專利名稱：用于內(nèi)燃機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)，特別涉及一種連續(xù)地改變發(fā)動(dòng)機(jī) 閥的提升特性的用于內(nèi)燃機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在常規(guī)技術(shù)中，為了根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)連續(xù)地改變發(fā)動(dòng)機(jī)閥的提升量和操作 角，已經(jīng)提供一種包含可變閥操作系統(tǒng)的車輛內(nèi)燃機(jī)。該可變閥操作系統(tǒng)搖擺地支撐擺動(dòng) 凸輪，該擺動(dòng)凸輪提升控制軸上的發(fā)動(dòng)機(jī)閥，通過(guò)位置變換機(jī)構(gòu)將由凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪擺 動(dòng)并且擺動(dòng)擺動(dòng)凸輪的凸輪從動(dòng)件聯(lián)接到搖擺凸輪，并且通過(guò)位置變換機(jī)構(gòu)改變搖擺凸輪 相對(duì)于凸輪隨動(dòng)件的相對(duì)位置關(guān)系來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)閥的提升特性。例如，根據(jù)專利文件1 (日本專利No. 3799944)的用于內(nèi)燃機(jī)的可變閥操作機(jī)構(gòu)和 進(jìn)氣量控制裝置，中間驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入部分和輸出部分的相對(duì)相位差被改變。也就是說(shuō)，用 于從凸輪向不同于凸輪軸的控制軸輸入的搖臂和用于輸出到輥搖臂(roller rocker arm) 的擺動(dòng)凸輪之間的相位差通過(guò)螺旋狀的花鍵的接合而改變。在這時(shí)，控制軸的軸向移動(dòng)實(shí) 現(xiàn)并且取得了螺旋狀的花鍵的接合的改變。然而，在諸如上述專利文件1公開的常規(guī)的結(jié)構(gòu)中，用于內(nèi)燃機(jī)的可變閥操作機(jī) 構(gòu)提出一個(gè)待解決的問(wèn)題，即，相位通過(guò)控制軸的軸向移動(dòng)控制，從而汽缸之間的閥門提升 的誤差隨著內(nèi)燃機(jī)的溫差增加。這是因?yàn)槠咨w由鋁制成而控制軸由鐵制成，汽缸蓋和控 制軸都是可變閥操作機(jī)構(gòu)的組件或部件，從而由于溫度變化引起的長(zhǎng)度改變?cè)谄咨w和控 制軸之間不同。進(jìn)一步地說(shuō)，制造螺旋狀的花鍵較困難，引起成本增加，從而不方便并且不好。此外，在上述構(gòu)造的可變閥操作系統(tǒng)中，盡管閥提升量是有益地可變的，用于操作 發(fā)動(dòng)機(jī)閥的凸輪正時(shí)被固定，這可能會(huì)引起性能方面的不利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是考慮到上述情況而做出的，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種用于內(nèi)燃 機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)，能夠消除由于結(jié)構(gòu)組件或者部件之間的熱膨脹差引起的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī) 閥的提升特性的變化，并且提高內(nèi)燃機(jī)的可制造性。上述和其他目的能夠根據(jù)本發(fā)明取得，在一個(gè)優(yōu)選方面，本發(fā)明提供一種用于內(nèi) 燃機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)，包含發(fā)動(dòng)機(jī)閥和操作發(fā)動(dòng)機(jī)閥的凸輪軸，該可變閥操作系統(tǒng)包 括擺動(dòng)凸輪，所述擺動(dòng)凸輪提升發(fā)動(dòng)機(jī)閥，并且該擺動(dòng)凸輪被支撐到控制軸以可搖 擺；凸輪從動(dòng)件，所述凸輪從動(dòng)件擺動(dòng)該擺動(dòng)凸輪；和位置變換機(jī)構(gòu)，該位置變換機(jī)構(gòu)使得凸輪從動(dòng)件與擺動(dòng)凸輪聯(lián)接，該位置變換機(jī) 構(gòu)構(gòu)造用來(lái)改變擺動(dòng)凸輪相對(duì)于凸輪從動(dòng)件的相對(duì)位置關(guān)系，從而改變發(fā)動(dòng)機(jī)閥的提升特性，該位置變換機(jī)構(gòu)包括筒形的偏心軸部分，該偏心軸部分以從控制軸的軸線偏心 的方式形成到控制軸；外齒輪，該外齒輪形成在可搖擺地支撐在偏心軸部分上的凸輪從動(dòng) 件上，該偏心軸部分作為轉(zhuǎn)動(dòng)軸；和內(nèi)齒輪，該內(nèi)齒輪形成在擺動(dòng)凸輪上，且控制軸作為轉(zhuǎn) 動(dòng)軸，以便與外齒輪接合，其中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的打開/關(guān)閉特性改變時(shí)，控制軸被轉(zhuǎn)動(dòng)，外齒輪通過(guò)偏心軸部 分繞著控制軸的軸線旋轉(zhuǎn)，內(nèi)齒輪與外齒輪的接合部分通過(guò)外齒輪的旋轉(zhuǎn)沿著內(nèi)齒輪的圓 周方向移動(dòng)，且擺動(dòng)凸輪相對(duì)于凸輪從動(dòng)件的位置通過(guò)內(nèi)齒輪的接合部分的移動(dòng)被改變。