一種氣門升程和正時獨立可調(diào)的氣門驅(qū)動機構(gòu)構(gòu)成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種氣門升程和正時獨立可調(diào)的氣門驅(qū)動機構(gòu)構(gòu)成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的可變氣門正時機構(gòu)意義在于改變進氣門與排氣門的交疊角度，而氣門開啟的持續(xù)時間是固定的。但是，此種氣門正時機構(gòu)在提高交疊角的同時，排氣門延遲打開，進氣門過早關(guān)閉，都造成了發(fā)動機額外的排氣損耗，并造成進氣量減少，這些都使內(nèi)燃機理論上最佳的輸出功率與扭矩受到損失。能夠?qū)忾T的正時調(diào)整到理論最佳值的方法稱為全可變氣門正時，包含單個氣門的正時和進排氣門交疊角。
[0003]可變氣門升程的作用是可以替代部分節(jié)氣門的作用，使得發(fā)動機泵氣損耗降低，油門反應速度提高，在汽油機上作用明顯，但不能用于柴油機。
[0004]公開(公告)號:CN102235195A由兩種可變氣門升程機構(gòu)組合的全可變氣門正時方法中，指明改變氣門開啟時間而不改變氣門升程的方法，但其方法有缺陷，其實二種機構(gòu)的前后順序并不足以影響機構(gòu)的作用，只是控制方法不同，并且也未只出如何控制氣門升程。況且，如果其中一個機構(gòu)做出將降低氣門升程的調(diào)節(jié)到非常小的數(shù)值，比如最大值的十分之一，那么另一個機構(gòu)必需做出10倍補償，這是很難實現(xiàn)，實用性有障礙。
[0005]公開(公告)號:CN102235192A限制升程的全可變氣門正時方法有缺陷，其實不必放大機構(gòu)的各種行程及其所造成的氣門升程，如果與單獨的可變氣門升程技術(shù)融合，由后者負責控制氣門升程，就可以實現(xiàn)氣門升程的控制，不變或者改變氣門升程。況且，沒有只出具體切除的比例關(guān)系。這個方法指出的放大升程也就是擴大機構(gòu)的體積和重量，這樣對內(nèi)燃機很不利。
[0006]綜合這些想法，可以在氣門升程和正時獨立可調(diào)的氣門驅(qū)動機構(gòu)構(gòu)成方法中，將以上二個技術(shù)的不足加以彌補，優(yōu)勢加以合并。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本專利針對上述缺陷作出新的解決方案，需要一種新的機構(gòu)，實現(xiàn)氣門正時更好的控制。凸輪的角度是固定的，因此需要一種機構(gòu)能夠縮小凸輪的角度，而不是放大凸輪的角度，因為凸輪角度是不能被放大的，所以必須采用具有最寬泛的曲軸角度的凸輪。
[0008]發(fā)明所提供的方法內(nèi)容包含:一種氣門升程和正時獨立可調(diào)的氣門驅(qū)動機構(gòu)構(gòu)成方法，該方法使用二種氣門驅(qū)動機構(gòu):一種連續(xù)可變氣門升程機構(gòu)，其作用是連續(xù)改變氣門的升程和正時，此時氣門的升程和正時保持一定范圍內(nèi)固定不變的比例關(guān)系，并稱此氣門驅(qū)動機構(gòu)為A機構(gòu)；另一種連續(xù)可變氣門升程機構(gòu)，其作用是連續(xù)改變氣門的升程，不改變氣門正時并稱此氣門驅(qū)動機構(gòu)為B機構(gòu)；先將凸輪所對應的曲軸角度放大，例如360度，或者根據(jù)設(shè)計所需的最大范圍；而后并放大A、B機構(gòu)所造成的氣門升程的改變，使得A機構(gòu)所造成的氣門升程的降低可以大部分由B補償；而后將兩種機構(gòu)以不分先后次序串聯(lián)在一起共同實現(xiàn)對氣門的控制，即由A機構(gòu)負責控制氣門的正時，即氣門持續(xù)開啟的時間，而由B機構(gòu)控制氣門的升程，方法是當A機構(gòu)改變氣門升程后，由B機構(gòu)再做調(diào)整，使得氣門升程達到預期的數(shù)值。
【附圖說明】
[0009]圖1是方法基本原理的示意圖。示出了由兩種可變氣門升程機構(gòu)組合的可變氣門控制效果。
[0010]圖2是切除氣門升程的方法示意圖，對驅(qū)動部件形狀的切割有特定的形式。
【具體實施方式】
[0011]以下結(jié)合附圖對一種氣門升程和正時獨立可調(diào)的氣門驅(qū)動機構(gòu)構(gòu)成方法做具體說明。
