可變氣門升程設備的制造方法

可變氣門升程設備的制造方法
【專利摘要】可變氣門升程設備，可以包括：凸輪軸；第一移動凸輪，包括具有不同形狀的多個凸輪，所述第一移動凸輪具有第一凸輪導向凸起、與所述凸輪軸一起轉動并且可在所述凸輪軸的軸向方向上滑動；第二移動凸輪，包括具有不同形狀的多個凸輪，所述第二移動凸輪具有第二凸輪導向凸起、與所述凸輪軸一起轉動并且可在所述凸輪軸的所述軸向方向上滑動；第一操作單元，選擇性地伸出以引導所述第一凸輪導向凸起在第一方向上移動所述第一移動凸輪；第二操作單元，選擇性地伸出以引導所述第二凸輪導向凸起在第二方向上移動所述第二移動凸輪；控制器，其控制所述第一和第二操作單元的操作；以及氣門開關單元，與所述多個凸輪中的任何一個相接觸以被打開和關閉。
【專利說明】可變氣門升程設備
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2014年9月30日提交的韓國專利申請第10-2014-0131637號的優先權和權益，其全部內容以引用的方式并入本文用于所有目的。
技術領域
[0003]本發明涉及一種可變氣門升程設備，更具體地說，本發明涉及一種能夠通過簡單的構造實現多種氣門升程模式的可變氣門升程設備。
【背景技術】
[0004]內燃機接收燃油和空氣進入燃燒室并且使其燃燒以生成動力。在吸入空氣時，通過驅動凸輪軸來操作進氣門，而在進氣門打開時，空氣被吸入燃燒室中。同樣，通過驅動凸輪軸來操作排氣門，而在排氣門打開時，從燃燒室排出空氣。
[0005]在此，然而，最佳的進氣門和排氣門操作隨發動機的轉速而有所不同。即，合適的升程或氣門打開/關閉時間隨發動機的轉速而變化。為了根據發動機的轉速實現合適的氣門操作，已經對包括多個凸輪的可變氣門升程(VVL)設備進行了研究，其中這些凸輪設計為具有多種形狀并且根據發動機的RPM驅動氣門按照不同升程而進行操作。
[0006]在該發明【背景技術】部分公開的信息僅僅是為了加強對本發明的一般【背景技術】的理解，不應該視為是承認或以任何形式暗示該信息形成了本領域的技術人員已知的現有技術。

【發明內容】

[0007]本發明的各個方面涉及提供一種具有通過簡單的構造而實現多種氣門升程模式的優點的可變氣門升程設備。
[0008]本發明的一個方面提供了一種可變氣門升程設備，其包括:凸輪軸；第一移動凸輪，其包括具有不同形狀的多個凸輪，所述第一移動凸輪具有第一凸輪導向凸起、與所述凸輪軸一起轉動并且可在所述凸輪軸的軸向方向上滑動；第二移動凸輪，其包括具有不同形狀的多個凸輪，所述第二移動凸輪具有第二凸輪導向凸起、與所述凸輪軸一起轉動并且可在所述凸輪軸的所述軸向方向上滑動；第一操作單元，其選擇性地伸出以引導所述第一凸輪導向凸起在第一方向上移動所述第一移動凸輪；第二操作單元，其選擇性地伸出以引導所述第二凸輪導向凸起在第二方向上移動所述第二移動凸輪；控制器，其構造為控制所述第一操作單元和所述第二操作單元的操作；以及氣門開關單元，其與所述多個凸輪中的任何一個相接觸以被打開和關閉。
[0009]所述第一凸輪導向凸起和所述第二凸輪導向凸起可以形成在相對的方向上以分別在所述第一方向和所述第二方向上移動所述第一移動凸輪和所述第二移動凸輪。
[0010]所述第一移動凸輪和所述第二移動凸輪可以彼此連接并且一起移動。
[0011]所述第一和第二操作單元中的每一個均可以包括:第一和第二螺線管，其在所述控制器的控制下被致動；以及第一和第二導向件，其通過所述第一和第二螺線管伸出并且使所述第一和第二凸輪導向凸起能夠插入其中，以分別移動所述第一和第二移動凸輪。