在本發(fā)明的上述方面的優(yōu)選實(shí)施例中，想要的是當(dāng)控制軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，凸輪從動(dòng)件移 動(dòng)，從而與轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪的接觸點(diǎn)沿著轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪的外周移動(dòng)，并且擺動(dòng)凸輪的移動(dòng)引起發(fā) 動(dòng)機(jī)閥的提升量的改變，并且當(dāng)控制軸沿著減少所述發(fā)動(dòng)機(jī)閥的提升量的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，凸 輪從動(dòng)件和轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪之間的接觸點(diǎn)沿著與該轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的方向移動(dòng)。還想要的是，擺動(dòng)凸輪包含基圓部分和凸輪部分，該基圓部分防止所述發(fā)動(dòng)機(jī)閥 被提升，該凸輪部分從基圓部分徑向地突出，中空部分形成在基圓部分的內(nèi)周上，內(nèi)齒輪形 成在中空部分的內(nèi)周表面上，并且外齒輪和偏心軸部分布置在中空部分內(nèi)。根據(jù)上述特征的本發(fā)明，可以有效地消除由于結(jié)構(gòu)組件或者部件之間的熱膨脹差 引起的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的提升特性的變化，并且提高內(nèi)燃機(jī)的可制造性，從而是有效的和有 益的。本發(fā)明的性能和更進(jìn)一步的特征將通過(guò)參照附圖作出的以下描述而變得更加清
林 疋。


在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)的立體圖；圖2是根據(jù)本實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)的分解圖；圖3是根據(jù)本實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)的沿圖1中的線III-III的 剖視圖；圖4說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)閥的操作，并且包括圖4A表示在小提升和未操作條件下的發(fā)動(dòng) 機(jī)閥操作，并且圖4B表示在小提升和操作條件下的發(fā)動(dòng)機(jī)閥操作；圖5說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)閥的操作，并且包括圖5A表示在大提升和未操作條件下的發(fā)動(dòng) 機(jī)閥操作，并且圖5B表示在大提升和操作條件下的發(fā)動(dòng)機(jī)閥操作；和圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)閥的提升量和開/閉正時(shí)之間的關(guān)系的 圖表。
具體實(shí)施例方式在下文中將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的可變閥操作 系統(tǒng)，以達(dá)到在上文中提到的目的。進(jìn)一步地說(shuō)，應(yīng)當(dāng)注意，在下文描述中，參照?qǐng)D釋的實(shí)施例，內(nèi)燃機(jī)1的曲柄(曲 軸)軸向(圖3)被稱為“前后(縱向)方向”，汽缸軸向被稱為“豎直方向”，且垂直于曲柄
4軸向和汽缸軸向的方向被稱為“橫向方向”，此外，應(yīng)當(dāng)注意，術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“右”、“左”及 類似術(shù)語(yǔ)在這里參照?qǐng)D釋的實(shí)施例并且在內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際布置狀態(tài)下使用。參照?qǐng)D1至3，內(nèi)燃機(jī)1包含發(fā)動(dòng)機(jī)閥2，該發(fā)動(dòng)機(jī)閥2具有用于打開和關(guān)閉與汽 缸蓋的燃燒室連通的進(jìn)氣口和排氣口的進(jìn)氣閥和排氣閥。如圖3所示，在主視圖中，發(fā)動(dòng)機(jī) 閥2具有軸線C，軸線C以預(yù)定角度傾斜并且被支撐在汽缸蓋上，以便豎直地移動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)閥2包含布置在前側(cè)的一側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥2A和布置在后側(cè)的另一側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥 2B，一側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥2A和另一側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥2B彼此并排布置。