可变气门升程驱动装置、发动机和车辆

摘要

本发明公开了一种可变气门升程驱动装置，包括：气门机构；挺柱机构，挺柱机构设在气门机构的顶部；凸轮轴机构，凸轮轴机构设在气门机构的上方，凸轮轴机构具有凸轮；摇臂机构，摇臂机构设在挺柱机构和凸轮轴机构之间且由凸轮驱动摇臂机构绕摇臂机构的摇臂旋转轴线摆动；以及致动机构，致动机构用于驱动摇臂机构绕着致动机构的调整旋转轴线转动，以连续可变地调节气门机构的升程。根据本发明的可变气门升程的驱动装置，很好地解决了发动机从高速大负荷工况到低速小负荷工况等各工况下配气的要求，减小泵气损失，同时还实现了气门升程的连续可变，大大提高了发动机的动力性和燃油经济性，降低了例如HC、CO、CO2、NOx等有害气体的排放。

权利要求

1.一种用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，包括：

气门机构；

挺柱机构，所述挺柱机构设在所述气门机构的顶部；

凸轮轴机构，所述凸轮轴机构设在所述气门机构的上方，所述凸轮轴机构具有凸轮；

摇臂机构，所述摇臂机构设在所述挺柱机构和所述凸轮轴机构之间且由所述凸轮驱动所述摇臂机构绕所述摇臂机构的摇臂旋转轴线摆动；以及致动机构，所述致动机构用于驱动所述摇臂机构绕着所述致动机构的调整旋转轴线转动，以连续可变地调节所述气门机构的升程；其中，所述挺柱机构的顶部构造有可枢转的挺柱滚子，以与所述摇臂机构滚动接触，且在所述气门机构升程为零的情况下，所述挺柱滚子的中心轴线与所述调整旋转轴线重合。

2.根据权利要求1所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述摇臂机构形成这样的型面，所述型面与所述挺柱机构配合且所述型面构造成适于获得所需的气门升程，所述摇臂机构用于驱动所述挺柱机构作直线往复运动。

3.根据权利要求2所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述摇臂机构包括：框架，其中所述型面形成在所述框架上；以及

摇臂滚子，所述摇臂滚子可旋转地设在所述框架的与所述凸轮轴机构相对应的部分上。

4.根据权利要求3所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述型面包括第一段曲面、第二段曲面和第三段曲面，其中所述第二段曲面连接在所述第一段曲面和所述第三段曲面之间，且所述第一段曲面相比所述第三段曲面更靠近所述凸轮轴机构，所述第一段曲面为圆弧形面，且所述摇臂旋转轴线与所述第一段曲面所对应的中心轴线重合，所述第二段曲面和第三段曲面与所述摇臂旋转轴线的距离、沿着从所述第一段曲面朝向所述第三段曲面的方向逐渐增加。

5.根据权利要求4所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述第二段曲面分别与所述第一段曲面和第三段曲面圆滑过渡。

6.根据权利要求3所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述框架在相对的两个横向侧表面上分别设置有加强结构。

7.根据权利要求1所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述挺柱机构包括：安装部，所述安装部内限定出安装空间，所述安装空间的顶部和底部均敞开，所述安装部内形成有安装部进油道和安装部出油道；

柱塞，所述柱塞沿着所述气门机构的直线往复运动方向可移动地设在所述安装空间内且所述柱塞的底部从所述安装空间的底部伸出以适于止抵在所述气门机构的顶部，所述柱塞内具有顶部敞开的柱塞腔，且所述柱塞内形成有柱塞进油道和柱塞出油道，所述柱塞进油道分别与所述柱塞腔和所述安装部进油道连通，且所述柱塞出油道分别与所述柱塞腔和所述安装部出油道连通；

密封件，所述密封件安装在所述安装部上且封闭所述安装空间的顶部，所述密封件的底面与所述柱塞的顶面间隔第一预定距离；

弹性件，所述弹性件设在所述柱塞腔内，所述弹性件的两端分别弹性地止抵在所述柱塞腔的底面与所述密封件的底面之间；以及挺柱滚子，所述挺柱滚子可枢转地设在所述安装部的顶部。

8.根据权利要求7所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述挺柱机构还包括两个固定板部，所述两个固定板部平行且相对地设置在所述安装部的顶部，所述挺柱滚子可枢转地夹设在所述两个固定板部之间。

9.根据权利要求8所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述挺柱机构进一步包括两个限位片，所述两个限位片分别设在所述挺柱滚子的两个横向侧面与所述两个固定板部之间。

10.根据权利要求9所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述限位片构造成大体环形，且所述限位片的径向尺寸大于所述挺柱滚子的径向尺寸。

11.根据权利要求7所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述挺柱机构还包括限位凸台，所述限位凸台设在所述安装空间内且邻近所述柱塞的外周面，所述柱塞的外周面上设有凸缘且当所述柱塞在所述安装空间内向下移动第二预定距离时所述凸缘的底面止抵在所述限位凸台的顶面上。

12.根据权利要求1所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述致动机构包括：主动部分，所述主动部分包括主动轴和套设在所述主动轴上的主动齿轮；以及从动部分，所述从动部分包括从动轴和枢转轴，所述从动轴与所述枢转轴相连且所述主动轴、所述从动轴与所述枢转轴中的任意两个彼此平行，所述从动轴可转动地固定在发动机的缸盖上，且所述从动轴上设有与所述主动齿轮啮合的从动齿轮，其中所述从动轴的中心轴线与所述调整旋转轴线重合，所述枢转轴适于与所述摇臂机构相连且所述枢转轴的中心轴线与所述摇臂旋转轴线重合。

13.根据权利要求12所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述从动轴的两端分别套设有从动轴轴承，所述从动轴轴承适于固定在所述缸盖上。

14.根据权利要求13所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述从动轴轴承内形成有储油孔，所述从动轴上设置有从动轴油道，所述从动轴油道与所述储油孔在所述从动轴旋转时可分离地连通。

15.根据权利要求12所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述从动齿轮为大体扇形齿轮。

16.根据权利要求12所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述枢转轴包括彼此间隔且分别与所述从动轴相连的两段。

17.根据权利要求12所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述致动机构还包括回位弹簧，所述回位弹簧套设在所述枢转轴上，且所述回位弹簧的一端卡扣在所述摇臂机构上，以弹性地将所述摇臂机构止抵在所述凸轮轴机构上。

18.根据权利要求1所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述致动机构包括：壳体，所述壳体的内周面上设有多个彼此隔开的壳体凸台，所述壳体凸台径向朝向所述壳体的中心延伸；以及转子，所述转子可转动地设在所述壳体内且所述转子的中心轴线与所述调整旋转轴线重合，所述转子的外周面上设置有多个转子凸台，其中任意相邻的两个所述壳体凸台之间的空间通过设置在其间的所述转子凸台而限定成彼此隔离且密闭的第一油腔和第二油腔，其中第一油腔在顺时针方向上位于第二油腔的下游侧，所述转子限定有第一油道和第二油道，所述第一油道的一端与所述第一油腔相连通且所述第二油道的一端与所述第二油腔相连通；

偏心轴，所述偏心轴的一端固定在所述转子上且另一端从所述壳体内向外延伸出，所述偏心轴的中心轴线与所述摇臂旋转轴线重合且平行于所述调整旋转轴线。

19.根据权利要求18所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，每个所述转子凸台的距离所述调整旋转轴线较远的一侧表面上均设置有弹片结构，所述弹片结构与所述壳体的内周面紧密配合。

20.根据权利要求18所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述偏心轴在预定的角度范围内转动。

21.根据权利要求20所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述壳体包括外壳和端盖，所述外壳的一侧敞开以形成外壳开口，所述端盖安装在所述外壳上且封闭所述外壳开口，所述端盖上形成有一段绕着所述调整旋转轴线的圆弧形限位槽，其中所述偏心轴的所述另一端穿过所述圆弧形限位槽向外延伸出。

22.根据权利要求21所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述致动机构还包括：定位组件，所述定位组件设在其中一个所述转子凸台上，用于在装配时对所述端盖和所述转子进行定位。

23.根据权利要求22所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述定位组件包括：限位套，所述限位套嵌入在形成于所述转子凸台上的容纳孔内；

限位螺钉，所述限位螺钉穿设通过所述限位套且一端止抵在所述端盖内表面上的限位孔内，其中所述端盖的所述内表面上形成有液压油引导槽，所述液压油引导槽分别与所述第一和第二油腔中的一个以及所述限位孔相连通；以及限位弹性件，所述限位弹性件设在所述限位套内，所述限位弹性件被弹性设置在所述限位螺钉的另一端和所述容纳孔的底面之间。

