专利摘要

专利摘要

本发明公开了一种实现发动机气门升程连续可变的凸轮直驱式配气机构，包括凸轮轴、升程调节机构和气门组件，凸轮轴上设有凸轮，凸轮设置于升程调节机构上方，升程调节机构与气门组件固连成一体，凸轮经过升程调节机构驱动气门组件沿轴向运动，凸轮轴用于控制发动机气门的开闭，升程调节机构用来实现气门升程的无级变化。实现了发动机气门升程的无级变化，提高了发动机低负荷工况下的经济性与高负荷工况下的动力性。

权利要求

1.一种实现发动机气门升程连续可变的凸轮直驱式配气机构，其特征在于，包括凸轮轴、升程调节机构和气门组件，凸轮轴上设有凸轮，凸轮设置于升程调节机构上方，升程调节机构与气门组件固连成一体，凸轮经过升程调节机构驱动气门组件沿轴向运动，凸轮轴用于控制发动机气门的开闭，升程调节机构用来实现气门升程的无级变化。

2.根据权利要求1所述的实现发动机气门升程连续可变的凸轮直驱式配气机构，其特征在于，升程调节机构包括外壳、底盖、滑块、螺杆、从动齿轮、主动齿轮和驱动电机，从动齿轮、主动齿轮和驱动电机均设置于外壳内，底盖设置于外壳的底部，气门组件与底盖连接，驱动电机的输出轴与主动齿轮连接，螺杆与从动齿轮连接，主动齿轮与从动齿轮啮合，螺杆通过螺纹与滑块连接，外壳上设有滑槽，滑块设置于滑槽内，驱动电机通过主动齿轮带动从动齿轮转动，驱动螺杆转动，螺杆带动滑杆沿滑槽上下移动。

3.根据权利要求2所述的实现发动机气门升程连续可变的凸轮直驱式配气机构，其特征在于，外壳内设有主齿轮安装槽、从动齿轮安装槽和电机安装槽，主齿轮安装槽设置于从动齿轮安装槽的一侧，滑槽竖直设置于从动齿轮的上方，电机安装槽设置于主齿轮安装槽的上方，主动齿轮安装槽和从动齿轮安装槽分别用于安设主动齿轮和从动齿轮，电机安装槽用于安设驱动电机。

4.根据权利要求3所述的实现发动机气门升程连续可变的凸轮直驱式配气机构，其特征在于，底盖上设置有主动齿轮安装孔、从动齿轮安装轴和气门杆安装孔，主动齿轮安装孔设置于主动齿轮安装槽下方，用于安装主动齿轮，从动齿轮安装轴竖直设置于从动齿轮安装槽内，用于安装从动齿轮，气门杆安装孔设置于从动齿轮安装轴上，气门杆安装孔用于安装气门组件中的气门杆。

5.根据权利要求2所述的实现发动机气门升程连续可变的凸轮直驱式配气机构，其特征在于，凸轮轴横向设置于升程调节机构的上方，凸轮与滑块接触连接。

6.根据权利要求5所述的实现发动机气门升程连续可变的凸轮直驱式配气机构，其特征在于，凸轮的两侧对称设置有两个基圆轮，基圆轮的直径与凸轮的基圆直径相等，基圆轮与滑槽两侧的外壳顶部接触连接。

7.根据权利要求2所述的实现发动机气门升程连续可变的凸轮直驱式配气机构，其特征在于，气门组件包括气门杆、上弹簧座、下弹簧座和弹簧，上弹簧座固设于底盖的底部，下弹簧座横向固定布置于上弹簧座的下方，气门杆上端依次穿过下弹簧座和上弹簧座，与底盖连接，弹簧套设于气门杆上，弹簧的上下两端分别与上弹簧座和下弹簧座连接。

8.根据权利要求7所述的实现发动机气门升程连续可变的凸轮直驱式配气机构，其特征在于，气门组件还包括限位块和螺母，限位块设置于气门杆上，布置于底盖的下方，气门杆上端穿过底盖，通过螺纹与螺母连接，螺母和限位块从底盖的上下两端夹紧底盖，与底盖连接固定。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车发动机技术领域，具体涉及一种实现发动机气门升程连续可变的凸轮直驱式配气机构。

