專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的可變氣門機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種內(nèi)燃機(jī)的可變氣門機(jī)構(gòu)，該可變氣門機(jī)構(gòu)能夠改變進(jìn)氣門或排氣門的驅(qū)動(dòng)相位和氣門升程量。
背景技術(shù)：
眾所周知，為控制如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)的廢氣排放，或者降低燃油消耗，需要根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)改變進(jìn)氣或排氣系統(tǒng)中氣門的相位和升程量。已知有一種葉片式可變相位氣門機(jī)構(gòu)，其凸輪相位由液壓動(dòng)力連續(xù)改變，能夠達(dá)到上述要求。
另已知一種切換凸輪式氣門機(jī)構(gòu)，它根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)，切換多個(gè)類型的凸輪，將氣門的驅(qū)動(dòng)相位和升程量調(diào)整到內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。
此外，在日本專利No.3245492中描述了一種機(jī)械式連續(xù)可變氣門機(jī)構(gòu)，它采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的齒輪、中間杠桿和復(fù)位彈簧等來(lái)改變氣門的驅(qū)動(dòng)相位和升程量。
然而在葉片式可變氣門機(jī)構(gòu)中，雖然通過(guò)改變?nèi)~片的位置可以改變氣門的驅(qū)動(dòng)相位，但是不能改變氣門的升程量。
另一方面，在切換凸輪式氣門機(jī)構(gòu)或機(jī)械式連續(xù)可變氣門機(jī)構(gòu)中，驅(qū)動(dòng)相位和升程可以改變。但是，切換凸輪式氣門機(jī)構(gòu)要求使用多種類型的凸輪，所以它包含有很多元件，構(gòu)造復(fù)雜。此外，機(jī)械式連續(xù)可變氣門機(jī)構(gòu)分別需要改變升程量的裝置和變換相位的裝置，從而它的構(gòu)造復(fù)雜，尺寸龐大。
此外，在傳統(tǒng)的連續(xù)可變相位氣門機(jī)構(gòu)中，如果進(jìn)氣門的氣門關(guān)閉時(shí)間延遲，那么氣門開啟起始時(shí)刻也必然延遲。這樣，進(jìn)氣和排氣之間的氣門重疊被減小或消除，從而引發(fā)出問(wèn)題，如因泵氣損失引起的燃油效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種可變氣門機(jī)構(gòu)，它能夠使用相對(duì)簡(jiǎn)單的構(gòu)造連續(xù)改變氣門的驅(qū)動(dòng)相位和氣門升程量。
本發(fā)明的可變氣門機(jī)構(gòu)有在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)的凸輪軸，以及搖臂軸和搖臂裝置。搖臂裝置包括第一臂、第二臂、第三臂和可變裝置，第一臂可搖擺地支撐在搖臂軸上，用來(lái)驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣或排氣門，第二臂由凸輪驅(qū)動(dòng)并在搖臂軸側(cè)的支點(diǎn)上搖擺，第三臂可搖擺地設(shè)在位于搖臂軸附近的支撐軸上，并且隨著第二臂搖擺，第三臂被移動(dòng)以驅(qū)動(dòng)第一臂，可變裝置移動(dòng)第二臂在搖臂軸一側(cè)上的支點(diǎn)。
由于根據(jù)由可變裝置移動(dòng)的第二臂支點(diǎn)的位置，第二臂相對(duì)于凸輪的旋轉(zhuǎn)相位會(huì)提前或延遲，從而由第二臂和第三臂驅(qū)動(dòng)的第一臂的驅(qū)動(dòng)相位也必然提前或延遲。
根據(jù)該布置，通過(guò)由可變裝置移動(dòng)在第二臂的搖臂軸一側(cè)上的支點(diǎn)，可根據(jù)支點(diǎn)的位置連續(xù)改變進(jìn)氣或排氣門的驅(qū)動(dòng)相位。
