本發(fā)明是關(guān)于一回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的，它用于轉(zhuǎn)動一個被動件，使這被動件在旋轉(zhuǎn)中，它的速度可增加可減，或來回變化。

這種驅(qū)動裝置在凸輪軸轉(zhuǎn)動的振蕩脈沖控制中可找到它的具體應用，但這種基本原理可應用到任何要求獲得這種回轉(zhuǎn)特性的軸，部件或軸類裝置。

按照本發(fā)明，可提供一種回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，利用這種裝置，可使被動件在回轉(zhuǎn)中改變它的轉(zhuǎn)速。這種回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括一個可轉(zhuǎn)動的驅(qū)（主）動構(gòu)件，一個隨動的構(gòu)件，一個凸輪構(gòu)件和一個耦合裝置。其中隨動構(gòu)件可隨主動構(gòu)件轉(zhuǎn)動和可相對于主動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)軸上的主動件橫向滑動。凸輪構(gòu)件具有一個工作表面，在隨動構(gòu)件回轉(zhuǎn)時，凸輪的工作面保持與隨動件相接觸。耦合裝置是將偏離驅(qū)動件回轉(zhuǎn)軸線的隨動構(gòu)件上的一點耦合到被動件上，使被件在轉(zhuǎn)動時，能夠按照隨動構(gòu)件的滑動運動，來回改變它的回轉(zhuǎn)運動，其中隨動件的滑動是它與凸輪（工作）表面接觸產(chǎn)生的。

為易于理解本發(fā)明，現(xiàn)用舉例和參考附圖的方法來說明它的方案。其中：

圖1是本發(fā)明的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的一個實施方案中的一個部分的局部剖視側(cè)視圖;

圖2是回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置圖1實施方案的局部剖視側(cè)視圖;

圖3是圖2的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的局部剖視的平面圖;

圖4是類似于圖1的側(cè)視圖，但它的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的隨動件經(jīng)過修改。

圖5是本發(fā)明的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置另一方案、帶有局部剖視的側(cè)視圖。

圖6劉體現(xiàn)本發(fā)明原理的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的側(cè)視圖，并說明其驅(qū)動件和被動件之間的耦合裝置經(jīng)過修改。

圖7是圖6裝置的側(cè)視圖，帶有局部剖視。

雖然對本發(fā)明的敘述特別涉及到機動車輛，但應用當理解，它的有關(guān)原理可應用到任何要求擺動運動的情況。但是，因為內(nèi)燃機閥門定時控制是極其重要的努力方面，所以本具體敘述是以與凸輪軸的定時和回轉(zhuǎn)特性有關(guān)而且與不僅能限定沖程也能限定包絡形狀有關(guān)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的例子為基礎(chǔ)的。

本發(fā)明為解決內(nèi)燃機閥門的可變定時和性能問題提供了一種簡單的辦法，因為它們所需要的零件都是陽一些極其基本的機械零件，因而其成本效果好。

現(xiàn)參考圖1-3，回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括一個可往復運動的隨動件1。而隨動件1裝于方型驅(qū)動軸4并位于環(huán)形凸輪9內(nèi)。隨動件1經(jīng)自由轉(zhuǎn)動的滾子2與環(huán)形凸輪9接觸，但這滾子可用一實心隨動滾針代替。隨動件1設有中心槽3。槽3的側(cè)面與方型驅(qū)動軸4的側(cè)面平行，圖中所示槽3的側(cè)面與驅(qū)動軸4的側(cè)面處于支承接觸狀態(tài)。

隨動件1相對于軸4的允許行程，在本例中是由槽3的長度限定的。橫向軸線，即圖1隨動件1的滑動軸線與基準線-“X”-“X”成90°角。

如果隨動件1允許在軸4上往復運動，則可看出，固定到或與隨動件1-體的桿臂5也會產(chǎn)生往復運動。

當桿5的中心基準“X”-“X”和隨動件1的主往復中心基準線在軸4的回轉(zhuǎn)中心相交時，這兩基準線便互成90°?？煽闯觯S動件1的任何往復運動都對桿5的有效長度的增加或減少產(chǎn)生影響。

桿5配有銷6。銷6位于偏離軸4回轉(zhuǎn)軸線的地方，并設有凸緣20。因此，在滾子2保持與環(huán)形凸輪9有力接觸的情況下，如果使銷子6與一個阻力荷載接觸，軸4的任何轉(zhuǎn)動都會導致隨動件1的轉(zhuǎn)動。

