控制部件能够准确控制阀芯伸缩，伸出的阀芯(阀芯销)与引导槽的凹进的深引导槽和凸出的浅引导部对应配合，从而在阀芯凸轮轴转动带动凸轮套筒转动过程中，阀芯会作用在深引导槽和浅引导部的不同位置，因为深引导槽和浅引导部为曲面，这样，阀芯作用在深引导槽或浅引导部的不同位置时，就会引导凸轮套筒相对于凸轮轴轴向移动。阀芯作用在深引导槽或浅引导部上，就能够实现带动凸轮套筒向左滑移或向右滑移的功能。这样，在发动机开发过程中，通过在控制部件内设置控制策略，就能够在发动机的不同工况下，使得凸轮轴套向不同方向轴向移动，使得发动机的高凸轮或低凸轮交替工作，使得发动机始终在最佳工况下工作。而深引导槽包括深引导槽直线槽部Ⅰ、深引导槽曲线槽部、深引导槽直线槽部Ⅱ，浅引导部包括浅引导部直线部Ⅰ、浅引导部曲线部，深引导槽为沿凸轮套筒一周布置的曲面形状，浅引导部为沿凸轮套筒一周布置的曲面形状，在阀芯作用在引导槽的不同部位时，就能够方便快捷推动凸轮套筒相对于凸轮轴轴向左移或右移。本发明所述的内燃机两级可变气门升程机构，能够方便可靠实现凸轮轴和凸轮套筒的相对位置的调节，实现气门升程凸轮的两级调整，确保内燃机能够时刻在最佳工况下工作，降低油耗，提高性能，有利于节省能源。
附图说明
[0017] 下面对本
说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：
[0018] 图1为本发明所述的内燃机两级可变气门升程机构的结构示意图；
[0019] 图2为本发明所述的内燃机两级可变气门升程机构从高凸轮状态向低凸轮状态切换时的结构示意图；
[0020] 图3为本发明所述的内燃机两级可变气门升程机构从低凸轮状态向高凸轮状态切换时的结构示意图；
[0021] 图4为本发明所述的内燃机两级可变气门升程机构的引导槽(引导槽包括深引导槽和浅引导部)的展开结构示意图；
[0022] 附图中标记分别为：1、凸轮轴；2、凸轮套筒；3、电磁阀；4、高凸轮；5、低凸轮；6、阀芯；7、深引导槽；8、浅引导部；11、深引导槽直线槽部；12、深引导槽曲线槽部；13、深引导槽直线槽部Ⅱ；14、浅引导部直线槽部Ⅰ；15、浅引导部曲线槽部；16、深引导槽引导面Ⅰ；17、深引导槽引导面Ⅱ；18、浅引导部引导面。
具体实施方式
[0023] 下面对照附图，通过对
实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：
[0024] 如附图1-附图4所示，本发明为一种内燃机两级可变气门升程机构，所述的内燃机两级可变气门升程机构包括凸轮轴1、凸轮套筒2、电磁阀3，凸轮轴1上设置多组凸轮部，每组凸轮部分别包括一个高凸轮4和一个低凸轮5，凸轮套筒2活动套装在凸轮轴1上，电磁阀3上设置阀芯6，电磁阀3与能够控制阀芯6伸缩切换的控制部件连接，凸轮套筒2上设置凹进的深引导槽7和凸出的浅引导部8，深引导槽7底面到凸轮轴1中心线的距离设置为小于浅引导部8底面到凸轮轴1中心线的距离，深引导槽7包括深引导槽直线槽部Ⅰ11、深引导槽曲线槽部12、深引导槽直线槽部Ⅱ13，浅引导部8包括浅引导部直线部Ⅰ14、浅引导部曲线部15。上述结构,通过凸轮轴、凸轮套筒、电磁阀，设置在凸轮套筒上的引导槽的配合，以及引导槽的槽面走向设置、电磁阀的阀芯与引导槽的布置位置、控制部件对电磁阀的控制时机的设置，在发动机处于不同工况时，控制部件(发动机ECU)能够准确控制阀芯伸缩，伸出的阀芯(阀芯销)与引导槽的凹进的深引导槽7和凸出的浅引导部8对应配合，从而在凸轮轴转动带动凸轮套筒转动过程中，阀芯会作用在深引导槽7和浅引导部8的不同位置，因为深引导槽7和浅引导部8为曲面，这样，阀芯作用在深引导槽7或浅引导部8的不同位置时，就会引导凸轮套筒相对于凸轮轴轴向移动。