24.根据权利要求21所述的用于发动机的可变气门升程驱动装置，其特征在于，所述致动机构还包括：连通阀，所述第一和第二油道均通过所述连通阀与发动机的机油泵相连。

25.一种发动机，包括如权利要求1-24任一所述的可变气门升程驱动装置。

26.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求25所述的发动机。

说明书

可变气门升程驱动装置、发动机和车辆

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车构造领域，尤其是涉及一种用于发动机的可变气门升程驱动装置，以及包括其的发动机和包括该发动机的车辆。

背景技术

[0002] 随着环境问题和能源问题越来越严峻，内燃机作为世界石油能源的主要“消费者”首当其冲受到特别的关注，内燃机是目前全世界应用最为广泛的动力机械，短时间内是不
可替代的，所以如何使内燃机越来越清洁，并且经济性越来越好，是近些年全球各大汽车厂
商努力追求的目标。

[0003] 传统汽油发动机通过改变节气门调节进气量的大小来使发动机输出不同的功率和扭矩，在小负荷工况下，节气门开度很小，发动机进气量比较小，节气门后会产生很大的
真空，这就是所说的泵气损失，泵气损失对发动机低速的影响非常大。

[0004] 而且，传统发动机的配气相位一般基于某一固定工况范围，由发动机性能的局部优化而确定，在工作过程中固定不变，只是一开一关循环往复，气门运动规律完全由凸轮型
线决定。

[0005] 虽然，现有技术中也出现了一些采用可变气门升程技术的发动机，但是这些可变气门升程结构复杂，控制繁琐，且大多数为两段式，不能实现气门升程的连续可变，实用性
较差。

发明内容

[0006] 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用于发动机的可变气门升程驱动装置，该可变气门升程驱动装置结构简单，
稳定可靠，可实现连续可变地调节气门机构的升程。

[0007] 根据本发明的用于发动机的可变气门升程驱动装置，包括：气门机构；挺柱机构，所述挺柱机构设在所述气门机构的顶部；凸轮轴机构，所述凸轮轴机构设在所述气门机构
的上方，所述凸轮轴机构具有凸轮；摇臂机构，所述摇臂机构设在所述挺柱机构和所述凸轮
轴机构之间且由所述凸轮驱动所述摇臂机构绕所述摇臂机构的摇臂旋转轴线摆动；以及致
动机构，所述致动机构用于驱动所述摇臂机构绕着所述致动机构的调整旋转轴线转动，以
连续可变地调节所述气门机构的升程。

[0008] 根据本发明的用于发动机的可变气门升程驱动装置，很好地解决了发动机在高速大负荷工况和低速小负荷工况对配气的要求，减小泵气损失，同时还实现了气门升程的连
续可变，大大提高了发动机的动力性和燃油经济性，降低了HC、CO、CO2、NOx等有害气体的排
放。

[0009] 另外，根据本发明的用于发动机的可变气门升程驱动装置，还可以具有如下附加技术特征：

[0010] 根据本发明的一个实施例，所述摇臂机构形成这样的型面，所述型面与所述挺柱机构配合且所述型面构造成适于获得所需的气门升程，所述用于驱动所述挺柱机构作直线
往复运动。

[0011] 根据本发明的一个实施例，所述摇臂机构包括：

[0012] 框架，其中所述型面形成在所述框架上；以及

[0013] 摇臂滚子，所述摇臂滚子可旋转地设在所述框架的与所述凸轮轴机构相对应的部分上。

[0014] 根据本发明的一个实施例，所述型面包括第一段曲面、第二段曲面和第三段曲面，

[0015] 其中所述第二段曲面连接在所述第一段曲面和所述第三段曲面之间，且所述第一段曲面相比所述第三段曲面更靠近所述凸轮轴机构，

[0016] 所述第一段曲面为圆弧形面，且所述摇臂旋转轴线与所述第一段曲面所对应的中心轴线重合，

[0017] 所述第二段曲面和第三段曲面与所述摇臂旋转轴线的距离、沿着从所述第一段曲面朝向所述第三段曲面的方向逐渐增加。

[0018] 根据本发明的一个实施例，所述第二段曲面分别与所述第一段曲面和第三段曲面圆滑过渡。

[0019] 根据本发明的一个实施例，所述框架在相对的两个横向侧表面上分别设置有加强结构。

[0020] 根据本发明的一个实施例，所述挺柱机构的顶部构造有可枢转的挺柱滚子，以与所述摇臂机构滚动接触，且在所述气门机构升程为零的情况下，所述挺柱滚子的中心轴线
与所述调整旋转轴线重合。

[0021] 根据本发明的一个实施例，所述挺柱机构包括：

[0022] 安装部，所述安装部内限定出安装空间，所述安装空间的顶部和底部均敞开，所述安装部内形成有安装部进油道和安装部出油道；

[0023] 柱塞，所述柱塞沿着所述气门机构的直线往复运动方向可移动地设在所述安装空间内且所述柱塞的底部从所述安装空间的底部伸出以适于止抵在所述气门机构的顶部，所
述柱塞内具有顶部敞开的柱塞腔，且所述柱塞内形成有柱塞进油道和柱塞出油道，所述柱
塞进油道分别与所述柱塞腔和所述安装部进油道连通，且所述柱塞出油道分别与所述柱塞
腔和所述安装部出油道连通；

[0024] 密封件，所述密封件安装在所述安装部上且封闭所述安装空间的顶部，所述密封件的底面与所述柱塞的顶面间隔第一预定距离；

[0025] 弹性件，所述弹性件设在所述柱塞腔内，所述弹性件的两端分别弹性地止抵在所述柱塞腔的底面与所述密封件的底面之间；以及

[0026] 挺柱滚子，所述挺柱滚子可枢转地设在所述安装部的顶部。

[0027] 根据本发明的一个实施例，还包括两个固定板部，所述两个固定板部平行且相对地设置在所述安装部的顶部，所述挺柱滚子可枢转地夹设在所述两个固定板部之间。

[0028] 根据本发明的一个实施例，进一步包括两个限位片，所述两个限位片分别设在所述挺柱滚子的两个横向侧面与所述两个固定板部之间。

[0029] 根据本发明的一个实施例，所述限位片构造成大体环形，且所述限位片的径向尺寸大于所述挺柱滚子的径向尺寸。

[0030] 根据本发明的一个实施例，还包括限位凸台，所述限位凸台设在所述安装空间内且邻近所述柱塞的外周面，

[0031] 所述柱塞的外周面上设有凸缘且当所述柱塞在所述安装空间内向下移动第二预定距离时所述凸缘的底面止抵在所述限位凸台的顶面上。

[0032] 根据本发明的一个实施例，所述致动装置包括：

[0033] 主动部分，所述主动部分包括主动轴和套设在所述主动轴上的主动齿轮；以及

[0034] 从动部分，所述从动部分包括从动轴和枢转轴，所述从动轴与所述枢转轴相连且所述主动轴、所述从动轴与所述枢转轴中的任意两个彼此平行，所述从动轴可转动地固定
在发动机的缸盖上，且所述从动轴上设有与所述主动齿轮啮合的从动齿轮，其中

[0035] 所述从动轴的中心轴线与所述调整旋转轴线重合，所述枢转轴适于与所述摇臂机构相连且所述枢转轴的中心轴线与所述摇臂旋转轴线重合。

[0036] 根据本发明的一个实施例，所述从动轴的两端分别套设有从动轴轴承，所述从动轴轴承适于固定在所述缸盖上。

[0037] 根据本发明的一个实施例，所述从动轴轴承内形成有储油孔，

[0038] 所述从动轴上设置有从动轴油道，所述从动轴油道与所述储油孔在所述从动轴旋转时可分离地连通。

[0039] 根据本发明的一个实施例，所述从动齿轮为大体扇形齿轮。

[0040] 根据本发明的一个实施例，所述枢转轴包括彼此间隔且分别与所述从动轴相连的两段。

[0041] 根据本发明的一个实施例，还包括回位弹簧，所述回位弹簧套设在所述枢转轴上，且所述回位弹簧的一端卡扣在所述摇臂机构上，以弹性地将所述摇臂机构止抵在所述凸轮
轴机构上。