如果環(huán)形凸輪9是完全圓的，則隨動件的狀態(tài)不會變化，即它會呈現(xiàn)一種完全的圓運動。但是，環(huán)形凸輪9是具有起伏的內(nèi)工作面的。在本例中，它有四個凸起8。因此，如果滾子2和環(huán)形凸輪9之間保持接觸，就會使隨動件1相對于軸4產(chǎn)生一種往復運動。

在圖1的側(cè)視圖中，軸4的轉(zhuǎn)動方向是重要的。如果圖1所示的軸4以順時針方向轉(zhuǎn)動，銷6加有一個反時針的阻力，則隨動件1就會因滾子2與環(huán)形凸輪9脫離接觸，被直線地沿軸4的橫向驅(qū)動。滾子2通過凸輪表面的第一個凸起8的頂峰后，只要軸4按照上述情況轉(zhuǎn)動通過的隨動件仍然處于“靜態(tài)”不與凸輪表面接觸。

然而，如果軸4以反時針方向轉(zhuǎn)動、銷6加給一個順時針阻力荷載，就會保持所述的原始狀態(tài)，即，滾子2會被壓向與環(huán)形凸輪9接觸，隨動件會產(chǎn)生一種往復運動，導致桿5有效的杠桿長度發(fā)生變化。

現(xiàn)在參考圖2和圖3，會看出，軸4是固定到輸入軸18的或是與輸入軸成為一體的，而輸入軸18是固定到安裝法蘭16上的或是與安裝法蘭16一體的，而安裝法蘭16被固定到一驅(qū)動鏈輪19上。因此，鏈輪19的任何轉(zhuǎn)動都會導致軸4的相似轉(zhuǎn)動。輸入軸18被支承在軸承部件中。

隨動件1被表示為一個自由滑動件，裝在軸4上，并用兩邊安裝的導板10和11來保持正確定位，這樣就防止了脫離隨動件1所要求的往復運動方式的任何橫向運動。這兩個導向板被固定到軸部件18，4上或與軸部件18、4成為一體。圖3說明，偏心銷6置于一稍為加長的孔內(nèi)，這孔位于曲臂12內(nèi)，曲臂固定到凸輪軸13或為凸輪軸的一部分。因此，當軸4轉(zhuǎn)動時，銷6就會遵循一個基本上為圓形的軌跡運動，并引起凸輪軸13轉(zhuǎn)動。因此裝有偏心銷6的杠桿5的有效長度的任何變化會對凸輪軸的瞬時轉(zhuǎn)速產(chǎn)生很大的影響，因此有效參數(shù)的反復增加或減小，都會把主動部件18，4的恒速轉(zhuǎn)動變成被動部件12，13的一種振蕩的（來回變化）回轉(zhuǎn)運動。

這樣，對于經(jīng)軸18輸入的任何回轉(zhuǎn)運動，都會引起軸13的加速和減速，環(huán)形凸輪的起伏或凸起的大小和頻率決定著軸13的振動脈沖數(shù)。如果環(huán)形凸輪9是一個固定部件，脈沖數(shù)（如圖1所示為4）會切始終不變，并在45°，315°，225°和135°產(chǎn)生（峰值）。但是，可看出，環(huán)形凸輪9是臷環(huán)形載體7內(nèi)的，載體7能夠與軸4的回轉(zhuǎn)軸線同心回轉(zhuǎn)。因此，振動脈沖序列可以通過調(diào)整載體7的角位置，相對于基本回轉(zhuǎn)輸入定時提前推后。載體7設有一個轉(zhuǎn)動它并將其鎖定在調(diào)整后位置的裝置（未示出）。具有必要的“鎖定”升角蝸輪一蝸桿裝置是其中適用的調(diào)整裝置之一，但也可包括任何適當?shù)闹匦露ㄎ谎b置，也可增加必要的控制（平動的或其它的）機構(gòu)（未示出），以保持所要求的功能包絡。

