連續可變閥持續時間設備和設有其的發動機的制作方法

文檔序號：11175846閱讀：408來源：國知局

本公開涉及一種連續可變閥持續時間設備和設置有連續可變閥持續時間設備的發動機。

背景技術：

本部分中的闡述僅提供與本公開相關的背景信息，且不可以構成現有技術。

內燃機通過在引入燃燒室中的空氣介質中在所述燃燒室中燃燒燃料產生動力。進氣閥由凸輪軸操作，以便吸入所述空氣，并且當所述進氣閥打開時，所述空氣引入所述燃燒室中。另外，排氣閥由所述凸輪軸操作，并且當所述排氣閥打開時，燃燒氣體從所述燃燒室排出。

所述進氣閥和所述排氣閥的最優操作取決于所述發動機的旋轉速度。也就是，所述閥的最優升程或最優打開/關閉正時取決于所述發動機的所述旋轉速度。為了實現取決于所述發動機的所述旋轉速度的此類最優閥操作，已經進行諸如多個凸輪和可以根據發動機轉速改變閥升程的連續可變閥升程(CVVL)的設計等各種研究。

另外，為了實現取決于所述發動機的所述旋轉速度的此類最優閥操作，已經進行了關于啟用取決于所述發動機轉速的不同閥正時操作的連續可變閥正時(CVVT)設備的研究。一般的CVVT可以隨著固定的閥打開持續時間改變閥正時。

然而，上述一般的CVVL和CVVT構造復雜且制造成本昂貴。

本背景部分中公開的上述信息僅為了增強對本公開的背景的理解并且因此，可以包含不形成已經為本領域的普通技術人員所知的現有技術的信息。

技術實現要素：

本公開的各個方面提供一種連續可變閥持續時間設備和具有簡單構造的可以根據發動機的操作條件改變閥的打開持續時間的提供有連續可變閥持續時間設備的發動機。

根據本公開的示例性形式的連續可變閥持續時間設備可以包括：凸輪軸；其上分別形成凸輪的第一凸輪部和第二凸輪部，所述凸輪軸插入至所述第一凸輪部和第二凸輪部，其中相對于所述凸輪軸的相對相位角是可變的；第一內支架和第二內支架，其傳送所述凸輪軸的旋轉分別至所述第一凸輪部和第二凸輪部；其中可旋轉地插入所述第一內支架和第二內支架的滑塊殼體，所述滑塊殼體相對于所述凸輪軸的相對位置是可變的；和在所述滑塊殼體上形成的控制槽；凸輪蓋，所述凸輪蓋可旋轉地支撐所述第一凸輪部和第二凸輪部，并且所述滑塊殼體可滑動地安裝在所述凸輪蓋上；平行于所述凸輪軸并在其上離心地形成控制桿的控制軸；離心板，其可旋轉地連接到所述控制桿并可旋轉地插入所述控制槽中；和控制部，其選擇性地旋轉所述控制軸，以便控制所述滑塊殼體的位置。

凸輪鍵可以分別在所述第一凸輪部和第二凸輪部上形成，第一滑動孔和第二滑動孔可以分別形成至所述第一內支架和第二內支架，其中所述凸輪鍵可滑動地插入其中的凸輪鍵槽在其上形成的凸輪鍵銷可以可旋轉地插入每個所述第一滑動孔中，凸輪軸銷可以連接到所述凸輪軸，并且其中所述凸輪軸銷可滑動地插入其中的凸輪軸銷槽在其上形成的滑塊銷可以可旋轉地插入每個所述第二滑動孔中。

凸輪鍵可以分別在所述第一凸輪部和第二凸輪部上形成，第一滑動孔和第二滑動孔可以分別形成至所述第一內支架和第二內支架，其中所述凸輪鍵可滑動地插入其中的凸輪鍵槽在其上形成的凸輪鍵銷可以可旋轉地插入每個所述第一滑動孔中，并且滑塊銷可以包括銷體和與所述銷體一體地形成的銷頭，兵器其中所述銷體可以可滑動地插入所述凸輪軸中并且所述銷頭可以可旋轉地插入所述第二滑動孔中。