[0012]如附圖1所示，凸輪的角度值在通常的內(nèi)燃機中因為轉(zhuǎn)速比較低故而凸輪所對應的曲軸角度一般為220到240度。為適應內(nèi)燃機的最高轉(zhuǎn)速時的效率要求，凸輪的角度必須提高至適應高轉(zhuǎn)速的角度，超過260度，最高可達360度。附圖中TO所示的是可改變氣門正時的連續(xù)可變氣門升程技術(shù)，其在改變氣門升程的同時，氣門正時角度也從TO擴展至Tl，從Tl擴展至T2。若將TO確定為180度，T2可達到360度，但升程也要達到通常氣門升程的二倍。不改變氣門正時的連續(xù)可變氣門升程機構(gòu)可以降低氣門升程，從LO降低至L2，從L2降低至LI。因為二種機構(gòu)串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，由A機構(gòu)調(diào)節(jié)氣門正時，B機構(gòu)調(diào)節(jié)氣門升程，合并的結(jié)果就是如附圖所示的氣門最終的效果，在等號右邊的氣門最終正時圖中，TO所代表的是內(nèi)燃機在轉(zhuǎn)速最低的時刻的氣門打開時間所對應的曲軸角度，而Tl所代表的是內(nèi)燃機在中等轉(zhuǎn)速的時刻的氣門打開時間所對應的曲軸角度，T2所代表的是內(nèi)燃機在轉(zhuǎn)速最高的時刻的氣門打開時間所對應的曲軸角度。T2所對應的曲軸角度，不大于凸輪的角度值所對應的曲軸角度?？梢娪捎贐機構(gòu)的補償調(diào)節(jié)作用，TO的升程最高，其次是T2，最低的是Tl，因為Tl所受到的B機構(gòu)的補償最用LI最低，所以升程最低。因此，可見總的效果就是氣門的正時和升程可以獨立調(diào)節(jié)，相互可以不干擾，即氣門的正時角度和升程值可以有任意的組合。
[0013]這里所述的二種類型的連續(xù)可變氣門正時機構(gòu)，不特指某一個的機構(gòu)，而是所有滿足A、B定義的特征的機構(gòu)。二種機構(gòu)的組合機構(gòu)，并非是使二種機構(gòu)完全獨立，也視具體情況加以合并，使得機構(gòu)的復雜度降低。
[0014]因為A、B機構(gòu)的控制機構(gòu)是分離的，因此可以令整個機構(gòu)具有二個可調(diào)參數(shù)，這是使得氣門正時和升程獨立可調(diào)的數(shù)學基礎(chǔ)。
[0015]所謂串聯(lián)，就是前一個機構(gòu)的輸出端連接在后一個機構(gòu)的輸入端，前一個機構(gòu)的輸入端就是凸輪，后一個機構(gòu)的輸出端就是氣門。
[0016]若A機構(gòu)的升程和氣門持續(xù)開啟角度都過小，那么B機構(gòu)所需進行的升程補償?shù)谋壤^大，造成杠桿效應非常大，部件承擔的壓力非常高，因此當氣門所需升程低于一個比例時，所述A機構(gòu)不再進行調(diào)節(jié)而固定，此后氣門升程完全由B機構(gòu)決定；這個比例的數(shù)值，是內(nèi)燃機最小全功率轉(zhuǎn)速所需之氣門持續(xù)開啟角度與最大全功率轉(zhuǎn)速之角度之比。這樣做的原因還在于，A機構(gòu)只負責調(diào)節(jié)內(nèi)燃機氣門持續(xù)開啟角度值，而不負責氣門升程，也就是說，B機構(gòu)的存在解除了 A機構(gòu)調(diào)節(jié)氣門升程的職責，而由B機構(gòu)承擔。舉例而言，內(nèi)燃機的氣門持續(xù)開啟角度值在200度到300度曲軸角之間，那么A機構(gòu)的正時對應的升程的范圍就是I到1.5，或者是0.666到1，A機構(gòu)不會將自己的正時調(diào)到低于200度曲軸角，升程也不會低于I或者0.666，低于這個數(shù)值的氣門升程由B機構(gòu)來調(diào)節(jié)。
[0017]A機構(gòu)的設(shè)計特征會影響到B機構(gòu)，設(shè)法縮小A機構(gòu)的升程變化對B機構(gòu)的設(shè)計難度的降低非常有利。所以A機構(gòu)采用切尖法來修正可變氣門正時和升程機構(gòu)的設(shè)計。以一個實施例來說明這個切尖法的具體方法:
