本发明属于车辆制造技术领域，具体而言，涉及一种气门升程装置及具有其的车辆。
背景技术：
对于固定气门升程的发动机，根据布置和性能要求折中选择一种固定的凸轮型线和气门升程机构，保证性能和油耗的目标。但是，根据内燃机原理可知，在中低转速和负荷区域，小的气门升程可适当减小泵气损失，增加充气效率，提升发动机的动力性和经济性；在高速大负荷区域，大的气门升程可保证充足的进气量，减小节流损失，提升发动机的高速性能。通过可变气门升程技术，可兼顾中低速和高速的动力性和经济性。
相关技术中，市场上可变气门机构装置型式主气门升程装置都比较复杂(需要设计和布置偏心凸轮等，且传递路径较长，零部件较多)，导致应用成本较高。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种气门升程装置及具有其的车辆，所述气门升程装置结构简单、动力传递效率高，且可实现气门升程可变。
根据本发明实施例的气门升程装置包括：气门组件；中间摇臂组件，所述中间摇臂组件包括中间摆臂；凸轮轴；驱动摇臂，所述驱动摇臂具有第一型面和第二型面，所述第一型面与所述中间摇臂配合，所述凸轮轴通过所述中间摇臂驱动所述驱动摆臂动作，所述第二型面与所述气门组件配合，以驱动所述气门组件的气门运动；致动机构，所述致动机构用于驱动所述驱动摇臂绕调整轴线动作，以改变所述气门组件的升程量。
根据本发明的气门升程装置，通过设置中间摇臂、驱动摇臂和致动机构，从而使气门的升程可变，且结构简单，制造成本低，且动力从凸轮轴到气门升程装置的传递路径短，使气门升程装置的驱动力传递效率高。
根据本发明一个实施例的气门升程装置，所述驱动摇臂的调整轴线与所述驱动摇臂的摆动轴线重合。
根据本发明一个实施例的气门升程装置，所述第一型面和所述第二型面均为圆滑过渡的曲面。
根据本发明一个实施例的气门升程装置，所述中间摇臂位于所述凸轮轴和所述驱动摇臂之间，所述气门组件位于所述驱动摇臂下方，所述第一型面朝向远离所述中间摇臂的方向凹陷，所述第二型面朝向远离所述气门组件的方向凹陷。
根据本发明一个实施例的气门升程装置，所述驱动摇臂上还设有避让凹槽，所述避让凹槽连接在所述第一型面与所述第二型面之间。
根据本发明一个实施例的气门升程装置，还包括第一轴和弹性复位件，所述驱动摇臂可枢转地安装于所述第一轴，且所述驱动摇臂通过所述弹性复位件安装于所述第一轴。
根据本发明一个实施例的气门升程装置，所述弹性复位件为复位弹簧，所述复位弹簧套设于所述第一轴，且与所述第一轴固定连接，所述驱动摇臂空套于所述第一轴，所述复位弹簧的一端与所述驱动摇臂固定连接。
根据本发明一个实施例的气门升程装置，所述制动机构包括步进电机，所述步进电机与所述驱动摇臂动力耦合相连。
根据本发明一个实施例的气门升程装置，还包括第二轴，所述中间摇臂组件还包括滚子，所述中间摇臂空套于所述第二轴，所述滚子可枢转地安装于所述中间摇臂，所述滚子与所述第一型面配合。
本发明还提出了一种车辆，所述车辆包括根据本发明任一项实施例所述的气门升程组件。
所述车辆与上述的气门升程组件相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明的一个实施例的气门升程装置的正视图；
图2是根据本发明的一个实施例的气门升程装置的侧视图。
附图标记：
气门升程装置100；
气门组件1；气门11；液压挺柱滚子摇臂12；
中间摇臂组件2；中间摇臂21；滚子22；
凸轮轴3；
驱动摇臂4；第一形面41；第二形面42；避让凹槽43；
第一孔51；第二孔52；复位弹簧53；第一轴54。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考图1-图2描述根据本发明实施例的气门升程装置100及具有其的车辆。
