内燃机的可变气门系统的制作方法

专利名称：内燃机的可变气门系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可变气门系统，所述可变气门系统可以改变发动机气 门的、例如最大提升量和打开/关闭定时的运行特性，所述发动机气门是 内燃机内的进气门或者排气门，更具体地，本发明涉及一种设置有提升量 可变机构的可变气门系统，所述提升量可变机构可以改变所述发动机气门 的最大提升量。
背景技术：
己知下面的一种内燃机的可变气门系统，所述可变气门系统设置有凸轮，所述凸轮设置到凸轮轴上；摇臂，所述摇臂通过所述凸轮的气门驱动 力的作用被摆动；和提升量可变机构，所述提升量可变机构改变发动机气 门的最大提升量(例如，参考专利文献l)。此外，下面的一种可变气门系统也是已知的，在所述可变气门系统中， 定时可变机构设置有液压致动器，并且当根据液压流体的供给和排出而操 作的致动器转动凸轮轴时，内燃机的带有曲轴的凸轮轴的相位变化，并且 发动机气门的打开和关闭定时变化(例如，参考专利文献2)。专利文献l JP-A-No. 2002-276315专利文献2 JP-A-No. 2000-227033本发明要解决的技术问题因为整个摇臂与具有所述凸轮轴的摇轴一起被可变气门系统的提升 量可变机构移动，且所述凸轮轴在中心设置到内燃机的气缸盖上，以及当 发动机气门的最大提升量变化时需要保证围绕所述凸轮轴的、用于移动整 个摇臂和摇轴的空间，所以气缸盖尺寸很大，结果内燃机尺寸很大。此外，在其中凸轮通过摇臂打开和关闭发动机气门的气门系统中，理 想的是，在凸轮和发动机气门之间的包括摇臂的部件的惯性质量被减小以
便提高内燃机的高速操作中打开和关闭发动机气门的响应性(responsiveness)。另外，在其中发动机气门的最大提升量连续变化的可变气门系统中， 因为当发动机气门停止时所述最大提升量通过提升量可变机构被连续地 减小到大致为零，所以从其中发动机气门在大的最大提升量处操作的操作 状态到停止状态，或从所述停止状态到在大的最大提升量处的所述操作状 态会耗费很多时间，并且在所述操作状态与所述停止状态之间的切换的时 间延迟也会增加。此外，当提升量可变机构设置有可以摆动所述凸轮轴以改变所述最大 提升量的摆动件时，用于支撑所述摆动件的部分被设置到所述凸轮轴上， 或与在凸轮支架内的凸轮轴的轴承一起沿所述凸轮轴的轴向方向设置，所 述凸轮支架可旋转地支撑凸轮轴，从而凸轮轴的长度被延长，且内燃机在 设置有发动机的凸轮轴的主体(例如，气缸盖)上在凸轮轴的轴向方向上 可能是很大尺寸的。此外，当可变气门系统设置有驱动提升量可变机构的液压致动器时， 考虑到内燃机的小型化，需要液压致动器的紧凑布置和小型化。发明内容考虑到这些情况做出本发明，且根据权利要求1 —8的本发明的目的是 使得设置有可变气门系统的内燃机小型化，在所述可变气门系统中凸轮通 过摇臂打开和关闭发动机气门。根据权利要求2的本发明的目的是进一步 防止将凸轮的气门驱动力传递到摇臂上以及凸轮或摇臂上的推杆碰撞。根 据权利要求3和4的本发明的目的是进一步快速切换在连续改变发动机气门的最大提升量的可变气门系统中的操作状态和停止状态。根据权利要求 6和8的本发明的目的是通过设计用于支撑可变气门系统中的推杆支架的 结构进一步减小凸轮轴的长度，所述可变气门系统中，提升量可变机构的 推杆支架被凸轮轴可摆动地支撑，所述凸轮轴被凸轮支架可旋转地支撑。 根据权利要求7和8的本发明的目的是通过设计施加到液压致动器上和从 液压致动器排出的液压流体的油通道结构，将液压致动器更加紧凑地布置 在凸轮轴的轴向方向上，所述液压致动器驱动提升量可变机构。根据权利