[0042] 根据本发明的一个实施例，所述致动装置包括：

[0043] 壳体，所述壳体的内周面上设有多个彼此隔开的壳体凸台，所述壳体凸台径向朝向所述壳体的中心延伸；以及

[0044] 转子，所述转子可转动地设在所述壳体内且所述转子的中心轴线与所述调整旋转轴线重合，所述转子的外周面上设置有多个转子凸台，其中

[0045] 任意相邻的两个所述壳体凸台之间的空间通过设置在其间的所述转子凸台而限定成彼此隔离且密闭的第一油腔和第二油腔，其中第一油腔在顺时针方向上位于第二油腔
的下游侧，

[0046] 所述转子限定有第一油道和第二油道，所述第一油道的一端与所述第一油腔相连通且所述第二油道的一端与所述第二油腔相连通；

[0047] 偏心轴，所述偏心轴的一端固定在所述转子上且另一端从所述壳体内向外延伸出，所述偏心轴的中心轴线与所述摇臂旋转轴线重合且平行于所述调整旋转轴线。

[0048] 根据本发明的一个实施例，每个所述转子凸台的距离所述调整旋转轴线较远的一侧表面上均设置有弹片结构，所述弹片结构与所述壳体的内周面紧密配合。

[0049] 根据本发明的一个实施例，所述偏心轴在预定的角度范围内转动。

[0050] 根据本发明的一个实施例，所述壳体包括外壳和端盖，所述外壳的一侧敞开以形成外壳开口，所述端盖安装在所述外壳上且封闭所述外壳开口，所述外壳上形成有一段绕
着所述调整旋转轴线的圆弧形限位槽，其中所述偏心轴的所述另一端穿过所述圆弧形限位
槽向外延伸出。

[0051] 根据本发明的一个实施例，还包括：定位组件，所述定位组件设在其中一个所述转子凸台上，用于在装配时对所述端盖和所述转子进行定位。

[0052] 根据本发明的一个实施例，所述定位组件包括：

[0053] 限位套，所述限位套嵌入在形成于所述转子凸台上的容纳孔内；

[0054] 限位螺钉，所述限位螺钉穿设通过所述限位套且一端止抵在所述端盖内表面上的限位孔内，其中所述端盖的所述内表面上形成有液压油引导槽，所述液压油引导槽分别与
所述第一和第二油腔中的一个以及所述限位孔相连通；以及

[0055] 限位弹性件，所述限位弹性件设在所述限位套内，所述限位弹性件被弹性设置在所述限位螺钉的另一端和所述容纳孔的底面之间。

[0056] 根据本发明的一个实施例，还包括：连通阀，所述第一和第二油道均通过所述连通阀与发动机的机油泵相连。

[0057] 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

[0058] 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：

[0059] 图1是根据本发明一个实施例的可变气门升程驱动装置的立体图；

[0060] 图2是根据本发明一个实施例的可变气门升程驱动装置的主视图；

[0061] 图3是根据本发明一个实施例的可变气门升程驱动装置的侧视图；

[0062] 图4是根据本发明一个实施例的摇臂机构的示意图；

[0063] 图5是根据本发明一个实施例的摇臂机构与挺柱机构装配后的示意图；

[0064] 图6是根据本发明一个实施例的挺柱机构的爆炸图；

[0065] 图7是根据本发明一个实施例的挺柱机构与气门机构装配后的剖视图；

[0066] 图8是图7中圈示A部的放大图；

[0067] 图9是根据本发明一个实施例的挺柱结构的立体图；

[0068] 图10是根据本发明一个实施例的挺柱滚子的示意图；

[0069] 图11是根据本发明一个实施例的致动机构的立体图；

[0070] 图12是具有图11中所示的致动机构的可变气门升程驱动装置的立体图；

[0071] 图13是根据本发明一个实施例的致动机构的从动部分的立体图；

[0072] 图14是图13中所示的从动部分与摇臂机构、挺柱机构、气门机构和凸轮轴机构装配后的示意图；

[0073] 图15是根据本发明另一个实施例的致动机构的爆炸图；

[0074] 图16是图15中所示的致动机构的立体图；

[0075] 图17是图15中所示的致动机构装配后的示意图；

[0076] 图18是图15中所示的致动机构的主视图；

[0077] 图19是图15中所示的致动机构的外壳的示意图；

[0078] 图20是图19中所示的外壳的侧视图；

[0079] 图21是图19中所示的外壳的后视图；

[0080] 图22-图23是挺柱机构与摇臂机构的零升程型面配合的示意图；

[0081] 图24-图25是挺柱机构与摇臂机构的小升程型面配合的示意图；

[0082] 图26-图27是挺柱机构与摇臂机构的大升程型面配合的示意图。

具体实施方式

[0083] 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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0084] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特
定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0085] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或
者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以
上，除非另有明确具体的限定。

[0086] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元
件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发
明中的具体含义。

[0087] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它
们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一
特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征
在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表
示第一特征水平高度小于第二特征。

[0088] 发动机机体组是发动机的支架，是曲柄连杆机构、配气机构以及各系统装配的基体。机体组主要由气缸体、缸盖、气缸盖衬垫以及油底壳等组成，油底壳一般设在气缸体的
底部，缸盖设在气缸体的顶部，气缸盖衬垫设在气缸体的顶面与缸盖的底面之间，用于密封
二者之间的间隙。

[0089] 缸盖与活塞顶部和气缸一起形成燃烧室，燃烧室的顶部具有进气口和排气口，气门机构穿设在缸盖内且封闭进气口和排气口。对于现有的一般发动机而言，多采用两进两
出的气门机构，少数也有采用一进一出或三进两出的气门机构。

[0090] 对同一发动机而言，一般都具有多种不同的工况，例如低速小负荷工况、高速大负荷工况等，当发动机处于低速小负荷工况下，发动机的动力和扭矩的输出相对较低，因此进
入燃烧室内的空气可相对较少，而在发动机处于高速大负荷工况下，发动机的动力和扭矩
的输出相对偏高，因此需要更多的空气进入燃烧室内与更多的燃油燃烧。

[0091] 本发明的可变气门升程驱动装置1000能够实现气门升程特别是进气门升程的连续可变，从而可根据发动机所处的不同工况来智能调节气门升程，保证燃烧室内的空气与
燃油充分燃烧，提高发动机的动力性能和燃油经济性。

[0092] 下面将参考图1-图27详细描述根据本发明实施例的用于发动机的可变气门升程驱动装置1000。

[0093] 根据本发明一个实施例的可变气门升程驱动装置，包括气门机构600、挺柱机构200、凸轮轴机构500、摇臂机构100和致动机构300、400。

[0094] 其中，气门机构600已为现有技术，且为本领域的技术人员所熟知，例如气门机构600可以包括气门头部和气门杆部，气门机构600可沿着气门机构600的中心线在气门导管
中上下移动以打开或关闭燃烧室的进气口或排气口，对于这些可与现有技术采用相同设置
的部分，这里不再详细描述。

[0095] 参照图6-图10，挺柱机构200设在气门机构600的顶部，以驱动气门机构600沿着气门机构600的中心线作上下往复直线运动。

[0096] 参照图1-图3所示，凸轮轴机构500设在气门机构600的上方，凸轮轴机构500包括凸轮轴503和套设在凸轮轴503外面的凸轮505。凸轮轴机构500可由发动机的曲轴
驱动，凸轮轴机构500与曲轴可采用齿轮传动、链传动或带传动。

[0097] 如图4和图5所示，摇臂机构100设在挺柱机构200和凸轮轴机构500之间且由凸轮505驱动摇臂机构100绕着摇臂机构100的摇臂旋转轴线摆动（即偏心轴451和枢转
轴357的中心轴线）。

[0098] 如图11-图21所示，致动机构300、400用于驱动摇臂机构100绕着致动机构300、400的调整旋转轴线（即转子421和从动轴353的中心轴线）转动，以连续可变地调节气门
机构600的升程。

[0099] 需要说明的是，在本发明的描述中，如没有特殊说明，以气门机构600为进气门为例。当然，可以理解的是，该气门机构600也可为排气门，即该可变气门升程驱动装置1000
也可用于调节排气门的升程。

[0100] 根据本发明实施例的可变气门升程驱动装置1000，很好地解决了发动机在高速大负荷工况和低速小负荷工况对配气的要求，减小泵气损失，同时还实现了气门升程的连续
可变，大大提高了发动机的动力性和燃油经济性，降低了HC、CO、CO2、NOx等有害气体的排
放。

[0101] 下面将参照图1-图21详细描述根据本发明实施例的摇臂机构100。

[0102] 如图4所示，根据本发明一个实施例的摇臂机构100包括框架101和摇臂滚子111。其中，参照图4，框架101构造有这样的型面103，型面103适于与挺柱机构200配合，
例如型面103与挺柱机构200顶部的挺柱滚子209接触配合（如图9所示）。