背景技术

发动机气门升程即气门完全开启时相比气门关闭时，气门沿轴向的位移，表明气门的最大开启程度。传统的发动机气门升程是固定的，为了尽可能兼顾所有的运转工况，气门升程的大小通常是折中选择，因而在动力需求较低时，气门升程偏大，发动机经济性变差，在动力需求较高时，气门升程偏小，发动机动力性不佳。为了让发动机在全工况下均能有最合适的气门升程，可变气门升程技术(VVL)应运而生，在追求经济性的工况下减小气门升程，在追求动力性的工况下增大气门升程。目前已经量产的连续可变气门升程装置普遍存在结构复杂，成本高，工作不够可靠的问题，仍有改进的空间。从大环境来看，当下排放和油耗法规日益严苛，为了在提升发动机动力性的同时提升其经济性，发展可变气门升程技术变得极其重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种实现发动机气门升程连续可变的凸轮直驱式配气机构，实现了发动机气门升程的无级变化，提高了发动机低负荷工况下的经济性与高负荷工况下的动力性。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种实现发动机气门升程连续可变的凸轮直驱式配气机构，包括凸轮轴、升程调节机构和气门组件，凸轮轴上设有凸轮，凸轮设置于升程调节机构上方，凸轮与升程调节机构接触连接，升程调节机构与气门组件固连成一体，凸轮经过升程调节机构驱动气门组件沿轴向运动，凸轮轴用于控制发动机气门的开闭，升程调节机构用来实现气门升程的无级变化。

按照上述技术方案，升程调节机构包括外壳、底盖、滑块、螺杆、从动齿轮、主动齿轮和驱动电机，从动齿轮、主动齿轮和驱动电机均设置于外壳内，底盖设置于外壳的底部，气门组件与底盖连接，驱动电机的输出轴与主动齿轮连接，螺杆与从动齿轮连接，主动齿轮与从动齿轮啮合，螺杆通过螺纹与滑块连接，外壳上设有滑槽，滑块设置于滑槽内，驱动电机通过主动齿轮带动从动齿轮转动，驱动螺杆转动，螺杆带动滑杆沿滑槽上下移动。

按照上述技术方案，外壳内设有主齿轮安装槽、从动齿轮安装槽和电机安装槽，主齿轮安装槽设置于从动齿轮安装槽的一侧，滑槽竖直设置于从动齿轮的上方，电机安装槽设置于主齿轮安装槽的上方，主动齿轮安装槽和从动齿轮安装槽分别用于安设主动齿轮和从动齿轮，电机安装槽用于安设驱动电机。

按照上述技术方案，底盖上设置有主动齿轮安装孔、从动齿轮安装轴和气门杆安装孔，主动齿轮安装孔设置于主动齿轮安装槽下方，布置于主动齿轮的中心轴线上，用于安装主动齿轮，从动齿轮安装轴竖直设置于从动齿轮安装槽内，布置于从动齿轮的中心轴线上，用于安装从动齿轮，气门杆安装孔沿中心轴线设置于从动齿轮安装轴上，气门杆安装孔用于安装气门组件中的气门杆。

按照上述技术方案，凸轮轴横向设置于升程调节机构的上方，凸轮与滑块接触连接。

按照上述技术方案，凸轮的两侧对称设置有两个基圆轮，基圆轮的直径与凸轮的基圆直径相等，基圆轮与滑槽两侧的外壳顶部接触连接。

按照上述技术方案，凸轮轴带动凸轮绕轴向转动，凸轮凸出部分与滑块接触时，将升程调节机构和气门杆向下顶出，弹簧被压缩，基圆轮与滑槽两侧的外壳体脱离，凸轮最高点与滑块接触时，气门完全开启，凸轮轴继续旋转，弹簧逐渐回位，通过弹簧回复力的作用下带动升程调节机构和气门杆向上移动，凸轮凸出部分与滑块脱离时，气门关闭，基圆轮与滑槽两侧的外壳体接触，如此循环实现气门周期性开闭。驱动电机经过主动齿轮、从动齿轮和螺杆，驱动滑块沿滑槽上下移动，可以改变升程调节机构和气门杆向下移动的最大距离，即改变了气门升程。

按照上述技术方案，气门组件包括气门杆、上弹簧座、下弹簧座和弹簧，上弹簧座固设于底盖的底部，下弹簧座横向固定布置于上弹簧座的下方，气门杆上端垂直依次穿过下弹簧座和上弹簧座，与底盖连接，弹簧套设于气门杆上，弹簧的上下两端分别与上弹簧座和下弹簧座连接，上弹簧座与下弹簧座共同对弹簧实现定位。

