内燃机的可变气门升程机构.pdf

本发明涉及一种内燃机的可变气门升程机构，包括：驱动件（1）；第一传递件（2），其上设有支承面（20）；第二传递组件（3），该第二传递组件（3）包括支承轴（30）和设置于所述支承轴上的滚轮（31）；升程调节件（4），该升程调节件包括转动轴（40），所述转动轴具有转动中心（P4）、导向面（41）及空腔（43）；各组成部分的位置关系如下：升程调节件的导向面和第一传递件的支承面距第二传递组件的支承轴转动中心（P3）的距离分别等于第二传递组件的支承轴的半径（R3）；驱动件抵靠在第二传递组件的滚轮上，在驱动件的非驱动区段，支承轴的转动中心与转动轴的转动中心重合，在驱动件的驱动区段，支承轴可沿导向面移动。

权利要求书
1.  一种内燃机的可变气门升程机构，包括：
驱动件（1）；
第一传递件（2），其上设有支承面（20）；
第二传递组件（3），所述第二传递组件（3）包括支承轴（30）和设置于所述支承轴（30）上的滚轮（31）；
升程调节件（4），所述升程调节件（4）包括转动轴（40），所述转动轴（40）具有转动中心（P4）、导向面（41）以及空腔（43）；
其特征在于：
各组成部分的位置关系如下：
所述升程调节件（4）的导向面（41）和所述第一传递件（2）的支承面（20）距所述第二传递组件（3）的支承轴（30）转动中心（P3）的距离分别等于所述第二传递组件（3）的支承轴（30）的半径（R3）；
所述驱动件（1）抵靠在所述第二传递组件（3）的滚轮（31）上，在所述驱动件（1）的非驱动区段，所述支承轴（30）的转动中心（P3）与所述转动轴（40）的转动中心（P4）重合，在所述驱动件（1）的驱动区段，所述支承轴（30）可沿所述导向面（41）移动。

2.  根据权利要求1所述的内燃机的可变气门升程机构，其特征在于，所述驱动件为一个凸轮（1），所述凸轮（1）以其轴向的侧面抵靠在所述第二传递组件（3）的滚轮（31）上。

3.  根据权利要求2所述的内燃机的可变气门升程机构，其特征在于，所述凸轮（1）的转动中心（P1）距所述升程调节件（4）的转动轴（40）的转动中心（P4）的距离等于所述凸轮（1）基圆半径（R11）与所述第二传递组件（3）的滚轮（31）的半径（R31）之和。

4.  根据权利要求1至3之一所述的内燃机的可变气门升程机构，其特征在于，所述第一传递件（2）的支承面（20）与所述升程调节件（4）的导向面（41）均为平面或者均为圆心位于所述第二传递组件（3）的支承轴（30）的同一侧的圆弧面。

5.  根据权利要求1至4之一所述的内燃机的可变气门升程机构，其特征在于，当所述升程调节件（4）的导向面（41）为平面时，所述升程调节件（4）的转动轴（40）的转动中心（P4）至所述导向面（41）的最短距离等于所述第二传递组件（3）的支承轴（30）的半径（R3）。

6.  根据权利要求1至4之一所述的内燃机的可变气门升程机构，其特征在于，当所述升程调节件（4）的导向面（41）和第一传递件（2）的支承面（20）同为圆弧面时，所述升程调节件（4）的圆弧形的导向面（41）与所述第一传递件（2）的圆弧形的支承面（20）的半径差等于所述第二传递组件（3）的支承轴（30）的半径（R3）的2倍，并且所述升程调节件（4）的转动轴（40）的转动中心（P4）至所述导向面（41）的最短距离等于所述第二传递组件（3）的支承轴（30）的半径（R3）。

7.  根据权利要求1所述的内燃机的可变气门升程机构，其特征在于，所述第一传递件（2）为一细长体，其上设有所述支承面（20）和铰接支承孔（22）。

8.  根据权利要求1所述的内燃机的可变气门升程机构，其特征在于，所述第一传递件（2）呈V型，其上设有所述支承面（20）和铰接支承孔（22），所述支承面（20）设置在V型两条腿之一的外侧壁上。

9.  根据权利要求1所述的内燃机的可变气门升程机构，其特征在于，所述第一传递件（2）呈中空圆柱体状，所述中空圆柱体具有底（24），在底（24）的外表面上设有所述第一传递件（2）的支承面（20）。