[0103] 型面103构造成适于获得所需的气门升程，例如，型面103可以根据发动机的不同工况预先计算出型面103的线性，这样当该发动机以某一工况运转时，型面103上具有适于
与该工况下最适于驱动挺柱机构200的线型部分，从而使得气门机构600的升程量适宜，保
证燃烧室内进入充足且适宜的空气量，以便与燃油充分燃烧，提高发动机的动力输出和燃
油经济性。下面会对型面103的具体构造详细描述，这里不再详细说明。

[0104] 如图4所示，摇臂滚子111可旋转地设在框架101的与凸轮轴机构500相对应的部分上。例如在图4的示例中，摇臂滚子111可旋转地设在框架101的顶部部分上，摇臂滚
子111可通过贯穿框架101的销钉112可转动地设在框架101上，销钉112与框架101上
的销钉孔可采用过盈的配合方式，销钉112与摇臂滚子111之间可设置有轴承，用于减少二
者在相对转动过程中的摩擦。

[0105] 本发明的摇臂机构100，可以根据设计要求将摇臂的型面103构造成适于获得所需的气门升程，例如将型面103构造成具有零升程型面、小升程型面和大升程型面，这样可
以根据发动机不同工况来调节型面103与挺柱机构200配合的部分，从而改变气门升程，获
得理想的升程量，进而提高发动机的动力性能和燃油经济性。

[0106] 而且，摇臂机构100具有与凸轮轴机构500配合的摇臂滚子111，可以大大减小二者运动时的摩擦，提高使用寿命，降低使用成本和工作噪音。

[0107] 根据本发明的一个实施例，参照图4所示，型面103包括第一段曲面105、第二段曲面107和第三段曲面109，其中第二段曲面107连接在第一段曲面105和第三段曲面109
之间，且第一段曲面105相比第三段曲面109更靠近凸轮轴机构500。

[0108] 例如，如图4所示，第一段曲面105可形成在框架101底部的后侧，第三段曲面109可形成在框架101底部的前侧，第二段曲面107连接在第一段曲面105和第三段曲面109
之间。

[0109] 根据本发明的一个实施例，第一段曲面105为圆弧形面，且摇臂旋转轴线与第一段曲面105所对应的中心轴线重合。换言之，在第一段曲面105与挺柱机构200配合时气
门机构600的升程为零，即气门机构600封闭燃烧室的进气口。可以理解的是，该第一段曲
面105可理解为零升程型面。由此，实现了发动机的智能停缸目的。

[0110] 根据本发明的一个实施例，第二段曲面107和第三段曲面109与摇臂旋转轴线的距离、沿着从第一段曲面105朝向第三段曲面109的方向逐渐增加。换言之，在第二段曲面
107与挺柱机构200配合时气门机构600的升程小于、第三段曲面109与挺柱机构200配合
时气门机构600的升程。即，该第二段曲面107可理解为小升程曲面，该第三段曲面109可
理解为大升程曲面。

[0111] 由此，在第二段曲面107驱动挺柱机构200时，气门机构600的升程量较小，可适于发动机低速小负荷工况，而当发动机处于高速大负荷工况下，可由第三段曲面109驱动
挺柱机构200。

[0112] 例如，可由ECU根据发动机的不同工况，来控制摇臂机构100与挺柱机构200配合的型面部分，从而使气门升程处于最佳的范围内，保证发动机能够获得足够且适宜的进气
量，并与燃油充分燃烧，提高发动机的动力和燃油经济性。

[0113] 在本发明的一个实施例中，第二段曲面107分别与第一段曲面105和第三段曲面109圆滑过渡。例如，第二段曲面107与第一段曲面105之间可通过一段圆弧形面过渡，该
圆弧形面的中心轴线可与摇臂机构100的摇臂旋转轴线重合。同样地，第二段曲面107与
第三段曲面109之间也可通过圆弧形面过度，当然也可通过其它曲面过度。

[0114] 如图4所示，框架101在相对的两个横向侧表面上分别设置有加强结构113，换言之，在框架101厚度方向的两个表面上均设置有加强结构113。

[0115] 例如，加强结构113可构造成内凹的加强筋。通过设置加强结构113如内凹式的加强筋，可以大大提高框架101的刚度与强度，特别是对框架101边缘部分刚度和强度的提
升尤为显著，这样可以防止摇臂机构100工作时框架101边缘处折断，提高了摇臂机构100
的整体寿命，降低使用成本。

[0116] 进一步地，该内凹式的加强筋可邻近框架101的边缘设置，以便更好地提高框架101边缘处的刚度与强度。

[0117] 该内凹式的加强筋可分别一体地形成在相应的横向侧表面上，且相对的横向侧表面上的加强筋彼此相对应。换言之，加强筋可与相应的表面整体加工制造，且在框架101厚
度方向上该两个加强筋彼此对应。这样可以进一步提高框架101的刚度与强度，从而使摇
臂机构100整体的刚度与强度更好。

[0118] 当然，可以理解的是，本发明的加强结构113不限于此，本领域的技术人员在阅读了说明书此处公开内容的基础之上，可以将根据本发明一个实施例的加强结构113构造成
所需形状，只要加强结构113能够起到提高框架101特别是框架101边缘部分的刚度和强
度即可。

[0119] 根据本发明的一个实施例，框架101可由粉末冶金制成，这样可以保证框架101具有耐高温、抗磨损、刚度高等优点，从而大大提高摇臂机构100的整体寿命，保证摇臂机构
100运转可靠。

[0120] 如图1和图4所示，框架101上设有限位凹槽115，限位凹槽115构造成适于对弹性限位件的一端进行定位。具体来讲，该弹性限位件可以是回位弹簧363，该回位弹簧363
可套设在摇臂机构100的摆动轴（即偏心轴451和枢转轴357）上，回位弹簧363的自由端
可卡设在该限位凹槽115内，以弹性地将摇臂机构100止抵在凸轮轴机构500上，保证摇臂
机构100顶部的摇臂滚子111与凸轮轴机构500的凸轮505零间隙配合。其中，如图4所
示，该限位凹槽115的一端可与内凹式的加强筋连通。

[0121] 参照图4和图5所示，框架101的邻近凸轮轴机构500的部分构造成包括两块平行且相对设置的定位板117，且摇臂滚子111可转动地夹设在该两个定位板117之间，从而
在平行于摇臂旋转轴线的方向上限制摇臂机构100相对凸轮轴机构500移动。

[0122] 总体而言，根据本发明一个优选实施例的摇臂机构100，可具有如下优点：

[0123] 1）凹陷型加强筋增加了摇臂机构100强度，提高了系统工作的可靠性；

[0124] 2）摇臂滚子111可以减小摇臂机构100与凸轮轴机构500相对运动时的摩擦；

[0125] 3）具有零升程型面、小升程型面和大升程型面，可以增加气门型线的丰满度，使发动机在不同的工况下均可获得最佳的进气匹配。

[0126] 下面参考图1-图21详细描述根据本发明实施例的挺柱机构200。

[0127] 根据本发明一个实施例的挺柱机构200包括安装部201、柱塞203、密封件205、弹性件207和挺柱滚子209。

[0128] 其中，安装部201内限定出安装空间，安装空间的顶部敞开以形成顶部开口，安装部201的底部也敞开以形成底部开口。安装部201内形成有安装部进油道211和安装部出
油道213。安装部进油道211可与发动机缸盖内的与该安装部进油道211相对应的油路连
通。同样地，安装部出油道213也可与气缸盖内与该安装部出油道213相对应的油路连通。

[0129] 安装部进油道211可沿着径向设置，其一端可贯穿安装部201的外周面，另一端可贯穿安装部201的位于顶部开口部分的内周面。

[0130] 同样，安装部出油道213也可沿着径向设置，其一端可贯穿安装部201的外周面，另一端可贯穿安装部201的位于顶部开口部分的内周面，安装部进油道211与安装部出油
道213的夹角可大约为90°。

[0131] 参照图6-图8所示，柱塞203沿着气门机构600的直线往复运动方向可移动地设在安装空间内，具体地，柱塞203可在一定范围内沿着气门机构600的中心线的方向在安装
空间内上下移动。

[0132] 柱塞203的底部从安装空间的底部伸出以适于止抵在气门机构600的顶部，柱塞203的底部可为平面，气门机构600的顶部也可对应形成平面，这样柱塞203与气门机构
600面面接触以便柱塞203更好地驱动气门机构600运动。