阀芯作用在深引导槽7或浅引导部8上，就能够实现带动凸轮套筒向左滑移或向右滑移的功能。这样，在发动机开发过程中，通过在控制部件内设置控制策略，就能够在发动机的不同工况下，使得凸轮轴套向不同方向轴向移动，使得发动机的高凸轮或低凸轮交替工作，使得发动机始终在最佳工况下工作。而深引导槽7包括深引导槽直线槽部Ⅰ、深引导槽曲线槽部、深引导槽直线槽部Ⅱ，浅引导部8包括浅引导部直线部Ⅰ、浅引导部曲线部，这样，深引导槽7为沿凸轮套筒一周布置的曲面形状，浅引导部8为沿凸轮套筒一周布置的曲面形状，在阀芯作用在引导槽的不同部位时，就能够方便快捷推动凸轮套筒相对于凸轮轴轴向左移或右移。本发明所述的内燃机两级可变气门升程机构，结构简单，能够方便可靠实现凸轮轴和凸轮套筒的相对位置的调节，实现气门升程凸轮的两级调整，确保内燃机能够时刻在最佳工况下工作，降低油耗，提高性能，有利于节省能源。
[0025] 所述的深引导槽7包括深引导槽引导面Ⅰ16和深引导槽引导面Ⅱ17，所述的浅引导部8包括浅引导部引导面18。所述的凸轮套筒2的深引导槽7的深引导槽直线槽部Ⅰ11与深引导槽直线槽部Ⅱ13平行布置，深引导槽7的深引导槽直线槽部Ⅰ11与浅引导部8的浅引导部直线部Ⅰ14平行布置；所述的浅引导部8的浅引导部曲线部15一端与浅引导部直线部Ⅰ14一端连通，浅引导部曲线部15另一端设置为能够延伸到靠近深引导槽直线槽部Ⅰ11位置的结构。上述结构,通过对深引导槽7和浅引导部8的不同引导面的形状及相对布置位置进行限定，使得不同引导面能够可靠与阀芯配合，实现滑移精确控制。
[0026] 所述的电磁阀3的阀芯6包括高位伸出行程和低位伸出行程，高位伸出行程设置为大于低位伸出行程的结构，所述的内燃机两级可变气门升程机构从高凸轮状态向低凸轮状态切换时，控制部件设置为能够控制阀芯3按照高位伸出行程伸出的结构，所述内燃机两级可变气门升程机构从低凸轮状态向高凸轮状态切换时，控制部件设置为能够控制阀芯3按照低位伸出行程伸出的结构。所述的内燃机两级可变气门升程机构的电磁阀3的阀芯6的半径为R，所述的深引导槽直线槽部Ⅰ11和浅引导部直线部Ⅰ14的距离尺寸设置为R+R+h，所述的深引导槽直线槽部Ⅱ13和浅引导部直线部Ⅰ14的距离尺寸设置为R+R。
[0027] 所述的内燃机两级可变气门升程机构的深引导槽7的深引导槽曲线槽部12设置为能够向深引导槽外部位置9方向凹进布置的结构，所述的浅引导部8的浅引导部曲线部15设置为能够向浅引导部外部位置10方向凹进布置的结构。上述结构，对深引导槽曲线槽部12和浅引导部曲线部15的凸出方向进行限定，这样，进一步对引导面的曲面形状进行精确限定，提高发动机在不同工况工作的整体精确度。
[0028] 所述的内燃机两级可变气门升程机构从高凸轮状态向低凸轮状态切换时，控制部件设置为能够控制电磁阀3通电，从而控制阀芯6按照高位伸出行程伸出的结构，控制部件控制阀芯6按照高位伸出行程伸出时，所述的凸轮套筒2设置为能够在凸轮轴1的旋转作用下，引导阀芯6伸出卡装到深引导槽7的深引导槽直线槽部Ⅰ11部位的结构，阀芯6伸出卡装到深引导槽7的深引导槽直线槽部Ⅰ11部位时，在凸轮轴1的旋转作用下，阀芯6设置为能够施力在深引导槽引导面Ⅰ16上推动凸轮套筒2相对于凸轮轴1向左轴向滑移h距离的结构，阀芯6施力推动凸轮套筒2相对于凸轮轴1向左轴向滑移h距离后，控制部件设置为能够控制阀芯6收缩到初始状态的结构。如附图2所示，电磁阀3通电，控制阀芯2伸出高行程，凸轮套,2在凸轮轴1的旋转作用下，深引导槽与阀芯接触，在阀芯的作用下,凸轮套筒与凸轮轴产生轴向左滑移，移动距离为h。如附图3所示，阀芯的销从位置a运动至位置b，这样，就完成了低凸轮到高凸轮的切换。完成切换后，阀芯A在控制部件控制下回位到伸出前的初始位置。
