歐德克斯(otics)在“人與車科技展2008”上展示了可變閥門提升機(jī)構(gòu)“valvematic”的凸輪機(jī)構(gòu)。該產(chǎn)品已被豐田汽車“諾亞/voxy”的“3zr-fae”發(fā)動(dòng)機(jī)所采用。“premio/allion”的2.0l車型也采用了“valvematic”,今后還將擴(kuò)大配備該機(jī)構(gòu)的車型范圍。
valvematic以最大提升量時(shí)的角度不變、而使閥門的作用角發(fā)生變化為基礎(chǔ)。由于提升量較小時(shí)閥門的打開時(shí)間會(huì)延長,因此通過組合使用可變閥門正時(shí)機(jī)構(gòu)來控制閥門打開時(shí)間。
作為同類系統(tǒng),德國寶馬的“valvetronic”以及日產(chǎn)的“vvel”已投入使用。豐田valvematic的特點(diǎn)是,通過平行配置凸輪軸與控制軸這兩個(gè)軸,在幾乎不增加發(fā)動(dòng)機(jī)高度的情況下即可配備。另外,在氣缸頭下部,不用變更滾子搖臂、油壓間隙調(diào)節(jié)器以及閥門等已有部件,而只需改變凸輪推桿以上的部分即可配置。
一般來說,可變閥門提升機(jī)構(gòu)大多通過旋轉(zhuǎn)控制軸來改變搖臂支點(diǎn),從而改變提升量。而valvematic則是將相當(dāng)于控制軸的、被稱為搖臂軸的部件向發(fā)動(dòng)機(jī)的軸方向移動(dòng)。
在搖臂軸的周圍,設(shè)置有通過每個(gè)氣缸的凸輪運(yùn)動(dòng)推動(dòng)的滑輪桿及其兩側(cè)的擺動(dòng)凸輪(臂3、4)。滑輪桿和擺動(dòng)凸輪在內(nèi)側(cè)被帶有斜齒輪的滑動(dòng)器結(jié)合,由于滑動(dòng)器的位置按照軸方向改變,使設(shè)置在搖臂軸上的銷與滑輪桿和擺動(dòng)凸輪的相對(duì)角度發(fā)生變化。
搖臂軸在左側(cè)時(shí),滑動(dòng)器的位置也在左側(cè),滑輪桿和擺動(dòng)凸輪的角度差較小,因此提升量變小。而圖4不同,當(dāng)控制軸在右側(cè)時(shí),角度差變大,提升量隨之變大。提升量最小可為0mm,而目前使用的提升量最小為1mm,最大為11mm。但是,由于部件的偏差原因,左右閥門的提升量也可能會(huì)不同。因此,當(dāng)處于最小提升量的位置時(shí),為了使左右的提升量差控制在8μm以內(nèi),對(duì)嵌于滑輪桿和擺動(dòng)凸輪之間的墊片進(jìn)行了厚度調(diào)整。
另外,為了使各氣缸的提升量統(tǒng)一,組裝時(shí)在凸輪推桿和擺動(dòng)凸輪之間嵌入u字形墊片進(jìn)行了調(diào)整。此外,各滑動(dòng)桿上還印有二維條碼,確保了可追溯性,能夠追查制造時(shí)間以及配合使用的部件等信息。
制造方面的特點(diǎn)是,通過冷鍛和輥軋工藝使滑動(dòng)器的斜齒輪成形,在加工齒輪時(shí)未采用機(jī)械加工。滑動(dòng)器由碳素鋼s45c制造,但首先要通過冷鍛工藝形成與擺動(dòng)凸輪嚙合的左右齒輪,然后通過輥軋工藝制造中央齒輪。另外,擺動(dòng)凸輪為燒結(jié)品,由fine sinter制造。
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