[0012]所述第一和第二操作單元中的每一個均可以進一步包括銷外殼，其中，所述第一和第二導向件中的每一個均可以包括:主銷，其轉動設置在所述銷外殼中并且根據所述第一和第二螺線管的致動而伸出；以及輔助銷，其轉動設置在所述銷外殼中并且與所述主銷接合以與所述主銷一起伸出。
[0013]導向槽可以形成在所述主銷和所述輔助銷中的任何一個中，并且導向凸起可以形成在所述主銷和所述輔助銷中的另一個中并且插入所述導向槽中。
[0014]傾斜部可以分別形成在所述第一和第二移動凸輪中，以使所述第一和第二導向件能夠在所述第一和第二移動凸輪移動之后回到其原始位置。
[0015]所述可變氣門升程設備可以進一步包括限位單元，其中，限位槽可以形成在所述第一移動凸輪和所述第二移動凸輪之間，以及所述限位單元可以插入所述限位槽中從而使所述第一移動凸輪和所述第二移動凸輪在移動之后穩定地轉動。
[0016]所述限位單元可以包括:限位器主體；限位球，其插入所述限位槽中；以及彈性構件，其設置在所述限位器主體內以彈性地支撐所述限位球。
[0017]本發明的另一實施例提供了一種可變氣門升程設備，其包括:凸輪軸；移動凸輪，其包括具有不同形狀的多個凸輪，所述移動凸輪具有第一和第二凸輪導向凸起、與所述凸輪軸一起轉動并且可在所述凸輪軸的軸向方向上滑動；第一和第二操作單元，其選擇性地伸出以引導所述第一和第二凸輪導向凸起在第一方向或第二方向上移動所述移動凸輪；控制器，其構造為控制所述第一操作單元和所述第二操作單元的操作；以及氣門開關單元，其與所述多個凸輪中的任何一個相接觸以被打開和關閉。
[0018]所述第一凸輪導向凸起和所述第二凸輪導向凸起可以形成在相對的方向上以在所述第一方向或所述第二方向上移動所述移動凸輪。
[0019]所述第一和第二操作單元中的每一個均可以包括:第一和第二螺線管，其在所述控制器的控制下被致動；以及第一和第二導向件，其通過所述第一和第二螺線管伸出并且使所述第一和第二凸輪導向凸起能夠插入其中，以分別移動所述第一和第二移動凸輪。
[0020]所述第一和第二操作單元中的每一個均可以進一步包括銷外殼，其中，所述第一和第二導向件中的每一個均可以包括:主銷，其轉動設置在所述銷外殼中并且根據所述第一和第二螺線管的致動而伸出；以及輔助銷，其轉動設置在所述銷外殼中并且與所述主銷接合以與所述主銷一起伸出。
[0021]導向槽可以形成在所述主銷和所述輔助銷中的任何一個中，并且導向凸起可以形成在所述主銷和所述輔助銷中的另一個中并且插入所述導向槽中。
[0022]傾斜部可以分別形成在所述第一和第二移動凸輪中，以使所述第一和第二導向件能夠在所述第一和第二移動凸輪移動之后回到其原始位置。
[0023]移動限位槽形成在所述第一和第二凸輪導向凸起之間，并且所述可變氣門升程設備可以進一步包括限位單元，所述限位單元包括:限位器主體；限位球，其插入所述限位槽中；以及彈性構件，其設置在所述限位器主體內以彈性地支撐所述限位球，其中，所述限位單元插入所述限位槽中從而使所述移動凸輪在移動之后穩定地轉動。
[0024]根據本發明的示例性實施例的可變氣門升程設備，可以通過簡單的構造實現多種氣門升程模式。
[0025]在納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發明的某些原理的【具體實施方式】中，本發明的方法和裝置所具有的其它特征和優點將變得清楚或更為具體地得以說明。
【附圖說明】
[0026]圖1是圖示了根據本發明的示例性實施例的可變氣門升程設備的透視圖。
[0027]圖2是根據本發明的示例性實施例的可變氣門升程設備的側視圖。
[0028]圖3是應用于根據本發明的示例性實施例的可變氣門升程設備的移動凸輪的透視圖。
[0029]圖4是應用于根據本發明的示例性實施例的可變氣門升程設備的操作單元的視圖。