因此，很明顯，由這具有裝置提出的，有兩種選擇方案，即，固定的環(huán)形凸輪裝置，和能夠重新定位的環(huán)形凸輪裝置。

如圖1所示，環(huán)形凸輪9有四個起伏或凸起，每個大小、形狀和輪廓均相等，具有相同的升降。在其它方案中，可提供任所要求的凸輪凸起數(shù)，每個凸起具有所要求的尺寸和形狀。因此，所有凸起可以完全相同，或可以完全不同。定位，輪廓和總目的都可以設計得使其適合任何要求的脈沖“形狀”。在這方面，由各個閥規(guī)定的最后沖程都可以按照一次重新定位性質(zhì)的振蕩加速和減速來進行設計。這就使內(nèi)燃機工程師能夠在無須設備或綜合考慮的情況下，確定閥規(guī)的工作包絡，調(diào)節(jié)閥的開、閉、停止和順序等。以速合任何轉(zhuǎn)速、功率排出物條件。如果用在航空內(nèi)燃機上，按照高度等方面來進行調(diào)整的充分優(yōu)點，會對安全、航程和經(jīng)濟性等所有方面都產(chǎn)生重大的影響。

軸承14用于支承凸輪軸13。

圖4說明圖1到圖3裝置的一個變種，其中主往復軸線與過偏心銷6和滾子2中心的連線平行。其它所有零件與圖1相類似。但是，看出，圖4中表示的只有三個凸起8。圖4說明，其往復運動軸線是可變化的，以根據(jù)要求，從機械效益或欠機械效益方面得到好處。假定環(huán)形凸輪載體7是固定的或是可調(diào)的。三個凸起8彼此隔開120°。軸4的回轉(zhuǎn)方向假定是反時針。

成一排的大缸內(nèi)燃機就其端部安裝的裝置而言，存在著某些困難，即在凸輪軸端部安裝的裝置中，六個沖程（吸氣和排氣）有一定重疊度。所以，需要把凸輪軸13分成兩個分開的軸，例如在第一個“半”凸輪軸內(nèi)面下，提供一個同心的洗套軸。

然后，活套軸驅(qū)動位于兩個“半”凸軸之間的方形軸。為使這兩個“半”凸輪軸接收正確定時的脈沖序列，應有兩個偶合的方型截面軸，其中第二個革與第一個軸不同相，以此允許沖程差。這就要求不同用一個共同的環(huán)形凸輪，就是用兩個分開的環(huán)形凸輪和兩個獨立的隨動件。以此方法，便可用這種振蕩裝置未滿足六缸要求。

圖5表示本發(fā)明的另一方案，它包括兩個環(huán)形凸輪。但是，不像成排六缸所要求的方式，這兩個環(huán)形凸輪7和7a是用來服務于單要把凸輪軸13的?？煽闯觯斎胼S18帶有方形截面2和隨動件導板4。隨動件1以通常的方式安裝在方型截面2上，即，它是自由往復運動的。隨動件1有一偏心銷6，它置于曲臂12內(nèi)的一個加長的槽內(nèi)，件12被固定到小的同心副凸輪軸21或成為其一部分。包括曲柄偶合壁12，第二方截面2a，隨動件導板4a和內(nèi)面同心軸21的部件是一種自由運動、支承定位的部件。軸21安裝在主凸輪軸13內(nèi)。

第二隨動件1a被安裝在方截面2a上，并有它自己的環(huán)形凸輪7a，環(huán)形凸輪7用于隨動件1。輸出偏心銷6a置于曲壁6a置于曲臂12a的一個加長的槽內(nèi)，并可在槽內(nèi)自由運動但始終保持接觸，曲臂12a被固定到凸輪軸13或成為其一部分。軸18的任何轉(zhuǎn)動會導致兩隨動件1和1a的往復運動，并使軸13受到影響。

因們它們是由兩個獨立的環(huán)形凸輪7和7a控制的，所以這兩個隨動件可受到獨立的脈沖序列定時變化，一個環(huán)形凸輪上的凸起可相對于另一環(huán)形凸起交叉地運動。兩個隨動件可以有一個可調(diào)的或兩個都是可調(diào)的。

這意味著，在必要時，一組凸起可用來抵銷或擴大另一環(huán)形凸輪的一組凸起，或在要求時，起補充或降低影響的作用。而且，一個環(huán)形凸輪可用來產(chǎn)生整個凸輪軸部件基本的、提前/推后，而第二個環(huán)形凸輪用來產(chǎn)生為改變沖程輪廓所要求的振蕩脈沖序列變化。沖程輪廓是凸輪上呈現(xiàn)的主凸輪輪廓沖程，用于操作閥門。因此，圖5的實施方案操作提供了極大的靈活性，而且復雜性最小。

參考圖1-5介紹的例子是依靠杠桿機構(gòu)和滑動表面以產(chǎn)生從驅(qū)動軸傳到凸輪軸13的往復/振蕩的輸出。這種產(chǎn)生所需結(jié)果的簡單方法是施加往復作用的一個方法，圖6和圖7顯示了進一步的可能性。