凸輪軸油孔可以沿其長度方向在所述凸輪軸中形成，與所述凸輪軸油孔連通的主體油孔可以在所述銷體中形成，并且與所述主體油孔連通的油槽可以在所述銷頭中形成。

所述連續可變閥持續時間設備還可以包括滑塊殼體軸承，其分別設置在所述滑塊殼體和所述第一內支架和第二內支架之間。

所述連續可變閥持續時間設備還可以包括間隙子，其設置在所述滑塊殼體中，以抑制或阻止所述第一內支架和第二內支架的旋轉中斷。

其中插入所述控制軸的軸孔可以在所述凸輪蓋中形成。

所述連續可變閥持續時間設備還可以包括軸承，其插入所述軸孔中并制成所述控制軸。

用于引導所述滑塊殼體的運動的凸輪蓋引導件可以在所述凸輪蓋上形成。

所述凸輪可以形成至所述第一凸輪部和第二凸輪部作為一對，凸輪蓋連接部可以在所述第一凸輪部和第二凸輪部中的每個的所述兩個凸輪(即所述配對凸輪)之間形成，并且用于可旋轉地支撐所述凸輪連接部的凸輪支撐件可以在所述凸輪蓋中形成。

所述控制部可以包括連接到所述控制軸的渦輪、與所述渦輪接合的蝸桿副和選擇性地旋轉所述蝸桿副的控制電動機。

離心板孔可以離心地在所述離心板中形成，并且所述控制桿可以插入所述離心板孔中。

根據本公開的示例性形式的發動機可以包括：凸輪軸；分別在其上形成凸輪的第一凸輪部和第二凸輪部，所述凸輪軸插入至所述第一凸輪部和第二凸輪部，其中相對于所述凸輪軸的相對相位角是可變的；第一內支架和第二內支架，其傳送所述凸輪軸的旋轉分別至所述第一凸輪部和第二凸輪部；其中可旋轉地插入所述第一內支架和第二內支架的滑塊殼體，其中相對于所述凸輪軸的相對位置是可變的，并且其上形成控制槽；凸輪蓋，其可旋轉地支撐所述第一凸輪部和第二凸輪部，并且所述滑塊殼體可滑動地安裝在所述凸輪蓋上；控制軸，其平行于所述凸輪軸并且其上離心地形成控制桿；離心板，其可旋轉地連接到所述控制桿并可旋轉地插入所述控制槽中；和控制部，其選擇性地旋轉所述控制軸，以便控制所述滑塊殼體的位置。

凸輪鍵可以分別在所述第一凸輪部和第二凸輪部上形成，第一滑動孔和第二滑動孔可以分別形成至所述第一內支架和第二內支架，其中所述凸輪鍵可滑動地插入其中的凸輪鍵槽在其上形成的凸輪鍵銷可以可旋轉地插入每個所述第一滑動孔中，并且滑塊銷可以包括銷體和與所述銷體一體地形成的銷頭，并且其中所述銷體可以可滑動地插入所述凸輪軸中并且所述銷頭可以可旋轉地插入所述第二滑動孔中。