一側(cè)(前側(cè))發(fā)動(dòng)機(jī)閥2A包括一側(cè)(前側(cè))閥蓋3A和這一側(cè)閥桿4A，一側(cè)(前 側(cè))閥蓋3A具有末端部分且可拆卸地連接端開口，這一側(cè)閥桿4A具有連續(xù)地連接到一側(cè) 閥蓋3A的末端側(cè)。另一側(cè)(后側(cè))發(fā)動(dòng)機(jī)閥2B包括另一側(cè)(后側(cè))閥蓋:3B和另一側(cè)閥 桿4B，另一側(cè)(后側(cè))閥蓋:3B具有可拆卸地連接到端開口的末端部分，另一側(cè)閥桿4B具有 連續(xù)地連接到另一側(cè)閥蓋3B的末端側(cè)。進(jìn)一步地說(shuō)，一側(cè)閥蓋3A和另一側(cè)閥蓋:3B構(gòu)成閥蓋3，一側(cè)閥桿4A和另一側(cè)閥桿 4B構(gòu)成閥桿4。內(nèi)燃機(jī)1進(jìn)一步包括輥指從動(dòng)件(roller finger follower RFF 搖臂)5，該輥指 從動(dòng)件5根據(jù)其軸向(向上/向下)移動(dòng)打開和關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)閥2。輥指從動(dòng)件5包括對(duì)應(yīng)于一側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥2A的一側(cè)輥指從動(dòng)件5A和對(duì)應(yīng)于另一側(cè) 發(fā)動(dòng)機(jī)閥2B的另一側(cè)輥指從動(dòng)件5B。一側(cè)輥指從動(dòng)件5A包括被布置為沿水平方向和左/右方向定向的一側(cè)臂部6A， 支撐在一側(cè)臂部6A的中央部的一側(cè)輥軸7A ；安裝到一側(cè)輥軸7A以便可轉(zhuǎn)動(dòng)的一側(cè)輥8A ； 形成在一側(cè)臂部6A的左端部的一側(cè)閥鄰接部9A ；形成在一側(cè)臂部6A的右端部分的一側(cè)調(diào) 節(jié)器支撐部10A。這個(gè)一側(cè)調(diào)節(jié)器支撐部IOA被支撐在一側(cè)液壓沖擊調(diào)節(jié)器部IlA上。以相似的方式，另一側(cè)輥指從動(dòng)件5B包括被布置為沿水平方向和左/右方向定 向的另一側(cè)臂部6B，支撐在另一側(cè)臂部6B的中央部的另一側(cè)輥軸7B ；安裝到另一側(cè)輥軸 7B以便可轉(zhuǎn)動(dòng)的另一側(cè)輥8B ；形成在另一側(cè)臂部6B的左端部的另一側(cè)閥鄰接部9B ；形成 在另一側(cè)臂部6B的右端部分的另一側(cè)調(diào)節(jié)器支撐部10B。這個(gè)另一側(cè)調(diào)節(jié)器支撐部IOB被 支撐在另一側(cè)液壓沖擊調(diào)節(jié)器部IlB上。在該圖釋的結(jié)構(gòu)中，一側(cè)臂部6A和另一側(cè)臂部6B構(gòu)成臂部6。一側(cè)輥軸7A和另 一側(cè)輥軸7B構(gòu)成輥軸7。一側(cè)輥8A和另一側(cè)輥8B構(gòu)成輥8。一側(cè)調(diào)節(jié)器支撐部IOA和另 一側(cè)調(diào)節(jié)器支撐部IOB構(gòu)成調(diào)節(jié)器支撐10。一側(cè)液壓沖擊調(diào)節(jié)器部IlA和另一側(cè)液壓沖擊 調(diào)節(jié)器部IlB構(gòu)成液壓沖擊調(diào)節(jié)器11。凸輪軸12被布置為沿前后方向被支撐在內(nèi)燃機(jī)1的汽缸蓋上，并且可與內(nèi)燃機(jī)1 的曲軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)閥2。轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪13整體地安裝在凸輪軸12上，并且轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪13包含基圓部分14和從 基圓部分14沿徑向突出的凸輪部分15。內(nèi)燃機(jī)1進(jìn)一步包括改變發(fā)動(dòng)機(jī)閥2的提升特性的可變閥操作系統(tǒng)16。如圖1到3所示，可變閥操作系統(tǒng)16包含縱向地布置在發(fā)動(dòng)機(jī)閥2和凸輪軸12 之間的與凸輪軸12平行的控制軸17?？刂戚S17通過(guò)包含電動(dòng)機(jī)的致動(dòng)器18驅(qū)動(dòng)并且控 制。致動(dòng)器18通過(guò)控制單元19驅(qū)動(dòng)并且控制。