[0030]圖5、圖6和圖7是圖示了根據本發明的示例性實施例的可變氣門升程設備的操作的視圖。
[0031]應該理解，附圖并不一定是按照比例繪制而成，展示了示出本發明的基本原理的各種特征的簡化表示。如本文所公開的本發明的具體設計特征，包括:例如，具體尺寸、朝向、位置和形狀，部分地由特定的既定應用和使用環境確定。
[0032]在附圖中，附圖標記在整個附圖的多個圖中表示本發明的相同或等同部分。
【具體實施方式】
[0033]現在將詳細參考本發明的多個實施例，這些實施例的示例在附圖中進行了圖示并且在下文中進行了描述。雖然將結合示例性實施例對本發明進行描述，但是要理解，本說明并非旨在將本發明限于這些示例性實施例。相反，本發明不僅旨在涵蓋示例性實施例，還旨在涵蓋可以包括在如所附權利要求書所定義的本發明的精神和范圍內的各種替代、修改、等同內容和其他實施例。
[0034]在以下詳細說明中，僅通過舉例說明的方式，示出并且描述了本發明的僅僅某些示例性實施例。
[0035]本領域中的技術人員要認識到，在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，可以以各種不同的方式對所描述的實施例進行修改。
[0036]在整個說明書中，相同的數字表示相同的元件。
[0037]在附圖中，出于清楚起見，夸大了層、膜、面板、區域等的厚度。
[0038]要理解，當提及元件(諸如，層、膜、區域或襯底)在另一元件上時，該元件可以直接在另一元件上或者也可能存在中間元件。
[0039]相反，當提及元件直接在另一元件上時，則不存在中間元件。
[0040]在整個說明書中，除非明確描述為相反，否則文字“包括(comprise)”及其變型，將理解為暗示包括所說的元件但是不排除任何其他元件。
[0041]下面將參照附圖對本發明的示例性實施例進行詳細描述。
[0042]圖1是圖示了根據本發明的示例性實施例的可變氣門升程設備的透視圖，而圖2是根據本發明的示例性實施例的可變氣門升程設備的側視圖。
[0043]圖3是應用于根據本發明的示例性實施例的可變氣門升程設備的移動凸輪的透視圖，而圖4是應用于根據本發明的示例性實施例的可變氣門升程設備的操作單元的視圖。
[0044]參照圖1至圖4，根據本發明的示例性實施例的可變氣門升程設備包括:凸輪軸10 ;第一移動凸輪20，其包括具有不同形狀的多個凸輪21、22和23，第一移動凸輪20具有第一凸輪導向凸起25、與凸輪軸10 —起轉動并且可在凸輪軸10的軸向方向上滑動；第二移動凸輪30，其包括具有不同形狀的多個凸輪31、32和33，第二移動凸輪30具有第二凸輪導向凸起35、與凸輪軸10 —起轉動并且可在凸輪軸10的軸向方向上滑動；第一操作單元60，其選擇性地伸出以引導第一凸輪導向凸起25在第一方向上移動第一移動凸輪20 ;第二操作單元90，其選擇性地伸出以引導第二凸輪導向凸起35在第二方向上移動第二移動凸輪30 ;控制器12，其構造為控制第一操作單元60和第二操作單元90的操作；以及氣門開關單元110和120，其與多個凸輪21、22、23、31、32和33中的任何一個相接觸以被打開和關閉。
[0045]如圖所示，第一移動凸輪20和第二移動凸輪30分別包括三個凸輪21、22和23以及31、32和33，但是本發明不限于此，第一移動凸輪20和第二移動凸輪30可以具有各種數量的凸輪。
[0046]多個凸輪21、22、23、31、32和33可以按照從具有最大氣門廓線的凸輪開始相繼地順序布置，并且任何一個凸輪，例如凸輪23和33，可以是具有O凸輪升程的停缸凸輪。
[0047]第一凸輪導向凸起25和第二凸輪導向凸起35形成在相對的方向上以便分別在第一方向和第二方向上移動第一移動凸輪20和第二移動凸輪30。例如，第一凸輪導向凸起25可以將第一移動凸輪20移到圖的左側，而第二凸輪導向凸起35可以將第二移動凸輪30移到圖的右側。
