技术领域
[0001] 本
发明涉及汽车技术领域，特别是涉及发动机技术领域，尤其是涉及一种气门升程调节机构。
背景技术
[0002] 在发动机技术领域，可变气门升程(Variable Valve Lift，以下简称VVL)装置对发动机性能的提升起到了积极作用。所谓的气门升程指的是发动机气门从刚打开到完全打开所能够升降的最大行程，其对发动机每个工作周期的进排气量起着决定性作用。
[0003] 对于不同的发动机工况，实现不同的气门升程有利于使发动机在各个工况下都工作在理想状态。例如，当发动机处于转速较低的工况下时，较小的气门升程有利于增加缸内紊流并提高燃烧速度，提升发动机在低转速下的
扭矩输出；而当发动机处于转速较高的工况下时，较大的气门升程有利于降低进气阻
力，从而大幅提高进气量，提升发动机在高转速下的功率输出。
[0004] 因此，一种可变气门升程的调节机构若能实现，将更好地改善发动机性能。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于克服现有的技术的不足，提供一种可变气门升程调节机构，可解决发动机参数固定带来的问题，实现气门升程参数的柔性调节与控制，进而使发动机在各个工况下都拥有一个良好的配气效果，提高发动机性能。
[0006] 本发明提供了一种汽车发动机可变气门升程调节机构，包括缸盖(1)、
弹簧a(2)、油压调节
阀(3)、
柱塞a(4)、安装
块(5)、
凸轮a(6)、
凸轮轴(7)、凸轮b(8)、柱塞b(9)、挡块(10)、弹簧b(11)、挡油盘(12)、储油室(13)、弹簧c(14)、气门(15)组成，其中安装块(5)与缸盖固接，弹簧a(2)置于安装块(5)开设的柱塞安装孔a(504)内；柱塞a(4)一端与凸轮a(6)滑动连接，一端伸入柱塞安装孔a(504)内，并与弹簧a(2)相连；油压调节阀(3)布置于安装块(5)开设的调节阀安装孔(501)内；凸轮a(6)和凸轮b(8)分别固接于凸轮轴(7)外表面；柱塞b(9)与凸轮b(8)滑动连接，另一端穿过挡块(10)中心部位的圆孔伸入至安装块(5)开设的阶梯状柱塞安装孔b(505)内；挡块(10)通过
螺纹与安装块(5)相连，挡油盘(12)固接于柱塞b(9)外表面；弹簧b(11)置于挡块(10)和挡油盘(12)之间；柱塞a(4)与柱塞安装孔a(504)壁面间隙配合，柱塞b(9)、挡块(10)和挡油盘(12)与气门与阶梯状柱塞安装孔b(505)壁面同样间隙配合。
[0007] 进一步地，所述柱塞a(4)设有导油环槽(401)，所述安装块(5)设有油压调节阀安装孔(501)、油道a(502)、油道b(503)、柱塞安装孔a(504)、阶梯状柱塞安装孔b(505)，其中油道b(503)与柱塞b(9)、挡块(12)、气门(15)及阶梯状柱塞安装孔b(505)壁面围成的储油室(13)相通；当柱塞a(4)导油环槽(401)下行至油道a(502)和油道b(503)之间时油道a(502)和油道b(503)导通，当导油环槽(401)离开油道a(502)和油道b(503)之间时油道a(502)和油道b(503)断开。
[0008] 进一步地，所述凸轮a(6)由
基圆段a(601)和型线段a(602)组成，所述凸轮b(8)由基圆段b(801)和型线段b(802)组成；型线段b(802)和型线段a(602)在凸轮轴(7)上的布置
