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执行机构、可变气 门升程装置、发动机及汽车

阅读：1021发布：2020-06-06

专利汇可以提供执行机构、可变气门升程装置、发动机及汽车专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种执行机构、可变气门升程装置、发动机及汽车，其中，执行机构包括：轴；至少一组驱动组，每一所述驱动组包括：第一摆臂和第二摆臂；所述第一摆臂沿周向的曲面具有从所述第一摆臂的基圆延伸的第一气门开启段，所述第二摆臂沿周向的曲面具有从所述第二摆臂的基圆延伸的第二气门开启段；在所述第一气门开启段与所述第二气门开启段面向所述滚子时，从所述滚子至所述驱动组的方向上，所述第一气门开启段低于所述第二气门开启段。本发明的可变气门升程装置结构简单，通过驱动组的轴向移动，滚子分别与第一气门开启段和第二气门开启段接触，从而气门可在高升程和低升程之间切换，实现气门的升程可变。，下面是执行机构、可变气门升程装置、发动机及汽车专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于改变气门升程的执行机构，其特征在于，包括：
轴，所述轴用于布置于凸轮轴和摇臂之间，且与所述凸轮轴平行；
至少一组驱动组，每一所述驱动组包括：第一摆臂和第二摆臂，所述第一摆臂和所述第二摆臂均可旋转地套设于所述轴上，且所述第一摆臂的基圆和所述第二摆臂的基圆沿轴向齐平，所述驱动组用于分别和设于凸轮轴上的凸轮及设于所述摇臂上的滚子接触；
所述轴能够沿第一方向轴向移动，使得所述第一摆臂的基圆随所述轴同步移动至沿所述滚子的径向与所述滚子接触；所述轴还能够沿与所述第一方向相反的第二方向轴向移动，使得所述第二摆臂的基圆随所述轴同步移动至沿所述滚子的径向与所述滚子接触；
所述第一摆臂沿周向的曲面具有从所述第一摆臂的基圆延伸的第一气门开启段，所述第二摆臂沿周向的曲面具有从所述第二摆臂的基圆延伸的第二气门开启段，所述第一气门开启段与所述第二气门开启段的延伸方向一致；
所述滚子与所述第一摆臂的基圆或第二摆臂的基圆接触时，气门处于关闭状态，所述滚子与所述第一气门开启段或第二气门开启段接触时，所述气门处于打开状态；
在所述第一气门开启段与所述第二气门开启段面向所述滚子时，从所述滚子至所述驱动组的方向上，所述第一气门开启段低于所述第二气门开启段。
2.如权利要求1所述的执行机构，其特征在于，还包括限位件，用于限制所述驱动组相对所述轴沿轴向移动。
3.如权利要求2所述的执行机构，其特征在于，所述限位件包括：扭转弹簧，套设于所述轴上。
4.如权利要求3所述的执行机构，其特征在于，所述限位件还包括挡片，固设于所述轴上。
5.如权利要求4所述的执行机构，其特征在于，所述驱动组的轴向两端均设有所述挡片，所述驱动组的轴向一端与该端同侧的所述挡片之间设有所述扭转弹簧，轴向另一端与该另一端同侧的所述挡片贴合；或者，
所述驱动组的轴向一端与该端同侧的所述挡片之间设有所述扭转弹簧，轴向另一端与该另一端同侧的所述挡片之间也设有所述扭转弹簧；或者，
所述驱动组的轴向两端均设有所述挡片，且轴向两端均与同侧的所述挡片贴合，所述驱动组的轴向一端设有所述扭转弹簧，所述扭转弹簧套设于该端同侧的所述挡片外。
6.如权利要求5所述的执行机构，其特征在于，所述驱动组中的所述第一摆臂和所述第二摆臂贴合且固定连接。
7.如权利要求5所述的执行机构，其特征在于，所述驱动组中的所述第一摆臂和所述第二摆臂沿轴向间隔设置；
所述第一摆臂与面向所述第一摆臂的所述挡片之间设有所述扭转弹簧，所述扭转弹簧轴向一端与所述第一摆臂连接，轴向另一端与所述挡片连接；
所述第二摆臂与面向所述第二摆臂的所述挡片之间设有所述扭转弹簧，所述扭转弹簧轴向一端与所述第二摆臂连接，轴向另一端与所述挡片连接。
8.如权利要求1所述的执行机构，其特征在于，还包括多组第一轴承，所述第一轴承套设于所述轴的轴向两端，并用于固设于发动机缸盖上；还包括多组第二轴承，所述第二轴承套设于所述轴的轴向两端之间，所述驱动组套设于所述第二轴承的外周面。
9.如权利要求8所述的执行机构，其特征在于，所述第一轴承和所述第二轴承为滚针轴承。
10.如权利要求1所述的执行机构，其特征在于，所述轴的轴向一端为蜗杆；还包括：
蜗轮，所述蜗轮与所述蜗杆啮合；
电机，用于驱动所述蜗轮转动。
11.如权利要求10所述的执行机构，其特征在于，所述电机为步进电机。
12.如权利要求1所述的执行机构，其特征在于，还包括动力源，用于驱动所述轴沿第一方向轴向移动或者沿所述第二方向轴向移动。
13.如权利要求12所述的执行机构，其特征在于，所述动力源为电动液压推杆，所述电动液压推杆沿轴向与所述轴的轴向一端接触。
14.一种可变气门升程装置，其特征在于，包括：
气门；
摇臂，所述摇臂上设有滚子，所述摇臂能够绕所述滚子转动，所述摇臂的长度方向的一端和所述气门连接，另一端设有用于支撑所述摇臂的液压挺柱；
凸轮轴，所述凸轮轴上设有凸轮；
权利要求1-13任一项所述的执行机构；
所述执行机构中的所述轴与所述凸轮轴平行，且所述轴位于所述凸轮轴和所述摇臂之间；
所述摇臂位于所述液压挺柱和所述气门之间，所述摇臂能够在所述第一摆臂和所述第二摆臂的驱动下，以所述液压挺柱的球头为支点做杠杆运动，顶压所述气门，使所述气门打开和关闭。
15.一种发动机，其特征在于，包括权利要求14所述的可变气门升程装置。
16.一种汽车，其特征在于，包括权利要求15所述的发动机。