[0048]第一和第二操作單元60和90包括在控制器12的控制下被致動的第一和第二螺線管61和91，并且第一和第二導向件70和100通過第一和第二螺線管61和91伸出并且使第一和第二凸輪導向凸起25和35能夠分別插入其中以移動第一和第二移動凸輪20和30 ο
[0049]第一和第二操作單元60和90進一步分別包括銷外殼78，第一和第二導向件70和100進一步包括:主銷71和101，其可轉動地設置在銷外殼78中并且根據第一和第二螺線管61和91的致動而伸出；以及輔助銷74、76、104和106，其可轉動地設置在銷外殼78中并且與主銷71和101接合以與主銷71和101 —起伸出。
[0050]第一和第二螺線管61和91分別包括線圈62、管芯63和磁鐵64，并且當根據來自控制器12的信號推動主銷71和101時，主銷71和101以及輔助銷74、76、104和106同時伸出。
[0051]在附圖中，圖示了主銷71和101以及與主銷71和101接合的輔助銷74、76、104和106，但是本發明不限于此，并且主銷和輔助銷可以設置為與多個凸輪21、22、23、31、32和33的數量成比例。
[0052]導向槽72形成在主銷71和101以及輔助銷74、76、104和106中的任何一個中，并且導向凸起77形成在主銷71和101以及輔助銷74、76、104和106中的另一個中并且插入導向槽72中。
[0053]在附圖中，圖示了導向槽72形成在主銷71和101中并且導向凸起77形成在輔助銷74、76、104和106中，但是本發明不限于此，并且相反的布置也是可能的。
[0054]傾斜部27和37可以分別形成在第一和第二移動凸輪20和30中，以使第一和第二導向件70和100能夠在第一和第二移動凸輪20和30被移動之后返回到其原始位置。
[0055]第一移動凸輪20和第二移動凸輪30可以連接為整體移動，并且第一移動凸輪20和第二移動凸輪30可以一體形成為單個移動凸輪40。S卩，第一凸輪導向凸起25和第二凸輪導向凸起35可以在第一方向或第二方向上移動該移動凸輪40。
[0056]當主銷71和101以及輔助銷74、76、104和106伸出從而使第一和第二凸輪導向凸起25和35插入在主銷71和101與輔助銷74、76、104和106之間時，第一移動凸輪20和第二移動凸輪30 (或移動凸輪40)在凸輪軸10的軸向方向上移動，并且主銷71和101以及輔助銷74、76、104和106可以沿著傾斜部27和37移動從而返回到其原始位置。
[0057]可變氣門升程設備可以進一步包括限位單元80，并且限位槽50可以形成在第一移動凸輪20和第二移動凸輪30之間。限位單元80插入限位槽50中從而使第一移動凸輪20和第二移動凸輪30 (或移動凸輪40)在移動之后可以穩定地轉動。
[0058]限位單元80可以包括:限位器主體82 ;限位球84，其插入限位槽50中；以及彈性構件86，其設置在限位器主體82內以彈性地支撐限位球50。
[0059]圖5至圖7是圖示了根據本發明的示例性實施例的可變氣門升程設備的操作的視圖。
[0060]在下文中，將參考圖5至圖7對根據本發明的示例性實施例的可變氣門升程設備的操作進行描述。
[0061]如圖5所圖示，在限位球84插入右槽52中并且氣門開關單元110和120與凸輪中的右凸輪21和31接觸的狀態下，當減少發動機的負載時，控制器12使第二操作單元90運行并且第二導向件100伸出。然后，第二凸輪導向凸起35在第二導向件100的主銷101與左輔助銷106之間被插入地導向。然后，如圖6所圖示，第二移動凸輪30和第一移動凸輪20移到圖的右側，限位球84被插入中間槽54中，并且氣門開關單元110和120與凸輪中的中間凸輪22和32接觸以被打開和關閉。通過該過程，使氣門升程變化。第二導向件100通過形成在第二移動凸輪30中的傾斜部37返回到其原始位置。