用于引導所述滑塊殼體的運動的凸輪蓋引導件可以在所述凸輪蓋上形成。

所述控制部可以包括連接到所述控制軸的渦輪、與所述渦輪接合的蝸桿副和選擇性地旋轉所述蝸桿副的控制電動機。

離心板孔可以離心地在所述離心板中形成，并且所述控制桿可以插入所述離心板孔中。

如上所述，根據本公開的示例性形式的連續可變閥持續時間設備可以用簡單的構造根據發動機的操作條件改變閥的打開持續時間。

本公開的示例性連續可變閥持續時間設備可以在尺寸上減小，并且氣閥機構的整個長度可以減小。

由于所述連續可變閥持續時間設備可以應用于現有發動機而無過多修改，所以生產率可以增強并且生產成本可以降低。

此外，可應用性的區域將從本文提供的描述變得顯而易見。應該理解的是，本描述和具體示例意在僅用于說明的目的并且不意在限制本公開的范圍。

附圖說明

為了可以好好地理解本公開，現在將描述通過示例的方式給定的其各種形式，作出對附圖的參考，其中：

圖1是根據本公開的示例性形式的提供有連續可變閥持續時間設備的發動機的透視圖；

圖2是根據本公開的示例性形式的連續可變閥持續時間設備的透視圖；

圖3是沿圖1的線III-III的剖視圖；

圖4和圖5是本公開的示例性連續可變閥持續時間設備的分解透視圖；

圖6是本公開的示例性連續可變閥持續時間設備的分解透視圖；

圖7是沿圖1的線Ⅶ-Ⅶ的剖視圖；

圖8是示出本公開的示例性連續可變閥持續時間設備的各種操作的表格；

圖9是示出本公開的示例性連續可變閥持續時間設備的各種操作的曲線圖；

圖10是根據本公開的示例性形式示出連續可變閥持續時間設備的滑塊銷的圖示；

本文所述的附圖是僅為了說明的目的，并且不意在以任何方式限制本公開的范圍。

<附圖標記說明>

1：發動機

10：氣缸蓋

30：凸輪軸

32：凸輪軸孔

40：凸輪蓋

41：凸輪蓋引導件

42：軸孔

44：軸承

46：凸輪支撐件

48：凸輪鏈齒輪

60：凸輪軸銷

70a、70b：第一凸輪部、第二凸輪部

71、72：凸輪

74：凸輪鍵

76：凸輪連接部

80：第一內支架

81：第二內支架

82：凸輪鍵銷

83：凸輪鍵槽

84：滑塊銷

85：凸輪軸銷槽

86：第一滑動孔

88：第二滑動孔

90：滑塊殼體

91：間隙子

92：滑塊殼體軸承

94：控制槽

95：滑塊殼體引導表面

98：離心板

99：離心板孔

100：控制部

102：渦輪

104：蝸桿副

106：控制電動機

108：控制軸

110：控制桿

160：滑塊銷

162：銷體

164：銷頭

166：主體油孔

168：油槽

169：連通孔

200：閥

211-214：1個氣缸至4個氣缸

具體實施方式

下列描述在本質上僅是示例性的，并且不意在限制本公開、應用或用途。應該理解的是在附圖中，對應的參考標號指代相同或對應的部件和特征部。

如本領域中的技術人員將認識到，所描述的形式可以以各種不同的方式修改，全部不脫離本公開的精神或范圍。

與本描述不相關的部件將省略，以清楚地描述本公開，并且相同的或類似的元件將在本說明書中由相同的參考標號指代。

在附圖中，為了清楚起見擴大了層、膜、面板、區域等的厚度。

在本說明書和權利要求中，除非明確地相反描述，詞語“包括”和諸如“包括(comprises)”或“包含(comprising)”等變型將理解為暗示所陳述的元件的包含，但不暗示任何其他元件的排除。

圖1是提供有連續可變閥持續時間設備的發動機的透視圖，并且圖2是連續可變閥持續時間設備的透視圖。

圖3是沿圖1的線III-III的剖視圖，并且圖4和圖5是示例性連續可變閥持續時間設備的分解透視圖。

圖6是示例性連續可變閥持續時間設備的分解透視圖，并且圖7是沿圖1的線Ⅶ-Ⅶ的剖視圖。

參照圖1至圖6，發動機1包括：氣缸蓋10和安裝到所述氣缸蓋10的連續可變閥持續時間設備。所述氣缸蓋可以包括凸輪推桿。

所述連續可變閥持續時間設備包括：凸輪軸30；其上分別形成凸輪71和72的第一凸輪部70a和第二凸輪部70b，其中插入所述凸輪軸30并且其中相對于所述凸輪軸30的相對相位角是可變的；第一內支架80和第二內支架81，其傳送所述凸輪軸30的旋轉分別至所述第一凸輪部70a和第二凸輪部70b；其中可旋轉地插入所述第一內支架80和第二內支架81的滑塊殼體90，其中相對于所述凸輪軸30的相對位置是可變的并且其中形成控制槽94；凸輪蓋40，其可旋轉地支撐所述第一凸輪部70a和第二凸輪部70b，并且所述滑塊殼體90可滑動地安裝到所述凸輪蓋40；控制軸108，其平行于所述凸輪軸30并離心地在其上形成控制桿110；離心板98，其可旋轉地連接到所述控制桿110并且可旋轉地插入所述控制槽94中；和控制部100，其選擇性地旋轉所述控制軸108，以便控制所述滑塊殼體90的位置。