如圖2和3所示，控制軸17包括在其前端部分具有預(yù)定直徑的一側(cè)軸部分20 ； 在其后端部分具有與一側(cè)軸部分20的直徑相同的直徑的另一側(cè)軸部分21 ；和布置在一側(cè) 軸部分20和另一側(cè)軸部分21之間的筒形的偏心軸部分22，筒形的偏心軸部分22的直徑 比一側(cè)軸部分20和另一側(cè)軸部分21的直徑大，它的軸心從一側(cè)軸部分20和另一側(cè)軸部分 21偏心預(yù)定的偏心量(移距)“e”。一側(cè)軸部分20、另一側(cè)軸部分21和筒形的偏心軸部分 22連接為一體。更具體地說(shuō)，偏心軸部分22的軸心02被偏心地設(shè)定為從一側(cè)軸部分20和另一側(cè) 軸部分21的軸心01徑向地偏心一個(gè)偏心量“e”，并且偏心軸部分22繞著一側(cè)軸部分20和 另一側(cè)軸部分21的軸心01偏心地轉(zhuǎn)動(dòng)?？刂戚S17以可搖擺的方式安裝有擺動(dòng)凸輪23，以便能夠提升發(fā)動(dòng)機(jī)閥2。擺動(dòng)凸輪23包括附接到一側(cè)軸部分20的一側(cè)擺動(dòng)凸輪構(gòu)件23A和附接到另一側(cè) 軸部分21的另一側(cè)擺動(dòng)凸輪構(gòu)件23B?！獋?cè)擺動(dòng)凸輪構(gòu)件23A包括防止一側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥2A被提升的一側(cè)基圓部分24A ；和 從一側(cè)基圓部分24A徑向地突出并且引起一側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥2A被提升的一側(cè)凸輪部分25A。如圖2所示，具有比一側(cè)軸部分20的直徑大的內(nèi)徑的一側(cè)中空部分26A形成在一 側(cè)基圓部分24A的內(nèi)周表面，并且一側(cè)內(nèi)齒輪塊27A作為正齒輪(spur gear)形成在一側(cè) 中空部分的內(nèi)圓周表面。一側(cè)基圓部分24A的中心與一側(cè)軸部分20的中心同軸地對(duì) 齊。此外，具有一側(cè)軸孔28A的一側(cè)支撐部分29A軸向地突出并且連續(xù)地連接到一側(cè) 基圓部分24A的外端部分，一側(cè)軸部分20穿過(guò)一側(cè)軸孔28A0更具體地說(shuō)，一側(cè)擺動(dòng)凸輪構(gòu) 件23A包含一側(cè)基圓部分24A和一側(cè)凸輪部分25A，一側(cè)基圓部分24A防止凸輪軸12的轉(zhuǎn) 動(dòng)凸輪13的凸輪部分15的提升被傳輸?shù)揭粋?cè)輥指從動(dòng)件5A，并且一側(cè)凸輪部分25A引起 凸輪軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪13的凸輪部分15的提升被傳輸?shù)揭粋?cè)輥指從動(dòng)件5A。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步注意，一側(cè)基圓部分24A的中心與控制軸17的一側(cè)軸部分20同軸地 對(duì)齊。因此，當(dāng)控制軸17被轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，控制軸17不會(huì)按壓或移動(dòng)一側(cè)輥指從動(dòng)件5A。另一側(cè)擺動(dòng)凸輪構(gòu)件2 包含另一側(cè)基圓部分24B和另一側(cè)凸輪部分25B，另一側(cè) 基圓部分MB防止另一側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥2B被提升，另一側(cè)凸輪部分25B從另一側(cè)基圓部分24B 徑向地突出并引起另一側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥2B被提升。如圖2所示，具有比另一側(cè)軸部分21的直徑大的內(nèi)徑的另一側(cè)中空部分26B形成 在另一側(cè)基圓部分MB的內(nèi)周表面，并且另一側(cè)內(nèi)齒輪塊27B作為正齒輪形成在另一側(cè)中 空部分沈8的內(nèi)圓周表面。另一側(cè)基圓部分MB的中心與另一側(cè)軸部分21的中心同軸地 對(duì)齊。此外，具有另一側(cè)軸孔^B的另一側(cè)支撐部分29B徑向向地突出并且連續(xù)地連接 到另一側(cè)基圓部分MB的外端部分，另一側(cè)軸部分21穿過(guò)另一側(cè)軸孔^B。更具體地說(shuō)，另一側(cè)擺動(dòng)凸輪構(gòu)件2 包含另一側(cè)基圓部分24B和另一側(cè)凸輪部 分25B，另一側(cè)基圓部分MB防止凸輪軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪13的凸輪部分15的提升被傳輸?shù)?另一側(cè)輥指從動(dòng)件5B，另一側(cè)凸輪部分25B引起凸輪軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪13的凸輪部分15的 提升被傳輸?shù)搅硪粋?cè)輥指從動(dòng)件5B。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步注意，另一側(cè)基圓部分MB的中心與控制軸17的另一側(cè)軸部分21同軸地對(duì)齊。因此，當(dāng)控制軸17轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，控制軸17不會(huì)按壓或移動(dòng)另一側(cè)輥指從動(dòng)件5B。在上述結(jié)構(gòu)中，一側(cè)基圓部分24A和另一側(cè)基圓部分24B構(gòu)成擺動(dòng)凸輪23的基圓 部分M。一側(cè)凸輪部分25A和另一側(cè)凸輪部分25B構(gòu)成擺動(dòng)凸輪23的凸輪部分25。一側(cè) 中空部分26A和另一側(cè)中空部分26B構(gòu)成擺動(dòng)凸輪23的中空部分26。