说明书内燃机的可变气门升程机构
技术领域
本发明涉及一种内燃机的可变气门升程机构，包括：驱动件；第一传递件，其上设有支承面；第二传递组件，所述第二传递组件包括支承轴和设置于所述支承轴上的滚轮；升程调节件，所述升程调节件包括转动轴，所述转动轴具有转动中心、导向面以及空腔。
背景技术
对于内燃机而言，由于经常在部分负荷工况下运转，残余废气系数较高，故如何提高发动机燃烧工作稳定性，减小部分负荷时泵气损失，组织快速的燃烧过程，提高燃烧效率就极为重要。因此，在发动机部分负荷时希望通过较小的气门升程，提高进气压差，增加通过气门的气流速度，增加湍流强度，提高火焰传播速度和燃烧速度，组织快速的燃烧过程。而在发动机高速高负荷时需要采用较大的气门升程，以最大程度地减小流动阻力，提高气缸的填充系数，满足发动机高速时的动力性需求。
除了调节发动机的进气量需求外，还存在通过加大米勒循环的力度、加大内部EGR量、改变有效压缩比、改善燃烧效率、实现部分停缸、实现低温燃烧或HCCI燃烧以提高发动机的燃油经济性和降低尾气污染物的排放的需求，以及改善冷启动性能、实现大功率的发动机刹车等增加发动机的商品性等需求。这些需求都可以用可变气门升程技术来满足。
中国专利200910203761.6公开了一种驱动装置，该驱动装置用于内燃机气门的驱动。该驱动装置采用了一个致动机构，致动机构包括一根连杆和一个曲柄。该致动机构能够将来自凸轮的运动传递给与致动机构配合工作的摇臂。通过调节致动机构中的连杆的初始位置，可以对内燃机气门的升程进行调节。
根据中国专利申请200910203761.6所公开的驱动装置，虽然能够对内燃机气门的升程进行调节，但是由于其采用了调节摇臂机构的杠杆比的方式，所以，其对升程的调节范围是有限的，特别是不能实现调节到零升程的功能。
此外，根据中国专利申请200910203761.6所公开的驱动装置，虽然能够对内燃机气门的升程进行调节，但是其在对气门的升程进行调节时，气门的相位也随之被改变。然而在实际应用中，只改变气门的升程不改变其相位的需求正在与日俱增。
发明内容
本发明的目的是提供一种内燃机的可变气门升程机构，该机构不仅能够实现气门的包括零升程在内的大幅度升程调节，而且在对气门的升程进行调整时能够维持气门的相位不变。
为实现上述发明目的，根据本发明提供一种内燃机的可变气门升程机构，包括：
驱动件；
第一传递件，其上设有支承面；
第二传递组件，所述第二传递组件包括支承轴和设置于所述支承轴上的滚轮；
升程调节件，所述升程调节件包括转动轴，所述转动轴具有转动中心、导向面以及空腔；
各组成部分的位置关系如下：
所述升程调节件的导向面和所述第一传递件的支承面距所述第二传递组件的支承轴转动中心的距离分别等于所述第二传递组件的支承轴的半径；
所述驱动件抵靠在所述第二传递组件的滚轮上，在所述驱动件的非驱动区段，所述支承轴的转动中心与所述转动轴的转动中心重合，在所述驱动件的驱动区段，所述支承轴可沿所述导向面移动。
根据本发明的一个方面，所述驱动件为一个凸轮，所述凸轮以其轴向的侧面抵靠在所述第二传递组件的滚轮上。
根据本发明的一个方面，所述凸轮的转动中心距所述升程调节件的转动轴的转动中心的距离等于所述凸轮基圆半径与所述第二传递组件的滚轮的半径之和。
根据本发明的一个方面，所述第一传递件的支承面与所述升程调节件的导向面均为平面或者均为圆心位于所述第二传递组件的支承轴的同一侧的圆弧面。
根据本发明的一个方面，当所述升程调节件的导向面为平面时，所述升程调节件的转动轴的转动中心至所述导向面的最短距离等于所述第二传递组件的支承轴的半径。
根据本发明的一个方面，当所述升程调节件的导向面和第一传递件的支承面同为圆弧面时，所述升程调节件的圆弧形的导向面与所述第一传递件的圆弧形的支承面的半径差等于所述第二传递组件的支承轴的半径的2倍，并且所述升程调节件的转动轴的转动中心至所述导向面的最短距离等于所述第二传递组件的支承轴的半径。