按照上述技术方案，气门组件还包括限位块和螺母，限位块设置于气门杆上，布置于底盖的下方，气门杆上端穿过底盖上气门杆安装孔，通过螺纹与螺母连接，螺母和限位块从底盖的上下两端夹紧底盖，与底盖连接固定。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过在凸轮轴与气门组件之间添加了一个升程调节装置，实现了发动机气门升程的无级变化，提高了发动机低负荷工况下的经济性与高负荷工况下的动力性。

2、本设计方案与液压缸驱动式可变气门升程装置相比，反应更快，自锁性能更好，也不存在液压油泄露的隐患；与多级可变气门升程装置相比，本发明可实现气门升程无级变化，对气门升程的调节更为细腻，因而性能更强；此外，由于基圆轮的存在，还避免了气门升程变化时出现的冲击，提升了传动稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例中实现发动机气门升程连续可变的凸轮直驱式配气机构的结构示意图；

图2是本发明实施例中升程调节机构的结构示意图；

图3是本发明实施例中实现发动机气门升程连续可变的凸轮直驱式配气机构的剖视图；

图4是本发明实施例中外壳的剖视图；

图5是本发明实施例中底盖的剖视图；

图6是本发明实施例中左气门关闭和右气门开启时实现发动机气门升程连续可变的凸轮直驱式配气机构的结构示意图；

图7是本发明实施例中左气门最大升程和右气门最小升程时实现发动机气门升程连续可变的凸轮直驱式配气机构的结构示意图；

图中，1-凸轮轴，1.1-基圆轮，1.2-凸轮，2-升程调节机构，2.1-外壳，2.1.1-主动齿轮安装槽，2.1.2-从动齿轮安装槽，2.1.3-螺杆安装孔，2.1.4-电机安装槽，2.1.5-滑槽，2.2-底盖，2.2.1-主动齿轮安装孔，2.2.2-从动齿轮安装轴，2.2.3-气门杆安装孔，2.2.4-上弹簧座，2.3-驱动电机，2.4-主动齿轮，2.5-从动齿轮，2.6-螺杆，2.7-滑块，3-气门组件，3.1-气门杆，3.2-下弹簧座，3.3-弹簧，3.4-限位块，3.5-螺母。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1～图7所示，本发明提供的一个实施例中的实现发动机气门升程连续可变的凸轮直驱式配气机构，包括凸轮轴1、升程调节机构2和气门组件3，凸轮轴1上设有凸轮1.2，凸轮1.2设置于升程调节机构2上方，凸轮1.2与升程调节机构2接触连接，升程调节机构2与气门组件3固连成一体，凸轮1.2经过升程调节机构2驱动气门组件3沿轴向运动，凸轮轴1用于控制发动机气门的开闭，升程调节机构2用来实现气门升程的无级变化。

进一步地，升程调节机构2包括外壳2.1、底盖2.2、滑块2.7、螺杆2.6、从动齿轮2.5、主动齿轮2.4和驱动电机2.3，从动齿轮、主动齿轮和驱动电机均设置于外壳内，底盖2.2设置于外壳2.1的底部，气门组件3与底盖2.2连接，驱动电机2.3的输出轴与主动齿轮2.4连接，螺杆2.6与从动齿轮2.5连接，主动齿轮2.4与从动齿轮2.5啮合，螺杆2.6通过螺纹与滑块2.7连接，外壳上设有滑槽2.1.5，滑块2.7设置于滑槽2.1.5内，驱动电机2.3通过主动齿轮2.4带动从动齿轮2.5转动，驱动螺杆2.6转动，螺杆2.6带动滑杆沿滑槽2.1.5上下移动。

进一步地，外壳2.1内设有主齿轮安装槽2.1.1、从动齿轮安装槽2.1.2和电机安装槽2.1.4，主齿轮安装槽2.1.1设置于从动齿轮安装槽2.1.2的一侧，滑槽2.1.5竖直设置于从动齿轮2.5的上方，电机安装槽2.1.4设置于主齿轮安装槽2.1.1的上方，主动齿轮安装槽2.1.1和从动齿轮安装槽2.1.2分别用于安设主动齿轮2.4和从动齿轮2.5，电机安装槽2.1.4用于安设驱动电机2.3。