说明书全文

执行机构、可变气 门升程装置、发动机及汽车

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种执行机构、可变气门升程装置、发动机及汽车。

背景技术

[0002] 发动机配气机构(内燃机配气机构)是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和点火顺序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜的可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。在压缩与做功行程中，关闭气门保证燃烧室的密封。

[0003] 而控制发动机进气充量交换过程的气门，其特征参数主要有三个：气门开启相位、气门开启持续角度(气门保持开启持续的曲轴转角)和气门升程。这三个特性参数对发动机的性能、油耗、和排放有着重要的影响。通常将气门开启相位和气门开启持续角度统称为气门正时。随着发动机转角和负荷的改变，对这些特性参数的最佳选择是不同的。为了提高功率，要提早开启、推迟关闭进气门，并提高进气门的升程；为了提高低速扭矩，要提早关闭进气门；为了改善启动性能并提高怠速稳定性，则要推迟开启进气门，减少气门叠开角。

[0004] 在传统的发动机中，由于这三个特性参数在发动机运行过程中不能改变，往往将气门正时和气门升程都设计成高速全负荷工况，以便取得最大的标定功率。近年来由于更注重油耗和排放，所以将气门正时和升程设计成可变的，以满足各种工况的需求。可变气门正时和气门行程的配气技术已是现代发动机领域必不可少的技术要求，无论从发动机的动力特性，经济油耗特性，还是排放特性的控制和优化方面都能起到很重要的作用。

[0005] 目前，国际上已有少数汽车厂商实现了这种气门升程可变的技术，比如日产的VVEL，以及BMW的Valvetronic技术等。但是，BMW的Valvetronic技术运动件较多，结构复杂，限制了发动机的最高转速；VVEL的缺点是，由于利用偏心结构来变换升程，所以在运转时配气机构振动增大，增加整个发动机的振动。

