連續可變氣門打開持續時間裝置及設有該裝置的發動機的制作方法

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年3月31日在韓國知識產權局所提出的韓國專利申請號10-2016-0039493的優先權權益，并通過引用將其全文納入本文。

本申請涉及連續可變氣門打開持續時間裝置和設置有連續可變氣門打開持續時間裝置的發動機。更具體地，本申請涉及連續可變氣門打開持續時間裝置和設置有連續可變氣門打開持續時間裝置的發動機，所述連續可變氣門打開持續時間裝置可以根據發動機的操作條件來改變氣門的打開持續時間并且具有簡單構造。

背景技術：

內燃機發動機通過使燃燒室中的燃料連同吸入燃燒室的空氣媒質一起燃燒從而產生動力。進氣門通常通過凸輪軸操作用以吸入空氣，并且在進氣門打開的同時將空氣吸入燃燒室中。此外，排氣門通過凸輪軸操作，并且在排氣門打開的同時將燃燒氣體從燃燒室中排出。

根據發動機的轉速來決定進氣門和排氣門的最佳操作。亦即，氣門的最佳升程或最佳打開/關閉正時取決于發動機的轉速。為了實現這種取決于發動機轉速的最佳氣門操作，已經進行各種研究，例如多個凸輪和可以根據發動機轉速而改變氣門升程的連續可變氣門升程(cvvl)的設計。

為了實現這種取決于發動機轉速的最佳氣門操作，已經進行能夠根據發動機轉速而進行不同氣門正時操作的連續可變氣門正時(cvvt)裝置的研究。一般的cvvt可以連同或根據固定的氣門打開持續時間來改變氣門正時。

然而，一般的cvvl和cvvt的構造較為復雜并且制造成本昂貴。

公開于背景技術部分的上述信息僅僅旨在加深對本申請背景技術的理解，因此其可以包含的信息并不構成在本國已為本領域技術人員所公知的現有技術。

技術實現要素：

本申請的各個方面提供一種連續可變氣門打開持續時間裝置和設置有連續可變氣門打開持續時間裝置的發動機，所述連續可變氣門打開持續時間裝置可以根據發動機的操作條件改變氣門的打開持續時間并且具有簡單的構造。

根據本發明的示例性實施方案的一種連續可變氣門打開持續時間裝置可以包括：凸輪軸；第一和第二凸輪部分，所述第一和第二凸輪部分各自包括凸輪和凸輪鍵，其中凸輪軸插入第一和第二凸輪部分并且其中相對于凸輪軸的相對相位角可變；第一和第二內支架，所述第一和第二內支架將凸輪軸的旋轉分別傳遞至第一和第二凸輪部分，并且在所述第一和第二內支架上分別形成第一和第二滑孔；第一和第二滑動殼體，第一和第二內支架可旋轉地插入所述第一和第二滑動殼體，并且其中第一和第二滑動殼體相對于凸輪軸的相對位置可變；凸輪帽，所述凸輪帽可旋轉地分別支撐第一和第二凸輪部分并且其中每個滑動殼體可滑動地安裝至凸輪帽；滑動銷，所述滑動銷可旋轉地插入第一滑孔并且可滑動地插入凸輪軸；凸輪銷，所述凸輪銷上形成凸輪鍵槽使得凸輪鍵可滑動地插入其中，并且所述凸輪銷可旋轉地插入第二滑孔；控制軸，所述控制軸平行于凸輪軸設置并且與第一和第二滑動殼體接合從而選擇性地使第一和第二滑動殼體移動；以及控制部分，所述控制部分選擇性地使控制軸旋轉從而改變第一和第二內支架的位置。

滑動銷可以包括：銷本體，所述銷本體可滑動地插入凸輪軸；以及銷頭，所述銷頭可旋轉地插入第一滑孔，其中銷本體與銷頭可以整體地形成。

可以在凸輪軸中沿著其長度方向形成凸輪軸油孔，可以在銷本體中形成本體油孔并且將其構造成與凸輪軸油孔連通，并且可以在銷頭中形成油槽并且將其構造成與本體油孔連通。

可以在凸輪帽上形成軸孔，控制軸插入所述軸孔。

連續可變氣門打開持續時間裝置可以進一步包括軸軸承，所述軸軸承插入軸孔并且可旋轉地支撐控制軸。

可以在凸輪帽上形成引導槽；引導軸可以從滑動殼體突出，所述引導軸插入引導槽并且在所述引導軸上形成齒條；并且可以在控制軸上形成小齒輪，所述小齒輪與齒條嚙合；并且其中滑動殼體的位置可以根據控制軸的旋轉而改變。

