本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，更確切的說(shuō)，本發(fā)明是一種缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)直啟前缸內(nèi)壓力調(diào)整的裝置。

背景技術(shù)：

汽車在怠速狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)除了可以維持自身正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還可以提供整個(gè)車輛各個(gè)部件正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的能量。既然怠速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)消耗的燃油并不能直接用于汽車行駛，不僅會(huì)增加城市行車的耗油量，還會(huì)增加尾氣污染物排放，所以需要怠速耗油量越低越好。發(fā)動(dòng)機(jī)啟停技術(shù)就是在汽車停穩(wěn)后自動(dòng)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，再次起步時(shí)又自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的一項(xiàng)“無(wú)怠速”技術(shù)。然而，由于目前發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程大多需要借助啟動(dòng)電機(jī)，可是頻繁的發(fā)動(dòng)機(jī)重啟過(guò)程會(huì)嚴(yán)重惡化行駛車輛的平順性和舒適性，并且啟動(dòng)系統(tǒng)的磨損和潛在的維護(hù)成本也會(huì)增加。缸內(nèi)直噴汽油機(jī)能靈活的控制缸內(nèi)的燃油噴射和點(diǎn)火，即便在發(fā)動(dòng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下也可以使氣缸進(jìn)行燃燒做功，拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而無(wú)需借助起動(dòng)機(jī)即可啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，有效的解決了發(fā)動(dòng)機(jī)由于借助起動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)而帶來(lái)的問(wèn)題。

然而啟動(dòng)過(guò)程的首循環(huán)著火和轉(zhuǎn)動(dòng)特性極易受到點(diǎn)火正時(shí)，過(guò)量空氣系數(shù)，冷卻液溫度，活塞初始位置等因素的影響。發(fā)動(dòng)機(jī)剛熄火時(shí)，仍處于熱機(jī)狀態(tài)，缸內(nèi)的氣體環(huán)境復(fù)雜，缸內(nèi)壓力不定，無(wú)法準(zhǔn)確地計(jì)算出氣缸中新鮮空氣量，從而無(wú)法準(zhǔn)確控制噴油量，點(diǎn)火時(shí)氣缸內(nèi)噴油量和空氣量不匹配，容易造成失火，使得缸內(nèi)直噴汽油機(jī)直接啟動(dòng)模式無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)直啟前缸內(nèi)壓力調(diào)整的裝置，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)模式執(zhí)行前打開(kāi)氣門，與外界進(jìn)行氣體交換，保證首循環(huán)以前氣缸內(nèi)氣體氣壓和外界相同，調(diào)整缸內(nèi)壓力，以便于可確定缸內(nèi)空氣量，從而控制噴油量，以實(shí)現(xiàn)直接啟動(dòng)。

本發(fā)明由蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)Ⅰ和同步帶輪系統(tǒng)Ⅱ組成。

本發(fā)明所述蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)Ⅰ由蝸輪1、蝸桿5、步進(jìn)電機(jī)4、步進(jìn)電機(jī)軸6、后簡(jiǎn)稱超越離合器a、鍵a2、鍵b7和鍵c12組成。步進(jìn)電機(jī)軸6通過(guò)鍵b7與蝸桿5連接在一起。蝸桿5和蝸輪1嚙合。蝸輪1套在超越離合器a的外環(huán)14上，二者通過(guò)鍵a2相連。超越離合器a內(nèi)環(huán)13套在凸輪軸前部連接段3上，二者通過(guò)鍵c12相連。

本發(fā)明所述同步帶輪系統(tǒng)Ⅱ由同步帶輪8、超越離合器b、鍵d9和鍵e10組成。同步帶輪8通過(guò)齒形帶與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸相連。同步帶輪8套在超越離合器b的外環(huán)18上，二者通過(guò)鍵d9相連。超越離合器b內(nèi)環(huán)17凸輪軸前端連接段3上，二者通過(guò)鍵e10相連。

本發(fā)明所述蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)Ⅰ位于曲軸最前端，同步帶輪系統(tǒng)Ⅱ位于蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)Ⅰ后。