根据本发明的气门升程装置100包括：气门组件1、中间摇臂组件2、凸轮轴3、驱动摇臂4和致动机构。
其中，气门组件1包括气门11，中间摇臂组件2包括中间摆臂，凸轮轴3转动以使凸轮轴3的形面驱动中间摇臂21摆动，并且中间摇臂21将凸轮轴3的驱动力传递给驱动摇臂4，驱动摇臂4与气门组件1动力耦合连接，以驱动气门11开闭。
驱动摇臂4具有第一型面和第二型面，第一型面与中间摇臂21配合，凸轮轴3通过中间摇臂21驱动驱动摇臂4动作，第二型面与气门组件1配合，以驱动气门组件1的气门11运动；致动机构用于驱动驱动摇臂4绕调整轴线动作，以改变气门组件1的升程量。
具体地，气门组件1可以包括液压挺柱滚子摇臂12和气门11，液压挺柱滚子摇臂12设有与驱动摇臂4的第二形面42配合的液压挺柱滚子22，在驱动摇臂4转动时，驱动摇臂4的第二形面42推动液压挺柱滚子22以使液压挺柱滚子摇臂12转动，且液压挺柱滚子摇臂12与气门11连接，当驱动摇臂4摆动时，驱动摇臂4驱动液压挺柱滚子摇臂12转动，液压挺柱滚子摇臂12带动气门11运动，以实现气门11的开闭。
其中，致动机构用于调整驱动摇臂4与气门组件1的相对位置，例如致动机构使驱动摇臂4转动一定角度，以改变驱动摇臂4与气门组件1的相对位置，在驱动摇臂4调整角度时，第一形面41与中间摇臂21的配合位置也发生变化，在上述过程中，中间摇臂21与凸轮轴3常贴合，且中间摇臂21的第一形面41与驱动摇臂4常贴合，当需要调整气门升程时，通过致动机构转动驱动摇臂4，以改变驱动摇臂4与气门组件1的初始配合位置(该初始位置可以为气门11开到最大时驱动摇臂4与气门组件1的相对位置)，从而获得不同的气门升程。
根据本发明的气门升程装置100，通过设置中间摇臂21、驱动摇臂4和致动机构，从而使气门11的升程可变，且结构简单，制造成本低，且动力从凸轮轴3到气门升程装置100的传递路径短，使气门升程装置100的驱动力传递效率高。
下面参照图1和图2描述根据本发明的气门升程装置100的一些实施例。
在一些实施例中，驱动摇臂4的调整轴线与驱动摇臂4的摆动轴线重合，即致动机构驱动驱动摇臂4的转动轴线与中间摇臂21驱动驱动摇臂4的转动轴线共线，由此，可以使调节气门11开度便于计算，且驱动摇臂4的结构简单，便于布置。
在一些实施例中，第一型面和第二型面均为圆滑过渡的曲面，由此，可以使气门升程装置100的动作更加顺畅。
在一些实施例中，中间摇臂21位于凸轮轴3和驱动摇臂4之间，气门组件1位于驱动摇臂4下方，第一型面朝向远离中间摇臂21的方向凹陷，第二型面朝向远离气门组件1的方向凹陷。
由此，可以使气门升程装置100的结构更加紧凑，且便于凸轮轴3的驱动力传递到气门组件1，通过中间摇臂21与第一形面41的配合，气门组件1和第二形面42的配合，使驱动力可以以较短的路径传递到气门组件1。
在一些实施例中，驱动摇臂4上还设有避让凹槽43，避让凹槽43连接在第一型面与第二型面之间，且避让凹槽43的形面可以为圆弧状，避让凹槽43的设置可以防止驱动摇臂4在摆动过程中与中间摇臂21或液压挺柱滚子摇臂12发生干涉。
在一些实施例中，气门升程装置100还包括第一轴54和弹性复位件，驱动摇臂4可枢转地安装于第一轴54，在一些示例中，驱动摇臂4的远离气门组件1的一端设有第一孔51，驱动摇臂4通过第一孔51套设于第一轴54，且驱动摇臂4通过弹性复位件安装于第一轴54，弹性复位件用于驱动摇臂4的复位，当凸轮轴3驱动中间摇臂21，进而使驱动摇臂4摆动时弹性复位件储存弹性势能，当凸轮轴3转动到不驱动中间摇臂21转动的位置时，弹性复位件释放弹性势能以使驱动摇臂4复位，以使下个气门升程过程顺利进行。