发明内容

[0006] 本发明解决的问题是现有技术中气门升程可变的技术，结构复杂、运动件较多。

[0007] 为解决上述问题，本发明提供一种用于改变气门升程的执行机构，包括：轴，所述轴用于布置于凸轮轴和摇臂之间，且与所述凸轮轴平行；至少一组驱动组，每一所述驱动组包括：第一摆臂和第二摆臂，所述第一摆臂和所述第二摆臂均可旋转地套设于所述轴上，且所述第一摆臂的基圆和所述第二摆臂的基圆沿轴向齐平，所述驱动组用于分别和设于凸轮轴上的凸轮及设于所述摇臂上的滚子接触；

[0008] 所述轴能够沿第一方向轴向移动，使得所述第一摆臂的基圆随所述轴同步移动至沿所述滚子的径向与所述滚子接触；所述轴还能够沿与所述第一方向相反的第二方向轴向移动，使得所述第二摆臂的基圆随所述轴同步移动至沿所述滚子的径向与所述滚子接触；

[0009] 所述第一摆臂沿周向的曲面具有从所述第一摆臂的基圆延伸的第一气门开启段，所述第二摆臂沿周向的曲面具有从所述第二摆臂的基圆延伸的第二气门开启段，所述第一气门开启段与所述第二气门开启段的延伸方向一致；

[0010] 所述滚子与所述第一摆臂的基圆或第二摆臂的基圆接触时，气门处于关闭状态，所述滚子与所述第一气门开启段或第二气门开启段接触时，所述气门处于打开状态；

[0011] 在所述第一气门开启段与所述第二气门开启段面向所述滚子时，从所述滚子至所述驱动组的方向上，所述第一气门开启段低于所述第二气门开启段。

[0012] 可选的，还包括限位件，用于限制所述驱动组相对所述轴沿轴向移动。

[0013] 可选的，所述限位件包括：扭转弹簧，套设于所述轴上，且轴向一端与所述轴连接，另一端与所述驱动组连接。

[0014] 可选的，所述限位件还包括挡片，固设于所述轴上。

[0015] 可选的，所述驱动组的轴向两端均设有所述挡片，所述驱动组的轴向一端与该端同侧的所述挡片之间设有所述扭转弹簧，轴向另一端与该端同侧的所述挡片贴合；或者，所述驱动组的轴向一端与该端同侧的所述挡片之间设有所述扭转弹簧，轴向另一端与该端同侧的所述挡片之间也设有所述扭转弹簧；或者，所述驱动组的轴向两端均设有所述挡片，且轴向两端均与同侧的所述挡片贴合，所述驱动组的轴向一端设有所述扭转弹簧，所述扭转弹簧套设于该端同侧的所述挡片外。

[0016] 可选的，所述驱动组中的所述第一摆臂和所述第二摆臂贴合且固定连接。

[0017] 可选的，所述驱动组中的所述第一摆臂和所述第二摆臂沿轴向间隔设置；所述第一摆臂与面向所述第一摆臂的所述挡片之间设有所述扭转弹簧，所述扭转弹簧轴向一端与所述第一摆臂连接，轴向另一端与所述挡片连接；

[0018] 所述第二摆臂与面向所述第二摆臂的所述挡片之间设有所述扭转弹簧，所述扭转弹簧轴向一端与所述第二摆臂连接，轴向另一端与所述挡片连接。

[0019] 可选的，还包括多组第一轴承，所述第一轴承套设于所述轴的轴向两端，并用于固设于发动机缸盖上；还包括多组第二轴承，所述第二轴承套设于所述轴的轴向两端之间，所述驱动组套设于所述第二轴承的外周面。

[0020] 可选的，所述第一轴承和所述第二轴承为滚针轴承。

[0021] 可选的，所述轴的轴向一端为蜗杆；还包括：蜗轮，所述蜗轮与所述蜗杆啮合；电机，用于驱动所述蜗轮转动。

[0022] 可选的，所述电机为步进电机。

[0023] 可选的，还包括动力源，用于驱动所述轴沿第一方向轴向移动或者沿所述第二方向轴向移动。

[0024] 可选的，所述动力源为电动液压推杆，所述电动液压推杆沿轴向与所述轴的轴向一端接触。

[0025] 本发明还提供一种可变气门升程装置，包括：气门；

[0026] 摇臂，所述摇臂上设有滚子，所述摇臂能够绕所述滚子转动，所述摇臂的长度方向的一端和所述气门连接，另一端设有用于支撑所述摇臂的液压挺柱；

[0027] 凸轮轴，所述凸轮轴上设有凸轮；

[0028] 上述任一项所述的执行机构；

[0029] 所述执行机构中的所述轴与所述凸轮轴平行，且所述轴位于所述凸轮轴和所述摇臂之间；

[0030] 所述摇臂位于所述液压挺柱和所述气门之间，所述摇臂能够在所述第一摆臂和所述第二摆臂的驱动下，以所述液压挺柱的球头为支点做杠杆运动，顶压所述气门，使所述气门打开和关闭。