在本發(fā)明的一種最佳實(shí)施方式中，第三臂有傳動(dòng)面部，該傳動(dòng)面部有變換部，在該變換部處，從支撐軸的中心到傳動(dòng)面部的距離可變化，使得變換第二臂的搖擺量來(lái)驅(qū)動(dòng)第一臂。
根據(jù)該布置，第三臂的傳動(dòng)面部有變換部，在該變換部處，自支撐軸中心的距離可以變化，從而第二臂的搖擺量可由第三臂變換并傳遞到第一臂。這樣，通過(guò)由可變裝置移動(dòng)在第二臂的搖臂軸一側(cè)上的支點(diǎn)的位置，可改變進(jìn)氣或排氣門的升程量。
可變裝置通過(guò)旋轉(zhuǎn)搖臂軸移動(dòng)第二臂的支點(diǎn)，并沿凸輪基圓的圓周方向移動(dòng)與凸輪接觸的第二臂的一部分，從而改變第二臂相對(duì)于凸輪的旋轉(zhuǎn)相位。
根據(jù)該布置，通過(guò)可變裝置圍繞搖臂軸的軸移動(dòng)支點(diǎn)，可連續(xù)改變進(jìn)氣或排氣門的驅(qū)動(dòng)相位。
在本發(fā)明的一種最佳實(shí)施方式中，傳動(dòng)面部有非變換部，在該非變換部處，從支撐軸的中心到傳動(dòng)面部的距離在第三臂的旋轉(zhuǎn)方向上沒(méi)有實(shí)質(zhì)的變化，在第二臂相對(duì)于凸輪的旋轉(zhuǎn)相位被可變裝置提前一個(gè)給定角度的情況下，該非變換部消除了第二臂的基本等于從搖擺運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)起該給定角度的搖擺量。
根據(jù)該布置，如果第二臂相對(duì)于凸輪的旋轉(zhuǎn)相位被可變裝置提前該給定角度，那么該非變換部會(huì)消除第二臂的基本上相當(dāng)于從搖擺運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)的給定角度的搖擺量。這樣，氣門開啟起始時(shí)間可大致相同，而與氣門升程量無(wú)關(guān)。
在本發(fā)明的一種最佳實(shí)施方式中，第二臂有近端部，該近端部由搖臂軸一側(cè)上的連接件可旋轉(zhuǎn)地支撐，并且位于第二臂一部分上的鄰接部和位于第二臂另一側(cè)上的操作部分別緊靠凸輪和第三臂。彈簧位于第三臂上，推動(dòng)第三臂沿著使第二臂的鄰接部緊靠凸輪的方向移動(dòng)第二臂。
根據(jù)該布置，用來(lái)推動(dòng)第三臂的彈簧能夠維持第二臂和第三臂的各自位置，從而第二臂總是緊靠凸輪。
在本發(fā)明的一種最佳實(shí)施方式中，第一臂形成有分叉的軸裝配部，第二臂的一部分位于分叉的軸裝配部之間。另一種情況是，第二臂也可以形成有分叉的近端部，在這種情況下，第一臂的一部分位于近端部之間。
根據(jù)這些布置，即使局部負(fù)荷產(chǎn)生在第二臂和凸輪之間的接觸部上或在第二臂和第三臂之間的接觸部上，也能夠阻止第二臂沿?fù)u臂軸的軸向移動(dòng)。


圖1為前視圖，顯示了本發(fā)明第一實(shí)施例的可變氣門機(jī)構(gòu)在相位延遲時(shí)的氣門關(guān)閉狀態(tài)；圖2為圖1中所示的可變氣門機(jī)構(gòu)的局部俯視圖；圖3為前視圖，顯示了圖1中所示的可變氣門機(jī)構(gòu)在相位延遲時(shí)的氣門開啟狀態(tài)；圖4為一圖表，顯示了圖1中所示的可變氣門機(jī)構(gòu)的凸輪角和氣門升程二者之間的關(guān)系；圖5為前視圖，顯示了圖1中所示的可變氣門機(jī)構(gòu)在中線相位時(shí)的氣門關(guān)閉狀態(tài)；圖6為前視圖，顯示了圖1中所示的可變氣門機(jī)構(gòu)在中線相位時(shí)的氣門開啟狀態(tài)；圖7為前視圖，顯示了圖1中所示的可變氣門機(jī)構(gòu)在相位提前時(shí)的氣門關(guān)閉狀態(tài)；圖8為前視圖，顯示了圖1中所示的可變氣門機(jī)構(gòu)在相位提前時(shí)的氣門開啟狀態(tài)；圖9為本發(fā)明第二實(shí)施例的可變氣門機(jī)構(gòu)的局部俯視圖；圖10為本發(fā)明第三實(shí)施例的可變氣門機(jī)構(gòu)的局部俯視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖1到8來(lái)描述本發(fā)明第一實(shí)施例。