[0062]在如圖6所圖示的狀態下，當進一步減少發動機的負載時，控制器12使第二操作單元90運行并且第二導向件100伸出。然后，第二凸輪導向凸起35在第二導向件100的主銷101與右輔助銷104之間被插入地導向。隨后，如圖7所圖示，第二移動凸輪30和第一移動凸輪20移到圖的右側，限位球84被插入左槽56中，并且氣門開關單元110和120與凸輪中的左凸輪23和33接觸以被打開和關閉。通過該過程，使氣門升程變化。第二導向件100通過形成在第二移動凸輪30中的傾斜部37返回到其原始位置。
[0063]當增加發動機的負載時，控制器12使第一操作單元60運行并且第一導向件100伸出。移動凸輪40根據第一導向件100的伸出所進行的移動和氣門升程的變化與上述的相似，由此將省略對其的詳細說明。
[0064]—般而言，在凸輪之間的空間是有限的，但是在根據本發明的示例性實施例的可變氣門升程設備中，第一凸輪導向凸起25和第二凸輪導向凸起35具有平板形狀，由此克服了對凸輪軸10的軸向空間的限制。
[0065]根據本發明的示例性實施例的可變氣門升程設備具有更少的部件，減少了制造成本。
[0066]根據本發明的示例性實施例的可變氣門升程設備不使用液壓，由此可以減少發動機的負載，提高燃料效率。
[0067]根據本發明的示例性實施例的可變氣門升程設備具有多個凸輪，實現了三級或更多級的氣門廓線。
[0068]為了解釋的方便以及在隨附權利要求書中進行準確定義，術語“上”、“下”、“內”和“外”用于參照在圖中顯示的示例性實施例的特征的位置來描述這些特征。
[0069]出于圖示和說明之目的，已經提供了本發明的具體示例性實施例的以上說明。上述說明并非旨在窮盡本發明或將本發明限于所公開的精確形式，并且顯然地，鑒于上述教導，許多修改和變型都是可能的。上述說明并非旨在窮盡本發明或將本發明限于所公開的精確形式，并且顯然地，鑒于上述教導及其多種替代和修改，許多修改和變型都是可能的。本發明的范圍旨在由隨附權利要求書及其等同內容限定。
【主權項】
1.一種可變氣門升程設備，其包括: 凸輪軸； 第一移動凸輪，其包括具有不同形狀的多個凸輪，所述第一移動凸輪具有第一凸輪導向凸起、與所述凸輪軸一起轉動并且能夠在所述凸輪軸的軸向方向上滑動； 第二移動凸輪，其包括具有不同形狀的多個凸輪，所述第二移動凸輪具有第二凸輪導向凸起、與所述凸輪軸一起轉動并且能夠在所述凸輪軸的所述軸向方向上滑動； 第一操作單元，其選擇性地伸出以引導所述第一凸輪導向凸起從而在第一方向上移動所述第一移動凸輪； 第二操作單元，其選擇性地伸出以引導所述第二凸輪導向凸起從而在第二方向上移動所述第二移動凸輪； 控制器，其構造成控制所述第一操作單元和所述第二操作單元的操作；以及 氣門開關單元，其與所述多個凸輪中的任何一個相接觸從而被打開和關閉。2.根據權利要求1所述的可變氣門升程設備，其中，所述第一凸輪導向凸起和所述第二凸輪導向凸起形成在相對的方向上以分別在所述第一方向和所述第二方向上移動所述第一移動凸輪和所述第二移動凸輪。3.根據權利要求2所述的可變氣門升程設備，其中，所述第一移動凸輪和所述第二移動凸輪彼此連接并且一起移動。4.根據權利要求2所述的可變氣門升程設備，其中，所述第一和第二操作單元中的每一個均包括: 第一和第二螺線管，其在所述控制器的控制下被致動；以及 第一和第二導向件，其通過所述第一和第二螺線管伸出并且使所述第一和第二凸輪導向凸起能夠插入其中，以分別移動所述第一和第二移動凸輪。