阅读说明：本技术 一种气门配气相位控制系统和方法 (Valve timing control system and method ) 是由 张宏杰 于 2019-12-19 设计创作，主要内容包括：一种气门配气相位控制系统,包括曲柄轴主动轮,曲柄轴传感器、传动带,进气门从动轮、进气凸轮轴传感器、排气门从动轮、排气凸轮轴传感器、活动轮调节机构和控制器,曲柄轴主动轮与内燃机的输出端连接,进气门从动轮与进气凸轮轴的一端连接,进气凸轮轴传感器设于进气凸轮轴的另一端,排气门从动轮与排气凸轮轴的一端连接,排气凸轮轴传感器设于排气凸轮轴的另一端,曲柄轴传感器设于曲柄轴主动轮的一端,控制器控制活动轮调节机构,以调节曲柄轴主动轮、进气门从动轮和排气门从动轮三者之间传动带的链节数量。本发明能随内燃机转速的变化而改变气门配气定时,能根据内燃机工况的变化,实现气门配气相位的连续可变。(The utility model provides a valve distribution phase control system, including the crank axle action wheel, the crank axle sensor, the drive belt, the (air) intake valve is from the driving wheel, the camshaft sensor admits air, the exhaust valve is from the driving wheel, exhaust camshaft sensor, loose wheel adjustment mechanism and controller, the crank axle action wheel is connected with the output of internal-combustion engine, the (air) intake valve is connected with the one end of camshaft from the driving wheel, the other end of camshaft admits air is located to the camshaft sensor that admits air, the exhaust valve is connected with exhaust camshaft's one end from the driving wheel, exhaust camshaft sensor locates exhaust camshaft's the other end, the one end of crank axle action wheel is located to the crank axle sensor, controller control. The invention can change the valve timing with the change of the rotating speed of the internal combustion engine, and can realize the continuous change of the valve timing phase according to the change of the working condition of the internal combustion engine.)

一种气门配气相位控制系统和方法

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，特别涉及一种气门配气相位控制系统和方法。

背景技术

内燃机包括一个燃料在其中燃烧以产生功率的燃烧室，燃烧室装配有进气阀和排气阀，通过驱动凸轮轴打开进气门，并在进气门打开时，空气或者燃料和空气的混合物被吸入到燃烧室中；在燃烧后通过驱动凸轮轴而打开排气门，并且在排气门打开的时候，燃烧气被排出到燃烧室之外。

配气机构是内燃机的重要组成部分之一，它承载着实现内燃机各个气缸进、排气门的开、闭正时以及控制气门升程运动规律的重要作用，是实现内燃机换气过程，保证内燃机热功转换的工作循环得以周而复始不断进行下去的基础。因此，内燃机是否能可靠工作，其动力性和经济性能否得到保障，与配气机构在实现换气过程中的配气相位的选择密切相关。

配气相位又称配气定时，是以曲轴转角表示的进排气门开闭时刻及其开启持续时间。不同的内燃机，由于结构和转速的不同，其配气定时也不相同，即使是同一台内燃机，其配气定时也应随转速的变化而变化，传统的内燃机由于结构固定，在内燃机运转过程中，配气相位是固定不变的,气门的升程也是固定的，它只适用于内燃机某一常用转速。显然，这一劣势已使其不能满足现阶段对内燃机高效率、低油耗、低排放的总体要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种气门配气相位控制系统和方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种气门配气相位控制系统，包括曲柄轴主动轮，曲柄轴传感器、传动带，进气门从动轮、进气凸轮轴传感器、排气门从动轮、排气凸轮轴传感器、活动轮调节机构和控制器，所述曲柄轴主动轮与内燃机的输出端连接，所述曲柄轴主动轮通过传动带带动进气门从动轮和排气门从动轮转动，所述进气门从动轮与进气凸轮轴的一端连接，所述进气凸轮轴传感器设于进气凸轮轴的另一端，所述排气门从动轮与排气凸轮轴的一端连接，所述排气凸轮轴传感器设于排气凸轮轴的另一端，所述曲柄轴传感器设于曲柄轴主动轮的一端，用于检测曲柄轴主动轮的相位，所述控制器分别与曲柄轴传感器、进气凸轮轴传感器、排气凸轮轴传感器和活动轮调节机构电性连接，所述控制器控制活动轮调节机构，以调节曲柄轴主动轮、进气门从动轮和排气门从动轮三者之间传动带的链节数量的相互变化。