在一些实施例中，弹性复位件为复位弹簧53，复位弹簧53套设于第一轴54，且与第一轴54固定连接，驱动摇臂4空套于第一轴54，复位弹簧53的一端与驱动摇臂4固定连接，在一些示例中，复位弹簧53与驱动摇臂4的远离气门组件1的一端连接，复位弹簧53的设置可使驱动摇臂4在摆动一定角度后实现复位，且驱动弹簧与驱动摇臂4的配合方式结构简单，且便于装配。
在一些示例中，如图2所示，车辆的发动机包括多个气缸和多个气门升程装置100，多个气门升程装置100与多个气缸一一对应设置，且多个气门升程装置100的驱动摇臂4沿其转动轴线间隔布置，多个气门升程装置100的驱动摇臂4均套设于同一根第一轴54。
在一些示例中，致动机构与第一轴54连接，例如致动机构的步进电机的输出轴与第一轴54相连，驱动摇臂4空套于第一轴54(即驱动摇臂4可相对第一轴54自由转动)，复位弹簧53与第一轴54固定连接，且复位弹簧53的一端与驱动摇臂54固定连接，当步进电机驱动第一轴54转动时，复位弹簧53可以带动驱动摇臂4转动，从而实现驱动摇臂4的调整，且调整后的驱动摇臂4可在中间摇臂21的驱动下绕第一轴54转动，以驱动气门的开闭，上述驱动摇臂54与制动机构的连接结构简单，结构紧凑，且保证了驱动摇臂54的调整轴线与转动轴线共线。
在一些实施例中，制动机构包括步进电机，步进电机与驱动摇臂4动力耦合相连，可以通过控制输入到步进电机的控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位步进电机转动，进而准确控制与调整驱动摇臂4与气门组件1的相对位置。
在一些实施例中，气门升程装置100还包括第二轴，中间摇臂组件2还包括滚子22，中间摇臂21空套于第二轴，滚子22可枢转地安装于中间摇臂21，滚子22与凸轮轴3配合，且滚子22与第一型面配合，在一些示例中，滚子22设在中间摇臂21的第一端，中间摇臂21的第二端设有第二孔52，中间摇臂21通过第二孔52套设于第二轴，滚子22的设置可以使滚子22与凸轮轴3的配合、滚子22与驱动摇臂4配合更加顺畅，便于驱动力的传动。
根据本发明的车辆包括根据本发明任一项实施例所述的气门升程装置100。
根据本发明的车辆通过设置根据本发明的气门升程装置100从而具有相应的优点，在此不再赘述。
下面参照图1和图2描述根据本发明的一个实施例的气门11生成装置的工作原理。
气门11生成装置的的工作原理如下：
1)凸轮轴3在车辆的发动机曲轴的驱动下，沿着顺时针方向旋转；
2)凸轮轴3在转动过程中驱动中间摇臂组件2，中间摇臂21绕第二轴做旋转的往复摆动；
3)中间摇臂组件2在凸轮轴3的驱动下，沿着中间摇臂21与凸轮轴3的配合形面运动(该形面需要满足气门11工作升程范围内，凸轮轴3和驱动摇臂4均始终与中间摇臂组件2中的滚子22相切)，同时带动驱动摇臂4进行摆动运动；其中，中间摇臂组件2、凸轮轴3和驱动摇臂4，3个构件始终保持相切关系；
4)驱动摇臂4组件套设于第一轴54且连接有复位弹簧53，在复位弹簧53的作用下，驱动摇臂4实现往复的摆动运动；
5)驱动摇臂4组件驱动液压挺柱滚子摇臂12和气门11进行工作。
6)当气门升程最小位置时，中间摇臂组件2、凸轮轴3的基圆和驱动摇臂4，3个构件始终保持相切关系；凸轮轴3通过正时系统与车辆的发动机曲轴保持1：2的转速进行工作，凸轮轴3驱动中间摇臂组件2，从而驱动驱动摇臂4，进而驱动液压挺柱滚子摇臂12和气门11进行工作。此时可根据设计要求定义最小气门升程，用以满足低速低负荷区域的油耗目标，同时可改善增压器的响应性，降低增压器最大扭矩的工作转速，例如使2.0tgdi发动机在1500rpm输出380牛米的性能；