[0133] 当然，可以理解的是，柱塞203的底面与气门机构600的顶面也可为其它相适配的形状，例如柱塞203的底面可为下凸的弧形面，则气门机构600的顶面可对应形成为内凹的
弧形面。

[0134] 参照图6-图8所示，柱塞203内具有顶部敞开的柱塞腔215，该柱塞腔215可为大体圆柱形腔。并且，柱塞203内形成有柱塞进油道217和柱塞出油道219，柱塞进油道217
与柱塞出油道219均可沿着径向设置且二者可大致成90°夹角。柱塞进油道217分别与
柱塞腔215和安装部进油道211连通，柱塞出油道219分别与柱塞腔215和安装部出油道
213连通。

[0135] 这样，缸盖内相应油路通道中的液压油就可以依次通过安装部进油道211和柱塞进油道217注入到柱塞腔215内，保持对柱塞203施加一定的油压力。在柱塞腔215内的
液压油充满后液压油可依次从柱塞出油道219和安装部出油道213流出。

[0136] 参照图6和图8所示，密封件205安装在安装部201上且封闭安装空间的顶部，例如密封件205可设在安装空间的顶部开口处且密封该顶部开口，防止液压油从密封件205
与安装部201之间的缝隙流出。密封件205的底面与柱塞203的顶面间隔第一预定距离，
以为柱塞203相对安装空间（沿着气门机构600中心线的方向）上下运动时留有一定的运动
余量。

[0137] 如图7和图8所示，弹性件207设在柱塞腔215内，弹性件207的两端分别弹性地止抵在柱塞腔215的底面与密封件205的底面之间。换言之，弹性件207设在柱塞腔215
与密封件205之间，且处于常压缩状态。根据本发明的一个实施例，弹性件207可为弹簧。

[0138] 由此，弹性件207可施加给柱塞203一个沿着气门机构600中心线向下的弹力，同时由于柱塞腔215内充满液压油，该部分液压油也会施加给柱塞203一个沿着气门机构600
中心线向下的压力，该压力与弹性件207的弹力共同作用在柱塞203上，使得柱塞203的底
面与气门机构600的顶部常接触。

[0139] 并且，该接触方式为弹性方式，即可以根据气门机构600相对初始位置的变化进行自动不给，弥补发动机长时间使用后由于气门机构600磨损造成气门机构600不能很好
密闭燃烧室进气口的问题，从而可以提高进气效率，保证气门机构600在零升程时能够更
好地密闭燃烧室的进气口。

[0140] 如图9所示，挺柱滚子209可枢转地设在安装部201的顶部，该挺柱滚子209适于与摇臂机构100的型面103适配。

[0141] 根据本发明实施例的挺柱机构200，具有适于与摇臂机构100配合的挺柱滚子209，从而可以更好地与摇臂机构100底部的型面103配合，降低摇臂机构100与挺柱滚子
209的磨损，提高使用寿命。

[0142] 同时，通过液压油的油压力与弹性件207的弹力共同作用在柱塞203上，使得柱塞203与气门机构600的配合方式变成可回弹式，进而可根据气门机构600初始位置的变化进
行补给，保证气门机构600与柱塞203常接触。

[0143] 根据本发明的一个实施例，如图6所示，挺柱机构200还包括两个固定板部221，该两个固定板部221平行且相对地设置在安装部201的顶部，挺柱滚子209可枢转地夹设在
该两个固定板部221之间。

[0144] 固定板部221与安装部201可一体形成，且每个固定板部221的底部部分的厚度可大于固定板部221的顶部部分的厚度，这样可以保证固定板部221与安装部201之间具
有足够的固定强度，避免在发动机长时间运行后固定板部221折断。

[0145] 参照图6、图9和图10所示，挺柱滚子209通过穿过两个固定板部221的销轴223而可枢转地夹设在两个固定板部221之间，且挺柱滚子209与销轴223之间设置有传动轴
承210。具体地，销轴223可与两个固定板部221上的销轴孔过盈配合，传动轴承210套设
在销轴223的外面且位于销轴223的外周面与挺柱滚子209的内周面之间，用于减小挺柱
滚子209滚动时的摩擦。

[0146] 当然，本发明不限于此，在本发明的另一个实施例中，挺柱滚子209通过穿过两个固定板部221的销轴223而可枢转地夹设在两个固定板部221之间且挺柱滚子209与销轴
223一体形成。也就是说，在该实施例中，销轴223与挺柱滚子209一体形成，此时销轴223
与固定板部221之间可设置有轴承，用于减小挺柱滚子209滚动时的摩擦。

[0147] 如图6、图9和图10所示，挺柱机构200包括两个限位片225，该两个限位片225分别设在挺柱滚子209的两个横向侧面与两个固定板部221之间，可以理解的是，该横向即
为挺柱滚子209的厚度方向。其中，两个限位片225的其中一个设在挺柱滚子209厚度方
向上的一个侧面与该侧的固定板部221之间，剩余的一个限位片225则对应设在挺柱滚子
209厚度方向上的另一个侧面与该侧的固定板部221之间。

[0148] 通过设置限位片225，可以更好地在挺柱滚子209的轴向上（即调整旋转轴线的方向）限制挺柱滚子209的自由度，防止挺柱滚子209轴向移动。

[0149] 进一步地，限位片225构造成大体环形，例如在图6的示例中，限位片225均形成为圆环形。并且，该大体环形的限位片225的径向尺寸大于挺柱滚子209的径向尺寸，也就
是说，在图5和图6的示例中，圆环形限位片225的外径大于挺柱滚子209的外径。

[0150] 采用这种设计方式，可以更好地与摇臂机构100的底部配合以在平行于调整旋转轴线的方向上限制摇臂机构100移动，例如摇臂机构100的底部可形成有凸起102，摇臂机
构100的型面103形成在该凸起102的底面上，该两个限位片225之间的距离可与凸起102
的宽度可大致相等，从而限制凸起102以及摇臂机构100整体轴向移动，保证摇臂机构100
的型面103时刻与挺柱滚子209紧密配合，避免型面103与挺柱滚子209错位。

[0151] 当然，本发明不限于此，在本发明的其它实施例中，限位片225的形状也不限于大体环形，例如也可形成为矩形或其它形状，只需该限位片225具有向上突出挺柱滚子209的
部分以便摇臂机构100的底部例如凸起102可被限制在该两个限位片225的突出部分之间
即可。

[0152] 根据本发明的一个实施例，如图7和图8所示，挺柱机构200还包括限位凸台227，该限位凸台227设在安装空间内且邻近柱塞203的外周面。柱塞203的外周面上设有凸缘
229且当柱塞203在安装空间内向下移动第二预定距离时，也就是说，柱塞203相对安装空
间沿着气门机构600中心线向下移动第二预定距离时，凸缘229的底面止抵在限位凸台227
的顶面上，也就是说此时凸缘229支撑在限位凸台227的上面，从而避免由于气门机构600
运动过于激烈或者气门机构600运动失效导致柱塞203整体从安装空间的底部掉出。

[0153] 简言之，在气门机构处于初始位置时，柱塞203的顶面与密封件205的底面间隔第一预定距离，凸缘229的底面与限位凸台227的顶面间隔第二预定距离，该两个距离即为柱
塞203在气门机构600中心线方向上相对安装空间的运动余量。

[0154] 由此，在弹性件207和液压油的油压力作用下，可以根据气门机构600相对初始位置的变化进行不给，弥补发动机长时间使用后由于气门机构600磨损或者气门机构600
工作时由于膨胀所引起的气门机构600不能很好密闭燃烧室进气口的问题，并且限位凸台
227的设置还能避免由于气门机构600运动失效导致柱塞203整体从安装空间的底部掉出。

[0155] 如图8所示，凸缘229的顶面优选与柱塞203的顶面平齐，限位凸台227优选形成为圆环形。

[0156] 在本发明的一些实施例中，第一预定距离为1-2mm，换言之，气门机构600位于初始位置时，柱塞203的顶面与密封件205的底面间隔1-2mm，由于柱塞203顶面与密封件205
的底面之间间隔距离很小，同时由于液压油的物理特性，从而使得液压油充满柱塞腔215
并对柱塞203施加一个向下的压力后，基本不会从该间隙流入到柱塞203的外面。