連續可變氣門打開持續時間裝置可以進一步包括軸襯，所述軸襯插入引導槽用于降低引導軸的移動的摩擦力。

連續可變氣門打開持續時間裝置可以進一步包括止動件，所述止動件設置在凸輪帽上用于限制滑動殼體的移動。

連續可變氣門打開持續時間裝置可以進一步包括滑動殼體軸承，所述滑動殼體軸承分別設置在滑動殼體和第一和第二內支架之間。

凸輪可以成對地形成；可以在凸輪部分的兩個凸輪之間形成凸輪帽連接部分；并且凸輪帽可旋轉地支撐凸輪帽連接部分。

控制部分可以包括：蝸輪，所述蝸輪連接至控制軸；蝸桿，所述蝸桿與蝸輪接合；以及控制馬達，所述控制馬達選擇性地使蝸桿旋轉。

第一內支架和第二內支架可以彼此連接。

根據本發明的示例性實施方案的一種發動機可以包括：凸輪軸；包括第一和第二凸輪部分的兩個凸輪部分，所述第一和第二凸輪部分各自包括凸輪和凸輪鍵，其中凸輪軸插入第一和第二凸輪部分并且其中相對于凸輪軸的相對相位角可變；第一和第二內支架，所述第一和第二內支架將凸輪軸的旋轉分別傳遞至第一和第二凸輪部分，并且在所述第一和第二內支架上分別形成第一和第二滑孔；第一和第二滑動殼體，第一和第二內支架可旋轉地插入所述第一和第二滑動殼體，并且其中第一和第二滑動殼體相對于凸輪軸的相對位置可變；凸輪帽，所述凸輪帽可旋轉地分別支撐第一和第二凸輪部分并且其中每個滑動殼體可滑動地安裝至凸輪帽；滑動銷，所述滑動銷可旋轉地插入第一滑孔并且可滑動地插入凸輪軸；凸輪銷，所述凸輪銷上形成凸輪鍵槽使得凸輪鍵可滑動地插入其中，并且所述凸輪銷可旋轉地插入第二滑孔；控制軸，所述控制軸平行于凸輪軸設置并且與第一和第二滑動殼體接合從而選擇性地使第一和第二滑動殼體移動；以及控制部分，所述控制部分選擇性地使控制軸旋轉從而改變第一和第二內支架的位置。

滑動銷可以包括：銷本體，所述銷本體可滑動地插入凸輪軸；以及銷頭，所述銷頭可旋轉地插入第一滑孔，其中銷本體與銷頭可以整體地形成。

可以在凸輪軸中沿著其長度方向形成凸輪軸油孔，可以在銷本體中形成本體油孔并且將其構造成與凸輪軸油孔連通，并且可以在銷頭中形成油槽并且將其構造成與本體油孔連通。

可以在凸輪帽上形成軸孔，控制軸插入所述軸孔；凸輪可以成對地形成；可以在凸輪部分的兩個凸輪之間形成凸輪帽連接部分；并且每個凸輪部分能夠在凸輪帽和汽缸殼體之間旋轉。

可以在凸輪帽上形成引導槽；引導軸可以從滑動殼體突出，所述引導軸插入引導槽并且在所述引導軸上形成齒條；并且可以在控制軸上形成小齒輪，所述小齒輪與齒條嚙合；并且其中滑動殼體的位置可以根據控制軸的旋轉而改變。