根据本发明的一个方面，所述第一传递件为一细长体，其上设有所述支承面和铰接支承孔。
根据本发明的一个方面，所述第一传递件呈V型，其上设有所述支承面和铰接支承孔，所述支承面设置在V型两条腿之一的外侧壁上。
根据本发明的一个方面，所述第一传递件呈中空圆柱体状，所述中空圆柱体具有底，在底的外表面上设有所述第一传递件的支承面。
根据本发明的内燃机的可变气门升程机构，通过调整升程调节件相对于第一传递件的位置，可以改变第二传递组件在驱动件的驱动下沿导向面移动所能到达的极限位置，因此可以改变气门机构的杠杆比，从而改变气门的最大升程。由于升程调节件的位置是连续可调的，所以根据本发明的内燃机的可变气门升程机构的最大升程是连续可变的。而且，当导向面和支承面均为平面时，只要将升程调节件调整为在驱动件的非驱动区段与第二传递组件接触时导向面与支承面平行，或者当导向面和支承面均为圆弧面时，只要将升程调节件调整为在驱动件的非驱动区段与第二传递组件接触时导向面与支承面同心，则即使驱动件的驱动区段与第二传递组件接触时，第二传递组件也只是沿着由导向面和支承面形成的通道移动而不会将驱动件的驱动传递给第一传递件，因此，根据本发明的内燃机的可变气门升程机构能够实现气门的零升程调节。再有，由于驱动件与第二传递组件之间的位置关系不发生变化，所以，根据本发明的内燃机的可变气门升程机构在对气门的升程进行调节的时候，能够维持气门的相位不变。
附图说明
图1a是示意性表示根据本发明的第一种实施方式的立体图；
图1b是图1a所示装置A-A向的局部剖视图；
图2a是根据本发明的第一实施方式中相位调节元件的立体图；
图2b是根据本发明的第一实施方式中相位调节元件的主视图；
图2c是根据本发明的第一实施方式中相位调节元件的侧视图；
图3是根据本发明的第二实施方式的示意性局部剖视图；
图4a是根据本发明的第三实施方式的立体图；
图4b是图4a的局部剖视图；
图5a是根据本发明的第四实施方式的示意性立体图；
图5b是图5a的局部剖视图；
图6示意性表示根据本发明的第五实施方式；
图7a是根据本发明第一实施方式的内燃机的可变气门升程机构的调节原理图，其表示的是气门关闭的状态；
图7b是根据本发明第一实施方式的内燃机的可变气门升程机构的调节原理图，其表示的是气门开启最大的状态；
图8是示意性地表示本发明第一实施方式的调节角与气门升程之间的关系的简图；
图9示意性地表示本发明的内燃机配气机构的气门升程曲线图；
图10表示的是升程调节件4沿逆时针方向绕其转动轴40的轴心P4转过角φ后的状态；
图11是示意性地表示本发明第二实施方式的调节角与气门升程之间的关系的简图。
具体实施方式
下面针对本发明具体实施方式的描述所涉及的水平、垂直、上、下、左、右均以附图，尤其是附图1中所示意性表示的具体实施方式而言。即，图1中的水平方向为描述中的水平方向，图1中的垂直方向为描述中的垂直方向，图1中向上的方向为描述中的上，图1中向下的方向为描述中的下。描述中的水平、垂直、上、下、左、右仅为方便理解清楚理解本发明的具体实施方式。
附图1a是根据本发明的第一实施方式的立体示意图。在图1a中表示了一个内燃机气门6，在以后的附图中以及针对的描述中也涉及到气门6。但是气门6本身并非本发明机构的一个组成部分，而是由根据本发明的内燃机的可变气门升程机构最终驱动的零件或者是被驱动的负载。表示并描述这个气门6的目的在于进一步清楚地表示根据本发明的机构如何输出驱动以及该驱动如何作用于负载。
图1b是图1a的局部剖视图。如图1b所示，根据本发明的内燃机的可变气门升程机构包括一个由图中未示出的外部驱动机构驱动的凸轮1。凸轮1具有基圆部分11和从基圆部分11突出的凸起部分12。凸起部分12上距离凸轮1转动中心P1最远的点与凸轮1转动中心P1之间的连线为凸轮1的最大半径R1。凸轮1上还设有用于安装凸轮轴10的通孔。从图1b可以看出，凸轮1上从Q2点沿顺时针方向旋转到Q1点的部分是凸轮1的基圆部分11。凸轮1上的这部分在凸轮1旋转时，由于基圆的直径不变，所以并不对被驱动件产生驱动，所以将其称之为凸轮1的非驱动区段。而从Q1点顺时针方向旋转到Q2点的部分为凸轮1的凸起部分12。其中，Q0点是凸轮1上凸起部分12的最大半径R1所在位置。凸轮1上的这部分在凸轮1旋转时，会推动或驱动被驱动件运动，因此将其称之为凸轮1的驱动区段（Q1-Q0-Q2）。上述Q1点是升程的起始点，Q2点是升程的结束点。凸轮1可以固定安装在凸轮轴10上或者与凸轮轴10一体形成，并可围绕着凸轮轴10的中心P1转动。