[0157] 在本发明的一些实施例中，第二预定距离为1-2mm。换言之，气门机构600位于初始位置时，凸缘229的底面与限位凸台227的顶面间隔1-2mm。

[0158] 如图6所示，根据本发明的一个实施例，密封件205构造成适于与安装部201螺纹相连的螺堵。该螺堵的外周面上可形成有外螺纹，安装空间的顶部开口处可对应形成有内
螺纹，这样通过螺纹配合从而可使螺堵牢固地固定在安装部201上，以更好地密封安装空
间的顶部，同时还可作为柱塞203和弹性件207例如弹簧的支撑座。

[0159] 总体而言，根据本发明一个优选实施例的挺柱结构200，可具有如下优点：

[0160] 1）结构简单，可减少机械摩擦，进而减少了油耗，易于实施，实施成本低；

[0161] 2）保证气门机构600顶部与柱塞203的外底面总是接触的，增加系统工作的稳定性；

[0162] 3）有效降低发动机燃油消耗同时改善发动机的NVH特性；

[0163] 4）有利于增加缸内紊流，提高燃烧速度，增加发动机的低速扭矩，而高转速时使用较大的气门升程则可以显著提高进气量，进而提升高转速时的输出功率。

[0164] 下面参考图1-图21描述根据本发明一个实施例的致动机构300。

[0165] 如图11-图14所示，根据本发明一个实施例的致动机构300包括主动部分301和从动部分351。主动部分301包括主动轴303和套设在主动轴303上的主动齿轮305，主动
齿轮305与主动轴303可分别单独加工，然后该主动齿轮305可通过键槽结构与主动轴303
固定。当然，主动齿轮305与主动轴303也可一体形成。

[0166] 如图11和图13所示，从动部分351包括从动轴353和枢转轴357，从动轴353与枢转轴357相连且主动轴303、从动轴353与枢转轴357中的任意两个彼此平行。换言之，
主动轴303、从动轴353与枢转轴357两两平行，并且枢转轴357与从动轴353相连。

[0167] 从动轴353可转动地固定在发动机的缸盖上，例如在本发明的一个实施例中，如图11和图13所示，从动轴353的两端分别套设有从动轴轴承359，从动轴轴承359适于固
定在缸盖上，也就是说，从动轴轴承359可直接固定在缸盖上，从动轴353可转动地设在位
于其两端的从动轴轴承359内。

[0168] 如图11所示，从动轴353上设有从动齿轮355，该从动齿轮355与主动齿轮305啮合，这样主动轴303带动主动齿轮305旋转，主动齿轮305带动与其啮合的从动齿轮355、从
动齿轮355进一步带动从动轴353绕着调整旋转轴线转动。

[0169] 其中从动轴353的中心轴线与调整旋转轴线重合，换言之，该致动机构300的调整旋转轴线即为从动轴353的中心轴线，该调整旋转轴线与气门机构600升程量为零时挺柱
滚子209的旋转轴线重合。

[0170] 如图12-图14所示，枢转轴357适于与摇臂机构100相连且枢转轴357的中心轴线与摇臂旋转轴线重合。例如，摇臂机构100可摆动地套设在该枢转轴357的外面，摇臂机
构100在凸轮轴机构500的驱动下可绕着该枢转轴357的中心轴线摆动。

[0171] 这样，在通过改变摇臂机构100的型面103与挺柱滚子209配合位置从而实现气门机构600升程量的调节时，可由主动齿轮305驱动从动齿轮355和从动轴353绕着调整
旋转轴线转动，由于从动轴353相对缸盖是不可移动而只可转动的，因此与从动轴353相连
的枢转轴357会绕着调整旋转轴线转动，从而使枢转轴357上固定套设的摇臂机构100也
绕着调整旋转轴线转动，进而改变摇臂机构100底部的型面103与挺柱滚子209配合的位
置，实现气门机构600升程的调节。

[0172] 并且，从动轴353转过的角度不同，摇臂机构100底部的型面103与挺柱滚子209配合的位置也不同，通过啮合的主动齿轮305与从动齿轮355可以实现从动轴353的不同
转动角度，进而可以实现气门机构600升程的连续可变。

[0173] 根据本发明实施例的致动机构300，结构紧凑，方便缸盖的布置，同时该致动机构300整体质量较轻，有效减少了发动机的整机重量，可在一定程度上降低车辆的燃油消耗，
且采用齿轮传动简单可靠，稳定性和耐久性较好，降低了致动机构300的故障率，可提高致
动机构300的整体寿命，降低使用成本。

[0174] 根据本发明的一个实施例，从动轴轴承359内可形成有储油孔，从动轴353上设置有从动轴油道，该从动轴油道与储油孔在从动轴353旋转时可分离地连通。具体地说，从动
轴轴承359内形成有储油孔，该储油孔内可用于储备润滑油，从动轴353上设有从动轴油
道，该从动轴油道的一端在从动轴353位于初始位置时与储油孔连通，另一端可与缸盖内
的相应油路连通。

[0175] 这样，在从动轴353位于初始位置时，缸盖内相应油路的润滑油可通过从动轴油道流入储油孔内，而在从动轴353转动后，该储油孔与从动轴油道的所述一端分离，此时储
油孔内的润滑油即可用于润滑从动轴353，减小从动轴353转动时相对于从动轴轴承359的
摩擦，提高传动效率。

[0176] 需要说明的是，上述从动轴353的初始位置可以是气门机构600升程量为零时该从动轴353所处的位置，而在需要调节气门机构600的升程量时，从动轴353即旋转离开该
初始位置。

[0177] 在本发明的一个实施例中，如图11所示，枢转轴357上设有枢转轴限位结构361，该枢转轴限位结构361构造成适于在平行于摇臂旋转轴线的方向上限制摇臂机构100相对
于枢转轴357移动，也就是说，该枢转轴限位结构361用于在轴向上限制摇臂机构100相对
枢转轴357移动，从而保证摇臂机构100能够更好地与凸轮轴机构500和挺柱机构200配
合。

[0178] 在本发明的一些实施例中，主动齿轮305和从动齿轮355均为多个且分别彼此对应。例如在图11-图14的示例中，该主动齿轮305和从动齿轮355均为两个。可以理解的
是，该示例中的致动机构300适用于具有双气门机构例如双进气门的气缸上。当然，对于每
个气缸具有一个或三个进气门的发动机，该主动齿轮305和从动齿轮355可对应为一对或
三对。

[0179] 根据本发明的一个实施例，如图11所示，枢转轴357包括彼此间隔且分别与从动轴353相连的两段（即图11中的357a、357b），换言之，在该实施例中，枢转轴357是断开成
两段的，每一段分别与从动轴353相连，这样配合两对啮合的主动齿轮305和从动齿轮355，
可以使得从动部分353受力更加均匀，大大提高了致动机构300的稳定性和耐久性。

[0180] 而且，采用这种断开式的枢转轴357还能有效减少致动机构300的整体质量，进而保证致动机构300更加轻便、灵活，改善磨损情况，同时方便缸盖的布置。可以理解的是，该
实施例中的具有断开式枢转轴357的致动机构300适用于每气缸具有两个气门机构例如两
个进气门的发动机。

[0181] 当然，本发明不限于此，在本发明的另一个实施例中，枢转轴357也可整体制造成一根，即中间是连续而非上述实施例中断开的形式。

[0182] 为了提高从动部分351的整体强度，简化制造工艺，从动轴353、枢转轴357与从动齿轮355可一体形成。当然，本发明不限于此，从动轴353、枢转轴357与从动齿轮355也可
分别单独加工制造，然后再将枢转轴357和从动齿轮355分别装配在从动轴353上。

[0183] 如图11、图12和图14所示，致动机构300还包括回位弹簧363，回位弹簧363可套设在枢转轴357上，且回位弹簧363的一端卡扣在摇臂机构100上，以弹性地将摇臂机构
止抵在凸轮轴机构500上。

[0184] 通过设置回位弹簧363，从而可以保证摇臂机构100与凸轮轴机构500零间隙配合，更具地说，通过回位弹簧363的弹力，可使得摇臂机构100顶部的摇臂滚子111与凸轮
轴机构500的凸轮505零间隙配合，从而提高了整体的稳定性，避免摇臂机构100与凸轮轴
机构500在相对运动的过程中出现间隙，影响发动机正常运转。

[0185] 在本发明的一个优选实施例中，从动齿轮355为大体扇形齿轮，如图13所示。由此，采用大体扇形齿轮，一方面可以实现对摇臂机构100绕着调整旋转轴线转动时进行有
效限位，另一方面也减轻了致动机构300的整体质量。

[0186] 针对第一方面，具体来讲，从动轴353在一定角度范围内转动即可实现摇臂机构100底部的型面103与挺柱滚子209不同的接触配合位置，而假设从动轴353转过该角度范
围外，则可能发生摇臂机构100的型面103与挺柱滚子209脱离配合，造成摇臂机构100整
体旋转过度.