一側(cè)內(nèi)齒輪塊27A 和另一側(cè)內(nèi)齒輪塊27B構(gòu)成擺動(dòng)凸輪23的內(nèi)齒輪塊27。凸輪從動(dòng)件(搖臂)31通過(guò)位置變換機(jī)構(gòu)30聯(lián)接到擺動(dòng)凸輪23。凸輪從動(dòng)件31 通過(guò)凸輪軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪13擺動(dòng)并且引起擺動(dòng)凸輪23被擺動(dòng)。凸輪從動(dòng)件31包括具有軸通孔32的管狀體33，控制軸17的偏心軸部分22適 配到該軸通孔32中；在管狀體33的軸向中心位置朝向凸輪軸側(cè)突出的一對(duì)輥支撐部分34 和；34 ；支撐于一對(duì)輥支撐部分34和34的輥銷35 ；和在一對(duì)輥支撐部分34和34之間可轉(zhuǎn) 動(dòng)地支撐于輥銷35上的輥36。凸輪從動(dòng)件31被可搖擺地支撐在偏心軸部分22。如圖2和3所示，管狀體33包含一側(cè)外齒輪塊37A和另一側(cè)外齒輪塊37B，一側(cè)外 齒輪塊37A形成在其前端部分作為與一側(cè)擺動(dòng)凸輪構(gòu)件23A的一側(cè)內(nèi)齒輪塊27A接合的正 齒輪，且偏心軸部分22作為轉(zhuǎn)動(dòng)軸，另一側(cè)外齒輪塊37B形成在其后端部分，作為與另一側(cè) 擺動(dòng)凸輪23B的另一側(cè)內(nèi)齒輪塊27B接合的正齒輪，且偏心軸部分22作為轉(zhuǎn)動(dòng)軸。一側(cè)外齒輪塊37A與另一側(cè)外齒輪塊37B構(gòu)成凸輪從動(dòng)件31的外齒輪37。進(jìn)一步地說(shuō)，一側(cè)外齒輪塊37A、另一側(cè)外齒輪塊37B和偏心軸部分22分別布置 在一側(cè)中空部分26A和另一側(cè)中空部分^B的內(nèi)部。從而，偏心軸部分22的軸長(zhǎng)可以被縮 短，并且可以提高可變閥操作系統(tǒng)16在內(nèi)燃機(jī)1上的可安裝性。如圖3所示，一側(cè)外齒輪塊37A和另一側(cè)外齒輪塊37B的軸的軸向中心與凸輪從 動(dòng)件31的擺動(dòng)中心同軸地對(duì)齊。進(jìn)一步地說(shuō)，一側(cè)內(nèi)齒輪塊27A和另一側(cè)內(nèi)齒輪塊27B的 軸的軸向中心與擺動(dòng)凸輪23的擺動(dòng)中心同軸地對(duì)齊。從而，一側(cè)內(nèi)齒輪塊27A和另一側(cè)內(nèi) 齒輪塊27B與偏移偏心量“e”的一側(cè)外齒輪塊37A和另一側(cè)外齒輪塊37B接合。在本實(shí)施例中，位置變換機(jī)構(gòu)30被構(gòu)造為包括偏心軸部分2 2、一側(cè)內(nèi)齒輪 塊27A、另一側(cè)內(nèi)齒輪塊27B、一側(cè)外齒輪塊37A和另一側(cè)外齒輪塊37B的擺線機(jī)構(gòu) (cycloidmechanism)。位置變換機(jī)構(gòu)30通過(guò)改變一側(cè)和另一側(cè)擺動(dòng)凸輪構(gòu)件23A和2!3B 相對(duì)于凸輪從動(dòng)件31的相對(duì)位置關(guān)系來(lái)改變一側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥2A和另一側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥2B的提 升特性。如圖3所示，一側(cè)和另一側(cè)擺動(dòng)凸輪構(gòu)件23A和2 的一側(cè)和另一側(cè)內(nèi)齒輪塊27A 和27B在偏心軸部分22的偏心方向上分別與凸輪從動(dòng)件31的管狀體33的一個(gè)和另一側(cè) 外齒輪塊37A和37B接合。從而，一側(cè)和另一側(cè)內(nèi)齒輪塊27A和27B中的每一個(gè)的齒數(shù)和 一側(cè)和另一側(cè)外齒輪塊37A和37B中的每一個(gè)數(shù)量分別通過(guò)偏心量“e”確定。進(jìn)一步地說(shuō)，應(yīng)當(dāng)注意，一側(cè)擺動(dòng)凸輪構(gòu)件23A和另一側(cè)擺動(dòng)凸輪構(gòu)件2 分別附 接于凸輪從動(dòng)件31的管狀體33的前端部分和后端部分。因此，兩個(gè)閥2A和2B可以由一 個(gè)凸輪從動(dòng)件31驅(qū)動(dòng)。根據(jù)本實(shí)施例的可變閥操作系統(tǒng)16具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中控制軸17、凸輪從動(dòng)件 31和擺動(dòng)凸輪23在凸輪軸12和輥指從動(dòng)件5之間附加地布置于常規(guī)的輥擺動(dòng)閥導(dǎo)引系統(tǒng)。