在根据本发明的第一实施方式中，根据本发明的内燃机的可变气门升程机构还包括第二传递组件3。第二传递组件3由支承轴30和滚轮31组成。如图1b所示，滚轮31抵靠在凸轮1上，与其紧密接触并将在凸轮1的驱动下运动。滚轮31在凸轮1的驱动下所做的运动包括两部分，即围绕着支承轴30的转动中心P3的旋转运动，以及直线运动（此部分运动将在下面做进一步详细描述）。在本实施方式中，滚轮31为扁平的盘状，中间具有用于容纳滚轮31的支承轴30的通孔。
在根据本发明的第一实施方式中，根据本发明的内燃机的可变气门升程机构还包括第一传递件2。在本实施方式中，如图1b所示，从侧面看，第一传递件2是一个细长件，即一根杠杆，或者是通常所称的摇臂。如图1b所示，该杠杆以其上侧的支承面20抵靠在滚轮的支承轴30上，其右端部则通过通孔22支承在一根支承轴5上。支承轴5可以围绕其转动中心P2转动。第一传递件2的另一端---图1b中的左端---以其下侧的工作面21抵靠在内燃机气门6的上端上。
在本实施方式中，如图1a所示，第一传递件2是一个长方体。其中部设有一个贯通的长方形的开口23，所谓的贯通是指图中上下方向上的贯通开口。在长方形开口23的两条长边的上边缘上设有第一传递件2的支承面20。在本实施方式中，支承面20是两个相互平行且处于一个平面中的两条狭长形的面。
如图1a和1b所示，在根据本发明的第一实施方式中，根据本发明的内燃机的可变气门升程机构还包括第二传递组件3。第二传递组件3包括支承轴30和与该支承轴30同轴设置的滚轮31。支承轴30的两端分别支承在第一传递件2的一对相对设置的支承面20上。第二传递组件3被未图示的弹簧等弹性元件加载而始终抵靠在凸轮1上。
在以上的说明中，第二传递组件3是由中间带有滚轮31的支承轴30构成的，但是本发明的第二传递组件并不局限于此，其构成可以根据实际的应用情况进行设计变更，只要满足第二传递组件同时与凸轮1、第一传递件2以及下面将要描述的升程调节件4接触这一条件即可。例如可以采用如下形式：
（1）           一根轴，轴的中间部分与凸轮1接触，两端部分与第一传递件2接触；
（2）           两端各带一个直径相同的滚轮的轴，滚轮部分与第一传递件2接触，滚轮中间的轴部分与凸轮1接触；
（3）           两端各带一个直径相同的滚轮、两滚轮之间带有另一个滚轮，两端部分的滚轮与第一传递件2接触，中间部分的滚轮与凸轮1接触。
在根据本发明的第一实施方式中，根据本发明的内燃机的可变气门升程机构还包括相位调节件4。附图2a-c分别以立体图、主视图和剖视图的形式进一步详细表示了相位调节件4的具体结构。下面将结合附图1b和附图2a-c对根据本发明的第一实施方式中的相位调节件4做进一步描述。
如图2a所示，升程调节件4呈大致的“几”字形。即升程调节件4上部的齿轮部分42构成“几”字形的顶部；而同轴对称地设置于其两侧外壁上的一对转动轴40构成了“几”字形的下端部分；升程调节件4的空腔43构成了“几”字形的中间部分。
升程调节件4的转动轴40可以安装在内燃机缸盖、缸体或气门室罩盖等上，转动轴40的轴心表示为P4。图中未示出的驱动机构可与齿轮42啮合，从而驱动升程调节件4绕转动轴40的轴心P4转动。当然，该升程调节件4的驱动形式不限于此，也可以采用其他形式，例如蜗轮蜗杆形式，直接驱动转动轴40的形式或者由一个凸轮或其他推拉机构直接驱动升程调节件4的形式等等。