位置相反，当凸轮b(8)型线段b(802)转动到与柱塞b(9)上端时凸轮a(6)基圆段a(601)转动到与柱塞a(4)上端，当基圆段b(801)转动到与柱塞b(9)上端时型线段a(602)转动到与柱塞a(4)上端；同时，当型线段b(802)转动到与柱塞b(9)上端时，柱塞a(4)的导油环槽(401)不在油道a(502)和油道b(503)之间，油道a(502)和油道b(503)断开；当基线段b(801)转动到与柱塞b(9)上端时，柱塞a(4)的导油环槽(401)将运动到油道a(502)和油道b(503)之间，油道a(502)和油道b(503)导通。
[0009] 进一步地，当发动机正常运转时，凸轮a(6)、凸轮b(8)随着凸轮轴(7)旋转，当凸轮a(6)型线段(602)与柱塞a(4)相
接触时，凸轮a(6)克服弹簧a(2)弹力推动柱塞a(4)向下运动，柱塞a(4)中导油环槽(401)运动至油道a(502)与油道b(503)之间，此时，自油压调节阀(3)至储油室(13)的液压油道导通，车载ECU根据当前工况得出最佳气门升程量，由此计算出所需液压油压力，通过油压调节阀(3)控制储油室(13)中液压油压力。由于储油室(13)中液压油压力的存在，弹簧b(11)弹力与储油室(13)中液压油压力保持平衡，此时挡油盘(12)、柱塞b(9)浮于储油室(13)中液压油上表面。由于弹簧c(14)弹性系数远高于弹簧b(11)，因此此时弹簧c(14)并没有产生明显位移。凸轮轴(7)继续旋转时凸轮a(6)基圆段(601)与柱塞b(4)相接触，弹簧a(2)弹力推动柱塞a(4)向上运动，液压油路被隔断；凸轮b(8)型线段(802)与柱塞b(9)上表面相接触，凸轮b(8)推动柱塞b(9)向下运动，由于此时液压油路被隔断，液压油压力不断升高，当液压油压力达到一定值时，液压油压力克服弹簧c(14)预紧力将气门(15)打开。
[0010] 进一步地，当发动机工况发生变化需要改变气门升程时，在凸轮a(6)型线段(602)与柱塞a(4)相接触时，车载ECU根据当前工况得出最佳气门升程量，由此计算出所需液压油压力，通过油压调节阀(3)控制储油室(13)中液压油压力。若此时需要增大气门升程量，则当液压油进入储油室(13)时，由于液压油压力的作用，挡油盘(12)、柱塞b(9)克服弹簧(11)预紧力向上运动，运动距离根据液压油压力而定，储油室(13)中液压油量亦改变。储油室(13)中液压油量的改变使得当凸轮b(8)型线段(802)向下推动柱塞b(9)时，较上一所述过程中气门(15)的开启时间更早，并且由于储油室(13)中液压油较上一所述过程中更多，当柱塞b(9)带动挡油盘(12)运动至
下止点时，气门(15)的下行距离更大，从而实现气门升程的增大，减小气门升程过程采取相反措施即可实现。
[0011] 上述技术方案的指导思想是：这种可变气门升程调节机构，通过油压调节阀对进入储油室中液压油压力进行精确控制，实现可变气门升程。发动机需要改变气门升程从而调节进气量时，当液压油道开启时，ECU根据预制气门升程MAP图得出当前工况最佳气门升程量，由此计算出所需达到此气门升程量所需的液压油压力，进而通过油压调节阀(3)调节储油室(13)中液压油压力。若此时气门升程量需要增大，则油压调节阀(3)控制液压油路以及储油室(13)中液压油压力升高，一方面，由于弹簧b(11)弹性系数较低，当储油室(13)中液压油压力升高时，液压油将克服弹簧b(11)弹力将挡油盘(13)以及柱塞b(9)向上顶起，当前储油室(13)中液压油量亦增加；另一方面，由于弹簧c(14)弹性系数远高于弹簧b(11)弹性系数，此时虽然液压压力有所增加但压力不足以克服弹簧c(14)预紧力将气门(15)打开。当液压油道关闭时，凸轮b(8)型线段(802)与柱塞b(9)上表面相接触，凸轮b(8)推动柱塞b(9)向下运动，由于此时液压油路被隔断，液压油压力不断升高，当液压油压力达到一定值时，液压油压力克服弹簧c(14)预紧力将气门(15)打开。
