先进制造技术

一种发动机可变进气门相异升程的装置，包括：阶梯轴套，能够旋转的设置在阶梯轴套内且一端的端部与阶梯轴套前端的端口部对齐，另一端的端部伸出阶梯轴套后端端口的芯部齿轮轴，固定的套在阶梯轴套外周的外凸轮组件，能够旋转的套在阶梯轴套外周并与位于阶梯轴套内的芯部齿轮轴固定连接的内凸轮组件，分别与伸出阶梯轴套的芯部齿轮轴这一端以及位于阶梯轴套该端的外凸轮组件中的外凸轮相结合的相角调整装置。本发明可变进气门相异升程方法及相关装置，使每个缸的一对进气凸轮可产生连续改变的相异角,从而使气门升程差发生改变而产生涡流和调整涡流,进而平衡缸内气体运动组织与进气流量系数之间的矛盾，同时实现对发动机性能的全面优化。

对于发动机，滚流和涡流同时存在更利于燃烧过程的组织。但是4气门发动机由于双进气道结构对称布置并且驱动进气门的两个凸轮型线几乎一致，如图1所示。两个进气门在同一时刻打开程度一样，以致同一时刻两个进气门进气速度及进气量相同，在缸体横截面方向旋转气流相互抵消，缸内空气的整体运动表现为单一纵向的滚流模式，几乎不存在涡流，这是造成混合气形成不良、恶化燃烧的一个重要因素。如采用切向气道或旋转气道获得涡流会使缸盖结构复杂，气流阻力增加。当一进气门打开，另一进气门关闭可产生较大涡流，采用滑动式可变进气结构、在进气歧管内分别设置阀门也能产生涡流、控制涡流，但均相当于减小或截断部分进气通道，影响了进气量。而本田发动机上采用三段式VTEC，用三个摇臂和三个凸轮驱动两个气门，通过主、次进气门升程曲线不同可产生涡流，促进燃烧。与上述机构类似的可变凸轮机构还有Mitsubishi公司的MIVEC机构及Porsche公司的Vario-Cam等。但这些结构不管是两个进气凸轮升程同时变小还是其中的一个进气凸轮升程变小，得到较强的涡流相当于部分关闭两个气门或其中一个气门，这样却使流通能力比双进气门（或进气道）全开差，获得高的涡流强度是以牺牲进气流量为代价的，仅适用于低速情况，高速时进气流量不足，需两进气门全开保证进气流量，但是不存在涡流。为解决以上问题，发明专利内燃机进气门相异升程的装置及相关方法（ZL200510013859.7）提出了进气门相异升程技术，如图2所示。但由于发动机在不同的转速与负荷下对涡流运动和流通系数的要求各有侧重，进气门相异升程法却不能根据工况调整涡流。

目前发动机配气结构得到较强涡流的方法，实际是部分关闭两个气门或其中一个气门，或直接减小其中一个进气道的进气量，这样却使流通能力比双进气门（或进气道）全开差，获得高的涡流强度是以牺牲进气流量为代价的。

与现有技术相比，此技术产生的效益：本发明的发动机可变进气门相异升程的装置，可变进气门相异升程方法及相关装置，使每个缸的一对进气凸轮可产生连续改变的相异角,从而使气门升程差发生改变而产生涡流和调整涡流,进而平衡缸内气体运动组织与进气流量系数之间的矛盾，同时实现对发动机性能的全面优化。