进一步地，底盖2.2上设置有主动齿轮安装孔2.2.1、从动齿轮安装轴2.2.2和气门杆安装孔2.2.3，主动齿轮安装孔2.2.1设置于主动齿轮安装槽2.1.1下方，布置于主动齿轮2.4的中心轴线上，用于安装主动齿轮2.4，从动齿轮安装轴2.2.2竖直设置于从动齿轮安装槽2.1.2内，布置于从动齿轮2.5的中心轴线上，用于安装从动齿轮2.5，气门杆安装孔2.2.3沿中心轴线设置于从动齿轮安装轴2.2.2上，气门杆安装孔2.2.3用于安装气门组件3中的气门杆3.1。

进一步地，外壳2.1底部设有底盖2.2，主动齿轮安装孔2.2.1和从动齿轮安装轴2.2.2均设置于底盖2.2上，气门杆安装孔2.2.3套设于从动齿轮安装轴2.2.2内，上弹簧座2.2.4设置于底盖2.2的底部。

进一步地，凸轮轴1横向设置于升程调节机构2的上方，凸轮1.2与滑块2.7接触连接。

进一步地，凸轮1.2的两侧对称设置有两个基圆轮1.1，基圆轮1.1的直径与凸轮1.2的基圆直径相等，基圆轮1.1与滑槽2.1.5两侧的外壳2.1顶部接触连接；凸轮1.2通过旋转来控制气门的开闭，基圆轮1.1用于保证在任何气门升程下该配气机构均能平稳运转。

进一步地，凸轮轴1带动凸轮1.2绕轴向转动，凸轮1.2凸出部分与滑块2.7接触时，将升程调节机构2和气门杆3.1向下顶出，弹簧3.3被压缩，基圆轮1.1与滑槽2.1.5两侧的外壳2.1体脱离，凸轮1.2最高点与滑块2.7接触时，气门完全开启，凸轮轴1继续旋转，弹簧3.3逐渐回位，通过弹簧3.3回复力的作用下带动升程调节机构2和气门杆3.1向上移动，凸轮1.2凸出部分与滑块2.7脱离时，气门关闭，基圆轮1.1与滑槽2.1.5两侧的外壳2.1体接触，如此循环实现气门周期性开闭。驱动电机2.3经过主动齿轮2.4、从动齿轮2.5和螺杆2.6，驱动滑块2.7沿滑槽2.1.5上下移动，可以改变升程调节机构2和气门杆3.1向下移动的最大距离，即改变了气门升程。

进一步地，气门组件3包括气门杆3.1、上弹簧座2.2.4、下弹簧座3.2和弹簧3.3，上弹簧座2.2.4固设于底盖2.2的底部，下弹簧座3.2横向固定布置于上弹簧座2.2.4的下方，气门杆3.1上端垂直依次穿过下弹簧座3.2和上弹簧座2.2.4，与底盖2.2连接，弹簧3.3套设于气门杆3.1上，弹簧3.3的上下两端分别与上弹簧座2.2.4和下弹簧座3.2连接，上弹簧座2.2.4与下弹簧座3.2共同对弹簧3.3实现定位。

进一步地，气门组件3还包括限位块3.4和螺母3.5，限位块3.4设置于气门杆3.1上，布置于底盖2.2的下方，气门杆3.1上端穿过底盖2.2上气门杆安装孔2.2.3，通过螺纹与螺母3.5连接，螺母3.5和限位块3.4从底盖2.2的上下两端夹紧底盖2.2，与底盖2.2连接固定。

本发明提供的一个实施例，如图1所示的实现发动机气门升程连续可变的凸轮直驱式配气机构，它包括凸轮轴1、升程调节机构2和气门组件3组成，所述凸轮轴1用于控制发动机气门的开闭，所述升程调节机构2用来实现气门升程的无级变化，所述升程调节机构2与气门组件3固连成一体。

如图3所示的凸轮轴1上设置有一个凸轮1.2，所述凸轮1.2两侧对称设置有两个基圆轮1.1，所述基圆轮1.1直径与凸轮1.2的基圆直径相等，所述凸轮1.2通过旋转来控制气门的开闭，所述基圆轮1.1用于保证在任何气门升程下该配气机构均能平稳运转。