圖1中所示的可變氣門機(jī)構(gòu)10開啟-關(guān)閉驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門11，該進(jìn)氣門，比如，可以構(gòu)成內(nèi)燃機(jī)(如汽車發(fā)動(dòng)機(jī))的進(jìn)氣系統(tǒng)。氣門彈簧12在一定方向上推動(dòng)進(jìn)氣門11，關(guān)閉進(jìn)氣通道13。也可以在排氣門側(cè)提供一個(gè)類似可變氣門機(jī)構(gòu)10的氣門機(jī)構(gòu)。
可變氣門機(jī)構(gòu)10包括凸輪軸20、搖臂軸21和搖臂裝置23，該凸輪軸可旋轉(zhuǎn)地位于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋(未顯示)上，通過(guò)旋轉(zhuǎn)位于凸輪軸20上的凸輪22，該搖臂裝置開啟-關(guān)閉驅(qū)動(dòng)氣門11。
凸輪軸20和搖臂軸21相互平行延伸。隨著內(nèi)燃機(jī)的曲軸(未顯示)旋轉(zhuǎn)，凸輪軸20沿圖1中箭頭R1所示方向旋轉(zhuǎn)。
搖臂軸21能夠沿圖1中箭頭R2所示方向來(lái)回?fù)u擺或交替旋轉(zhuǎn)。搖臂軸21由圖2中可變裝置25驅(qū)動(dòng)而沿箭頭R2的方向來(lái)回?fù)u擺。搖臂軸21配備有連接件27，該連接件有球形萬(wàn)向接頭26，如雙頭螺栓。
搖臂裝置23有第一臂31、第二臂32和第三臂33，下面將描述它們。
第一臂31支撐在搖臂軸21上，用于相對(duì)旋轉(zhuǎn)(或搖擺運(yùn)動(dòng))。第一臂31帶有調(diào)整螺釘35。當(dāng)凸輪軸20沿箭頭R1所示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，調(diào)整螺釘35的遠(yuǎn)端沿氣門開啟方向驅(qū)動(dòng)氣門11。該調(diào)整螺釘35能夠調(diào)整第一臂31和氣門11，以使它們之間沒(méi)有間隙。調(diào)整螺釘35附近有帶動(dòng)力傳動(dòng)件36的動(dòng)力傳動(dòng)部37，如滾輪。
如圖2所示，第一臂31有一個(gè)端部40，調(diào)整螺釘35位于該端部上，第一臂還有軸裝配部41和42，搖臂軸21穿過(guò)該軸裝配部。自端部40分叉形成軸裝配部41和42。
第二臂32位于搖臂軸21和凸輪軸20之間。第二臂32有近端部50，可搖擺地裝配在萬(wàn)向接頭26上，還有操作部51，它與第三臂33的接合部66緊靠，在下文中將描述它們。
在近端部50和操作部51之間是鄰接部53，鄰接部有凸輪從動(dòng)件52，如滾輪，凸輪從動(dòng)件與凸輪22滾動(dòng)接觸。因此，隨著凸輪22旋轉(zhuǎn)，第二臂32將圍繞在搖臂軸21側(cè)的萬(wàn)向接頭26的中心C1擺動(dòng)。
當(dāng)搖臂軸21由可變裝置25驅(qū)動(dòng)沿箭頭R2方向搖擺時(shí)，第二臂32的近端部50將在搖臂軸21的圓周方向上移動(dòng)。當(dāng)這樣動(dòng)作時(shí)，鄰接部53將在凸輪22的圓周方向上移動(dòng)，從而第二臂32相對(duì)凸輪22的旋轉(zhuǎn)相位可以變換到延遲側(cè)或提前側(cè)。
當(dāng)?shù)诙?2的鄰接部53緊靠凸輪22的基圓22b時(shí)，第二臂32至少有一部分位于軸裝配部41和42之間。
根據(jù)這種構(gòu)造，即第二臂32的一部分保持在軸裝配部41和42之間的構(gòu)造，能夠阻止第二臂32沿?fù)u臂軸21的軸向移動(dòng)，從而即使局部負(fù)荷產(chǎn)生在第二臂32和凸輪22之間的接觸部上或在第二臂32和第三臂33之間的接觸部上的情況下，也能防止如磨損不勻這樣的問(wèn)題。
支撐軸60位于搖臂軸21附近，與搖臂軸21平行延伸。第三臂33可搖擺地位于支撐軸60上，用來(lái)作為傳動(dòng)凸輪。彈簧61沿圖1中逆時(shí)針?lè)较颍簿褪鞘沟诙?2的鄰接部53緊靠凸輪22的方向，推動(dòng)第三臂33。