[0031] 本发明还提供一种发动机，包括上述所述的可变气门升程装置。

[0032] 本发明还提供一种汽车，包括上述所述的发动机。

[0033] 与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

[0034] 本发明的用于改变气门升程的执行机构包括轴，轴位于凸轮轴和摇臂之间，且与凸轮轴平行。驱动组的第一摆臂和第二摆臂均可旋转地套设于轴上。轴能够沿第一方向轴向移动，使得第一摆臂的基圆沿滚子的径向与滚子接触；轴还能够沿与第一方向相反的第二方向轴向移动，使得第二摆臂的基圆沿滚子的径向与所述滚子接触。第一摆臂沿周向的曲面具有从第一摆臂的基圆延伸的第一气门开启段，第二摆臂沿周向的曲面具有从第二摆臂的基圆延伸的第二气门开启段，在第一气门开启段与第二气门开启段面向滚子时，从滚子至驱动组的方向上，第一气门开启段低于第二气门开启段。

[0035] 这样，当发动机在高负荷工况下，需要的进气量大，此时，轴沿第一方向移动至第一摆臂的基圆与滚子接触。在凸轮轴上的凸轮驱动下，第一摆臂从基圆至第一气门开启段与滚子接触，摇臂在第一摆臂的驱动下，以液压挺柱的球头为支点做杠杆运动，顶压气门，使气门打开和关闭。由于从滚子至驱动组的方向上，第一气门开启段低于第二气门开启段，相当于第一气门开启段顶压气门的量增大，从而气门的升程变长，气门处于高升程，气缸中的进气量增大，满足发动机在高负荷工况下的进气量需求。

[0036] 当发动机在小负荷工况下，需要的进气量小，此时，轴沿第二方向移动至第二摆臂的基圆与滚子接触。在凸轮轴上的凸轮驱动下，第二摆臂从基圆至第二气门开启段与滚子接触，摇臂在第二摆臂的驱动下，以液压挺柱的球头为支点做杠杆运动，顶压气门，使气门打开。由于从滚子至驱动组的方向上，第一气门开启段低于第二气门开启段，相当于第二气门开启段顶压气门的量减少，此时，气门的升程变短，气门处于低升程，气缸中的进气量减小，满足发动机在小负荷工况下的进气量需求。

[0037] 本发明的可变气门升程装置结构简单，通过驱动组的轴向移动，滚子分别与第一气门开启段和第二气门开启段接触，从而气门可在高升程和低升程之间切换，实现气门的升程可变。附图说明

[0038] 图1是现有技术二级可变气门升程装置的立体图；

[0039] 图2是本发明实施例二级可变气门升程装置、凸轮及气门的连接示意图；

[0040] 图3是本发明实施例二级可变气门升程装置的主视图；

[0041] 图4是本发明实施例二级可变气门升程装置中驱动组与滚子的连接示意图一；

[0042] 图5是本发明实施例二级可变气门升程装置中驱动组与滚子的连接示意图二；

[0043] 图6是本发明实施例二级可变气门升程装置中驱动组与滚子的连接示意图三；

[0044] 图7是图2中A部分的放大图；

[0045] 图8是图7中B部分的放大图。

具体实施方式

[0046] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

[0047] 参考图1，现有技术中，例如奥迪的AVS可变气门升程系统，主要通过切换凸轮轴2上两组高度不同的凸轮3、4来实现改变气门的升程，通过安装在凸轮轴2上的螺旋沟槽套筒2a，来实现凸轮轴2的左右移动，进而切换凸轮轴2上的高低凸轮。例如，当发动机处于高负荷时，电磁驱动器1使凸轮轴2向右移动，切换到高角度凸轮4，从而增大气门的升程；当发动机处于低负荷时，电磁驱动器1使凸轮轴2向左移动，切换到低角度凸轮3，以减少气门的升程。