要求8的本发明的目的是使得驱动提升量可变机构的液压致动器在凸轮轴 的径向方向上进一步小型化。 解决技术问题的手段根据权利要求1的本发明以内燃机的可变气门系统为基础，所述可变 气门系统设置有凸轮，所述凸轮设置到凸轮轴上；摇臂，所述摇臂通过所述凸轮的气门驱动力的作用被摆动；提升量可变机构，所述提升量可变机 构改变发动机气门的最大提升量；和致动器，所述致动器驱动所述提升量 可变机构，且其中所述凸轮通过所述摇臂打开和关闭所述发动机气门，并 且披露了内燃机的可变气门系统，其中所述提升量可变机构设置有推杆和 推杆支架，所述推杆由所述凸轮驱动用于将所述气门驱动力施加到所述摇 臂上，所述推杆支架支撑所述推杆，并被所述致动器驱动、且被摆动；且 当其中所述推杆紧靠在所述摇臂上的位置根据所述推杆支架的位置被改 变时，所述最大提升量被改变。根据权利要求2的本发明以根据权利要求1的内燃机的可变气门系统 为基础，并披露了所述推杆设置有紧靠所述凸轮的输入推杆；紧靠所述摇 臂的输出推杆；和按压件，所述按压件按压所述输入推杆在所述凸轮上、 且按压所述输出推杆在所述摇臂上；且所述输入推杆和所述输出推杆能够 在被所述按压件按压的方向上相对移动。根据权利要求3的本发明以根据权利要求1的内燃机的可变气门系统 为基础，并披露了气门停止机构，所述气门停止机构使发动机气门停止， 且没有改变所述推杆支架的位置，其中所述提升量可变机构可以连续地改 变所述最大提升量。根据权利要求4的本发明以根据权利要求3的内燃机的可变气门系统 为基础，并披露了所述推杆设置有紧靠所述凸轮的输入推杆，和紧靠所述 摇臂的输出推杆；且所述气门停止机构传递或断开所述输入推杆与所述输 出推杆之间的气门驱动力。根据权利要求5的本发明以根据权利要求l一4中任一项所述的内燃 机的可变气门系统为基础，并披露了所述发动机气门设置到所述内燃机的 气缸盖上，并且所述发动机气门是每一个气缸的多个发动机气门中的至少 一个；且当沿所述气缸的轴向方向看所述致动器时，所述致动器布置在所
述多个发动机气门之间。根据权利要求6的本发明以根据权利要求1的内燃机的可变气门系统为基础，并且通过由所述凸轮轴可摆动地支撑的所述推杆支架，所述凸轮 轴被凸轮支架可旋转地支撑。根据权利要求7的本发明以根据权利要求1的内燃机的可变气门系统 为基础，所述凸轮轴被凸轮支架可旋转地支撑；所述凸轮轴的一端和另一端被所述凸轮支架的第一轴承和第二轴承可旋转地支撑；所述致动器是连 接到所述第一轴承上的液压致动器；且用于操作所述致动器的液压流体用 的油通道被设置到所述第一轴承上。根据权利要求8的本发明以根据权利要求7的内燃机的可变气门系统 为基础，通过由所述第一轴承可摆动地支撑的推杆支架，所述一端被所述 第一轴承可旋转地支撑；且使得所述油通道与所述致动器连通并且所述液 压流体被引入到其中的油通道设置到所述推杆支架上。发明效果根据权利要求l中披露的本发明，为了改变发动机气门的最大提升量， 因为通过所述致动器摆动推杆支架(所述推杆支架可移动地支撑紧靠在摇 臂上的推杆)，推杆仅必须在摇臂上被移动，所以相较于整个摇臂被移动 的情形，围绕凸轮轴的空间(所述空间是摇臂布置在其中的空间)可以被 减小，从而内燃机被小型化。根据权利要求2中披露的条款，因为分别在按压方向上可相对移动的 输入推杆和输出推杆被按压件按压在凸轮上和摇臂上，且接触到所述凸轮 和所述摇臂，在推杆和凸轮或摇臂之间没有形成间隙，从而推杆和凸轮或 摇臂的碰撞得以被防止，且防止形成由所述碰撞引起的噪音。根据权利要求3中披露的条款，因为所述气门停止机构停止发动机气 门且没有移动推杆支架，所以在没有根据推杆支架的位置连续改变最大提 升量的情况下，由提升量可变机构设定最大提升量以及由气门停止机构切 换发动机气门的操作状态和停止状态可以被单独地执行，且发动机气门的 操作状态和停止状态总是被快速地切换，而与发动机气门的最大提升量无 关。