如图2a-c所示，在根据本发明的第一实施方式中，升程调节件4还包括一对导向面41。在本实施方式中，导向面41是一对平面，分别相对地设置在几”字形的升程调节件4内侧壁上。从附图2a-c可以看出，导向面41相对于整个升程调节件4是倾斜设置的。例如在图2b中所示的那样，当“几”字形的升程调节件4倾斜一个角度时，导向面41在图中所示的状态下呈水平设置。升程调节件4的导向面41到升程调节件4的转动轴40的轴心P4的距离L1等于支承轴30的半径R30。也就是说，无论导向面41是平面还是下面将要描述的圆弧面，所述升程调节件4的转动轴40的转动中心P4至所述导向面41的最短距离等于所述第二传递组件3的支承轴30的半径R30。
根据本发明的具体实施方式，只要升程调节件4能够在外部驱动机构的驱动下绕其自身的转动中心P4转动且其上导向面41距其转动中心P4的最短距离等于第二传递组件3的支承轴30的半径，则升程调节件4的具体形状不限于本说明书所给出的示例的形状。
在如图1和2所示的处于安装状态的根据本发明的第一实施方式中，第二传递组件3的滚轮31的支承轴30的两端分别支承在第一传递件2的支承面20上。此时，滚轮31的外表面或者是工作表面抵靠在凸轮1的外表面上，并可在凸轮1转动的时候被凸轮1所驱动。在图示的安装状态下，支承轴30的下侧被第一传递件2的支承面20支承，而其上侧被升程调节件4上的导向面41约束。如附图1b所示，在安装状态下，第二传递组件3的支承轴30被夹持在升程调节件4的导向面41和第一传递件2的支承面20之间，并可在凸轮1转动的时候，在两个面的限制和引导下沿图中所示的水平方向往复移动。
显然，在图1b所示的根据本发明的第一实施方式中，在图示的安装状态下，各个零部件之间的位置关系应当满足：升程调节件4的转动轴40的轴心P4到第一传递件2的支承面20的距离L2等于支承轴30的半径R30，同时升程调节件4的转动轴40的轴心P4到凸轮轴10的转动中心P1的距离L3等于凸轮1的基圆部分11的半径R11与滚轮31的半径R31之和。在图1b所示的实施方式中，在图中所示的状态或安装位置上，各个零部件之间的位置关系或安装关系同时满足以下要求：
（1）第二传递组件3的滚轮31抵靠在凸轮1的基圆部分11上；
（2）第二传递组件3的支承轴30支承在第一传递件2的支承面20上；
（3）升程调节件4的转动轴40的转动中心P4与第二传递组件3的支承轴30的转动中心P3重合。
从附图1b中可以看出，在这种安装位置上，支承面20与导向面41基本上是两个相互平行的、相间距离为第二传递组件3的支承轴30的直径的、水平设置的平面。
当根据本发明的内燃机的可变气门升程机构处于如附图1b所示的调节位置上时，其能够实现将气门调节到零升程的功能，换言之，根据本发明的内燃机的可变气门升程机构能够实现升程的0-100%之间的连续可变。
图3表示了根据本发明的内燃机的可变气门升程机构的第二种实施方式。在这种实施方式中，除了升程调节件4上的导向面41与第一传递件2上的支承面20均为圆弧面以外，其他部分均与上述第一实施方式相同。因此，对于相同部分，不再赘述。
当根据本发明的内燃机的可变气门升程机构处于凸轮1以其非驱动区段与第二传递组件3中的滚轮31相接触的状态下或者位置上时，升程调节件4上的导向面41与第一传递件2上的支承面20为同心的圆弧面。即在这种位置上，升程调节件4上的导向面41与第一传递件2上的支承面20是以图中P5为圆心的两个同心圆弧面。这两个圆弧面相互之间的间隔等于第二传递组件3中的支承轴30的直径。
图4a和图4b表示的是根据本发明的内燃机的可变气门升程机构的第三实施方式。其中，除去第一传递件2以外，其他部分均与第一实施方式相同。因此，对于相同部分，不再赘述。