优选地，所述活动轮调节机构包括第一调节机构、第二调节机构和第三调节机构，所述第一调节机构设于曲柄轴主动轮与进气门从动轮之间，所述第二调节机构设于曲柄轴主动轮与排气门从动轮之间，所述第三调节机构设于进气门从动轮与排气门从动轮之间。

优选地，所述第一调节机构、第二调节机构和第三调节机构均包括伺服电机、滚珠丝杠和压紧轮，所述滚珠丝杠的一端与压紧轮连接，所述压紧轮与传动带滚动连接，所述滚珠丝杠由伺服电机驱动，并带动压紧轮移动。

可选地，所述压紧轮还可以为弧形压板。

优选地，所述传动带为正时带或者正时链。

一种配气相位控制方法，设定传送带为顺时传动，测定进气凸轮轴和排气凸轮轴的相位，

进气凸轮轴的相位需提前相位时，第一调节机构向内压紧传动带，第三调节机构向外放松传动带，排气门从动轮与进气门从动轮之间的链节数减少，进气门从动轮与曲柄轴主动轮之间的链节数增加，带动进气门从动轮顺时针增加链节数对应相位角，进气凸轮轴的相位提前链节数对应的相位角度差；

进气凸轮轴的相位需延时相位时，第一调节机构向外放松传动带，第三调节机构向内压紧传动带，排气门从动轮与进气门从动轮之间的链节数增加，进气门从动轮与曲柄轴主动轮之间的链节数减少，带动进气门从动轮逆时针增加链节数对应相位角，进气凸轮轴的相位延时链节数对应的相位角度差；

排气凸轮轴的相位需提前相位时，第三调节机构向内压紧传动带，第二调节机构向外放松传动带，进气门从动轮与排气门从动轮之间的链节数增加，排气门从动轮与曲柄轴主动轮之间的链节数减少，带动排气门从动轮顺时针增加链节数对应相位角，排气凸轮轴的相位提前链节数对应的相位角度差；

排气凸轮轴的相位需延时相位时，第三调节机构向外放松传动带，第二调节机构向内压紧传动带，进气门从动轮与排气门从动轮之间的链节数减少，排气门从动轮与曲柄轴主动轮之间的链节数增加，带动排气门从动轮逆顺时针增加链节数对应相位角，排气凸轮轴的相位延时链节数对应的相位角度差。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过第一调节机构、第二调节机构和第三调节机构上的伺服电机分别调节滚珠丝杠驱动压紧轮压紧或者放松传动带，以调节曲柄轴主动轮、进气门从动轮和排气门从动轮三者之间传动带的链节数量相互变化，从而实现进气、排气正时的提前和延时，能随内燃机转速的变化而改变气门配气定时，能根据内燃机工况的变化，实现气门配气相位的连续可变。

附图说明

附图是用来提供本发明的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的

具体实施方式

一起用于解释本发明，但不应构成对本发明的限制。

图1为本发明其中一实施例的结构示意图。

附图标记说明：1-曲柄轴主动轮，11-曲柄轴传感器，2-传动带，3-进气门从动轮，4-排气门从动轮，5-活动轮调节机构，51-第一调节机构，52-第二调节机构，53-第三调节机构，511-滚珠丝杠，512-压紧轮。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明提供的技术方案作进一步说明。