5.根據權利要求4所述的可變氣門升程設備，其中，所述第一和第二操作單元中的每一個均進一步包括銷外殼， 其中，所述第一和第二導向件中的每一個均包括: 主銷，其能夠轉動地設置在所述銷外殼中并且根據所述第一和第二螺線管的致動而伸出；以及 輔助銷，其能夠轉動地設置在所述銷外殼中并且與所述主銷接合以與所述主銷一起伸出。6.根據權利要求5所述的可變氣門升程設備，其中，導向槽形成在所述主銷和所述輔助銷中的任何一個中，并且導向凸起形成在所述主銷和所述輔助銷中的另一個中并且插入所述導向槽中。7.根據權利要求4所述的可變氣門升程設備，其中，傾斜部分別形成在所述第一和第二移動凸輪中，以使所述第一和第二導向件能夠在所述第一和第二移動凸輪移動之后返回到其原始位置。8.根據權利要求2所述的可變氣門升程設備，其進一步包括限位單元， 其中，限位槽形成在所述第一移動凸輪和所述第二移動凸輪之間，以及 其中，所述限位單元插入所述限位槽中從而使所述第一移動凸輪和所述第二移動凸輪在移動之后穩定地轉動。9.根據權利要求8所述的可變氣門升程設備，其中，所述限位單元包括: 限位器主體； 限位球，其插入所述限位槽中；以及 彈性構件，其設置在所述限位器主體內以彈性地支撐所述限位球。10.一種可變氣門升程設備，其包括: 凸輪軸； 移動凸輪，其包括具有不同形狀的多個凸輪，所述移動凸輪具有第一和第二凸輪導向凸起、與所述凸輪軸一起轉動并且可在所述凸輪軸的軸向方向上滑動； 第一和第二操作單元，其選擇性地伸出以引導所述第一和第二凸輪導向凸起在第一方向或第二方向上移動所述移動凸輪； 控制器，其構造為控制所述第一操作單元和所述第二操作單元的操作；以及 氣門開關單元，其與所述多個凸輪中的任何一個相接觸以被打開和關閉。11.根據權利要求10所述的可變氣門升程設備，其中，所述第一凸輪導向凸起和所述第二凸輪導向凸起形成在相對的方向上以在所述第一方向或所述第二方向上移動所述移動凸輪。12.根據權利要求11所述的可變氣門升程設備，其中，所述第一和第二操作單元中的每一個均包括: 第一和第二螺線管，其在所述控制器的控制下被致動；以及 第一和第二導向件，其通過所述第一和第二螺線管伸出并且使所述第一和第二凸輪導向凸起能夠插入其中，以分別移動所述第一和第二移動凸輪。13.根據權利要求12所述的可變氣門升程設備，其中，所述第一和第二操作單元中的每一個均進一步包括銷外殼， 其中，所述第一和第二導向件中的每一個均包括: 主銷，其能夠轉動地設置在所述銷外殼中并且根據所述第一和第二螺線管的致動而伸出；以及 輔助銷，其能夠轉動地設置在所述銷外殼中并且與所述主銷接合以與所述主銷一起伸出。14.根據權利要求13所述的可變氣門升程設備，其中，導向槽形成在所述主銷和所述輔助銷中的任何一個中，并且導向凸起形成在所述主銷和所述輔助銷中的另一個中并且插入所述導向槽中。15.根據權利要求12所述的可變氣門升程設備，其中，傾斜部分別形成在所述第一和第二移動凸輪中，以使所述第一和第二導向件能夠在所述第一和第二移動凸輪移動之后返回到其原始位置。16.根據權利要求11所述的可變氣門升程設備，其中，移動限位槽形成在所述第一和第二凸輪導向凸起之間，并且所述可變氣門升程設備進一步包括限位單元，所述限位單元包括: 限位器主體； 限位球，其插入所述限位槽中；以及 彈性構件，其設置在所述限位器主體內以彈性地支撐所述限位球，其中，所述限位單元插入所述限位槽中從而使所述移動凸輪在移動之后穩定地轉動。
【文檔編號】F01L13/00GK106032762SQ201510108567
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月12日
【發明人】催炳永
【申請人】現代自動車株式會社