可以在第一和第二滑動殼體上形成引導表面；并且可以在汽缸蓋上形成引導件用于與引導表面接觸并且引導第一和第二滑動殼體的移動。

第一內支架與第二內支架可以彼此連接。

如上所述，根據本申請的示例性實施方案的連續可變氣門打開持續時間裝置可以根據發動機的操作條件改變氣門的打開持續時間并且進一步地可以具有簡單構造。

根據本申請的示例性實施方案的連續可變氣門打開持續時間裝置可以減小尺寸，因此氣門機構的整個高度可以減小。

由于連續可變氣門打開持續時間裝置可以應用于現有發動機而無需過多的改變，可以提高生產率并且可以降低生產成本。

附圖說明

圖1為設置有根據本申請的示例性實施方案的連續可變氣門打開持續時間裝置的發動機的立體圖。

圖2為根據本申請的示例性實施方案的連續可變氣門打開持續時間裝置的立體圖。

圖3和圖4為根據本申請的示例性實施方案的連續可變氣門打開持續時間裝置的分解立體圖。

圖5為沿著圖2的線ⅴ-ⅴ所呈現的橫截面圖。

圖6為沿著圖1的線ⅵ-ⅵ所呈現的橫截面圖。

圖7為沿著圖1的線ⅶ-ⅶ所呈現的橫截面圖。

圖8和圖9為顯示根據本申請的示例性實施方案的連續可變氣門打開持續時間裝置的凸輪的機械運動的圖。

圖10和圖11為根據本申請的示例性實施方案的連續可變氣門打開持續時間裝置的氣門特性的曲線圖。

圖12和圖13為顯示根據本申請的修改的示例性實施方案的內支架的圖。

具體實施方式

在下文的詳細說明中，僅簡單地通過圖解來顯示和描述本申請的某些示例性實施方案。

本領域技術人員將意識到，可以對所描述的實施方案進行各種不同方式的修改，所有這些修改將不脫離本申請的精神或范圍。

將省略與說明無關的部件從而清楚描述本申請，在整個說明書中，相同或相似的元件將用相同的附圖標記表示。

在附圖中，層、膜、板、區域等的厚度可能夸大以便清楚。

在整個說明書和權利要求書中，除非明確地相反描述，術語“包括”和變化形式例如“包含”或“含有”應被理解為暗示包含所述元件但是不排除任何其它元件。

下面將參考附圖來對本申請的示例性實施方案進行詳細描述。

圖1為設置有根據本申請的示例性實施方案的連續可變氣門打開持續時間裝置的發動機的立體圖，并且圖2為根據本申請的示例性實施方案的連續可變氣門打開持續時間裝置的立體圖。

圖3和圖4為根據本申請的示例性實施方案的連續可變氣門打開持續時間裝置的分解立體圖。

圖5為沿著圖2的線ⅴ-ⅴ所呈現的橫截面圖，圖6為沿著圖1的線ⅵ-ⅵ所呈現的橫截面圖，并且圖7為沿著圖1的線ⅶ-ⅶ所呈現的橫截面圖。

參考圖1至圖7，根據本申請的示例性實施方案的發動機1包括連續可變氣門打開持續時間裝置并且所述連續可變氣門打開持續時間裝置通過汽缸蓋或凸輪載架10而安裝至發動機1。

在圖中，發動機包括4個汽缸211、212、213和214，但是不限于此。

連續可變氣門打開持續時間裝置包括：凸輪軸30；第一凸輪部分70a和第二凸輪部分70b，在所述第一凸輪部分70a和第二凸輪部分70b上分別形成凸輪71或72并且在所述凸輪71或72上形成凸輪鍵74，凸輪軸30插入所述第一凸輪部分70a和第二凸輪部分70b中并且所述第一凸輪部分70a和第二凸輪部分70b相對于凸輪軸30的相對相位角可變。連續可變氣門打開持續時間裝置還包括第一和第二內支架80和81，所述第一和第二內支架80和81將凸輪軸30的旋轉分別傳遞至第一和第二凸輪部分70a和70b，并且在所述第一和第二內支架80和81上分別形成第一和第二滑孔86和88。連續可變氣門打開持續時間裝置還包括：第一和第二滑動殼體90a和90b，第一和第二內支架80和81可旋轉地插入所述第一和第二滑動殼體90a和90b中，并且所述第一和第二滑動殼體90a和90b相對于凸輪軸30的相對位置可變；凸輪帽40，所述凸輪帽40可旋轉地分別支撐第一和第二凸輪部分70a和70b并且每個滑動殼體90可滑動地安裝至所述凸輪帽40；滑動銷60，所述滑動銷60可旋轉地插入第一滑孔86中并且可滑動地插入凸輪軸30；以及凸輪銷82，所述凸輪銷82上形成凸輪鍵槽83使得凸輪鍵74可滑動地插入其中，并且所述凸輪銷82可旋轉地插入第二滑孔88中。連續可變氣門打開持續時間裝置還包括：控制軸95，所述控制軸95平行于凸輪軸30設置并且與第一和第二滑動殼體90a和90b接合從而選擇性地使第一和第二滑動殼體90a和90b移動；以及控制部分100，所述控制部分100選擇性地使控制軸95旋轉從而改變第一和第二內支架80a和80b的位置。