本發(fā)明所述超越離合器a、b為相同的兩個(gè)內(nèi)星輪滾柱式單向超越離合器。內(nèi)星輪滾柱式單向超越離合器由外環(huán)21、星輪(內(nèi)環(huán))22、滾柱23、頂銷24、彈簧25組成。星輪22置于外環(huán)21內(nèi)側(cè)，在星輪22和外環(huán)21形成的楔形空間內(nèi)有滾柱23，星輪22上楔形空間大的一側(cè)開(kāi)有一個(gè)圓柱形小洞26，小洞26內(nèi)置一彈簧25，彈簧25一側(cè)與小洞26底部接觸，另一側(cè)與頂銷24相連，頂銷24和滾柱23接觸。當(dāng)順時(shí)針外環(huán)21轉(zhuǎn)速小于內(nèi)環(huán)22轉(zhuǎn)速時(shí)，滾柱23向左移動(dòng)進(jìn)入楔形空間小的一側(cè)，滾柱23上壓力增大，由于摩擦力作用而楔緊，從而超越離合器內(nèi)環(huán)22和外環(huán)21鎖死。當(dāng)順時(shí)針外環(huán)21轉(zhuǎn)速大于內(nèi)環(huán)22轉(zhuǎn)速時(shí)，滾柱23向右移動(dòng)，進(jìn)入楔形空間大的一側(cè)，滾柱23上壓力減小，可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)外環(huán)分離處于超越狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)離合。

本發(fā)明所述超越離合器a、b安裝時(shí)方向相反，即從凸輪軸前部連接段3前端觀察時(shí)，順時(shí)針?lè)较蛏铣诫x合器a的滾柱15位于頂銷16前側(cè)，超越離合器b的滾柱19位于頂銷20后側(cè)。

本發(fā)明的工作過(guò)程如下：

在發(fā)動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)模式執(zhí)行前，控制步進(jìn)電機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)軸6轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)鍵b7使蝸桿5隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿5通過(guò)嚙合帶動(dòng)蝸輪1轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)蝸輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，蝸輪1通過(guò)鍵a2帶動(dòng)超越離合器a的外環(huán)14隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。此方向上超越離合器a的內(nèi)外環(huán)鎖死，超越離合器a的內(nèi)環(huán)13隨著外環(huán)14同速轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)環(huán)13通過(guò)鍵c12帶動(dòng)凸輪軸前部連接段3轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)整個(gè)凸輪軸隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪軸上的凸輪11轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中推動(dòng)氣門運(yùn)動(dòng)，從而使氣缸內(nèi)部與外界相通，進(jìn)行氣體交換，調(diào)整缸內(nèi)壓力。在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，超越離合器b的內(nèi)環(huán)17與曲軸前部連接段3通過(guò)鍵e10相連，和凸輪軸同速轉(zhuǎn)動(dòng)，此方向上，超越離合器b處于超越狀態(tài)，凸輪軸前部連接段3通過(guò)鍵e10帶動(dòng)內(nèi)環(huán)17旋轉(zhuǎn)，外環(huán)18靜止不動(dòng)，同步帶輪8隨之靜止不動(dòng)，從而不帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，曲軸位置保持不變?？刂七M(jìn)步電機(jī)4的轉(zhuǎn)動(dòng)，使凸輪軸旋轉(zhuǎn)360度，即可保證完成此過(guò)程后凸輪軸與曲軸之間的正時(shí)不發(fā)生改變。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，同步帶輪8由曲軸通過(guò)齒形帶帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，超越離合器b的外環(huán)18與同步帶輪8通過(guò)鍵d9連接，外環(huán)18和同步帶輪8同速同方向旋轉(zhuǎn)。此方向上，超越離合器b處于鎖死狀態(tài)，內(nèi)環(huán)18和外環(huán)17同速同方向旋轉(zhuǎn)，內(nèi)環(huán)17通過(guò)鍵e10帶動(dòng)凸輪軸前部連接段3旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)凸輪軸正常運(yùn)動(dòng)。在此過(guò)程中，超越離合器a的內(nèi)環(huán)13與凸輪軸前部連接段3通過(guò)鍵c12相連，隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。此方向上，超越離合器a處于超越狀態(tài)，內(nèi)環(huán)13隨凸輪軸旋轉(zhuǎn)，外環(huán)21靜止不動(dòng)，從而不帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)4旋轉(zhuǎn)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明可以使采用直接啟動(dòng)技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)，在首循環(huán)之前，打開(kāi)氣門，使缸內(nèi)氣體和外界空氣進(jìn)行交換，平衡氣壓，便于通過(guò)活塞位置來(lái)計(jì)算缸內(nèi)氣體的量，通過(guò)控制噴油量來(lái)得到適當(dāng)?shù)倪^(guò)量空氣系數(shù)，提高著火的可靠性，提高點(diǎn)火性能，以實(shí)現(xiàn)直接啟動(dòng)。