所述凸輪軸30可以是進氣凸輪軸和排氣凸輪軸，并由連接到曲軸的凸輪鏈輪齒48旋轉。

在附圖中，4個氣缸211、212、213和214在所述發動機中形成，但不限于此。

兩個凸輪71和72可以分別在所述第一凸輪部70a和第二凸輪部70b上形成，并且凸輪連接部76可以在所述兩個凸輪71和72之間形成。

可旋轉地支撐所述凸輪連接部76的凸輪支撐件46形成至所述凸輪蓋40。

所述凸輪71和72旋轉以打開閥200。

凸輪鍵74分別形成至所述第一凸輪部70a和第二凸輪部70b，并且第一滑動孔86和第二滑動孔88分別形成至所述第一內支架80和第二內支架81。

形成其中所述凸輪鍵74可滑動地插入其中的凸輪鍵槽83的凸輪鍵銷82，并且所述凸輪鍵銷82可滑動地插入每個所述第一滑動孔86中。

凸輪軸孔32形成至所述凸輪軸30并且凸輪軸銷60插入所述凸輪軸孔32中以連接到所述凸輪軸30。并且形成其中所述凸輪軸銷60可滑動地插入其中的凸輪軸銷槽85的滑塊銷84，并且所述滑塊銷84可旋轉地插入每個所述第二滑動孔88中。

滑塊殼體軸承92設置在每個滑塊殼體90和所述第一內支架80和第二內支架81之間，并且因此可以平滑地執行每個滑塊殼體90和所述第一內支架80和第二內支架81的相對旋轉。所述滑塊殼體軸承92可以是滾針軸承、滾球軸承、滾子軸承或類似物。

間隙子91設置在所述滑塊殼體90內，以抑制或阻止所述第一內支架80和第二內支架81的旋轉中斷。

如圖7中所示，由于所述滑塊殼體90設置在所述第一凸輪部70a和所述第二凸輪部70b之間，發動機布局可以簡化，并且一個滑塊殼體90可以同時控制所述第一凸輪部70a和所述第二凸輪部70b的旋轉速度。因此，所述連續可變閥持續時間設備可以簡單地構造并且元件數量可以減少。

也就是，兩個內支架80和81可旋轉地設置在一個滑塊殼體90內，并且所述內支架80和81可以改變兩個氣缸的閥持續時間。

由于總元件減少，所述發動機的功率損耗可以降低。

引導所述滑塊殼體90的運動的凸輪蓋引導件41形成至所述凸輪蓋40。滑塊殼體引導表面95形成至所述滑塊殼體90，并且所述凸輪蓋引導件41接觸所述滑塊殼體引導表面95，以引導所述滑塊殼體90的運動。因此，所述滑塊殼體90可以移動而無搖擺或振動。

其中插入所述控制軸108的軸孔42形成至所述凸輪蓋40用于穩定地支撐所述控制軸108。

軸承44插入所述軸孔42中用于支撐所述控制軸108，并且因此所述控制軸108可以平滑地旋轉。

兩個凸輪71和72分別形成至所述第一凸輪部70a和所述第二凸輪部70b，所述凸輪連接部76在所述兩個凸輪71和72之間形成，并且可旋轉地支撐所述凸輪連接部76的凸輪支撐件46形成至所述凸輪蓋40。

所述凸輪蓋40可以引導所述滑塊殼體90的所示運動，支撐所述控制軸108的所述旋轉并且可旋轉地支撐所述第一凸輪部70a和所述第二凸輪部70b，并可以簡化所述連續持續時間設備的結構并減少其元件。

所述控制部100包括連接到所述控制軸108的渦輪102、與所述渦輪102接合的蝸桿副104和選擇性地旋轉所述蝸桿副104的控制電動機106。通過使用所述渦輪102和所述蝸桿副104，所述控制電動機106的所述電動機容量可以減少。

離心板孔99離心地形成至所述離心板98，并且所述控制桿110插入所述離心板孔99中。

圖8是示出本公開的示例性連續可變閥持續時間設備的各種操作的表格，并且圖9是示出本公開的示例性連續可變閥持續時間設備的各種操作的曲線圖。

參照圖1至圖9，將描述所述示例性連續可變閥持續時間設備的操作。

當所述凸輪軸30的旋轉中心和所述第一內支架80和第二內支架81的旋轉中心重合時，也就是，所述滑塊殼體90定位在如圖8中所示的原始位置處，所述凸輪71和72用所述凸輪軸30的相同相位角旋轉。也就是，所述凸輪71和72和所述凸輪軸30用相同的速度旋轉。

根據發動機操作狀態，ECU(發動機控制單元或電控制單元)傳送控制信號至所述控制部100的所述控制電動機106，以旋轉所述控制軸108。然后，離心地在所述控制軸108上形成的所述控制桿110旋轉，以旋轉所述離心板98。所述離心板98的所述旋轉包括所述滑塊殼體90沿所述凸輪蓋引導件41的運動。