凸輪軸30可以為進氣凸輪軸或排氣凸輪軸。

在圖中，用于驅動氣門200的凸輪71和72成對地形成，但是所述布置不限于此。

關于凸輪部分70a和70b，在第一和第二凸輪71和72之間形成凸輪帽連接部分76用于與凸輪帽40接合。汽缸蓋10和凸輪帽40彼此連接并且凸輪帽連接部分76可旋轉地設置在凸輪帽40與汽缸蓋10之間。

凸輪71和72旋轉并且打開氣門200。

滑動銷60包括可滑動地插入凸輪軸30中的銷本體62和可旋轉地插入第一滑孔86中的銷頭64，其中銷本體62和銷頭64可以整體地形成。

在凸輪軸30上形成凸輪軸孔34，滑動銷60的銷本體62可滑動地插入凸輪軸孔34中并且銷頭64可旋轉地插入第一滑孔86中。

在凸輪軸30中沿著其長度方向形成凸輪軸油孔32，在銷本體62中形成本體油孔66并且將其構造成與凸輪軸油孔32連通，并且在銷頭64中形成油槽68并且將其構造成通過在滑動銷60中形成的連通孔69而與本體油孔66連通。

供應至凸輪軸油孔32的潤滑油可以通過本體油孔66、連通孔69和油槽68而平穩地供應至內支架80。

在發動機包括四個汽缸211、212、213和214的情況下，滑動殼體90可以成對(90a和90b)地設置并且滑動殼體軸承92可以分別設置在每個第一和第二滑動殼體90a和90b與第一和第二內支架80和81之間。因此，可以容易地進行內支架80和81的旋轉。在圖中，滑動殼體軸承92以滾針軸承的形式顯示，然而本申請不限于此。相反，其可以為應用各種軸承，例如滾珠軸承、滾柱軸承等。

在凸輪帽40中形成軸孔42，控制軸95插入所述軸孔42中，并且軸軸承44插入軸孔42中并且可旋轉地支撐控制軸95。

在凸輪帽40上形成引導槽46并且引導軸93從滑動殼體90a和90b突出，所述引導軸93插入引導槽46中并且在所述引導軸93上形成齒條94。

在控制軸95上形成或連接小齒輪96，并且所述小齒輪96與齒條94嚙合，而滑動殼體90a和90b的位置根據控制軸95的旋轉而改變。

軸襯48插入引導槽46中用于降低引導軸93移動的摩擦力。

在凸輪帽40上設置止動件50用于限制滑動殼體90a和90b的移動。

控制部分100包括：蝸輪102，所述蝸輪102連接至控制軸95；蝸桿104，所述蝸桿104與蝸輪102接合；以及控制馬達106，所述控制馬達106選擇性地使蝸桿104旋轉。

在第一和第二滑動殼體90a和90b上形成引導表面98并且在汽缸蓋10上形成引導件12用于與引導表面98接觸并且引導第一和第二滑動殼體90a和90b的移動。

例如，具有第一、第二、第三和第四汽缸211、212、213和214的發動機可以設置有兩個第一凸輪部分70a，兩個第二凸輪部分70b，兩個第一內支架80，兩個第二內支架81，兩個滑動殼體90a和兩個滑動殼體90b，以及一個控制馬達106并且改變每個凸輪71和72的持續時間。

圖8和圖9為顯示根據本申請的示例性實施方案的連續可變氣門打開持續時間裝置的凸輪的機械運動的圖。

如圖1至圖9所示，根據發動機的操作狀態，ecu(發動機控制單元或電子控制單元或發動機控制器)將控制信號傳遞至控制部分100的控制馬達106從而向上或向下改變第一和第二滑動殼體90a和90b的相對位置。

