雙彈簧電動凸輪氣門驅(qū)動機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種往復(fù)式發(fā)動機(jī)氣門驅(qū)動機(jī)構(gòu)，尤其是采用電磁力驅(qū)動的氣門驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]公知的往復(fù)式發(fā)動機(jī)氣門在不同轉(zhuǎn)速下有不同的最優(yōu)氣門正時，因此發(fā)展了多種可變正時、可變升程系統(tǒng)，主要有:(I)利用鏈齒輪的張緊方式改變凸輪相位、(2)液壓葉片改變凸輪相位，(3)利用附加凸輪式，通過液壓選擇不同的凸輪來改變升程和相位，(4)調(diào)整搖臂頂桿來調(diào)整升程，(5)電磁鐵式氣門驅(qū)動，(6)液壓驅(qū)動。其中前4種方案，是以發(fā)動機(jī)凸輪為基本動力的機(jī)構(gòu)，得到了較大規(guī)模的實際運用，但還存在控制的靈活性不是足夠的問題，電磁鐵式和液壓式控制最靈活，因此不斷有各種電磁式方案和液壓方案提出，為克服彈簧力，電磁鐵一般選擇EI式電磁鐵，此類電磁鐵在相同電流下具有大行程時，吸力小，近行程時，吸引力大，為了保證遠(yuǎn)行程的吸力，電流較大，整個電磁氣氣門系統(tǒng)的功耗很高，氣門關(guān)閉過程中控制難度大，體積也難以滿足要求；液壓系統(tǒng)響應(yīng)速度不夠高，已經(jīng)用于低速發(fā)動機(jī)，但難以用于高速發(fā)動機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是，(I)以發(fā)動機(jī)凸輪為基本動力的可變氣門驅(qū)動靈活性不夠高的問題，(2)電磁鐵式氣門驅(qū)動系統(tǒng)，能耗高，控制難度高的問題，(3)液壓系統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)響應(yīng)速度低的問題。
[0004]具體技術(shù)方案為:在外轉(zhuǎn)子電動機(jī)上設(shè)置凸輪、構(gòu)成外轉(zhuǎn)子電動凸輪，設(shè)置兩組氣門彈簧，上氣門彈簧和下氣門彈簧，下氣門彈簧、電動凸輪與常規(guī)頂置式凸輪驅(qū)動機(jī)構(gòu)安裝方式相同，上氣門彈簧與下氣門彈簧成180度直接頂在凸輪上，或者通過搖臂與下氣門彈簧成180度頂在凸輪上，系統(tǒng)有三個穩(wěn)定狀態(tài)，氣門半開，氣門全開和氣門全閉，其中氣門半開是完全平衡位置，氣門全開和氣門全閉是半穩(wěn)定狀態(tài)，電動機(jī)驅(qū)動凸輪使氣門離開全開或離開全閉時，彈簧驅(qū)動氣門和凸輪和完全平衡位置運動，運動到完全平衡位置時，速度達(dá)到最大，彈簧阻止凸輪和氣門，但凸輪和氣門還繼續(xù)運動，在不考慮阻力的情況下，系統(tǒng)還運行到另一個半穩(wěn)定狀態(tài)，這樣，氣門彈簧、氣門桿、搖臂和電動凸輪工作在受拍振動狀態(tài)，彈簧力提供主要的氣門開啟和關(guān)閉的動力，電動力補(bǔ)充能量損失，控制氣門打開和關(guān)閉的時間，通過電動機(jī)和彈簧共同作用，實現(xiàn)氣門開啟相位和開啟角連續(xù)可調(diào)。
[0005]常規(guī)發(fā)動機(jī)氣門打開角為曲軸轉(zhuǎn)角的260度左右，凸輪升高角度為130度左右，以軸心為參考，半徑最小且半徑相等處為基圓，是氣門關(guān)閉位置，凸輪基圓角為230度左右。本實用新型設(shè)置兩個等半徑段，一個為最大半徑等半徑段，一個為最小半徑等半徑段，兩個等半徑段中心互成180度，最小半徑的角度是最大半徑的角度I倍至三倍，電凸輪在變半徑段由彈簧和電動力共同驅(qū)動，而等徑段僅由電動力驅(qū)動，凸輪工作在變速運動狀態(tài)，由于變徑段彈簧力的作用遠(yuǎn)大于電動力，其周期主要取決于彈簧和運動體系的周期，變化范圍較小，增大最大半徑等徑段接觸下氣門頂柱或下氣門搖臂時的運動速度，減小最小半徑段接觸下氣門頂柱或下氣門搖臂的運動速度，可減小氣門打開角，反之可增大氣門打開角，在總周期相同情況下，取較小等徑段的角度，有利于減小等徑段運動速度，減小電機(jī)絕對速度變化量，減小電機(jī)驅(qū)動力的要求，增大等徑段角度有利于降低控制難度，但對電動力要求提高，等徑段總角度小于60度，尤其是當(dāng)完全取消節(jié)氣門時，等徑段總角度小于30度。