本發(fā)明通過(guò)兩個(gè)安裝方向相反的超越離合器，使當(dāng)首循環(huán)前調(diào)節(jié)氣門開(kāi)啟時(shí)，蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)的超越離合器鎖死，與同步帶輪相連的超越離合器內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)，外環(huán)靜止不動(dòng)，同步帶輪并不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)凸輪軸旋轉(zhuǎn)360度后回到原來(lái)位置，并不改變發(fā)動(dòng)機(jī)原本設(shè)定好的配氣正時(shí)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，與同步帶輪相連的超越離合器鎖死，正常帶動(dòng)凸輪軸及氣門運(yùn)動(dòng)，而與蝸輪相連的超越離合器內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)，外環(huán)靜止不動(dòng)，并不帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低、易于在直啟GDI發(fā)動(dòng)機(jī)上推廣。

附圖說(shuō)明

附圖1是缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)直啟前缸內(nèi)壓力調(diào)整的裝置

附圖2是A-A截面的右視圖

附圖3是B-B截面的左視圖

附圖4是滾柱式單向超越離合器的示意圖

其中，Ⅰ蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；Ⅱ同步帶輪系統(tǒng)；1蝸輪；2鍵a；3凸輪軸前部連接段；4步進(jìn)電機(jī)、5蝸桿；6步進(jìn)電機(jī)軸；7鍵b；8同步帶輪；9鍵d；10鍵e；11凸輪；12鍵c、13超越離合器a內(nèi)環(huán)；14超越離合器a外環(huán)；15超越離合器a；16超越離合器a頂銷；17超越離合器b內(nèi)環(huán)；18超越離合器b外環(huán)；19超越離合器b滾柱；20超越離合器b頂銷步進(jìn)電機(jī)；21超越離合器外環(huán)；22星輪(內(nèi)環(huán))；23滾柱；24頂銷；25彈簧；26小洞。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1-4對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的描述。

參照附圖1：

本發(fā)明由蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)Ⅰ和同步帶輪系統(tǒng)Ⅱ組成。

參照附圖1、2：

本發(fā)明所述蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)Ⅰ由蝸輪1、蝸桿5、步進(jìn)電機(jī)4、步進(jìn)電機(jī)軸6、后簡(jiǎn)稱超越離合器a、鍵a2、鍵b7和鍵c12組成。步進(jìn)電機(jī)軸6通過(guò)鍵b7與蝸桿5連接在一起。蝸桿5和蝸輪1嚙合。蝸輪1套在超越離合器a的外環(huán)14上，二者通過(guò)鍵a2相連。超越離合器a內(nèi)環(huán)13套在凸輪軸前部連接段3上，二者通過(guò)鍵c12相連。

參照附圖1、3：

本發(fā)明所述同步帶輪系統(tǒng)Ⅱ由同步帶輪8、超越離合器b、鍵d9和鍵e10組成。同步帶輪8通過(guò)齒形帶與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸相連。同步帶輪8套在超越離合器b的外環(huán)18上，二者通過(guò)鍵d9相連。超越離合器b內(nèi)環(huán)17凸輪軸前端連接段3上，二者通過(guò)鍵e10相連。