第三臂33有傳動(dòng)面部65與第一臂31的動(dòng)力傳動(dòng)部37接觸，還有接合部66與第二臂32的操作部51緊靠。當(dāng)?shù)诙?2搖擺時(shí)，用來(lái)作為凸輪面的傳動(dòng)面部65沿第三臂33的旋轉(zhuǎn)方向，即支撐軸66的圓周方向，移動(dòng)。
因此，當(dāng)?shù)诙?2搖擺時(shí)，動(dòng)力傳動(dòng)部37和傳動(dòng)面部65之間的接觸位置沿支撐軸60的圓周方向移動(dòng)。這樣，當(dāng)?shù)诙?2由于凸輪22的突出部22a而圍繞萬(wàn)向接頭26向第三臂33搖擺，使得第三臂33由于萬(wàn)向接頭66而順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一臂31由于傳動(dòng)面部65而沿箭頭R3的方向旋轉(zhuǎn)，因此氣門11打開。
更具體而言，傳動(dòng)面部65有一個(gè)非變換部70和一個(gè)變換部71。該非變換部與支撐軸60的中心C2之間保持固定的距離，該變換部與支撐軸60的中心C2之間的距離朝著第三臂33的遠(yuǎn)端部33a增加。因而，形成傳動(dòng)面部65與支撐軸60的中心C2之間的距離關(guān)于第三臂33的旋轉(zhuǎn)方向改變，以便變換第二臂32的搖擺量來(lái)驅(qū)動(dòng)第一臂31。
另一方面，非變換部70有一個(gè)凸輪面形狀，這樣，當(dāng)?shù)诙?2的鄰接部53相對(duì)于凸輪22的旋轉(zhuǎn)相位被可變裝置25提前一個(gè)給定角度時(shí)，就可以消除第二臂32從其搖擺運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)大致到該給定角度的搖擺量。
下面描述可變氣門機(jī)構(gòu)10的運(yùn)行情況。
在圖1顯示的狀態(tài)下，搖臂軸21受到可變裝置25驅(qū)動(dòng)，位于距中性位置N一個(gè)角度θ1的延遲側(cè)。在這種情況下，第二臂32的鄰接部53在延遲側(cè)(圖1中左手側(cè))相對(duì)于凸輪22移動(dòng)距中性點(diǎn)P1為α的角度。此外，第二臂32的操作部51移動(dòng)到左側(cè)，如圖1所示。
在此狀態(tài)下，如果凸輪軸20沿箭頭R1的方向旋轉(zhuǎn)，使得凸輪22的突出部22a上推第二臂32的鄰接部53，如圖3所示，那么第二臂32將圍繞萬(wàn)向接頭26的中心C1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。這樣，第二臂32的操作部51將推動(dòng)接合部66，因而第三臂33順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。所以，傳動(dòng)面部65的變換部71推動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)部37，因而第一臂31旋轉(zhuǎn)，打開氣門11。
在這種情況下，氣門開啟之前，動(dòng)力傳動(dòng)部37位于變換部71附近，如圖1所示。當(dāng)?shù)谌?3順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，用作傳動(dòng)凸輪的第三臂33的傳動(dòng)面部65接觸動(dòng)力傳動(dòng)部37的非變換部70縮短，從而變換部71加長(zhǎng)。
因此，在凸輪角度變寬之前，第一臂31開始沿開啟氣門11的方向受到驅(qū)動(dòng)，此外，隨著第一臂31沿箭頭R3的方向受到推動(dòng)，動(dòng)力傳動(dòng)部37與變換部71長(zhǎng)程接觸。這樣就獲得了大的氣門升程量H1(如圖3所示)。
如圖4中曲線L1所示，氣門升程大，氣門升程的峰值點(diǎn)被延遲。在這種情況下，氣門驅(qū)動(dòng)適宜于很大的旋轉(zhuǎn)快且負(fù)荷高的進(jìn)氣。