[0048] 但由于切换过程中凸轮一直在旋转，变化角度大，因而就无法采用直线平移的方式实现套筒轴向平动，且对套筒上的螺栓沟槽形状要求也很高。

[0049] 本发明的执行机构设于凸轮轴和摇臂之间，凸轮轴上的凸轮在转动的过程中，带动驱动组旋转，驱动组旋转带动摇臂做杠杆运动。其中，摇臂一端与液压挺柱连接，另一端与气门连接，摇臂在做杠杆运动过程中，可以控制气门的开启与关闭。其中，通过驱动组的轴向移动，可以使驱动组处于驱动气门产生高升程的位置或产生低升程的位置。

[0050] 具体说来，本发明实施例提供一种结构简单的用于改变气门升程的执行机构。参考图2和图3并结合图7所示，本发明实施例的用于改变气门升程的执行机构包括：轴20，轴20用于布置于凸轮轴(图未示出)和摇臂40之间，且与凸轮轴平行。至少一组驱动组10，图3中示出了两组驱动组10，在其它实施例中可以有多组驱动组10。每一驱动组10包括：第一摆臂12和第二摆臂11，第一摆臂12和第二摆臂11均可旋转地套设于轴20上。可以理解为第一摆臂12和第二摆臂11均可沿周向绕轴20旋转，但不能发生轴向窜动。

[0051] 参考图4至图7，第一摆臂12的基圆12b和第二摆臂11的基圆11b沿轴向齐平。参考图2，驱动组10用于分别和设于凸轮轴上的凸轮30及设于摇臂40上的滚子41接触。轴20能够沿第一方向轴向移动，使得第一摆臂12的基圆12b随轴20同步移动至沿滚子41的径向与滚子41接触。轴20还能够沿与第一方向相反的第二方向轴向移动，使得第二摆臂11的基圆11b随轴20同步移动至沿滚子41的径向与滚子41接触。本实施例中第一方向和第二方向均为轴向。

[0052] 参考图4至图7，第一摆臂12沿周向的曲面具有从第一摆臂12的基圆12b延伸的第一气门开启段12a，第一摆臂12的第一气门开启段12a与设于摇臂40上的滚子41接触时，随着第一摆臂12的旋转，气门50逐渐打开。第二摆臂11沿周向的曲面具有从第二摆臂11的基圆11b延伸的第二气门开启段11a，第二摆臂11的第二气门开启段11a与设于摇臂40上的滚子41接触时，随着第二摆臂11的旋转，气门50逐渐打开。

[0053] 也即，凸轮轴上的凸轮30驱动第一摆臂12或第二摆臂11旋转时。当滚子41与第一摆臂12的基圆12b或第二摆臂11的基圆11b接触时，气门50处于关闭状态；当滚子41与第一气门开启段12a或第二气门开启段11a接触时，气门50处于打开状态。随着凸轮30的旋转，凸轮升程的变化将驱动第一摆臂12或第二摆臂11来回运动，气门50会逐渐打开然后逐渐关闭。

[0054] 本实施例中，由于驱动第一摆臂12和第二摆臂11旋转的凸轮轴上的凸轮30的旋转方向不会改变，本实施例中，第一气门开启段12a与第二气门开启段11a的延伸方向一致。本实施例中的延伸方向可以理解为：第一气门开启段12a与第二气门开启段11a沿凸轮30驱动第一摆臂12和第二摆臂11旋转的方向延伸。本实施例中，从发动机的前端看，凸轮30旋转的方向为顺时针(图2中C方向所示)。

[0055] 这样，无论是第一摆臂12的第一气门开启段12a与设于摇臂40上的滚子41接触，还是第二摆臂11的第二气门开启段11a与设于摇臂40上的滚子41接触；气门50均可以正常的打开。