在圖6和圖7的方案中，在輸入軸和凸輪軸之間包含有一齒條的小齒輪。齒條22與隨動件1是一整體。小齒輪24與齒條22嚙合。齒輪24安裝在長軸23上，而長軸23如上所述，將驅(qū)動傳給凸輪軸13。

圖6和圖7的齒條和齒輪偶合，可使輸入軸（鏈輪軸）和凸輪軸13之間獲得極其可靠的偶合，因為齒條22和齒輪24之間的嚙合保證了最大的機械效率。由隨動件1和環(huán)形凸輪9產(chǎn)生的往復作用被直接傳給齒輪。

可看出，小齒輪24被固定到副軸23上或成為副軸23的一部分，而副軸23被支承在加長的導向件10和11內(nèi)。副軸23也提供有一個復合小齒輪25，用作行呈齒輪與恒星齒輪26嚙合，恒星齒輪26被固定到齒輪軸13或成為凸軸13的一部分。其傳動比是這樣：齒輪25比齒輪大26大，這就表示，齒輪24產(chǎn)生的振蕩運動將被放大。但是，齒條和小齒輪之間的傳動比，或者復合齒輪和凸輪軸恒星齒輪的傳動此都可以按照設計要求進行考慮。

如果把方型截面軸視作反時針方向轉(zhuǎn)動，則可理解，凸輪軸13的阻力會引起復合齒輪25企圖圍繞恒星齒輪“運動”。但是，這樣會引起齒輪25以反時針方向轉(zhuǎn)動，以同樣的反時針方向轉(zhuǎn)動副軸23，并使齒條22向外徑向運動，因此迫使隨動件1經(jīng)滾子2將壓力加到環(huán)表凸輪9的內(nèi)表面。這就說明，保證滾子2和起伏的內(nèi)凸輪9之間的壓力接觸，需要接觸載荷。凸起8位于315°情況下，所示凸輪9的四處凸起系處于45°;135°;225°和315°的位置，但是，這只是假想的設計，可將位置定在任何一點，凸起部的輪廓可設計到適合任何一組角度要求，以此使脈沖形狀適合于任何閥的運作特性。

假定環(huán)形凸輪載體7不是固定的就是可重新定位的。轉(zhuǎn)動和鎖定的方法可以是任何適用的一種。采用蝸輪/蝸桿裝置便可滿足這兩者要求。其中蝸輪固定到環(huán)形載體7的外圓面，以此如10°的升角與蝸桿嚙合。

輸入軸18可以直接聯(lián)接到鏈輪（未示出），或任何其它回轉(zhuǎn)裝置。

提出這樣的建議是可能的：即可將兩個齒輪與同一個齒條相嚙合，兩齒輪彼此異相（不同步），以此獲得一種能夠滿足部分軸（Split-Shaft）成排六要求等的裝置。

在上述的所有例子中，可以轉(zhuǎn)動環(huán)形部件7，9，使產(chǎn)生的振蕩脈沖在負周期出現(xiàn)，即在一具體閥門關(guān)閑的時間內(nèi)出現(xiàn)，以此，不對沖程產(chǎn)生直接影響。這就能使振蕩影響被完全抵消。

正如圖6、圖7提出的單形部件型裝置一樣，也可構(gòu)造出雙齒輪齒條，雙環(huán)形部件型的裝置，以獲得一種類似于圖5所說明的裝置，即，一部分用于總的提前/推后，第二部分用于產(chǎn)生脈沖。兩部分彼此可以變化，或者兩者在功能的相容一致或差異上可以變化。

這里所敘述的所有裝置，都可以做出它們的假設，變化和將它們的各種特性組合起來。而且，它們?yōu)榘l(fā)動機設計者提供了一個很簡易的方法，其中包括閥門定時的完全控制和變化方法，沖程輪廓/包絡等的控制方法。它們要求的機械零件都是一些基本的機械零件，不需要什么“新材料”。

將這些發(fā)明應用到任何一種內(nèi)燃機并不要求重新設計原發(fā)動機，銷售出去的發(fā)動機也可加進這些發(fā)明。

潤滑要求應是與現(xiàn)在的凸輪軸要求相一致的。

雖然沒有示出回動彈簧，但它們可能是必要的。

在給出的所有例子中，方型截面被表示為“驅(qū)動”軸但是也可以反過來，把“槽”做成驅(qū)動部分，方型截面做成隨動等部分。