在圖5顯示的狀態(tài)下，搖臂軸21被可變裝置25驅(qū)動(dòng)到中性位置N。在這種情況下，第二臂32的鄰接部53在中性點(diǎn)P1接觸凸輪22。與圖1的位置相比較，當(dāng)?shù)诙?2的操作部51稍微向圖5的右方移動(dòng)時(shí)，第三臂33將逆時(shí)針稍微旋轉(zhuǎn)。因此，與圖1中的長(zhǎng)度相比較，用作傳動(dòng)凸輪的第三臂33的傳動(dòng)面部65接觸動(dòng)力傳動(dòng)部37的非變換部70稍微加長(zhǎng)，從而變換部71稍微縮短。
在此狀態(tài)下，如果凸輪軸20旋轉(zhuǎn)從而凸輪22的突出部22a上推第二臂32的鄰接部53，如圖6所示，那么第二臂32將圍繞萬(wàn)向接頭26的中心C1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。這樣，第二臂32的操作部51將推動(dòng)接合部66，因而第三臂33順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。所以，傳動(dòng)面部65的變換部71推動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)部37，因而第一臂31旋轉(zhuǎn)而打開氣門11。
換言之，當(dāng)氣門關(guān)閉時(shí)，與傳動(dòng)面部65接觸的動(dòng)力傳動(dòng)部37到變換部71的距離將稍微延長(zhǎng)，如圖5所示。這樣，在跳過(guò)比圖1中所示狀態(tài)長(zhǎng)的非變換部70之后，動(dòng)力傳動(dòng)部37緊靠變換部71。當(dāng)?shù)谌?3順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，隨著第三臂33順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，變換部71將動(dòng)力傳動(dòng)部37推動(dòng)一段中等長(zhǎng)度。這樣就獲得中等的氣門升程量H2(如圖6所示)，而氣門的驅(qū)動(dòng)相位也是中性的，如圖4中曲線L2所示，從而氣門驅(qū)動(dòng)適宜于中等旋轉(zhuǎn)且中等負(fù)荷的進(jìn)氣。
在圖7顯示的狀態(tài)下，搖臂軸21受到可變裝置25驅(qū)動(dòng)到距中性位置N一個(gè)角度θ2的提前側(cè)。在這種情況下，第二臂32的鄰接部53在提前側(cè)(圖1中右手側(cè))相對(duì)于凸輪22移動(dòng)一個(gè)距中性點(diǎn)P1為β的角度。此外，第二臂32的操作部51移動(dòng)到右側(cè)，如圖7所示，第三臂33逆時(shí)針移動(dòng)。因此，與圖5的狀態(tài)相比較，用作傳動(dòng)凸輪的第三臂33的傳動(dòng)面部65接觸動(dòng)力傳動(dòng)部37的非變換部70進(jìn)一步加長(zhǎng)，從而變換部71進(jìn)一步縮短。
在此狀態(tài)下，如果凸輪軸20旋轉(zhuǎn)從而凸輪22的突出部22a上推第二臂32的鄰接部53，如圖8所示，那么第二臂32將圍繞萬(wàn)向接頭26的中心C1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。這樣，第二臂32的操作部51將推動(dòng)接合部66，因而第三臂33順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。所以，傳動(dòng)面部65的變換部71推動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)部37，因而第一臂31旋轉(zhuǎn)，打開氣門11。
在這種情況下，用作傳動(dòng)凸輪的第三臂33的傳動(dòng)面部65接觸動(dòng)力傳動(dòng)部37的非變換部70的周期(距離)長(zhǎng)。當(dāng)?shù)谌?3隨著第二臂32搖擺而順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)力傳動(dòng)部37在變換部71上移動(dòng)的距離短。因此，第一臂31的搖擺量小，從而降低了氣門升程量H3(如圖8所示)。這樣，氣門的驅(qū)動(dòng)相位提前，而氣門升程減小，如圖4中曲線L3所示，因此該氣門驅(qū)動(dòng)適宜于低速旋轉(zhuǎn)且低負(fù)荷的進(jìn)氣。