7)当气门11需要从升程较小位置调整至升程较大位置时，驱动摇臂4所在的第一轴54通过步进电机的驱动，沿顺时针方向旋转，由于复位弹簧53与第一轴54固定连接，且复位弹簧53的一端与驱动摇臂4相连，复位弹簧53驱动驱动摇臂4顺时针旋转，以改变驱动摇臂4与气门组件1的相对位置，且中间摇臂组件2的滚子22与第一形面41的相对位置也发生变化，在凸轮轴3的驱动下，中间摇臂组件2的滚子22与第一形面41的配合位置也发生变化，且中间摇臂组件2的滚子22始终保持与驱动摇臂4和凸轮轴3相切，驱动摇臂4组件在复位弹簧53的作用下，绕第一轴54进行一定角度范围的摆动。此时可根据设计要求定义最大的气门升程，用以满足高速高负荷区域的动力性能目标，例如使2.0tgdi发动机输出180kw的功率；
根据本发明的车辆的发动机通过利用根据本发明的气门升程装置100，实现气门升程的连续可变，满足开发性能目标。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
技术特征：
1.一种气门升程装置，其特征在于，包括：
气门组件；
中间摇臂组件，所述中间摇臂组件包括中间摆臂；
凸轮轴；
驱动摇臂，所述驱动摇臂具有第一型面和第二型面，所述第一型面与所述中间摇臂配合，所述凸轮轴通过所述中间摇臂驱动所述驱动摆臂动作，所述第二型面与所述气门组件配合，以驱动所述气门组件的气门运动；
致动机构，所述致动机构用于驱动所述驱动摇臂绕调整轴线动作，以改变所述气门组件的升程量。
2.根据权利要求1所述的气门升程装置，其特征在于，所述驱动摇臂的调整轴线与所述驱动摇臂的摆动轴线重合。
3.根据权利要求1所述的气门升程装置，其特征在于，所述第一型面和所述第二型面均为圆滑过渡的曲面。
4.根据权利要求3所述的气门升程装置，其特征在于，所述中间摇臂位于所述凸轮轴和所述驱动摇臂之间，所述气门组件位于所述驱动摇臂下方，所述第一型面朝向远离所述中间摇臂的方向凹陷，所述第二型面朝向远离所述气门组件的方向凹陷。
5.根据权利要求4所述的气门升程装置，其特征在于，所述驱动摇臂上还设有避让凹槽，所述避让凹槽连接在所述第一型面与所述第二型面之间。
6.根据权利要求1所述的气门升程装置，其特征在于，还包括第一轴和弹性复位件，所述驱动摇臂可枢转地安装于所述第一轴，且所述驱动摇臂通过所述弹性复位件安装于所述第一轴。
7.根据权利要求6所述的气门升程装置，其特征在于，所述弹性复位件为复位弹簧，所述复位弹簧套设于所述第一轴，且与所述第一轴固定连接，所述驱动摇臂空套于所述第一轴，所述复位弹簧的一端与所述驱动摇臂固定连接。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的气门升程装置，其特征在于，所述制动机构包括步进电机，所述步进电机与所述驱动摇臂动力耦合相连。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的气门升程装置，其特征在于，还包括第二轴，所述中间摇臂组件还包括滚子，所述中间摇臂空套于所述第二轴，所述滚子可枢转地安装于所述中间摇臂，所述滚子与所述第一型面配合。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的气门升程装置。
技术总结
本发明公开了一种气门升程装置及具有其的车辆，所述气门升程装置包括：气门组件；中间摇臂组件，所述中间摇臂组件包括中间摆臂；凸轮轴；驱动摇臂，所述驱动摇臂具有第一型面和第二型面，所述第一型面与所述中间摇臂配合，所述凸轮轴通过所述中间摇臂驱动所述驱动摆臂动作，所述第二型面与所述气门组件配合，以驱动所述气门组件的气门运动；致动机构，所述致动机构用于驱动所述驱动摇臂绕调整轴线动作，以改变所述气门组件的升程量。根据本发明的气门升程装置，通过设置中间摇臂、驱动摇臂和致动机构，从而使气门的升程可变，且结构简单，制造成本低，且动力从凸轮轴到气门升程装置的传递路径短，使气门升程装置的驱动力传递效率高。
技术研发人员：李晓君
受保护的技术使用者：深圳臻宇新能源动力科技有限公司
技术研发日：.09.24
技术公布日：.01.03