[0012] 对比
现有技术，本发明所述的可变气门升程调节机构具有以下优势：
[0013] 本发明实现了气门的升程参数柔性调节的功能，有效地改善了传统
配气机构不能随发动机工况的改变而调节气门开度的缺点。保证了发动机在任何工况下都能够获得一个较好的配气效果，提升了发动机的动力性和经济性，降低了有害污染物的排放。
附图说明
[0014] 图1为本发明的可变气门升程调节装置结构示意图a
[0015] 图2为本发明的可变气门升程调节装置结构示意图b
[0016] 图3为本发明的柱塞a剖面图
[0017] 图4为本发明的安装块剖面图
[0018] 图5为本发明的凸轮a剖面图
[0019] 图6为本发明的凸轮b剖面图
[0020] 其中：1.缸盖 2.弹簧a 3.油压调节阀 4.柱塞a 5.安装块 6.凸轮a 7.凸轮轴 8.凸轮b 9.柱塞b 10.挡块 11.弹簧b 12.挡油盘 13.储油室 14.弹簧c 15.气门 401.导油环槽 501.调节阀安装孔 502.油道a 503.油道b 504.柱塞安装孔a 505.阶梯状柱塞安装孔b
具体实施方式
[0021] 下面对照附图，对本发明的具体实施方式如所涉及的各个构件，各个部分之间的相互位置以及相互连接关系，各部分的功能以及工作原理等作进一步详细的说明。
[0022] 如图1所示，所述的一种汽车发动机可变气门升程调节机构，由缸盖(1)、弹簧a(2)、油压调节阀(3)、柱塞a(4)、安装块(5)、凸轮a(6)、凸轮轴(7)、凸轮b(8)、柱塞b(9)、挡块(10)、弹簧b(11)、挡油盘(12)、储油室(13)、弹簧c(14)、气门(15)组成。其中安装块(5)与缸盖固接，弹簧a(2)置于安装块(5)开设的柱塞安装孔a(504)内；柱塞a(4)一端与凸轮a(6)滑动连接，一端伸入柱塞安装孔a(504)内，并与弹簧a(2)相连；油压调节阀(3)布置于安装块(5)开设的调节阀安装孔(501)内；凸轮a(6)和凸轮b(8)分别固接于凸轮轴(7)外表面；柱塞b(9)与凸轮b(8)滑动连接，另一端穿过挡块(10)中心部位的圆孔伸入至安装块(5)开设的阶梯状柱塞安装孔b(505)内；挡块(10)通过螺纹与安装块(5)相连，挡油盘(12)固接于柱塞b(9)外表面；弹簧b(11)置于挡块(10)和挡油盘(12)之间；柱塞a(4)与柱塞安装孔a(504)壁面间隙配合，柱塞b(9)、挡块(10)和挡油盘(12)与气门与阶梯状柱塞安装孔b(505)壁面同样间隙配合。
[0023] 如图3所示，所述的柱塞a(4)一端设有导油环槽(401)。
[0024] 如图4所示，所述安装块(5)设有油压调节阀安装孔(501)、油道a(502)、油道b(503)、柱塞安装孔a(504)、阶梯状柱塞安装孔b(505)，其中油道b(503)与柱塞b(9)、挡块(12)、气门(15)及阶梯状柱塞安装孔b(505)壁面围成的储油室(13)相通；当柱塞a(4)导油环槽(401)下行至油道a(502)和油道b(503)之间时油道a(502)和油道b(503)导通，当导油环槽(401)离开油道a(502)和油道b(503)之间时油道a(502)和油道b(503)断开。
[0025] 如图5所示，凸轮a(6)由基圆段a(601)和型线段a(602)组成。