如果將該方式構(gòu)造的可變氣門機(jī)構(gòu)10應(yīng)用到進(jìn)氣系統(tǒng)中，那么進(jìn)氣門11在開啟側(cè)固定的情況下，其關(guān)閉側(cè)能夠連續(xù)地變化，從而能夠獲得膨脹率高的周期。
此外，慣性進(jìn)氣的協(xié)同效應(yīng)能夠降低燃油消耗。慣性進(jìn)氣是這樣一種現(xiàn)象，即活塞的吸氣作用產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)導(dǎo)致進(jìn)氣管道中進(jìn)氣的慣性。即使在活塞超過(guò)下止點(diǎn)之后，新鮮空氣也能夠繼續(xù)流入氣缸，利用慣性進(jìn)氣，通過(guò)在進(jìn)氣脈動(dòng)的峰值時(shí)刻開始關(guān)閉進(jìn)氣門11，能夠提高容積效率。由于脈動(dòng)的峰值時(shí)刻依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)速度而變化，因而通過(guò)在峰值時(shí)刻開始關(guān)閉進(jìn)氣門11，能夠增加進(jìn)氣量。
在上述實(shí)施例的可變氣門機(jī)構(gòu)10中，可變裝置25驅(qū)動(dòng)搖臂軸21，通過(guò)延長(zhǎng)第三臂33的非變換部70與動(dòng)力傳動(dòng)部37接觸的時(shí)期，消除第二臂32相對(duì)于凸輪22提前。這樣，以圖4中曲線L1表示的氣門開啟從開始到結(jié)束的相位和氣門升程量為基礎(chǔ)，如曲線L2和L3所示，氣門-開啟的開始時(shí)間基本上固定。
因而，根據(jù)該可變氣門機(jī)構(gòu)10，在氣門開啟的起始時(shí)間固定時(shí)，氣門關(guān)閉時(shí)間可以變化，從而增加進(jìn)氣量，這樣根據(jù)慣性進(jìn)氣的脈動(dòng)改變氣門關(guān)閉時(shí)間，可以獲得降低燃油消耗的效果。
此外，通過(guò)最優(yōu)地控制空氣量來(lái)建立充分燃燒狀態(tài)，并且可以降低未燃燒成分等等以提高排氣成分的質(zhì)量。
在傳統(tǒng)的相位連續(xù)可變氣門機(jī)構(gòu)情況下，如果氣門關(guān)閉時(shí)間被延遲，那么進(jìn)氣門的氣門開啟的起始時(shí)間也必然被延遲。這樣，進(jìn)氣和排氣之間的氣門重疊度被減小或消除，導(dǎo)致泵氣損失產(chǎn)生。
另一方面，根據(jù)上述實(shí)施例的可變氣門機(jī)構(gòu)10，在氣門開啟起始時(shí)間固定時(shí)，氣門關(guān)閉時(shí)間也可被延遲。因此，通過(guò)延遲氣門關(guān)閉時(shí)間，在仍然維持氣門重疊度的情況下，可以獲得進(jìn)氣量增加的效果。這樣就可以獲得降低燃油消耗的效果。
通常，在低負(fù)荷模式下如果供應(yīng)了過(guò)多的空氣，那么排氣溫度會(huì)降低。但是，根據(jù)上述實(shí)施例的可變氣門機(jī)構(gòu)10，進(jìn)氣量能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)受到控制。因此，在低負(fù)荷模式下，可以通過(guò)減少進(jìn)氣量來(lái)提高排氣溫度。因此，如果發(fā)動(dòng)機(jī)(未顯示)帶有排氣凈化催化劑，那么可以很容易地激活該催化劑，有效地啟用催化劑，完成其功能。在這種情況下，排氣可用催化劑來(lái)凈化，從而在排氣成分質(zhì)量有點(diǎn)惡化時(shí)，可以將發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體設(shè)置在燃油效率高的狀態(tài)。因此，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的燃油效率，排氣也由催化劑而凈化，從而可協(xié)調(diào)高燃油效率和排氣凈化。此外，根據(jù)該可變氣門機(jī)構(gòu)10，在低負(fù)荷模式下，可以通過(guò)減少進(jìn)氣量而避免使用進(jìn)氣或排氣節(jié)氣門來(lái)控制進(jìn)氣量，從而降低了成本。