參照附圖4：

本發(fā)明所述超越離合器a、b為相同的兩個(gè)內(nèi)星輪滾柱式單向超越離合器。內(nèi)星輪滾柱式單向超越離合器由外環(huán)21、星輪(內(nèi)環(huán))22、滾柱23、頂銷24、彈簧25組成。星輪22置于外環(huán)21內(nèi)側(cè)，在星輪22和外環(huán)21形成的楔形空間內(nèi)有滾柱23，星輪22上楔形空間大的一側(cè)開(kāi)有一個(gè)圓柱形小洞26，小洞26內(nèi)置一彈簧25，彈簧25一側(cè)與小洞26底部接觸，另一側(cè)與頂銷24相連，頂銷24和滾柱23接觸。當(dāng)順時(shí)針外環(huán)21轉(zhuǎn)速小于內(nèi)環(huán)22轉(zhuǎn)速時(shí)，滾柱23向左移動(dòng)進(jìn)入楔形空間小的一側(cè)，滾柱23上壓力增大，由于摩擦力作用而楔緊，從而超越離合器內(nèi)環(huán)22和外環(huán)21鎖死。當(dāng)順時(shí)針外環(huán)21轉(zhuǎn)速大于內(nèi)環(huán)22轉(zhuǎn)速時(shí)，滾柱23向右移動(dòng)，進(jìn)入楔形空間大的一側(cè)，滾柱23上壓力減小，可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)外環(huán)分離處于超越狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)離合。

參照附圖1：

本發(fā)明所述蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)Ⅰ位于曲軸最前端，同步帶輪系統(tǒng)Ⅱ位于蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)Ⅰ后。

參照附圖1、2、3：

本發(fā)明本發(fā)明所述超越離合器a、b，從凸輪軸前部連接段3前端觀察時(shí)，順時(shí)針?lè)较蛏铣诫x合器a的滾柱15位于頂銷16前側(cè)，超越離合器b的滾柱19位于頂銷20后側(cè)。

該發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)啟氣門控制方法，利用上述控制裝置實(shí)現(xiàn)，具體為：

在發(fā)動(dòng)機(jī)需要直接啟動(dòng)時(shí)，在進(jìn)行首循環(huán)前，步進(jìn)電機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)軸6轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)鍵b7使蝸桿5隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿5通過(guò)嚙合帶動(dòng)蝸輪1轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)蝸輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，蝸輪1通過(guò)鍵a2帶動(dòng)超越離合器a的外環(huán)14隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。此方向上超越離合器a的內(nèi)外環(huán)鎖死，超越離合器a的內(nèi)環(huán)13隨著外環(huán)14同速轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)環(huán)13通過(guò)鍵c12帶動(dòng)凸輪軸前部連接段3轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)整個(gè)凸輪軸隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪軸上的凸輪11轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中推動(dòng)氣門運(yùn)動(dòng)，從而使氣缸內(nèi)部與外界相通，進(jìn)行氣體交換，調(diào)整缸內(nèi)壓力。在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，超越離合器b的內(nèi)環(huán)17與曲軸前部連接段3通過(guò)鍵e10相連，和凸輪軸同速轉(zhuǎn)動(dòng)，此方向上，超越離合器b處于超越狀態(tài)，如輪軸前部連接段3通過(guò)鍵e10帶動(dòng)內(nèi)環(huán)17旋轉(zhuǎn)，外環(huán)18靜止不動(dòng)，同步帶輪8隨之靜止不動(dòng)，從而不帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，曲軸位置保持不變?？刂七M(jìn)步電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，使凸輪軸旋轉(zhuǎn)360度，即可保證完成此過(guò)程后凸輪軸與曲軸之間的正時(shí)不發(fā)生改變。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，同步帶輪8由曲軸通過(guò)齒形帶帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，超越離合器b的外環(huán)18與同步帶輪8通過(guò)鍵d9連接，外環(huán)18和同步帶輪8同速同方向旋轉(zhuǎn)。此方向上，超越離合器b處于鎖死狀態(tài)，內(nèi)環(huán)18和外環(huán)17同速同方向旋轉(zhuǎn)，內(nèi)環(huán)17通過(guò)鍵e10帶動(dòng)凸輪軸前部連接段3旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)凸輪軸正常運(yùn)動(dòng)。在此過(guò)程中，超越離合器a的內(nèi)環(huán)13與凸輪軸前部連接段3通過(guò)鍵c12相連，隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。此方向上，超越離合器a處于超越狀態(tài)，內(nèi)環(huán)13隨凸輪軸旋轉(zhuǎn)，外環(huán)21靜止不動(dòng)，從而不帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)4旋轉(zhuǎn)。