如图2～3所示的升程调节机构2由外壳2.1、底盖2.2、驱动电机2.3、主动齿轮2.4、从动齿轮2.5、螺杆2.6和滑块2.7组成，所述驱动电机2.3为动力源，所述主动齿轮2.4和从动齿轮2.5构成单级减速器，起到放大电机扭矩的作用，所述螺杆2.6与从动齿轮2.5固连，两者同步旋转，所述螺杆2.6内部掏空，所述滑块2.7下表面向内设置有螺纹与螺杆2.6啮合传动，来自驱动电机2.3的旋转运动经过主动齿轮2.4、从动齿轮2.5和螺杆2.6，最终转变为滑块2.7的往复直线运动，从而实现气门升程的连续可调。

如图3所示的气门组件3包括气门杆3.1、下弹簧座3.2、弹簧3.3、限位块3.4和螺母3.5，所述气门杆3.1末端设置有外螺纹与螺母3.5配合，所述气门杆3.1与限位块3.4固连，所述限位块3.4与螺母3.5将升程调节机构2和气门组件3固连成一体。

如图4所示的外壳2.1上设置有主动齿轮安装槽2.1.1、从动齿轮安装槽2.1.2、螺杆安装孔2.1.3、电机安装槽2.1.4、滑槽2.1.5，所述主动齿轮安装槽2.1.1用于放置主动齿轮2.4，所述从动齿轮安装槽2.1.2用于放置从动齿轮2.5，所述螺杆安装孔2.1.3用于安装螺杆2.6，所述电机安装槽2.1.4用于安装驱动电机2.3，所述滑槽2.1.5用于安装滑块2.7，对滑块2.7的运动起到导向作用，并防止滑块2.7发生周向自转。

如图5所示的底盖2.2上设置有主动齿轮安装孔2.2.1、从动齿轮安装轴2.2.2、气门杆安装孔2.2.3和上弹簧座2.2.4，所述主动齿轮安装孔2.2.1用于安装主动齿轮2.4，所述从动齿轮安装轴2.2.2用于安装从动齿轮2.5，所述气门杆安装孔2.2.3用于安装气门杆3.1，所述上弹簧座2.2.4与下弹簧座3.2共同对弹簧3.3实现定位。

如图6所示，左图为凸轮1.2与滑块2.7分离时机构的状态，此时气门关闭，右图为凸轮1.2与滑块2.7接触且滑块2.7被压至最低点时机构的状态，此时气门完全开启。

如图7所示，左图为滑块2.7在电机2.3驱动下运动至最高点即与外壳2.1的上表面齐平，且气门完全开启时机构的状态，此时气门升程达到最大值，右图为滑块2.7在电机2.3驱动下运动至最低点即与滑槽2.1.5的下表面接触，且气门完全开启时机构的状态，此时气门升程达到最小值。

本发明的工作原理：驱动电机通电，带动主动齿轮旋转，主动齿轮带动从动齿轮，实现单级减速，同时放大电机驱动扭矩，和从动齿轮固连的螺杆与从动齿轮同步旋转，从而带动与螺杆通过螺纹啮合的滑块沿着滑槽做往复直线运动。滑块上表面与旋转中的凸轮接触，进而周期性顶开气门，因此通过控制滑块沿滑槽的上下运动即可无级调节气门的升程。此外，凸轮两侧的基圆轮通过与升程调节机构外壳的上表面接触，保证配气机构传动平稳，避免了冲击。

本发明基于凸轮轴直接驱动式配气机构，在凸轮轴与气门组件之间添加了一个升程调节装置，该机构通过螺母与气门组件紧固连接成一体，整套机构十分紧凑；该机构中使用的凸轮轴虽然相比于常规的凸轮轴增加了基圆轮，但凸轮轴制造方式没有变化，因而不会增加这方面的成本；该机构中使用的升程调节装置，由电机驱动，将来自电机的旋转运动经由主动齿轮、从动齿轮和螺杆，最终转变为滑块沿滑槽的往复直线运动；该装置比起目前主流的商用化可变气门升程产品，结构更加简单紧凑，工作更为可靠，成本也足够低廉，并且由于省去了大量杆件，可以很好地适配高转速发动机；与液压缸驱动的同类装置相比，本设计方案反应更快，自锁性能更好，也不存在液压油泄露的隐患；与多级可变气门升程装置相比，本发明可实现气门升程无级变化，对气门升程的调节更为细腻，因而性能更强；此外，由于基圆轮的存在，还避免了气门升程变化时出现的冲击，提升了传动稳定性。

以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

一种实现发动机气门升程连续可变的凸轮直驱式配气机构专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。