如圖4和5所示，發(fā)動(dòng)機(jī)閥2的提升量通過(guò)改變凸輪從動(dòng)件31和擺動(dòng)凸輪23之 間的咬入角(nip angle) (β)為控制軸17的轉(zhuǎn)動(dòng)角(d)而被連續(xù)地改變。進(jìn)一步地說(shuō)，如圖3所示，可變閥操作系統(tǒng)16通過(guò)使得擺動(dòng)凸輪23按壓和移動(dòng)輥 指從動(dòng)件5操作發(fā)動(dòng)機(jī)閥2，但是輥指從動(dòng)件5可以用挺桿(tappet)等類似物替換以適于 各種閥導(dǎo)引系統(tǒng)。可變閥操作系統(tǒng)16如下操作。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)閥2的打開/關(guān)閉特性被改變時(shí)，控制 軸17通過(guò)偏心軸部分22而轉(zhuǎn)動(dòng)從而使外齒輪37繞著控制軸的軸向中心旋轉(zhuǎn)。外齒輪37 的這種旋轉(zhuǎn)動(dòng)作引起內(nèi)齒輪27相對(duì)于外齒輪37的接合點(diǎn)“G”(見圖4和5)在內(nèi)齒輪27 的圓周方向上移動(dòng)，并且擺動(dòng)凸輪23相對(duì)于凸輪從動(dòng)件31的位置通過(guò)內(nèi)齒輪27的接合 點(diǎn)"G"的移動(dòng)被改變。如上所述，位置變換機(jī)構(gòu)30構(gòu)成為包括控制軸17的偏心軸部分22、凸輪從動(dòng)件 31的外齒輪37、和擺動(dòng)凸輪23的內(nèi)齒輪27的擺線機(jī)構(gòu)，并且位置變換機(jī)構(gòu)30操作以使得 擺動(dòng)凸輪23相對(duì)于凸輪從動(dòng)件31的位置通過(guò)控制軸17的轉(zhuǎn)動(dòng)被改變，從而改變發(fā)動(dòng)機(jī)閥 2的提升特性。根據(jù)如上所述的結(jié)構(gòu)的位置變換機(jī)構(gòu)30，發(fā)動(dòng)機(jī)閥2的提升特性不受控制 軸17和內(nèi)燃機(jī)1之間的相對(duì)熱膨脹差的影響。此外，位置變換機(jī)構(gòu)30通過(guò)與常規(guī)的螺旋狀的花鍵相比能夠被容易地制造的正 齒輪構(gòu)成的外齒輪37和內(nèi)齒輪27構(gòu)成，從而簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)并且提高了可變閥操作系統(tǒng)16的
生產(chǎn)率。進(jìn)一步地說(shuō)，當(dāng)控制軸17轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，凸輪從動(dòng)件31移動(dòng)，以使得其與轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪13的 接觸點(diǎn)沿著轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪13的外周移動(dòng)，并且發(fā)動(dòng)機(jī)閥2的提升量通過(guò)擺動(dòng)凸輪23的移動(dòng) 被改變。當(dāng)控制軸17被沿著減少發(fā)動(dòng)機(jī)閥2的提升量的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，凸輪從動(dòng)件31和轉(zhuǎn) 動(dòng)的凸輪13之間的接觸點(diǎn)沿著與轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪13的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的方向(朝向提前角側(cè) (advance angle side))移動(dòng)。根據(jù)這種移動(dòng)，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)閥2的提升量被降低，可以提前 關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)閥2的凸輪正時(shí)并且可以降低泵損。接下來(lái)，將參考圖4和5描述可變閥操作系統(tǒng)16的提升操作。如圖4A所示，為了在發(fā)動(dòng)機(jī)閥2不操作時(shí)降低提升量，控制軸17逆時(shí)針方向轉(zhuǎn) 動(dòng)。在這時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)的控制軸17相對(duì)于基準(zhǔn)位置的角度假定為α 。更具體地說(shuō)，偏心軸部 分22的轉(zhuǎn)動(dòng)引起外齒輪37繞著一側(cè)桿部分20和另一側(cè)桿部分21的軸心01逆時(shí)針方向 旋轉(zhuǎn)。然后，凸輪從動(dòng)件31和擺動(dòng)凸輪23之間的咬入角被減少到β 1，并且轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪13和 凸輪從動(dòng)件31之間的接觸位置被沿著提前角方向移動(dòng)到Y(jié)l。在這時(shí)，即使轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪13的 凸輪部分15接觸輥36以搖擺擺動(dòng)凸輪23，如圖4Β所示，擺動(dòng)凸輪23和輥指從動(dòng)件5的輥 8通過(guò)基圓部分M彼此接觸。因此發(fā)動(dòng)機(jī)閥2幾乎不提升，并且提升量被最小化(小提升 情況)(見圖6中R1)。同時(shí)，如圖5Α所示，為了在發(fā)動(dòng)機(jī)閥2不操作時(shí)增加提升量，控制軸17順時(shí)針方 向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到相對(duì)于基準(zhǔn)位置的角度從角度α 1變化到角度α 2。然后，外齒輪37繞著偏心 軸部分22的軸心02順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。