也就是，所述控制軸108的所述旋轉改變至所述滑塊殼體90穿過離心地在所述控制軸108上形成的所述控制桿110和離心地形成至所述離心板98的所述離心板孔99的向上或向下運動，并且因此可以平滑地執行所述滑塊殼體90的運動。

根據所述控制軸108的所述旋轉，相對于所述凸輪軸30的旋轉中心的所述滑塊殼體90和所述第一內支架80和第二內支架81的位置向上或向下改變。

當所述滑塊殼體90相對于所述凸輪軸30的所述位置改變時，相對于所述凸輪軸30的所述旋轉速度的所述凸輪71和72的所述相對旋轉速度改變。

當所述凸輪軸銷60與所述凸輪軸30一起旋轉時，所述凸輪軸銷60在所述凸輪軸銷槽85內是可滑動的，所述滑塊銷84可旋轉地插入所述第二滑動孔88中，所述凸輪鍵銷82可旋轉地插入所述第一滑動孔82中，并且所述凸輪鍵74在所述凸輪鍵槽83內是可滑動的。因此，相對于所述凸輪軸30的所述旋轉速度的所述凸輪71和72的所述相對旋轉速度改變。

如圖3中所示，當如圖8中所示，所述凸輪挺桿90相對于所述凸輪軸30的所述旋轉中心的所述相對位置向下改變作為ΔH1時，在所述凸輪軸30的所述相位角恒定地改變時，所述凸輪71和72的所述旋轉速度相對地慢于所述凸輪軸30的旋轉速度接近60度至120度，然后所述凸輪71和72的所述旋轉速度相對地快于所述凸輪軸30的旋轉速度接近240度至300度。

如圖3中所示，當如圖8中所示，所述滑塊殼體90相對于所述凸輪軸30的所示旋轉中心的所述相對位置向上改變作為ΔH2時，在所述凸輪軸30的所述相位角恒定地改變時，所述凸輪71和72的所述旋轉速度相對地快于所述凸輪軸30的旋轉速度接近60度至120度，然后所述凸輪71和72的所述旋轉速度相對地慢于所述凸輪軸30的旋轉速度接近240度至300度。

也就是，如圖9中所示，在所述滑塊殼體90的所述相對位置改變至ΔH1這種情況下的閥持續時間D2短于在所述滑塊殼體90的所述位置在所述原始位置處這種情況下的閥持續時間D1。

另外，在所述滑塊殼體90的所述相對位置改變至ΔH2這種情況下的閥持續時間D3長于在所述滑塊殼體90的所述位置在所述原始位置處這種情況下的閥持續時間D1。

在圖9中，為了更好理解和方便描述，圖10中的峰值點是恒定的，但不限于此。

根據調節所述閥200和所述凸輪71和72的接觸位置、所述閥200和所述凸輪71和72的接觸角度、所述凸輪鍵74的位置等，閥持續時間可以通過提前所述閥200的打開正時并延遲其關閉正時擴大。或者，閥持續時間可以通過延遲所述閥200的打開正時并提前其關閉正時縮短。

另外，所述閥200的打開正時可以是恒定的并且所述閥200的關閉正時可以按要求延遲或提前。

另外，所述閥200的關閉正時可以是恒定的并且所述閥200的打開正時可以按要求延遲或提前。

圖10是根據本公開的修改形式示出連續可變閥持續時間設備的滑塊銷的圖示。

在所述示例性形式中，所述凸輪銷和所述滑塊銷斷開，但是如圖10中所示的滑塊銷160包括可滑動地插入所述凸輪軸30的所述凸輪軸孔32中的銷體162和與所述銷體162一體地形成并可旋轉地插入所述第二滑動孔88中的銷頭164。

凸輪軸油孔34(參照圖7)沿其長度方向形成至所述凸輪軸30，并且與所述凸輪軸油孔34連通的主體油孔166形成至所述銷體162。

并且與所述主體油孔166連通的油槽168穿過連通孔169形成至所述銷頭164。

由于潤滑劑可以穿過所述主體油孔166和所述連通孔169從所述凸輪軸油孔34提供至所述油槽168，因此所述銷頭164和所述第二滑動孔88之間的摩擦可以減少。

除所述滑塊銷外，根據本公開的修改形式的所述連續可變閥持續時間設備的操作和結構與上述示例性形式的相同，重復描述將省略。