[發(fā)明專利]一種基于旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的無(wú)凸輪軸氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010599785.4
• 申請(qǐng)日: 2020-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111894695B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉梁;蔣龍?chǎng)?/a>;徐照平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F01L9/22
• 分類號(hào): F01L9/22;F01L9/40;F01L13/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱沉雁

1.一種基于旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的無(wú)凸輪軸氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于：替代了現(xiàn)有氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，擺脫了傳統(tǒng)凸輪軸的約束，使得每個(gè)氣門(mén)都能夠被獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)氣門(mén)的全可變運(yùn)動(dòng)，包括：

旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)，作為控制氣門(mén)(4)的動(dòng)力源，用于提供動(dòng)力；

氣門(mén)組件，連接一個(gè)氣門(mén)(4)，用于控制氣門(mén)(4)的開(kāi)啟閉合；

曲柄移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，用于連接旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)和氣門(mén)組件；

所述曲柄移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)臂(2)和氣門(mén)連接件(3)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)的輸出軸與旋轉(zhuǎn)臂(2)頂端固連，保證旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩者無(wú)相對(duì)滑動(dòng)；氣門(mén)連接件(3)中心設(shè)有一個(gè)長(zhǎng)條形通孔，氣門(mén)連接件(3)底部設(shè)有與長(zhǎng)條形通孔中心軸線垂直的二階階梯孔，所述二階階梯孔中自上向下依次為第一階孔和第二階孔，第二階孔直徑大于第一階孔直徑，氣門(mén)(4)伸入第一階孔，兩者間隙配合，第二階孔用于固連氣門(mén)組件，所述長(zhǎng)條形通孔的中心軸線方向垂直于氣門(mén)(4)的運(yùn)動(dòng)方向，旋轉(zhuǎn)臂(2)末端置于氣門(mén)連接件(3)的長(zhǎng)條形通孔之中，所述長(zhǎng)條形通孔在其長(zhǎng)度方向的兩端分別設(shè)有半徑為R3的半圓，旋轉(zhuǎn)臂(2)末端突出軸的半徑R2等于氣門(mén)連接件(3)中長(zhǎng)條形通孔內(nèi)兩個(gè)半圓的半徑R3，保證旋轉(zhuǎn)臂(2)末端與氣門(mén)連接件(3)的長(zhǎng)條形通孔不產(chǎn)生平行于氣門(mén)方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，氣門(mén)連接件(3)的通孔方向垂直于氣門(mén)(4)的運(yùn)動(dòng)方向；

旋轉(zhuǎn)臂(2)和氣門(mén)連接件(3)將旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為氣門(mén)(4)的直線運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)臂(2)末端置于氣門(mén)連接件(3)的長(zhǎng)條形通孔中，此時(shí)兩者無(wú)需其它連接件，當(dāng)氣門(mén)(4)和旋轉(zhuǎn)臂(2)的軸向位置固定后，氣門(mén)連接件(3)和旋轉(zhuǎn)臂(2)的位置即固定；

當(dāng)旋轉(zhuǎn)臂(2)繞輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其末端帶動(dòng)氣門(mén)連接件(3)上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)氣門(mén)(4)的開(kāi)啟或關(guān)閉，為保證旋轉(zhuǎn)臂(2)末端可在氣門(mén)連接件(3)的長(zhǎng)條形通孔中有足夠的位置垂直于氣門(mén)(4)方向運(yùn)動(dòng)，氣門(mén)(4)的最大位移為X，旋轉(zhuǎn)臂(2)轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為R1，則需保證氣門(mén)連接件(3)的長(zhǎng)條形通孔長(zhǎng)度

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的無(wú)凸輪軸氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述輸出軸的伸出端銑扁為D型軸，與旋轉(zhuǎn)臂(2)頂端的D型孔過(guò)渡配合，另外通過(guò)擰緊螺栓，增大旋轉(zhuǎn)臂與輸出軸之間的預(yù)緊力，從而增大摩擦來(lái)保證輸出軸和旋轉(zhuǎn)臂(2)之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的無(wú)凸輪軸氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述氣門(mén)組件包括氣門(mén)鎖夾(5)和氣門(mén)卡座(6)；氣門(mén)卡座(6)內(nèi)壁為圓錐形結(jié)構(gòu)，與氣門(mén)鎖夾(5)外壁的圓錐形結(jié)構(gòu)精確匹配，氣門(mén)卡座(6)與第二階孔固連，氣門(mén)鎖夾(5)設(shè)置于第二階孔內(nèi)，且位于氣門(mén)(4)尾部的凹槽與氣門(mén)卡座(6)之間；

由于氣門(mén)連接件(3)與氣門(mén)卡座(6)固連，氣門(mén)連接件(3)一方面給氣門(mén)卡座(6)提供一個(gè)垂直向上的力，另一方面給氣門(mén)鎖夾(5)提供一個(gè)垂直向下的力，同時(shí)由于氣門(mén)鎖夾(5)外壁和氣門(mén)卡座(6)內(nèi)壁的圓錐形結(jié)構(gòu)，使得氣門(mén)鎖夾(5)與氣門(mén)(4)的凹槽形成相對(duì)牢固的夾緊型配合，從而保證氣門(mén)連接件(3)能夠帶動(dòng)氣門(mén)(4)快速運(yùn)動(dòng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的無(wú)凸輪軸氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于：通過(guò)ECU控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)擺動(dòng)的角度大小來(lái)實(shí)現(xiàn)氣門(mén)(4)升程可變，同時(shí)ECU可控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)的角速度來(lái)實(shí)現(xiàn)氣門(mén)(4)的過(guò)渡時(shí)間可變。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的無(wú)凸輪軸氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于：當(dāng)氣門(mén)(4)落座時(shí)ECU控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度變化，可以對(duì)氣門(mén)(4)的落座速度進(jìn)行控制。