[0026] 如图6所示，凸轮b(8)由基圆段b(801)和型线段b(802)组成。
[0027] 如图1所示，发动机正常运转时，凸轮a(6)、凸轮b(8)跟随凸轮轴(7)旋转，凸轮a(6)型线段a(602)与柱塞a(4)逐渐接触的过程中，凸轮a(6)向柱塞a(4)施加一压力，压力随着凸轮a(4)的旋转而逐渐增大，当达到图1所示位置时压力达到最大值，这一过程中，柱塞a(4)克服弹簧a(2)弹力下行，使柱塞a(4)的导油环槽(401)运动至安装块(5)中的油道a(502)与油道b(503)之间，使由油道a(502)、导油环槽(401)、油道b(503)组成的液压油路导通，从而实现油压调节阀(3)对储油室(13)中液压油压力的控制。车载ECU根据当前工况得出最佳气门升程量，由此计算出所需液压油压力，通过油压调节阀(3)控制储油室(13)中液压油压力。液压油压力将柱塞b(9)以及挡油盘(12)托于如图所示位置，弹簧b(11)弹力与储油室(13)中液压油压力保持平衡，由于弹簧c(14)弹性系数远高于弹簧b(11)，因此此时弹簧c(14)并没有产生明显位移。
[0028] 如图2所示，随着凸轮轴(7)的继续旋转，凸轮a(6)型线段(602)离开柱塞a(4)顶部，凸轮a(6)基圆段(601)与柱塞a(4)顶部相接触，此时弹簧a(2)弹力推动柱塞a(4)向上运动与凸轮a(6)基圆段(601)相接触，此时柱塞a(4)中导油环槽(401)不再位于油道a(502)、油道b(503)之间，液压油路被隔断，储油室(13)中液压油处于密闭状态。由于凸轮b(8)与凸轮a(6)方向布置相反，此时凸轮b(8)型线段(802)与柱塞b(9)顶部逐渐接触，与前一过程中凸轮a(6)型线段a(602)与柱塞a(4)接触过程类似，且由于储油室(13)中液压油的存在，凸轮b(8)推动柱塞b(9)下行过程中，液压油压力的不断升高，当液压油压力达到一定值时，液压油压力克服弹簧c(14)预紧力将气门(15)开启。
[0029] 若发动机工况发生改变，需要改变气门升程从而调节进气量时，当液压油道开启时，ECU根据预制气门升程MAP图得出当前工况最佳气门升程量，由此计算出所需达到此气门升程量所需的液压油压力，进而通过油压调节阀(3)调节储油室(13)中液压油压力。若此时气门升程量需要增大，则油压调节阀(3)控制液压油路以及储油室(13)中液压油压力升高，一方面，由于弹簧b(11)弹性系数较低，当储油室(13)中液压油压力升高时，液压油将克服弹簧b(11)弹力将挡油盘(13)以及柱塞b(9)向上顶起，当前储油室(13)中液压油量亦增加；另一方面，由于弹簧c(14)弹性系数远高于弹簧b(11)弹性系数，此时虽然液压压力有所增加但压力不足以克服弹簧c(14)预紧力将气门(15)打开。凸轮轴(7)继续旋转，当凸轮a(6)基圆段(601)运动至与柱塞a(4)顶部相接触时，此时弹簧a(2)弹力推动柱塞a(4)向上运动，导油环槽(401)不再位于油道a(502)与油道b(503)之间，液压油路被隔断。与此同时，凸轮b(8)型线段(802)旋转至与柱塞b(9)顶部相接触，凸轮b(8)向下推动柱塞b(9)下行，由于储油室(13)中液压油被封闭，随着柱塞b(9)带着挡油盘(12)的一起向下移动，储油室(13)中液压油压力不断升高。当液压油压力升高至足以克服弹簧c(14)预紧力时，气门(15)在液压油压力的作用下向下运动，气门(15)开启，如图2所示。又因为这一过程中储油室(13)中液压油量较之前有所增多，气门开启时间更早，气门升程增大，实现所述功能。