[0018]再假設(shè)內(nèi)燃機的氣門持續(xù)開啟角度值在200度到300度曲軸角之間，那么A機構(gòu)的正時對應的升程的范圍就是I到1.5，或者是0.666到1，假設(shè)氣門持續(xù)開啟角度值與氣門升程成嚴格線性關(guān)系，那么最小與最大氣門持續(xù)開啟角度值比例關(guān)系就是2: 3，如果將A機構(gòu)最大升程切除1-2/3 = 1/3，那么就可以保證A機構(gòu)在調(diào)整氣門持續(xù)開啟角度值時氣門升程基本不變，因此B機構(gòu)作出的調(diào)整也非常小，有利于降低損耗。切除的具體就是將導致氣門升程升高的機械部分的形狀切掉，讓機構(gòu)在運動到這里時做保持氣門升程的動作。切除也不推薦切掉太多，因為切除太多，氣門開啟和關(guān)閉的速率太高，這對氣門彈簧的彈力要求高，彈力高必然造成更多損耗，因此根據(jù)實際情況做折中處理，適當切除一些氣門升程就可以了。
[0019]以圖2所示的機構(gòu)為例，說明切除的方法，圖2 (I)所示出的形狀，是所有可變氣門升程和正時機構(gòu)的必備部件一一擺動桿一一與驅(qū)動氣門的滾輪搖臂的接觸面的大致形狀，向下突出的三角形指代氣門打開所需要的幾何形狀，而三角形底邊的等高則是保持氣門關(guān)閉的形狀；升程的高低與三角形突起的高低成正比。正確的切除方法是圖2 (2)，切除三角形突出的頂端一部分，比例就是三角形突起的高度。圖2(3)是錯誤的切除法，這樣做會導致氣門升程不足，根源是改變了氣門升程和正時之間的比例關(guān)系。
【主權(quán)項】
1.一種氣門升程和正時獨立可調(diào)的氣門驅(qū)動機構(gòu)構(gòu)成方法，該方法使用二種氣門驅(qū)動機構(gòu): 一種連續(xù)可變氣門升程機構(gòu)，其作用是連續(xù)改變氣門的升程和正時，此時氣門的升程和正時保持一定范圍內(nèi)固定不變的比例關(guān)系，并稱此氣門驅(qū)動機構(gòu)為A機構(gòu)； 另一種連續(xù)可變氣門升程機構(gòu)，其作用是連續(xù)改變氣門的升程，不改變氣門正時并稱此氣門驅(qū)動機構(gòu)為B機構(gòu)； 先將凸輪所對應的曲軸角度放大，例如360度，或者根據(jù)設(shè)計所需的最大范圍；而后并放大A、B機構(gòu)所造成的氣門升程的改變，使得A機構(gòu)所造成的氣門升程的降低可以大部分由B補償；而后將兩種機構(gòu)以不分先后次序串聯(lián)在一起共同實現(xiàn)對氣門的控制，即由A機構(gòu)負責控制氣門的正時，即氣門持續(xù)開啟的時間，而由B機構(gòu)控制氣門的升程，方法是當A機構(gòu)改變氣門升程后，由B機構(gòu)再做調(diào)整，使得氣門升程達到預期的數(shù)值； 并且，A機構(gòu)的部件做出一些切除，降低其造成的氣門升程的變化；切除的部分與原來部分的比例按照如下公式:切除部分< 1-氣門最小持續(xù)開啟曲軸角度/氣門最大開啟曲軸角度。
2.如權(quán)利要求1所述一種氣門升程和正時獨立可調(diào)的氣門驅(qū)動機構(gòu)構(gòu)成方法，其特征還在于當氣門所需升程低于一個比例時，所述A機構(gòu)不再進行調(diào)節(jié)而固定，此后氣門升程完全由B機構(gòu)決定；這個比例的數(shù)值，是內(nèi)燃機最小全功率轉(zhuǎn)速所需之氣門持續(xù)開啟角度與最大全功率轉(zhuǎn)速之角度之比。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氣門升程和正時獨立可調(diào)的氣門驅(qū)動機構(gòu)構(gòu)成方法，使用一種可變氣門升程和正時機構(gòu)，并加上一種可變氣門升程機構(gòu)，先將前一種機構(gòu)中的凸輪所對應的曲軸角度放大，而后并放大二個機構(gòu)所造成的氣門升程的改變，而后將兩種機構(gòu)以不分先后次序串聯(lián)在一起共同實現(xiàn)對氣門的控制，即由可變氣門正時機構(gòu)負責控制氣門的正時，而由可變氣門升程機構(gòu)控制氣門的升程，當可變氣門正時機構(gòu)改變氣門升程后，由可變氣門升程機構(gòu)再做調(diào)整，使得氣門的正時和升程達到預期的數(shù)值，并且各自獨立可調(diào)。
【IPC分類】F02D13-00
【公開號】CN104791110
【申請?zhí)枴緾N201510127679
【發(fā)明人】朱譞晟
【申請人】朱譞晟
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月23日