如图4b所示，在根据本发明的这个实施方式中，第一传递件2是一个V字型零件。在V字的底部设有用于安装支承轴5的轴孔，而在V字型的一条臂的外侧面上设有第一传递件2的支承面20，该面用于与第二传递组件3中的支承轴30配合，即支承轴30支承在V字型的这条臂的外侧面上的支承面20上。V字型的另一条臂，则用于驱动内燃机气门6。由于V字型的第一传递件2是一个刚性体，所以在支承轴5转动时，例如在图中的凸轮1的驱动下沿逆时针方向转动时，V字型的一条臂便驱动内燃机气门6向下运动。同样，在V字型上设有支承面20的那条臂上，也设有贯通的开口。这种结构与根据本发明的第一实施方式相同。
图5a和图5b表示根据本发明的内燃机的可变气门升程机构的第四实施方式。在该实施方式中，除去第一传动件2的形状结构等有别于根据本发明的第一实施方式之外，其余部分均与第一实施方式相同。因此，相同部分，不再赘述。
在根据本发明的第四实施方式中，如图5b所示，第一传递件2呈圆柱体状。圆柱体具有一个底24。底24与圆柱体的侧壁构成一个圆柱形的空腔25。圆柱体的底24的另一面上设有两个向上凸起的隔板26，隔板26的上表面上设有支承面20。支承面20 的作用与根据本发明的第一实施方式中的支承面20的作用完全相同，不再赘述。
图6表示根据本发明的内燃机的可变气门升程机构的第五实施方式。在该实施方式中，除了导向面41和支承面20为圆弧面以外，其余部分均与根据本发明的内燃机的可变气门升程机构的的第四实施方式相同。显然，与图3所示根据本发明的内燃机的可变气门升程机构的第二实施方式一样，在本实施方式中，两个圆弧面也是相互同心的圆弧面。各个零部件之间的位置关系和要求与前述实施方式相同，不再赘述。
下面将参照附图描述根据本发明的内燃机的可变气门升程机构的调节原理。
图7a和图7b是用于说明本发明第一实施方式的内燃机配气机构的调节原理的图，图7a表示气门关闭的状态，图7b表示气门开启最大的状态。图8是示意性地表示本发明第一实施方式的调节角与气门升程之间的关系的简图。图9示意性地表示本发明的内燃机配气机构的气门升程曲线图，横轴T表示曲轴转角（单位度（°）），纵轴L表示气门升程（单位mm）。在图7和图8中，各附图标记所表示的均与前述相同，并且规定凸轮1按逆时针方向转动。
为了便于说明，假设升程的调节是在气门6处于关闭状态下进行的，在实际应用中，升程的调节可以在任意时刻进行，包括内燃机停机的状态。
如前所述，升程调节件4的导向面41到其转动轴40的轴心P4的距离L1等于支承轴30的半径R30，转动轴40的轴心P4到第一传递件2的支承面20的距离L2等于支承轴30的半径R30，同时该轴心P4到凸轮轴10的转动中心P1的距离L3等于凸轮1的非驱动区段即基圆部分11的半径R11与第二传递组件3的滚轮31的半径R31之和，并且第二传递组件3在未图示的弹性元件作用下始终抵靠在凸轮1上，因此，只要在凸轮1的非驱动区段与滚轮31接触时，第二传递组件3的转动中心P3就与升程调节件4的转动轴40的轴心P4重合。
这里，参照第一传递件2的用于支承第二传递组件3的支承面20来定义升程调节件4的转动角度，以导向面41与支承面20相互平行状态下的导向面41为基准面，将导向面41偏离该基准面的角度称为升程调节件4的调节角θ。
首先参照图7，升程调节件4被设置在图7所示任意调节角θ的位置上。图7a表示的是滚轮31与凸轮1的非驱动区段接触的状态，此时，内燃机的气门6处于关闭状态。在凸轮1按逆时针方向转动的过程中，当凸轮1的非驱动区段与第二传递组件3的滚轮31接触时，第二传递组件3的转动中心P3是与升程调节件4的转动轴40的轴心P4重合的，因此，第二传递组件3不会发生位置变化。凸轮1从图7a所示的位置继续按逆时针方向转动，当凸轮1与滚轮31的接触点越过升程起始点Q1时，滚轮31与凸轮1的驱动区段即凸起部分12接触，凸轮1克服未图示的复位弹簧和气门弹簧的阻力而推动第二传递组件3向图7中的左下方运动，因此，第二传递组件3的转动中心P3到凸轮轴10的转动中心P1的距离开始增大，变得大于升程调节件4的转动轴40的轴心P4到凸轮轴10的转动中心P1的距离L3。此时，由于导向面41是不动的，所以第二传递组件3在导向面41的引导和约束下推动下方的第一传递件2绕第一传递件轴5按逆时针方向转动，从而使气门6开启。