[0187] 因此，采用大体扇形齿轮后可以避免该情况的发生，即当主动齿轮305与该大体扇形齿轮两末端的齿脱离后，主动齿轮305与该大体扇形齿轮即脱离啮合，此时主动齿轮
305若仍按照之前的旋转方向旋转，该大体扇形齿轮将不再转动。

[0188] 针对第二方面，具体来讲，由于采用这种大体扇形齿轮，从而在一定程度上减轻了致动机构300的质量，这样可使得致动机构300更加轻便、灵活，大大改善致动机构300的
磨损情况，同时更加方便缸盖的布置。

[0189] 根据本发明一个优选实施例的致动机构300，可具有如下优点：

[0190] 1）结构简单，易于缸盖的布置，成本低；

[0191] 2）传动结构整体质量较轻，有效减少致动机构300的整机质量，减少燃油消耗；

[0192] 3）从动轴轴承359与从动轴353之间具有良好的润滑效果，有效地减少机械摩擦及噪声；

[0193] 4）整体驱动方式简单牢靠，稳定性和耐久性良好。

[0194] 下面参考图1-图21描述根据本发明另一个实施例的致动机构400。

[0195] 根据本发明另一个实施例的致动机构400包括壳体401、转子421和偏心轴451。

[0196] 壳体401可形成为大体圆柱形壳体401，壳体401可固定在缸盖的一侧。如图15和图16所示，壳体401的内周面上设有多个彼此隔开的壳体凸台403，壳体凸台403径向朝
向壳体401的中心延伸，换言之，每个壳体凸台403均沿着壳体401的径向朝向调整旋转轴
线延伸，多个壳体凸台403在周向上间隔分布。

[0197] 如图15和图16所示，转子421可转动地设在壳体401内且转子421的中心轴线与调整旋转轴线重合，转子421的外周面上设置有多个转子凸台423。换言之，转子421绕
着转子421的中心轴线可转动地设在壳体401内，转子421的中心轴线即为致动机构400
的调整旋转轴线，该调整旋转轴线在气门机构600升程量为零时与挺柱滚子209的旋转轴
线重合。

[0198] 其中任意相邻的两个壳体凸台403之间的空间通过设置在其间的一个转子凸台423而限定成彼此隔离且密闭的第一油腔405和第二油腔407，其中第一油腔405在顺时针
方向（图16中的方向B）上位于第二油腔407的下游侧。

[0199] 例如，如图16所示，每个壳体凸台403的距离调整旋转轴线较近的一侧表面与转子421的外周面紧密配合，从而在相邻两个壳体凸台403、壳体401与转子421的外周面之
间限定出上述的空间.

[0200] 任意相邻的两个壳体凸台403之间均设置有一个转子凸台423，该转子凸台423的距离调整旋转轴线较远的一面可与壳体401的内周面紧密配合，从而将相应两壳体凸台
403间的空间隔离成两个独立且密闭的第一油腔405和第二油腔407，

[0201] 该第一油腔405在顺时针方向位于该第二油腔407的下游侧（同一个空间内的第一油腔405和第二油腔407），这样多个壳体凸台403和多个转子凸台423就可以共同限定
出在周向上交错分布的多个第一油腔405和多个第二油腔407。

[0202] 例如，以四个壳体凸台403和四个转子凸台423为例，该四个壳体凸台403和四个转子凸台423之间一共可以限定出四个第一油腔405和四个第二油腔407，该四个第一油腔
405和该四个第二油腔407在周向上是交错设置的。

[0203] 转子421内限定有第一油道和第二油道，第一油道的一端与第一油腔405相连通，第一油道的另一端适于与发动机的机油泵相连。同样地，第二油道的一端与第二油腔407
相连通，第二油道的另一端也适于连接在发动机的机油泵。需要说明的是，这里的“连接”应
作广义理解，即第一油道和第二油道的第二端可以是通过中间媒介间接地连接在机油泵上
的。

[0204] 第一油道可以包括多个子油道，该第一油道的多个子油道与第一油腔405的数量相同且每个子油道的一端均与第一油腔405连通。同样地，第二油道也可包括多个子油道，
该第二油道的多个子油道与第二油腔407的数量相同且每个子油道的一端均与第二油腔
407连通。

[0205] 参照图15-图17，偏心轴451的一端固定在转子421上且另一端从壳体401内向外延伸出，偏心轴451的中心轴线与摇臂旋转轴线重合且平行于调整旋转轴线。其中，摇臂
机构100可摆动地套设在偏心轴451的外面，这样摇臂机构100在凸轮轴机构500的驱动
下就可以绕着偏心轴451的中心轴线即摇臂旋转轴线摆动。

[0206] 该致动机构400的工作原理为：液压油可从第一油道向多个第一油腔405内供油，而多个第二油腔407内的液压油可从第二油道内流出，这样相当于每个第一油腔405的油
压均高于与其对应的第二油腔407的油压，在该压力差的作用下，转子421会相对壳体401
转动，由于壳体401是固定不动的，因此转子421会在壳体401内绕着调整旋转轴线旋转，
在转子421转动的过程中，第一油腔405的体积变大而第二油腔407的体积变小，最终在第
一油腔405与第二油腔407内的油压力平衡后转子421相对壳体401不再转动。

[0207] 当然，液压油也可从第二油道流向多个第二油腔407，而多个第一油腔405内的液压油则从第一油道流出，此情况下，转子421的转动方向与上述相反。

[0208] 例如在图1的示例中，当第一油腔405内进油、第二油腔407出油时，转子421会顺时针转动。同样，当第一油腔405出油而第二油腔407进油时，转子421则逆时针转动。

[0209] 简言之，该致动机构400就是通过第一油腔405和第二油腔407的油压力差推动转子421转动，从而实现气门升程量的调节。

[0210] 另外，需要说明的是，以转子421顺时针转动为例，多个第一油腔405的进油量和多个第二油腔407的出油量可由ECU控制，例如ECU可根据发动机运行时的转速、功率、负
荷等参数来判断发动机的运行工况，然后根据得出的发动机运行工况来适应性地控制供入
多个第一油腔405的液压油的总量，同时还控制从多个第二油腔407泄出的液压油的总量，
这样在压差的作用下转子421顺时针转动一定角度后，由于第一油腔405和第二油腔407
的体积变化使得两油腔内的油压力相等，转子421不再转动，完成调节。可以理解的是转子
421转过一定角度后处于的平衡位置就是所需的调节位置。另外，还需要说明的是，液压油
进入每个第一油腔405的量优选是相同的，同样每个第二油腔407泄出的液压油的量优选
也是相同的。

[0211] 对于转子421逆时针转动的工作过程与上述顺时针转动刚好相反，即此时第一油腔405出油、第二油腔407进油，其具体过程和原理与上述转子421顺时针转动相似，请参
照上面的描述，这里不再详细说明。

[0212] 根据本发明实施例的致动机构400，采用液压控制调节摇臂机构100，从而实现对气门机构600升程量的连续可调，且调节准确，精度高，可靠性好，成本低且易于实现，同时
还可以大大减少低速的延程损失，从而提高发动机的低速扭矩。

[0213] 在本发明的一个实施例中，每个转子凸台423的距离调整旋转轴线较远的一侧表面上均设置有弹片结构427，该弹片结构427与壳体401的内周面紧密配合，也就是说，在该
实施例中，转子凸台423的端面并非与壳体401的内周面直接接触，而是通过弹片结构427
与壳体401的内周面紧密配合的。

[0214] 具体地，每个转子凸台423的所述一侧表面上均设置有凹槽，该凹槽可形成为大致直线形凹槽。弹片结构427包括弹片和凸块，弹片的一端固定在凸块的一侧且另一端适
于弹性地抵压在凹槽内，例如抵压在凹槽的底面上，以使凸块的另一侧止抵在壳体401的
内表面上。

[0215] 这样可以保证凸块的另一侧表面与壳体401的内周面紧密贴合，从而更好地将第一油腔405和第二油腔407隔离开，而且采用这样弹片结构427，还能有效减少转子凸台
423与壳体401内周面的摩擦。