然后，作為擺線機(jī)構(gòu)操作的位置變換機(jī)構(gòu)30引起凸 輪從動(dòng)件31向右滑動(dòng)(圖5Α中的箭頭M所示)，直到轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪13和凸輪從動(dòng)件31之間的 接觸位置從Yl變化到Y(jié) 2。從而，閥正時(shí)減緩。同時(shí)，擺動(dòng)凸輪23繞著一側(cè)和另一側(cè)桿部 分20和21的軸心01順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)(沿閥打開方向)，直到凸輪從動(dòng)件31和擺動(dòng)凸輪23之間的咬入角從β 1增加到β 2。這時(shí)，咬入角為β2> β 1，和如圖5Β所示，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)閥2操作時(shí)，擺動(dòng)凸輪23和 輥指從動(dòng)件5之間通過(guò)凸輪部分25的接觸范圍增加。從而，輥指從動(dòng)件5繞著液壓沖擊調(diào) 節(jié)器11的頂部的球形部分極大地?fù)u擺，并且發(fā)動(dòng)機(jī)閥2被極大地操作(即大提升情況)(見 圖6中R2)。進(jìn)一步地說(shuō)，如圖6所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)閥2的提升量和打開/關(guān)閉正時(shí)之間的關(guān)系 中，提升量越小，最大提升位置(提升曲線的頂部)越沿提前角方向移動(dòng)。這是因?yàn)楫?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)閥2的提升量降低時(shí)，凸輪從動(dòng)件31和轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪13之間的接 觸位置沿著與轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪13的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的方向(提前角方向)移動(dòng)，從而發(fā)動(dòng)機(jī)閥2的 打開/關(guān)閉正時(shí)被加速。相應(yīng)地，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)閥2處于小提升情況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)閥2可以被控制 為被迅速地關(guān)閉，從而，降低泵損，并且改善燃料消耗效率。此外，不同于常規(guī)系統(tǒng)，因?yàn)椴恍枰刂戚S的軸向控制，即使在小提升情況下也可 以獲得穩(wěn)定的精度或性能，而不由于溫度變化受到構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)的部件或組件的材料熱膨脹 系數(shù)的影響。在本實(shí)施例中，位置變換機(jī)構(gòu)30作為擺線機(jī)構(gòu)的使用提供了下列優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)擺線機(jī)構(gòu)的減少原理，偏角(deflection angle) α >偏角β。更具體地說(shuō)， 按照控制軸17的轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)凸輪23的轉(zhuǎn)動(dòng)，獲得公式(α2_α1) > (β2_β1)，從而能夠 取得大減速，同時(shí)，按照扭矩傳輸，在加速側(cè)的控制軸17對(duì)扭矩變化不敏感。換句話說(shuō)，這 導(dǎo)致用于驅(qū)動(dòng)控制軸17的致動(dòng)器18的可靠性的改進(jìn)。此外，擺動(dòng)凸輪23的內(nèi)齒輪27和凸輪從動(dòng)件31的外齒輪37是一種外齒輪和內(nèi) 齒輪之間的關(guān)系，可以保證大的接觸比(齒面接觸比)并且可以降低滑動(dòng)比，從而有利地提 高齒面的可靠性。再進(jìn)一步，因?yàn)閮?nèi)齒輪27和外齒輪37的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的偏心量“e”一般很小，即使當(dāng)轉(zhuǎn) 動(dòng)凸輪13被操作時(shí)，兩個(gè)齒輪都具有很小的滑動(dòng)量，從而有利地提高齒面的可靠性。進(jìn)一步，請(qǐng)注意本發(fā)明并不局限于所描述的實(shí)施例，可以在不背離附上的權(quán)利要 求的范圍的情況下進(jìn)行許多其他的改變和改進(jìn)。例如，在所描述的實(shí)施例中，盡管兩個(gè)外齒輪附接于一個(gè)凸輪從動(dòng)件并且兩個(gè)閥 通過(guò)一個(gè)凸輪部分被驅(qū)動(dòng)，本發(fā)明可以構(gòu)造為設(shè)置兩個(gè)凸輪部分和兩個(gè)凸輪從動(dòng)件。此外，在所描述的實(shí)施例中，盡管使用輥指從動(dòng)件(RFF)的閥導(dǎo)引系統(tǒng)被用作 實(shí)例，本發(fā)明可以應(yīng)用于使用挺桿等等的直動(dòng)閥導(dǎo)引系統(tǒng)(direct acting valve train system)。根據(jù)本發(fā)明的可變閥操作系統(tǒng)可以被用于各種車輛的內(nèi)燃機(jī)。