圖9顯示了本發(fā)明第二實(shí)施例的可變氣門機(jī)構(gòu)10A。在該可變氣門機(jī)構(gòu)10A中，分叉或分岔部32a和32b位于第二臂32的近端部50的一側(cè)。當(dāng)?shù)诙?2與凸輪22的基圓22b(圖1中顯示)接觸時(shí)，至少第一臂31的一部分位于分岔部32a和32b之間。由于與上述第一實(shí)施例的可變氣門機(jī)構(gòu)10共同具有其它構(gòu)造、功能和效果，所以這里使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示實(shí)施例的相同部件，同時(shí)不再描述這些共同的部件。
在第二實(shí)施例的構(gòu)造中，第一臂31的一部分保持在分岔部32a和32b之間，能夠阻止第二臂32沿?fù)u臂軸21的軸向移動(dòng)，從而即使局部負(fù)荷發(fā)生在第二臂32和凸輪22之間的接觸部上或在第二臂32和第三臂33之間的接觸部上的情況下，也能防止如磨損不勻這樣的問(wèn)題。
圖10顯示了本發(fā)明第三實(shí)施例的可變氣門機(jī)構(gòu)10B。該可變氣門機(jī)構(gòu)10B與第一實(shí)施例的可變氣門機(jī)構(gòu)10之間的區(qū)別僅僅在于第一臂31的軸裝配部31a沒(méi)有分叉。因此，這里使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示實(shí)施例的相同部件，同時(shí)不再描述這些共同的部件。在這種情況下，能夠獲得上述第一實(shí)施例的可變氣門機(jī)構(gòu)10的相同效果，而氣門機(jī)構(gòu)更簡(jiǎn)單，從而降低制造成本和重量。
此外，圖4中曲線L4表示了一種氣缸關(guān)閉的狀態(tài)(氣門升程量最小或?yàn)榱?，這種狀態(tài)可以通過(guò)設(shè)置第二臂32使得能夠從圖7的狀態(tài)相對(duì)于凸輪22進(jìn)一步提前來(lái)建立，獲得降低燃油消耗的效果。
工業(yè)應(yīng)用本發(fā)明可應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)，包括汽車內(nèi)燃機(jī)在內(nèi)，其中氣門的驅(qū)動(dòng)相位和氣門升程量可以改變。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的可變氣門機(jī)構(gòu)，包括在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)用于旋轉(zhuǎn)的凸輪軸(20)，位于內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的搖臂軸(21)，和搖臂裝置(23)，它由凸輪軸(20)上的凸輪(22)驅(qū)動(dòng)，用來(lái)開啟和關(guān)閉進(jìn)氣門或排氣門(11)，其特征在于該搖臂裝置(23)具有第一臂(31)，它可搖擺地支撐在搖臂軸(21)上，用于驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門或排氣門(11)，第二臂(32)，它由凸輪(22)驅(qū)動(dòng)，并圍繞搖臂軸(21)一側(cè)上的支點(diǎn)搖擺，第三臂(33)，它可搖擺地設(shè)置在位于搖臂軸(21)附近的支撐軸(60)上，隨著第二臂(32)搖擺，它被移動(dòng)以驅(qū)動(dòng)第一臂(31)，和可變裝置(25)，它移動(dòng)第二臂(32)的在搖臂軸(21)一側(cè)上的支點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1的可變氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于第三臂(33)有傳動(dòng)面部(65)，該傳動(dòng)面部隨著第二臂(32)搖擺被移動(dòng)并接觸第一臂(31)以驅(qū)動(dòng)第一臂(31)，該傳動(dòng)面部(65)設(shè)有變換部(71)，在該變換部處，從支撐軸(60)中心到傳動(dòng)面部(65)的距離可變化，從而變換第二臂(32)的搖擺量來(lái)驅(qū)動(dòng)第一臂(31)。