[0056] 即，参考图2和图3，本实施例中凸轮轴上的凸轮30的沿C方向旋转时，第一气门开启段12a与第二气门开启段11a的延伸方向均为C方向。参考图4，第一摆臂12在凸轮30的驱动下会来回运动，例如，第一摆臂12在凸轮30的驱动下沿与C方向相反的方向(图4中D方向所示)旋转，以驱动气门50打开；第一摆臂12在凸轮30的驱动下沿C方向旋转时，以驱动气门50逐渐关闭。以第一摆臂12驱动气门50打开或关闭为例。在第一摆臂12旋转的过程中，首先，第一摆臂12的基圆12b与滚子41接触，气门50处于关闭状态。第一摆臂12继续旋转，此时，第一摆臂12由基圆12b转为由第一气门开启段12a与滚子41接触。第一气门开启段12a与滚子41接触的过程中，驱动气门50打开。

[0057] 本实施例中，第一摆臂12与滚子41来回接触的过程中，驱动气门50打开或关闭。

[0058] 由于第一气门开启段12a与第二气门开启段11a的延伸方向一致，同理，凸轮30驱动第二摆臂11沿D方向旋转，第二摆臂11由基圆11b转为由第二气门开启段11a与滚子41接触。第二摆臂11与滚子41来回接触的过程中，驱动气门50打开或关闭。

[0059] 若，第一气门开启段12a与第二气门开启段11a的延伸方向不一致，例如，第一气门开启段12a沿C方向延伸，第二气门开启段11a沿与C方向相反的方向延伸。参考图4，当凸轮30沿C方向旋转时，驱动第一摆臂12沿与C方向相反的方向D方向旋转，同时，第一气门开启段12a沿C方向延伸，第一摆臂12可驱动气门50打开。

[0060] 当凸轮30沿C方向旋转时，驱动第二摆臂11沿与C方向相反的方向D方向旋转，但，第二气门开启段11a沿与C方向相反的方向延伸，滚子41不与第二气门开启段11a接触，第二摆臂11便不能驱动气门50打开。因此，本实施例中，为正常打开气门50，第一气门开启段12a与第二气门开启段11a的延伸方向一致。

[0061] 本实施例中，在第一气门开启段12a与第二气门开启段11a面向滚子41时，从滚子41至驱动组10的方向上，第一气门开启段12a低于第二气门开启段11a。这样设置后，可以改变气门50的升程。

[0062] 具体为：当发动机在高负荷工况下，需要的进气量大，此时，轴20沿第一方向移动至第一摆臂12的基圆12b与滚子41接触。在凸轮轴上的凸轮30驱动下，第一摆臂12从基圆12b至第一气门开启段12a与滚子41接触，摇臂40在第一摆臂12的驱动下，以液压挺柱60的球头为支点做杠杆运动，顶压气门50的顶端(气门50靠近摇臂40的一端)，气门50打开。凸轮
30从上升段转为下降段时(也即从桃尖部分转至基圆部分)，第一摆臂12从第一气门开启段
12a与滚子41接触回到基圆12b与滚子41相接触，气门50逐渐关闭。

[0063] 由于从滚子41至驱动组10的方向上，第一气门开启段12a低于第二气门开启段11a，在凸轮轴上的凸轮30旋转的角度一样的情况下，相当于第一气门开启段12a顶压气门
50的升程量增大，从而气门50的升程变长，气门50处于高升程，气缸中的进气量增大，满足发动机在高负荷工况下的进气量需求。

[0064] 当发动机在小负荷工况下，需要的进气量小，此时，轴20沿第二方向移动至第二摆臂11的基圆11b与滚子41接触。在凸轮轴上的凸轮30驱动下，第二摆臂11从基圆11b至第二气门开启段11a与滚子41接触，摇臂40在第二摆臂11的驱动下，以液压挺柱60的球头为支点做杠杆运动，顶压气门50的顶端，使气门50打开。凸轮30从上升段转为下降段时(也即从桃尖部分转至基圆部分)，第二摆臂11从第二气门开启段11a与滚子41接触回到基圆11b与滚子41相接触，气门50逐渐关闭。

[0065] 由于从滚子41至驱动组10的方向上，第一气门开启段12a低于第二气门开启段11a，相当于第二气门开启段11a顶压气门50的升程量减少，此时，气门50的升程变短，气门
50处于低升程，气缸中的进气量减小，满足发动机在小负荷工况下的进气量需求。