[0006]優(yōu)化的雙彈簧電動凸輪氣門驅(qū)動機(jī)構(gòu)，電動凸輪的外轉(zhuǎn)子上設(shè)凸輪軸，凸輪軸安裝在缸蓋的凸輪軸孔中，凸輪軸孔中設(shè)潤滑油孔。
[0007]優(yōu)化的雙彈簧電動凸輪氣門驅(qū)動機(jī)構(gòu)的電動凸輪設(shè)置平衡重塊。
[0008]優(yōu)化的雙彈簧電動凸輪氣門驅(qū)動機(jī)構(gòu)上氣門彈簧采用中間支點的上搖臂安裝，中間支點搖臂是指，上氣門彈簧的頂柱和凸輪在上搖臂兩邊，搖臂中間的支點頂在缸蓋上，上氣門彈簧和凸輪均位于搖臂下方，搖臂中間位于上方，此結(jié)構(gòu)有利于降低發(fā)動機(jī)高度。
[0009]優(yōu)化的雙彈簧電動凸輪氣門驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)置停機(jī)機(jī)構(gòu)，停機(jī)機(jī)構(gòu)采用增加上搖臂可調(diào)頂柱和停機(jī)桿的方法實現(xiàn)，在上搖臂可調(diào)頂柱的上表面設(shè)置滑動斜面，設(shè)置一個上搖臂可調(diào)頂柱驅(qū)動桿，即停機(jī)桿，停機(jī)桿上有與可調(diào)頂柱的相配合的滑動斜面和凸起臺階，利用電機(jī)和絲桿機(jī)構(gòu)移動驅(qū)動桿，當(dāng)發(fā)動機(jī)停機(jī)時，驅(qū)動桿凸起臺階離開可調(diào)頂柱，上氣門彈簧作用減弱，氣門處于關(guān)閉或小間隙開啟狀態(tài)，避免發(fā)動機(jī)在無電狀態(tài)下氣門與活塞碰撞，當(dāng)發(fā)動機(jī)工作前，先啟動電動機(jī)，先使凸輪處于關(guān)閉狀態(tài)，再使驅(qū)動桿凸起臺階頂起可調(diào)頂柱，氣門處于工作狀態(tài)，可調(diào)頂柱可設(shè)在上彈簧搖臂支點處，或者設(shè)在中間支點處。
【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0011]圖1是雙彈簧電動凸輪氣門驅(qū)動機(jī)構(gòu)隱去缸蓋后的原理結(jié)構(gòu)立體圖，
[0012]圖2是雙彈簧電動凸輪氣門驅(qū)動機(jī)構(gòu)在缸蓋中的安裝狀態(tài)圖，
[0013]圖3是電動凸輪的結(jié)構(gòu)圖，
[0014]圖4是分解的凸輪的展示圖(展示最大半徑等徑段)，
[0015]圖5是分解的凸輪的展示圖(展示最小半徑等徑段)。
【具體實施方式】
[0016]圖1展示了雙彈簧電動凸輪氣門驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，圖中氣門桿(I)安裝在氣門導(dǎo)管(4)中，下氣門彈簧(3)、彈簧座(301)和氣門(I)依靠彈簧力壓裝在一起，下?lián)u臂(5)為側(cè)支點搖臂，下?lián)u臂支點(503)上安裝液壓頂柱(6)，下?lián)u臂氣門桿推動頭(502)頂在氣門桿頂部，下?lián)u臂中間設(shè)滾輪(501)，下?lián)u臂滾輪(501)頂在電動凸輪(2)上的凸輪(201)上，以上機(jī)構(gòu)安裝方式與常規(guī)發(fā)動機(jī)安裝方式相同。氣門上搖臂(8)為中間支點搖臂，上氣門彈簧的頂柱(701)頂在上搖臂的推動頭(801)上，上搖臂的滾