一种摇臂式两段可变气门控制机构及包括该机构的发动机的制作方法

本发明涉及可变气门控制领域，特别是一种摇臂式两段可变气门控制机构及包括该机构的发动机。

背景技术：

1、传统发动机摇臂如图1所示，进气凸轮型线是唯一的，气门的升程开度不会随发动机工况的改变而改变，但发动机在不同工况所需的最佳进气量是不同的，因此在设计凸轮型线时，需要兼顾高速工况、低速工况。为了有效解决这一问题，两段式可变气门升程技术通过在两个高低升程凸轮间切换，使得发动机拥有高低两个气门升程，低速低负荷下采用低升程，高速高负荷下则采用高升程，通过对不同工况下气门升程的改变，从而优化发动机的动力性经济性。专利cn104100324a 摇臂式两级可变气门升程机构提出了一种用于中间滚轮摇臂机构，且采用滚轮左右移动切换的方案，这种结构主要用于轻型小排量发动机，大排量发动机一般采用中间固定摇臂轴孔+单侧滚轮的结构，因此该专利不适用于大排量发动机。

2、在专利申请号为cn202321253039.5的专利中，公开了一种可变气门升程摇臂总成装置、可变气门升程装置及汽车，其中，摇臂总成装置的摇臂体一端用于连接气门桥总成，另一端与圆柱销转动配合。滚轮总成的活动体支架一端与圆柱销配合，另一端设置与圆柱销平行的滚轮轴。凸轮组件的凸轮与滚轮数量一致，设置在滚轮下方，凸轮轴与滚轮轴平行。回位弹簧用于使滚轮总成有向下运动趋势，使滚轮与凸轮贴合。联动结构数量与滚轮总成一致，摇臂体上与每个滚轮总成对应位置设置一联动结构，包括锁定和解锁状态。锁定状态联动结构与对应活动体支架接触使摇臂体随支架同时向上转动；解锁状态联动结构与对应活动体支架分离使支架自己绕圆柱销向上转动；该专利主要是靠两个联动机构来解锁和锁定每个滚轮总成与单一摇臂体的联动，该专利不适合大排量发动机，强度不高，一是力的作用方式是剪切力，联动结构靠凸起柱来承受滚轮支架传导来的很大的剪切力，而且受力面积少；二是轴向布置受空间限制，滚轮支架强度不高，滚轮宽度也很难保证；三是两套联动机构需要两个电磁阀两套油路来控制无异增加了系统的复杂度。

3、在专利申请号为cn201910993201 .9的专利中，公开了一种发动机的可变气门驱动装置及发动机；其采用了三个摇臂组合的结构，两个滚轮端摇臂与气门端摇臂采用滑块来解锁和锁定它们之间的联动，两个滑块控制机构是布置在与摇臂轴垂直的两个平面上；该专利结构复杂，一是受空间限制轴向宽度难以满足发动机厂的轴向布置要求；二是在整体高度上比原装摇臂要增加不少，难以满足发动机厂的空间高度要求；三是两个滑块控制机构两套油路来控制无异增加了系统的复杂度。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种摇臂式两级可变气门控制机构及包括该机构的发动机，凸轮轴上设置有高低两个进气凸轮，可根据发动机不同工况下的进气需求，通过油压控制滑块的位置来切换高低凸轮驱动工作，从而实现气门高、低升程开度切换。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供了一种摇臂式两段可变气门控制机构，包括套装在摇臂轴上的低凸轮摇臂总成和高凸轮摇臂总成；

4、所述的低凸轮摇臂总成包括低凸轮摇臂体，低凸轮摇臂体上靠近低升程凸轮端设置低凸轮摇臂滚轮销，低凸轮摇臂滚轮销上设置低凸轮摇臂滚轮；在低凸轮摇臂体的顶部设置第一容纳腔，第一容纳腔的轴线与摇臂轴的轴线平行，

5、所述的容纳腔为一个半封闭结构，第一容纳腔沿着摇臂轴的轴线方向延伸至高凸轮摇臂总成上方，且第一容纳腔内设置一个滑块，所述的滑块与第一容纳腔的其中一个端面之间设置回位弹簧；

6、所述的高凸轮摇臂总成包括高凸轮摇臂体；高凸轮摇臂体靠近高升程凸轮侧设置高凸轮摇臂滚轮；在高凸轮摇臂体的顶部设置第二容纳腔，第二容纳腔的轴线与摇臂轴的轴线平行，第二容纳腔为沿着摇臂轴的轴线方向延伸的圆弧形腔体，第二容纳腔的弧度满足正好与滑块外表面贴合，所述滑块在油压的推动下能从第一容纳腔移动至第二容纳腔，通过第二容纳腔将驱动力传递给滑块，且所述滑块能在回位弹簧作用下，回位至第一容纳腔。

7、作为进一步的技术方案，所述的第一容纳腔包括一体成型的两部分，一部分为圆柱体，在圆柱体内设置滑块，另外一部分是弧形壁，弧形壁沿着圆柱体的周向和轴向设置，在弧形壁的外端部设置弹簧座，弹簧座与滑块之间设置回位弹簧。

8、作为进一步的技术方案，高凸轮摇臂体在运行过程中，所述的弧形壁与高凸轮摇臂体无接触，即弧形壁的设计要保证高凸轮摇臂体在运行过程中，弧形壁与高凸轮摇臂体在运行过程中无接触；