[0029] 所述的内燃机两级可变气门升程机构从低凸轮状态向高凸轮状态切换时，控制部件设置为能够控制电磁阀3通电，从而控制阀芯6按照低位伸出行程的结构，控制部件控制阀芯6按照低位伸出行程时，凸轮套筒2设置为能够在凸轮轴1的旋转作用下，引导阀芯6与浅引导部8的浅引导部引导面18接触的结构，阀芯6与浅引导部8的浅引导部引导面18接触时，在凸轮轴1的旋转作用下，所述的阀芯6设置为能够施力推动凸轮套筒2相对于凸轮轴1轴向向右滑移h距离的结构，阀芯6施力推动凸轮套筒2相对于凸轮轴1轴向向右滑移h距离后，控制部件设置为能够控制阀芯6收缩到初始状态的结构。上述结构，当需要进行高凸轮到低凸轮的切换时，电磁阀控制阀芯伸出低行程，所附图3所示，凸轮套筒在凸轮轴的旋转作用下，凸起的浅引导部与阀芯接触，在阀芯的作用下，凸轮套筒与凸轮轴产生轴向右滑移，移动距离h，阀芯的销从位置c运动至位置b,完成高凸轮到低凸轮的切换，阀芯6施力推动凸轮套筒2相对于凸轮轴1轴向向右滑移h距离后，控制部件能够控制阀芯6收缩到初始状态的结构。
[0030] 所述的引导槽8为螺旋槽或斜面形。
[0031] 所述的电磁阀3内设置阀芯回位部件，阀芯回位部件为弹簧、电磁铁吸力、永磁铁吸力中的一种。这样，实现阀芯的可靠回位。
[0032] 本发明的内燃机两级可变气门升程机构，凸轮套筒向左滑移或向右滑移到位后，控制部件控制限位销伸出，限位轴插装到凸轮套筒上的对应限位槽内，实现凸轮套筒轴向限位。需要状态切换时，控制部件提前控制限位销收缩，解除轴向限位。而后，在发动机的凸轮套筒再次滑移后，限位销会再插装到另一个对应的限位槽内，再次限位。
[0033] 本发明的内燃机两级可变气门升程机构，凸轮套筒上的深浅引导结构，结构紧凑，曲面独特，具有加工成本低、轴向距离小等优点。本发明的结构，是将螺旋槽进行
叠加，大大缩短了轴向需求的距离。
[0034] 本发明所述的内燃机两级可变气门升程机构，通过凸轮轴、凸轮套筒、电磁阀，设置在凸轮套筒上的引导槽的配合，以及引导槽的槽面走向设置、电磁阀的阀芯与引导槽的布置位置、控制部件对电磁阀的控制时机的设置，在发动机处于不同工况时，控制部件能够准确控制阀芯伸缩，伸出的阀芯(阀芯销)与引导槽的凹进的深引导槽和凸出的浅引导部对应配合，从而在阀芯凸轮轴转动带动凸轮套筒转动过程中，阀芯会作用在深引导槽和浅引导部的不同位置，因为深引导槽和浅引导部为曲面，这样，阀芯作用在深引导槽或浅引导部的不同位置时，就会引导凸轮套筒相对于凸轮轴轴向移动。阀芯作用在深引导槽或浅引导部上，就能够实现带动凸轮套筒向左滑移或向右滑移的功能。这样，在发动机开发过程中，通过在控制部件内设置控制策略，就能够在发动机的不同工况下，使得凸轮轴套向不同方向轴向移动，使得发动机的高凸轮或低凸轮交替工作，使得发动机始终在最佳工况下工作。而深引导槽包括深引导槽直线槽部Ⅰ、深引导槽曲线槽部、深引导槽直线槽部Ⅱ，浅引导部包括浅引导部直线部Ⅰ、浅引导部曲线部，深引导槽为沿凸轮套筒一周布置的曲面形状，浅引导部为沿凸轮套筒一周布置的曲面形状，在阀芯作用在引导槽的不同部位时，就能够方便快捷推动凸轮套筒相对于凸轮轴轴向左移或右移。本发明所述的内燃机两级可变气门升程机构，能够方便可靠实现凸轮轴和凸轮套筒的相对位置的调节，实现气门升程凸轮的两级调整，确保内燃机能够时刻在最佳工况下工作，降低油耗，提高性能，有利于节省能源。
[0035] 上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。