图7b所示是滚轮31与凸轮1的桃尖Q0接触的状态。当凸轮1转动到图7b所示的位置时，滚轮31与凸轮1的桃尖Q0接触，第二传递组件3的转动中心P3到凸轮轴10的转动中心P1的距离变为最大，因此，第二传递组件3的转动中心P3在垂直方向即在图中与气门6的开启方向相一致的方向上的位移分量H达到最大，相应地，气门6的开启行程也达到最大。此后，滚轮31与凸轮1的接触点越过桃尖Q0，第二传递组件3的转动中心P3到凸轮轴10的转动中心P1的距离逐渐减小，在气门弹簧和复位弹簧的作用下，气门6的开启行程开始回落，第一传递件2转而向顺时针方向摆动，第二传递组件3在导向面41的约束下逐渐向升程调节件4的转动轴40的轴心P4方向运动，第二传递组件3的转动中心P3到凸轮轴10的转动中心P1的距离逐渐变小，当滚轮31与凸轮1的接触点到达凸轮1上的升程结束点Q2时，第二传递组件3的转动中心P3到凸轮轴10的转动中心P1的距离变回与升程调节件4的转动轴40的轴心P4到凸轮轴10的转动中心P1的距离L3相等的状态，第二传递组件3的转动中心P3返回到与升程调节件4的转动轴40的轴心P4重合的位置，气门6关闭，至此，气门6从开启到关闭的一个循环过程就完成了。
调节角θ的大小可以根据对气门升程的要求参照凸轮1、第一传递件2、滚轮31、支承轴30等的相关参数进行计算后得到。 
接下来，参照图8的升程调节原理模型图进一步说明调节角θ的大小对气门6的最大升程的影响。图8所示状态是滚轮31与凸轮1的桃尖Q0接触时的状态， P1、P3、P4分别表示凸轮轴10的转动中心、第二传递组件3的转动中心、升程调节件4的转动轴40的轴心，P2表示第一传递件2的转动中心，其中，P3和 P21对应于调节角θ=0的状态，P3’和 P21’对应于调节角θ=θ1的状态，P3”和 P21”对应于调节角θ=θ2的状态（θ2＜θ1）。
如前所述，第二传递组件3与凸轮1的非驱动区段接触时升程调节件4的转动轴40的轴心P4与第二传递组件3的转动中心P3是重合的。因此，当将升程调节件4设定在不同的调节角位置上时，凸轮1的转动推动第二传递组件3的转动中心P3所能到达的极限位置的落点集合是一段以凸轮轴10的转动中心为圆心以R6为半径的圆弧，R6＝R1+ R31。
从图7可知，在滚轮31被凸轮１的驱动区段推动沿导向面41作往复运动所产生的位移中，只有图中垂直方向的分量是对气门6的开启有贡献的部分。在图8中，当调节角θ=θ1时，滚轮31的垂直方向位移分量为H1，当调节角θ=θ2时，滚轮31的垂直方向位移分量H2，由于θ1＞θ2，所以H1＞H2。由此可见，气门6的开启高度与调节角θ的大小是正相关的关系，调节角θ的值越大，气门6的开启高度越大，也就是说气门6的最大升程越大，反之，调节角θ的值越小，气门6的开启高度越低，也就是说气门6的最大升程越小。不难理解，当调节角θ＝0，即导向面41与支承面20平行时，滚轮31被凸轮1的驱动区段推动时只会沿相互平行的导向面41和支承面20水平移动，在垂直方向上的位移分量为0，由此可知，当调节角θ为0时，气门6的最大升程为零。
图9示意性地表示了气门6的升程曲线，其中，l1对应的调节角为θ1，l2对应的调节角θ2，l0对应的调节角为0，TQ0、TQ1、TQ2分别表示与各点Q0、Q1、Q2相对应的曲轴转角，调节角为0时的气门升程曲线是与横轴重合的线段TQ1TQ2，为了将其区别于横轴，这里使用了较粗的线段进行表示。
综上所述，按照图7中的箭头W所示方向使升程调节件4转动，即可调整该升程调节件4的调节角θ的大小，调节角越大，气门6的最大升程越大，反之，调节角越小，气门6的最大升程越小，当调节角为0时，气门6的最大升程为零。
此外，由于凸轮1与升程调节件4的位置关系是固定的，并且第二传递组件3与凸轮1的非驱动区段接触的时候，其转动中心P3是与升程调节件4的转动中心P4重合的，所以，无论升程调节件4的调节角如何，凸轮1上的升程起始点Q1和升程结束点Q2与第二传递组件3相接触的相位是不变的，也就是说，气门6的相位不随其升程的改变而改变。