[0066] 第一气门开启段12a低于第二气门开启段11a也可以理解为：第一气门开启段12a顶压气门50的升程量大于第二气门开启段11a顶压气门50的升程量；滚子41与第一气门开启段12a接触时，气门50产生高升程；滚子41与第二气门开启段11a接触时，气门50产生低升程。

[0067] 本发明的可变气门升程装置结构简单，通过执行机构的轴向移动，滚子41分别与第一气门开启段12a和第二气门开启段11a接触，从而气门50可在高升程和低升程之间切换，实现气门50的升程可变。

[0068] 继续参考图3，驱动组10套设于轴20上，为防止驱动组10轴向窜动，不能与滚子41接触。本实施例中执行机构还包括限位件，用于限制驱动组10相对轴20沿轴向移动。

[0069] 本实施例中，限位件包括：扭转弹簧81，套设于轴20上，且轴向一端与轴20连接，另一端与驱动组10连接。本实施例中，限位件还包括挡片80，固设于轴20上。

[0070] 参考图3，驱动组10的轴向两端均设有挡片80，驱动组10的轴向一端与该端同侧的挡片80之间设有扭转弹簧81，轴向另一端与该端同侧的挡片80贴合。由于挡片80固设于轴20上，挡片80不会轴向移动，且扭转弹簧81一端与驱动组10接触，另一端与挡片80接触，扭转弹簧81轴向不可压缩。

[0071] 从而，驱动组10在挡片80和扭转弹簧81的作用下被限制轴向移动。保证轴20轴向移动后，第一摆臂12和第二摆臂11能够和滚子41接触，气门50可以正常打开或关闭。否则，第一摆臂12和第二摆臂11会发生轴向窜动，第一摆臂12和第二摆臂11难以准确的与滚子41接触，影响气门50的正常打开或关闭。

[0072] 此外，本实施例中，凸轮30从上升段转为下降段时(也即从桃尖部分转至基圆部分)，扭转弹簧81还能够起到驱动第一摆臂12从第一气门开启段12a与滚子41接触回到基圆12b与滚子41相接触，气门50逐渐关闭；驱动第二摆臂11从第二气门开启段11a与滚子41接触回到基圆11b与滚子41相接触，气门50逐渐关闭。

[0073] 本实施例中，限制驱动组10轴向移动的方式不限于此。例如。在其它实施例中，驱动组10的轴向一端与该端同侧的挡片80之间设有扭转弹簧81，轴向另一端与该端同侧的挡片80之间也设有扭转弹簧81。在扭转弹簧81和挡片80的共同作用下，驱动组10难以沿轴向相对轴20移动。

[0074] 又例如，在其它实施例中，可以不设置挡片80，仅设置扭转弹簧81。选择不易发生轴向变形的扭转弹簧81，驱动组10的轴向两端均设有扭转弹簧81，扭转弹簧81一端与驱动组10固接，另一端与轴20固接。也能防止驱动组10沿轴向相对轴20轴向移动。

[0075] 还可以是，驱动组的轴向两端均设有挡片，且轴向两端均与同侧的挡片贴合，轴向两端的挡片限制驱动组轴向移动；同时，驱动组的轴向一端设有扭转弹簧，扭转弹簧套设于该端同侧的挡片外。扭转弹簧的一端与驱动组相连，另一端与该端同侧的挡片相连。

[0076] 继续参考图3，本实施例中，驱动组10中的第一摆臂12和第二摆臂11贴合且固定连接。在其它实施例中，驱动组10中的第一摆臂12和第二摆臂11沿轴向间隔设置；第一摆臂12与面向第一摆臂12的挡片80之间设有扭转弹簧81，扭转弹簧81轴向一端与第一摆臂12连接，轴向另一端与挡片80连接。第二摆臂11与面向第二摆臂11的挡片80之间设有扭转弹簧81，扭转弹簧81轴向一端与第二摆臂11连接，轴向另一端与挡片80连接。