9、作为进一步的技术方案，第一容纳腔的长度等于低凸轮摇臂体宽度与高凸轮摇臂体宽度之和，所述的圆柱体的长度等于低凸轮摇臂体宽度；所述的弧形壁的长度等于高凸轮摇臂体宽度。

10、作为进一步的技术方案，所述的滑块为圆柱体滑块，其长度满足在无控制油压的情况下，整个滑块位于第一容纳腔的圆柱体内，即其长度满足在无控制油压的情况下不伸出第一容纳腔的圆柱体外。

11、作为进一步的技术方案，在第一容纳腔靠近高凸轮摇臂总成的端面上设置弹簧座；所述滑块靠近高凸轮摇臂总成的端面上偏置设有第一弹簧定位凸台，在弹簧座上偏置第二弹簧定位凸台，回位弹簧的一端套装第一弹簧定位凸台上，另一端套装在第二弹簧定位凸台上。

12、作为进一步的技术方案，所述的第二容纳腔的长度等于高凸轮摇臂体的宽度。

13、作为进一步的技术方案，在所述的高凸轮摇臂体上设置有摇臂回位弹簧座孔。

14、第二方面，本发明公开了一种发动机，其包括前面所述的摇臂式两段可变气门控制机构。

15、作为进一步的技术方案，所述的发动机包括凸轮轴，在所述的凸轮轴上设置低升程凸轮和高升程凸轮，低升程凸轮驱动所述的低凸轮摇臂总成，高升程凸轮驱动所述高凸轮摇臂总成。

16、本发明的有益效果如下：

17、本发明通过在低凸轮摇臂体设置第一容纳腔，在高凸轮摇臂体上设置第二容纳腔，在第一容纳腔内设置一块滑块，然后通过一套油路和一个回位弹簧控制滑块在第一容纳腔、第二容纳腔内做往复移动，进而实现两段气门升程可变，整个气门控制机构结构紧凑，轴向宽度小，零部件数量少，因此安装占用空间小，整体刚度好，适用于大排量发动机，整体成本低，易于推广应用；且第一容纳腔、第二容纳腔与滑块之间采用大圆弧面压紧的方式进行驱动力的传递，受力面积大，运行稳定性好。

技术特征：

1.一种摇臂式两段可变气门控制机构，其特征在于，包括套装在摇臂轴上的低凸轮摇臂总成和高凸轮摇臂总成；

2.如权利要求1所述的摇臂式两段可变气门控制机构，其特征在于，所述的第一容纳腔包括一体成型的两部分，一部分为圆柱体，在圆柱体内设置滑块，另外一部分是弧形壁，弧形壁沿着圆柱体的周向和轴向设置，在弧形壁的外端部设置弹簧座，弹簧座与滑块之间设置回位弹簧。

3.如权利要求2所述的摇臂式两段可变气门控制机构，其特征在于，高凸轮摇臂体在运行过程中，所述的弧形壁与高凸轮摇臂体无接触。

4.如权利要求2所述的摇臂式两段可变气门控制机构，其特征在于，第一容纳腔的长度等于低凸轮摇臂体宽度与高凸轮摇臂体宽度之和，所述的圆柱体的长度等于低凸轮摇臂体宽度；所述的弧形壁的长度等于高凸轮摇臂体宽度。

5.如权利要求2所述的摇臂式两段可变气门控制机构，其特征在于，所述的滑块为圆柱体滑块，其长度满足在无控制油压的情况下，整个滑块位于第一容纳腔的圆柱体内。

6.如权利要求2所述的摇臂式两段可变气门控制机构，其特征在于，所述滑块靠近高凸轮摇臂总成的端面上偏置设有第一弹簧定位凸台，在弹簧座上偏置第二弹簧定位凸台，回位弹簧的一端套装第一弹簧定位凸台上，另一端套装在第二弹簧定位凸台上。

7.如权利要求1所述的摇臂式两段可变气门控制机构，其特征在于，所述的第二容纳腔的长度等于高凸轮摇臂体的宽度。

8.如权利要求1所述的摇臂式两段可变气门控制机构，其特征在于，在所述的高凸轮摇臂体上设置有摇臂回位弹簧座孔。

9.一种发动机，其特征在于，其包括权利要求1-8任一所述的摇臂式两段可变气门控制机构。

10.如权利要求9所述的发动机，其特征在于，包括凸轮轴，在所述的凸轮轴上设置低升程凸轮和高升程凸轮，低升程凸轮驱动所述的低凸轮摇臂总成，高升程凸轮驱动所述高凸轮摇臂总成。

技术总结本发明涉及可变气门控制领域，具体公开了一种摇臂式两段可变气门控制机构及包括该机构的发动机，包括低凸轮摇臂总成和高凸轮摇臂总成；低凸轮摇臂总成和高凸轮摇臂总成共用一个滑块，在低凸轮摇臂总成和高凸轮摇臂总成上设置对应的容纳腔，滑块在容纳腔内移动，即本发明采用一个滑块控制机构和一套油路就实现了两段气门升程可变，且用大圆弧面压紧的方式进行驱动力的传递，受力面积大，结构紧凑，安装占用空间小，整体刚度好，适用于大排量发动机，零部件数量少，成本低。技术研发人员：李小霞,王兆宇,郑建松,李光明,于林善受保护的技术使用者：龙口中宇热管理系统科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11