當滑動殼體90a和90b和內支架80和81根據控制馬達106的操作移動時，內支架80和81相對于凸輪軸30的旋轉中心改變。

當滑動銷60隨著凸輪軸30旋轉時，銷本體62可以在凸輪軸孔34中滑動，銷頭64可以在第一滑孔86中旋轉，凸輪銷84可以在第二滑孔88中旋轉并且凸輪鍵74可以在凸輪鍵槽83中滑動。因此，凸輪71和73的相對于凸輪軸30的旋轉速度的相對旋轉速度發生改變。

如圖8所示，當凸輪71和72相對于凸輪軸30的旋轉中心的相對旋轉中心向下改變時，在凸輪軸30的相位角不斷改變的同時，從相位a至相位b并且從相位b至相位c，凸輪71和72的旋轉速度比凸輪軸30的旋轉速度相對更快，然后從相位c至相位d并且從相位d至相位a，凸輪71和72的旋轉速度比凸輪軸30的旋轉速度相對更慢。亦即，在對應的相位中，氣門打開持續時間根據凸輪71和71的各個旋轉速度改變。

如圖9所示，當凸輪71和72相對于凸輪軸30的旋轉中心的相對旋轉中心向上改變時，在凸輪軸30的相位角不斷改變的同時，從相位a至相位b并且從相位b至相位c，凸輪71和72的旋轉速度比凸輪軸30的旋轉速度相對更慢，然后從相位c至相位d并且從相位d至相位a，凸輪71和72的旋轉速度比凸輪軸30的旋轉速度相對更快。亦即，在對應的相位中，氣門打開持續時間根據凸輪71和72的各個旋轉速度改變。

圖10和圖11為根據本申請的示例性實施方案的連續可變氣門打開持續時間裝置的氣門特性曲線圖。

如圖10和圖11所示，盡管氣門200的最大升程恒定，凸輪71和72的相對于凸輪軸30的旋轉速度的旋轉速度根據滑動殼體90a和90b的相對位置而改變，使得氣門200的關閉和打開時間改變。亦即，氣門200打開的持續時間改變。

根據氣門200的調整安裝角度，引導表面98和引導件12的成形等，可以通過使如圖9所示的氣門200的打開正時提前并且使關閉正時延后從而增加氣門打開持續時間。或者可以通過使氣門200的打開正時延后并且使關閉正時提前從而縮短氣門打開持續時間。

而且如圖11所示，根據需要，氣門200的打開正時可以恒定并且氣門200的關閉正時可以延后或提前。

此外，根據需要，氣門200的關閉正時可以恒定并且氣門200的打開正時可以延后或提前。

圖12和圖13為顯示根據本申請的修改的示例性實施方案的內支架的圖。

參考圖12和圖13，軸承292(例如雙排軸承)可以設置在滑動殼體290中并且第一內支架280a和第二內支架280b可以彼此連接。例如，在第一內支架280a和第二內支架280b上分別形成第一內支架連接件283和第二內支架連接件284，并且第一內支架連接件283與第二內支架連接件284連接。

在圖中，第一內支架連接件283和第二內支架連接件284分別以凸面形狀和凹面形狀形成，但是構造不限于此。

在第一內支架280a與第二內支架280b連接的情況下，可以減少由于軸承、內支架、挺柱等的制造公差造成的松動或振動。

如上所述，根據本申請的示例性實施方案的連續可變氣門打開持續時間裝置可以根據發動機的操作條件改變氣門的打開持續時間并且具有簡單構造。

根據本申請的示例性實施方案的連續可變氣門打開持續時間裝置可以減小尺寸，因此氣門機構的整個高度可以減小。

根據本申請的示例性實施方案的連續可變氣門打開持續時間裝置可以減小尺寸，因此氣門機構的整個高度可以減小。

由于在滑動銷60上形成本體油孔66和油槽68，因而潤滑劑可以平穩地供應至例如內支架等的旋轉元件。

雖然結合被視為實際示例性實施方案描述本申請，應理解本申請不限于所公開的實施方案。相反，本發明旨在覆蓋包括在所述權利要求的精神和范圍內的各種修改和等效形式。