[0077] 本实施例中，扭转弹簧81不仅能够起到轴向限位的作用，还能起到周向限位的作用。由于第一摆臂12和第二摆臂11不是一直与凸轮轴上的凸轮30接触的，而是切换着与凸轮轴上的凸轮30接触。凸轮轴上的凸轮30驱动第一摆臂12或第二摆臂11旋转后，第一摆臂12或第二摆臂11由于惯性仍会继续旋转。

[0078] 若不限制第一摆臂12和第二摆臂11的周向转动，在第一摆臂12或第二摆臂11继续旋转的过程中，凸轮轴上的凸轮30难以与第一摆臂12或第二摆臂11接触，第一摆臂12或第二摆臂11也会脱离滚子41，发生飞脱，影响气门50的正常打开。

[0079] 当扭转弹簧81的一端与轴20固定，另一端与第一摆臂12、第二摆臂11连接后。扭转弹簧81在周向旋转方向有一定的刚度，因而能在周向上对第一摆臂12、第二摆臂11起到限制作用，防止第一摆臂12、第二摆臂11过快或者过大的转动而脱离接触，出现飞脱。

[0080] 此外，由于驱动组10套设于轴20上，为承受径向载荷和轴向载荷。参考图3，本实施例中执行机构还包括多组第一轴承90，第一轴承90套设于轴20的轴向两端，并用于固设于发动机缸盖(图未示出)上，用于承受轴20的径向载荷和轴向载荷。还包括多组第二轴承91，第二轴承91套设于轴20的轴向两端之间，驱动组10套设于第二轴承91的外周面，用于承受径向载荷。

[0081] 本实施例中选用的第一轴承90和第二轴承91为滚针轴承，滚针轴承只需要润滑脂润滑就可以了，不用额外的机油润滑。

[0082] 继续参考图2，本实施例中，通过轴20沿第一方向或第二方向轴向移动，实现了第一摆臂12和第二摆臂11的切换，产生了气门50的升程改变。为使得轴20能够轴向移动，本实施例中，轴20的轴向一端为蜗杆21；还包括：蜗轮70，蜗轮70与蜗杆21啮合；电机(图未示出)，用于驱动蜗轮70转动。本实施例中电机为步进电机。步进电机将脉冲信号转换为角位移，带动蜗杆21轴向移动来控制第一摆臂12和第二摆臂11的平移以实现高低升程的转换。

[0083] 即，本实施例中，通过蜗轮蜗杆的配合实现了轴20的轴向移动。在其它实施例中，还包括动力源，用于驱动轴20沿第一方向轴向移动或者沿第二方向轴向移动。动力源为电动液压推杆，电动液压推杆沿轴向与轴20的轴向一端接触。电动液推杆以电动机为动力源，通过双向齿轮泵输出压力油，经油路集成块的控制，至油缸，实现活塞杆的往复运动。继而实现轴20沿第一方向轴向移动或者沿第二方向轴向移动。

[0084] 动力源也不限于电动液压推杆，只要能够驱动轴20沿第一方向轴向移动或者沿第二方向轴向移动，任意的动力源均可。

[0085] 参考图2并结合图7和图8所示，本发明实施例还提供一种可变气门升程装置，包括：

[0086] 气门50；

[0087] 摇臂40，摇臂40上设有滚子41，摇臂40能够绕滚子41转动，摇臂40的长度方向的一端和气门50连接，另一端设有用于支撑摇臂40的液压挺柱60；液压挺柱60主要起到支撑摇臂40和减小间隙的作用；

[0088] 凸轮轴(图未示出)，凸轮轴上设有凸轮30；

[0089] 上述任一项所述的执行机构；

[0090] 执行机构中的轴20与凸轮轴平行，且轴20位于凸轮轴和摇臂40之间；

[0091] 摇臂40位于气门50和液压挺柱60之间，摇臂40能够在第一摆臂12和第二摆臂11的驱动下，以液压挺柱60的球头为支点做杠杆运动，顶压气门50，使气门50打开或关闭。

[0092] 在执行机构的作用下，可以根据需求实现气门50升程的变化。

[0093] 本发明实施例还提供一种发动机，包括上述所述的可变气门升程装置。

[0094] 本发明实施例还提供一种汽车，包括上述所述的发动机。

[0095] 虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

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执行机构、可变气门升程装置、发动机及汽车

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