[0216] 为了避免摇臂机构100整体旋转过度，导致摇臂机构100的型面103与挺柱滚子209脱离配合，优选地，偏心轴451在预定的角度范围内转动。

[0217] 例如在本发明的一个实施例中，如图15-图21所示，壳体401包括外壳409和端盖411，外壳409的一侧敞开以形成外壳开口，端盖411安装在外壳409上且封闭该外壳开
口，外壳409上形成有一段绕着调整旋转轴线的圆弧形限位槽413，其中偏心轴451的所述
另一端穿过圆弧形限位槽413向外延伸出。

[0218] 这样，通过圆弧形限位槽413的限位作用，可以避免偏心轴451在绕着调整旋转轴线驱动摇臂机构100时，摇臂机构100与挺柱滚子209脱离配合，从而大大提高系统工作的
稳定性。

[0219] 端盖411与外壳409可通过卡扣结构扣合，然后再通过多个螺栓紧固，例如螺栓可从壳体401的底面贯穿壳体401以及壳体凸台403后与端盖411紧固。

[0220] 根据本发明的一个实施例，如图15和图21所示，致动机构400还包括定位组件461，该定位组件461设在其中一个转子凸台423上，用于在装配时对端盖411与转子421进
行定位，避免转子421相对壳体401自由转动，影响初始安装位置，导致该致动机构400不
能正确驱动摇臂结构100。

[0221] 如图1所示，该定位组件461可包括限位套463、限位螺钉465和限位弹性件467。其中限位套463可嵌入在形成于转子凸台423上的容纳孔424内，也就是说，转子凸台423
上可形成有容纳孔424，该容纳孔424朝向端盖411的一侧敞开，限位套463可设在该容纳
孔424并整体隐藏在孔内。

[0222] 如图16、图17和图21所示，限位螺钉465穿设通过限位套463且一端例如尾端止抵在端盖411内表面上的限位孔412内，其中端盖411的内表面上形成有液压油引导槽
414，该液压油引导槽414的一端与第一油腔405和第二油腔407中的一个连通，且另一端
与限位孔412连通。液压油引导槽414可为形成在端盖411内表面上的凹槽形引导槽。

[0223] 限位弹性件467设在限位套463内，限位弹性件467被弹性设置在限位螺钉465的另一端例如头端和容纳孔424的底面之间。限位螺钉465的头端的径向尺寸大于限位螺
钉465的尾端的径向尺寸，这样可防止限位螺钉465整体从限位套463穿出。

[0224] 由此，在将端盖411安装在外壳409上时，由于限位弹性件467处于压缩状态，其会施加给限位螺钉465的另一端例如头端一个弹力，在该弹力的作用下限位螺钉465的一
端例如尾端可位于限位孔412内，从而实现端盖411对转子421的定位作用，防止转子421
相对壳体401自由转动，影响装配。

[0225] 而当致动机构400工作时，第一油腔405和第二油腔407内充满了液压油，液压油会通过液压油引导槽414流入限位孔412内，随着液压油不断进入，限位孔412内油压不断
增加，当油压增加到一定程度后，会推抵限位螺钉465的尾端从限位孔412中退出，从而解
除了端盖411对转子421的定位作用，此时转子421可在壳体401内转动。可选地，在图15
的示例中，限位弹性件467为弹簧。

[0226] 在本发明的一个实施例中，如图15-图17所示，致动机构400还包括连通阀471，第一油道和第二油道均通过该连通阀471与发动机的机油泵相连，这样第一油腔405、第二
油腔407就可以接受从机油泵打入的液压油，或者第一油腔405、第二油腔407内的液压油
可回流至机油泵。

[0227] 如图15-图17所示，连通阀471的一端穿过端盖411且固定在转子421内，连通阀471与端盖411之间设置有密封圈，从而避免液压油从连通阀471与端盖411的缝隙流
出，影响致动机构400驱动摇臂机构100调节气门机构600升程时的精度。

[0228] 需要说明的是，这里连通阀471与发动机的机油泵相连可作广义理解，例如连通阀471可以是与缸盖内相应的液压油回路连通的，而缸盖内的液压油回路可直接与机油泵
相连。

[0229] 可以理解的是，连通阀471具有分别与第一油道连通的第一油路以及分别与第二油道连通的第二油路。

[0230] 在本发明的一个优选实施例中，壳体凸台403和转子凸台423的个数相同，例如壳体凸台403和转子凸台423均为四个，且均在周向上均匀分布，也就是说，任意相邻的两个
壳体凸台403或转子凸台423间隔大约90°。

[0231] 下面以四个转子凸台423和四个壳体凸台403为例，简要说明根据本发明一个实施例的致动机构400的工作原理和过程。

[0232] 首先描述转子421顺时针转动。

[0233] 机油泵可通过缸盖内的相应液压油回路将液压油供给连通阀471，液压油通过连通阀471内的第一油路将这部分液压油通过四个第一油道平均分配给四个第一油腔405。

[0234] 同时，四个第二油腔407内的部分液压油通过四条相对应的第二油道以及连通阀471泄出，该部分泄出的液压油可从缸盖内相应液压油回路回流至机油泵。

[0235] 这样，每个第一油腔405内的液压油增多，且每个第二油腔407内的液压油减少，从而形成压力差，由于壳体401是固定不动的，因此在液压油压力差的作用下，液压油会推
动转子421顺时针转动。

[0236] 在转子421顺时针转动的过程中，第一油腔405的体积变大，油压力逐渐减小，第二油腔407的体积变小，油压力逐渐增大，当第一油腔405和第二油腔407内的油压再次达
到平衡后转子421停止转动，该位置即为调节后的位置。

[0237] 在此期间，偏心轴451在转子421的带动下绕着调整旋转轴线带动摇臂机构100运动，从而改变摇臂机构100底部的型面103与挺柱滚子209的配合位置，从而实现气门机
构600升程量的改变。

[0238] 其次，转子421逆时针转动时，四个第一油腔405内的液压油泄出，而四个第二油腔407内进油，从而在液压油的推动下使转子421逆时针转动，其原理与上述顺时针转动时
一致，这里不再详细描述动作过程。

[0239] 可以理解，当发动机从低速小负荷变为高速大负荷工况时，燃烧室需要进入更多的空气，以便与更多的燃油充分燃烧提高发动机的动力输出，此时气门机构600的升程量
需相应的调高，也就是说需要通过改变摇臂机构100底部的型面103与挺柱滚子209的配
合位置。

[0240] 该配合位置的改变需要摇臂机构100绕着调整旋转轴线转过相应角度来实现，以便摇臂机构100的大升程曲面即第三段曲面109与挺柱滚子209配合。

[0241] 而摇臂机构100可由致动机构400驱动其转过所需的调节角度，也就是说可通过向多个第一油腔405内供入一定量的液压油同时将多个第二油腔407内的一定量液压油泄
出（当然也可是多个第一油腔405泄油而多个第二油腔407进油），从而使转子421带动偏
心轴451进而带动摇臂机构100转过其所需的调整角度，最终获得所需的气门机构600的
升程量。

[0242] 总体而言，根据本发明一个实施例的致动机构400，可具有如下优点：

[0243] 1）可以有效减少气门的气流损失；

[0244] 2）可以有效减少低速的延程损失，从而提高发动机低速扭矩；

[0245] 3）该致动机构400控制简单、准确，可靠性高，且成本低，易于实现。

[0246] 下面参照图22-图27简单描述根据本发明一个实施例的可变气门升程驱动装置1000的工作过程。

[0247] 首先参照图22-图23，该两个图中摇臂机构100底部的型面103的第一段曲面105与挺柱滚子209配合，此时凸轮轴机构500驱动摇臂机构100绕着摇臂旋转轴线摆动时，气
门机构600的升程为零，即气门机构密闭燃烧室的进气口，实现智能停缸。

[0248] 其次，参照图24-图25，该两个图中摇臂机构100底部的型面103的第二段曲面107与挺柱滚子209配合，此时凸轮轴机构500驱动摇臂机构100绕着摇臂旋转轴线摆动
时，气门机构600的升程较小，适于发动机低速小负荷工况。

[0249] 最后，参照图26-图27，该两个图中摇臂机构100底部的型面103的第三段曲面109与挺柱滚子209配合，此时凸轮轴机构500驱动摇臂机构100绕着摇臂旋转轴线摆动
时，气门机构600的升程较大，适于发动机高速大负荷工况。

[0250] 可以理解的是，在致动机构300、400驱动摇臂机构100绕着摇臂旋转轴线摆动时，可以实现摇臂机构100底部的第二段曲面107和第三段曲面109上任意位置与挺柱滚子
209接触配合，当配合位置改变后，气门升程也相应改变，从而实现了气门升程的连续可调。

[0251] 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。

[0252] 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。