3.如權(quán)利要求2的可變氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于可變裝置(25)通過(guò)旋轉(zhuǎn)搖臂軸(21)來(lái)移動(dòng)支點(diǎn)，并沿凸輪(22)基圓的圓周方向移動(dòng)與凸輪(22)接觸的第二臂(32)的一部分，從而改變第二臂(32)相對(duì)于凸輪(22)的旋轉(zhuǎn)相位。
4.如權(quán)利要求3的可變氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于傳動(dòng)面部(65)有非變換部(70)，在該非變換部處，從支撐軸(60)中心到傳動(dòng)面部(65)的距離在第三臂(33)的旋轉(zhuǎn)方向上沒(méi)有實(shí)質(zhì)的變化，在第二臂(32)相對(duì)于凸輪(22)的旋轉(zhuǎn)相位被可變裝置(25)提前一個(gè)給定角度的情況下，該非變換部(70)消除了第二臂(32)基本等于從搖擺運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)該給定角度的搖擺量。
5.如權(quán)利要求1的可變氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于第二臂(32)有近端部(50)，該近端部(50)由設(shè)在搖臂軸(21)一側(cè)上的連接件(27)可旋轉(zhuǎn)地支撐，并且位于第二臂(32)一部分上的鄰接部(53)和位于第二臂(32)另一側(cè)上的操作部(51)分別緊靠凸輪(22)和第三臂(33)，該第三臂(33)還包括彈簧(61)，該彈簧位于第三臂(33)上并推動(dòng)第三臂(33)沿著使第二臂(32)的鄰接部(53)緊靠凸輪(22)的方向移動(dòng)第二臂(32)。
6.如權(quán)利要求5的可變氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于第一臂(31)的形狀為，搖臂軸(21)穿過(guò)的軸裝配部(41、42)從氣門(11)一側(cè)上的端部(40)分叉，并且第二臂(32)的一部分位于分叉的軸裝配部(41、42)之間。
7.如權(quán)利要求5的可變氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于第二臂(32)的形狀為，其近端部(50)附近的部分從操作部(51)附近的部分分叉，并且第一臂(31)的一部分位于分叉的近端部(50)的兩個(gè)分支之間。
8.如權(quán)利要求5的可變氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于第一臂(31)的構(gòu)造使得其緊靠第三臂(33)的動(dòng)力傳動(dòng)部(37)位于在搖臂軸(21)軸向方向上相對(duì)驅(qū)動(dòng)氣門(11)的區(qū)域(40)偏移的一個(gè)位置處。
全文摘要
該可變氣門機(jī)構(gòu)(10)有凸輪軸(20)、搖臂軸(21)和搖臂裝置(23)，搖臂裝置將凸輪軸(20)上的凸輪(22)的運(yùn)動(dòng)傳遞到氣門(11)。搖臂裝置(23)包括驅(qū)動(dòng)氣門(11)的第一臂(31)、第二臂(32)、第三臂(33)和搖擺搖臂軸(21)的可變裝置。第一臂(31)可搖擺地支撐在搖臂軸(21)上。第二臂(32)由凸輪(22)驅(qū)動(dòng)，并圍繞搖臂軸(21)一側(cè)上作為支點(diǎn)的萬(wàn)向接頭(26)搖擺。隨著第二臂(32)搖擺，第三臂(33)移動(dòng)以驅(qū)動(dòng)第一臂(31)。
文檔編號(hào)B66B1/24GK1813118SQ20048001781
公開日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2004年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月27日
發(fā)明者前川正宏 申請(qǐng)人:三菱扶桑卡客車公司, 三菱自動(dòng)車工業(yè)株式會(huì)社