请参阅图1，本实施例提供的气门配气相位控制系统，包括曲柄轴主动轮1，曲柄轴传感器11、传动带2，进气门从动轮3、进气凸轮轴传感器、排气门从动轮4、排气凸轮轴传感器、活动轮调节机构5和控制器，所述曲柄轴主动轮1与内燃机的输出端连接，所述曲柄轴主动轮1通过传动带2带动进气门从动轮3和排气门从动轮4转动，所述进气门从动轮3与进气凸轮轴的一端连接，所述进气凸轮轴传感器设于进气凸轮轴的另一端，用于检测进气凸轮轴的相位，所述排气门从动轮4与排气凸轮轴的一端连接，所述排气凸轮轴传感器设于排气凸轮轴的另一端，用于检测排气凸轮轴的相位，所述曲柄轴传感器11设于曲柄轴主动轮1的一端，用于检测曲柄轴主动轮1的相位，所述控制器分别与曲柄轴传感器11、进气凸轮轴传感器、排气凸轮轴传感器和活动轮调节机构5电性连接，所述控制器控制活动轮调节机构5往复运动，以调节曲柄轴主动轮1、进气门从动轮3和排气门从动轮4三者之间传动带的链节数量的相互变化。

所述活动轮调节机构5包括第一调节机构51、第二调节机构52和第三调节机构53，所述第一调节机构51设于曲柄轴主动轮1与进气门从动轮3之间，用于调节曲柄轴主动轮1与进气门从动轮3之间的传动带2的链节数，所述第二调节机构52设于曲柄轴主动轮1与排气门从动轮4之间，用于调节曲柄轴主动轮1与排气门从动轮4之间的传动带2的链节数，所述第三调节机构53设于进气门从动轮3与排气门从动轮4之间，用于调节进气门从动轮3与排气门从动轮4之间的传动带2的链节数。

所述第一调节机构51、第二调节机构52和第三调节机构53均包括伺服电机、滚珠丝杠511和压紧轮512，所述滚珠丝杠511的一端与压紧轮512连接，所述压紧轮512与传动带2滚动连接，所述滚珠丝杠511由伺服电机驱动，并带动压紧轮512移动，伺服电机通过滚珠丝杠511驱动压紧轮512沿滚珠丝杠511方向上往复运动，从而实现压紧或者放松传动带2。

所述压紧轮512还可以为弧形压板，所述弧形压板与传动带2滑动连接，伺服电机通过滚珠丝杠511驱动弧形压板压紧或者放松传动带2。

所述传动带2为正时带或者正时链，调节曲柄轴主动轮1、进气门从动轮3和排气门从动轮4上均设有与正时带或者正时链相适配的卡槽。

一种配气相位控制方法，设定传动带2为顺时传动，通过进气凸轮轴传感器测定进气凸轮轴的相位，通过排气凸轮轴传感器测定排气凸轮轴的相位，

进气凸轮轴的相位需提前相位时，第一调节机构51向内压紧传动带2，第三调节机构53向外放松传动带2，排气门从动轮4与进气门从动轮3之间的链节数减少，进气门从动轮3与曲柄轴主动轮1之间的链节数增加，带动进气门从动轮3顺时针增加链节数对应相位角，进气凸轮轴的相位提前链节数对应的相位角度差；

进气凸轮轴的相位需延时相位时，第一调节机构51向外放松传动带2，第三调节机构53向内压紧传动带2，排气门从动轮4与进气门从动轮3之间的链节数增加，进气门从动轮3与曲柄轴主动轮1之间的链节数减少，带动进气门从动轮3逆时针增加链节数对应相位角，进气凸轮轴的相位延时链节数对应的相位角度差；

排气凸轮轴的相位需提前相位时，第三调节机构53向内压紧传动带2，第二调节机构52向外放松传动带2，进气门从动轮3与排气门从动轮4之间的链节数增加，排气门从动轮4与曲柄轴主动轮1之间的链节数减少，带动排气门从动轮4顺时针增加链节数对应相位角，排气凸轮轴的相位提前链节数对应的相位角度差；

排气凸轮轴的相位需延时相位时，第三调节机构53向外放松传动带2，第二调节机构52向内压紧传动带2，进气门从动轮3与排气门从动轮4之间的链节数减少，排气门从动轮4与曲柄轴主动轮1之间的链节数增加，带动排气门从动轮4逆顺时针增加链节数对应相位角，排气凸轮轴的相位延时链节数对应的相位角度差。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。