下面，结合图3、图10和图11说明本发明第二实施方式的内燃机配气机构的升程调节原理，其中，图3表示的是导向面41与支承面20为同心圆弧面的状态，图10表示的是升程调节件4沿逆时针方向绕其转动轴40的轴心P4转过角φ后的状态。图11是示意性地表示本发明第二实施方式的调节角与气门升程之间的关系的简图。在图3、图10和图11中，各附图标记所表示的均与前述相同，P41表示导向面41的圆心，并且规定凸轮1按逆时针方向转动。
为了便于说明，假设升程的调节是在气门6处于关闭状态下进行的，在实际应用中，升程的调节可以在任意时刻进行，包括内燃机停机的状态。
这里，参照非驱动状态（即第二传递组件3的滚轮31与凸轮1的非驱动区段接触的状态）下第一传递件2的用于支承第二传递组件3的支承面20和升程调节件4上的导向面41的圆心P5来定义升程调节件4的转动角度。以图3所示的导向面41与支承面20为同心圆的状态下，该同心圆的圆心P5与升程调节件4的转动轴40的轴心P4的连线为调节基准线，将升程调节件4的导向面41的圆心P41偏离圆心P5的角度称为升程调节件4的调节角φ。
在第二实施方式中，在气门6从开启到关闭的一个循环中升程调节件4的调节原理与第一实施方式的相同，这里不再赘述。下面着重说明第二实施方式中不同的调节角φ对气门6的最大升程的影响。
图11所示状态是滚轮31与凸轮1的桃尖Q0接触时的状态，各附图标记所表示的均与前述相同，并且P3、P41对应于调节角φ=0的状态，P3’、P41’对应于调节角φ=φ1的状态，P3”、P41”对应于调节角φ=φ2的状态（φ2＜φ1）。
与第一实施方式相同，第二传递组件3与凸轮1的非驱动区段接触时升程调节件4的转动轴40的轴心P4与第二传递组件3的转动中心P3是重合的。因此，当将升程调节件4设定在不同的调节角位置上时，凸轮1的转动将推动第二传递组件3的支承轴30沿导向面41向图10中左下方向移动，其转动中心P3的运动轨迹是以导向面41的圆心为圆心，以R5=R41+R30为半径的圆弧，转动中心P3被凸轮1推动所能到达的极限位置的落点集合是一段以凸轮轴10的转动中心P1为圆心以R6为半径的圆弧，R6＝R1+ R31。
从图3和图10可知，在滚轮31被凸轮１的驱动区段推动沿导向面41作往复运动所产生的位移中，只有图中支承面20的径向方向的位移的垂直方向分量是对气门6的开启有贡献的部分。在图11中，相对于调节角φ=0时的情况而言，当调节角φ=φ1时，滚轮31被凸轮1推动而在支承面20的径向方向的位移的垂直方向分量为H1，当调节角φ=φ2时，该垂直方向分量为H2，由于φ1＞φ2，所以H1＞H2。由此可见，气门6的开启高度与调节角φ的大小是正相关的关系，调节角φ的值越大，气门6的开启高度越大，也就是说气门6的最大升程越大，反之，调节角φ的值越小，气门6的开启高度越低，也就是说气门6的最大升程越小。不难理解，当调节角φ＝0，即导向面41与支承面20同心时，由于支承面20的半径R20与导向面41的半径R41之差等于转动轴30的直径（即半径R30×2），所以，滚轮31被凸轮1的驱动区段推动时只会在同心的导向面41和支承面20所形成的通道中移动，此时，由于滚轮31不产生沿支承面20的径向的位移，所以滚轮31不会推动第一传递件2绕第一传递件轴5摆动，由此可知，当调节角φ为0时，气门6的最大升程为零。
综上所述，按照图10中的箭头W所示方向使升程调节件4转动，即可调整该升程调节件4的调节角φ的大小，调节角越大，气门6的最大升程越大，反之，调节角越小，气门6的最大升程越小，当调节角为0时，气门6的最大升程为零。
此外，由于凸轮1与升程调节件4的位置关系是固定的，并且第二传递组件3与凸轮1的非驱动区段接触的时候，其转动中心P3是与升程调节件4的转动轴40的轴心P4重合的，所以，无论升程调节件4的调节角如何，凸轮1上的升程起始点Q1和升程结束点Q2与第二传递组件3相接触的相位是不变的，也就是说，气门6的相位不随其升程的改变而改变。