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權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)，所述閥操作系統(tǒng)包含發(fā)動(dòng)機(jī)閥和操作所述發(fā)動(dòng) 機(jī)閥的凸輪軸，所述可變閥操作系統(tǒng)包括擺動(dòng)凸輪，所述擺動(dòng)凸輪提升所述發(fā)動(dòng)機(jī)閥，并且所述擺動(dòng)凸輪被可搖擺地支撐到控 制軸上；凸輪從動(dòng)件，所述凸輪從動(dòng)件擺動(dòng)所述擺動(dòng)凸輪；和位置變換機(jī)構(gòu)，所述位置變換機(jī)構(gòu)使得所述凸輪從動(dòng)件與所述擺動(dòng)凸輪聯(lián)接，所述位 置變換機(jī)構(gòu)構(gòu)造用來(lái)改變所述擺動(dòng)凸輪相對(duì)于所述凸輪從動(dòng)件的相對(duì)位置關(guān)系，以改變所 述發(fā)動(dòng)機(jī)閥的提升特性，所述位置變換機(jī)構(gòu)包括筒形的偏心軸部分，所述偏心軸部分以從所述控制軸的軸線 偏心的方式形成到所述控制軸；以所述偏心軸部分為轉(zhuǎn)動(dòng)軸的外齒輪，所述外齒輪形成在 可搖擺地支撐在所述偏心軸部分上的所述凸輪從動(dòng)件上；和以所述控制軸為轉(zhuǎn)動(dòng)軸的內(nèi)齒 輪，所述內(nèi)齒輪形成在所述擺動(dòng)凸輪上，以便與所述外齒輪接合，其中，當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)閥的打開/關(guān)閉特性改變時(shí)，所述控制軸被轉(zhuǎn)動(dòng)，所述外齒輪通過(guò) 所述偏心軸部分繞著所述控制軸的軸線旋轉(zhuǎn)，所述內(nèi)齒輪與所述外齒輪的接合部分通過(guò)所 述外齒輪的旋轉(zhuǎn)沿著所述內(nèi)齒輪的圓周方向移動(dòng)，且所述擺動(dòng)凸輪相對(duì)于所述凸輪從動(dòng)件 的位置通過(guò)所述內(nèi)齒輪的所述接合部分的移動(dòng)被改變。
2.如權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)控制軸被轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)，所述凸輪從動(dòng)件移動(dòng)，使得與所述轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪的接觸點(diǎn)沿著轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪的外周移動(dòng)，并 且所述擺動(dòng)凸輪的移動(dòng)引起所述發(fā)動(dòng)機(jī)閥的提升量的改變，并且當(dāng)所述控制軸沿著減少所 述發(fā)動(dòng)機(jī)閥的提升量的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述凸輪從動(dòng)件和所述轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪之間的接觸點(diǎn)沿著 與所述轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的方向移動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)，其特征在于，所述擺動(dòng)凸輪包 含基圓部分和凸輪部分，所述基圓部分防止所述發(fā)動(dòng)機(jī)閥被提升，所述凸輪部分從所述基 圓部分徑向地突出，中空部分形成在所述基圓部分的內(nèi)周上，所述內(nèi)齒輪形成在所述中空 部分的內(nèi)周表面上，并且所述外齒輪和所述偏心軸部分布置在所述中空部分內(nèi)。
全文摘要
一種用于內(nèi)燃機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)，包含位置變換機(jī)構(gòu)，該位置變換機(jī)構(gòu)構(gòu)造包括圓偏心部分，該圓偏心部分以從控制軸的軸線偏心的方式設(shè)置到發(fā)動(dòng)機(jī)閥的控制軸；外齒輪，該外齒輪形成在可搖擺地支撐在偏心軸部分上的凸輪從動(dòng)件上；和內(nèi)齒輪，該內(nèi)齒輪形成在擺動(dòng)凸輪上，以便與所述外齒輪接合。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的打開/關(guān)閉特性改變時(shí)，控制軸被轉(zhuǎn)動(dòng)，外齒輪通過(guò)偏心軸部分繞著控制軸的軸線旋轉(zhuǎn)，內(nèi)齒輪與外齒輪的接合部分通過(guò)外齒輪的旋轉(zhuǎn)沿著內(nèi)齒輪的圓周方向移動(dòng)，且擺動(dòng)凸輪相對(duì)于凸輪從動(dòng)件的位置通過(guò)內(nèi)齒輪的接合部分的移動(dòng)被改變。
文檔編號(hào)F01L13/00GK102061957SQ20101055563
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者大澤宏 申請(qǐng)人:鈴木株式會(huì)社