根据权利要求4中披露的条款，因为气门停止机构可以设置到推杆支 架上，所以所述气门停止机构可以在没有使得摇臂的结构复杂的情况下被 设置。根据权利要求5中披露的条款，因为电动机布置在设置到一个气缸中 的气缸盖上的多个发动机气门之间，所以气缸盖被小型化，结果内燃机被 小型化。根据权利要求6，因为凸轮轴被凸轮支架通过推杆支架被支撑，用于 支撑推杆支架的一部分不需要被设置到凸轮轴上，或因为用于支撑凸轮轴 和推杆支架的部分不需要沿凸轮轴的轴向方向被设置到凸轮支架上，所以 凸轮轴的长度可以被减小。结果，设置有推杆支架的可变气门系统可以在 凸轮轴的轴向方向上被小型化，从而内燃机可以在发动机的、凸轮轴设置 在其上的主体上，在轴向方向上被小型化。根据权利要求7，因为用于引导液压流体(所述液压流体用于操作驱 动提升量可变机构的液压致动器)的油通道设置到第一轴承(所述第一轴 承支撑液压致动器连接到其上的凸轮轴的一端)上，所以避免了用于液压 致动器的油通道结构的复杂化，在凸轮轴的轴向方向上液压致动器可以靠 近第一轴承布置，且液压致动器可以在凸轮轴的轴向方向上被紧凑地布置。根据权利要求8，因为凸轮轴的一端被凸轮支架通过推杆支架支撑，用于支撑推杆支架的部分不需要被设置到凸轮轴上，或因为支撑凸轮轴和 推杆支架的部分不需要沿凸轮轴的轴向方向设置到凸轮支架上，所以凸轮 轴的长度可以被减小，且设置有推杆支架的可变气门系统可以在凸轮轴的 轴向方向上被小型化，结果，发动机的主体在凸轮轴的轴向方向上被小型 化。另外，因为用于液压流体(用于操作液压致动器)的油通道被设置到 布置在凸轮轴与轴承之间的推杆支架上，所以油通道可以在凸轮轴的径向 方向上设置在第一轴承的内部，且液压致动器可以在凸轮轴的径向方向上 被小型化。


图l显示了本发明的第一实施例，并且是显示设置有本发明应用到其
上的可变气门系统的内燃机的主要部分在垂直于凸轮轴的旋转中心线的 平面上的剖面图；图2是沿图1中线I1-II的剖面示意图；图3是显示当最大提升量由图1中示出的可变气门系统的提升量可变机构设定时所述主要部分的剖面图；图4是显示当最小提升量由图1中示出的可变气门系统的提升量可变机构设定时所述主要部分的剖面图；图5是显示由图1中示出的可变气门系统获得的气门操作特性曲线的 曲线图，其中，图5A显示了当最大提升量由提升量可变机构变化时的气门 操作特性曲线，而图5B显示了当正时可变机构在其中没有最大提升量通过 提升量可变机构而被改变的状态下被操作时的气门操作特性曲线；图6显示了本发明的第二实施例，且显示了在与图l中的部分相似的部 分上的主要部分；图7显示了图6中示出的内燃机的、在与图2中的部分相似的部分上的 主要部分；图8是显示由图7中的VIII示出的部分中的主要部分的放大视图； 图9是显示在图6中示出的内燃机中的可变气门系统的气门停止机构 的分解透视图；图10显示了本发明的第三实施例，且显示了在与图l中的部分相似的 部分上的主要部分；图ll显示了本发明的第四实施例，且显示了在与图l中的部分相似的 部分上的主要部分；图12是大体上沿图11中的线XII-XII的剖视图；图13显示了本发明的第五实施例，且显示了在与图12中的部分相似的 部分上的主要部分；图14显示了本发明的第六实施例，且显示了在与图12中的部分相似的 部分上的主要部分；图15显示了本发明的第七实施例，且显示了在与图12中的部分相似的 部分上的主要部分。
附图标记描述2 气紅盖13、 13a进气门14、 14a排气门 17、 18、 19轴承 20可变气门系统 21、 22凸轮轴 21a、 22a凸轮 23i、 23e摇臂30、 30a、 30b提升量可变机构31、 37推杆 41推杆支架47、 48、 49被支撑部分 51 电动机 60气门停止系统 80、 90致动器111、 112、 113、 114、 115 油通道具体实施方式
下面参考图1至15描述本发明的实施例。 图1至5是甩于说明第一实施例的说明图。如图1和2中所示，应用了本发明的内燃机E是水冷单缸4冲程内燃机， 并且它的曲轴6安装成曲轴横向布置在作为车辆的摩托车内的主体的宽度 方向上。内燃机E设置有发动机主体，所述发动机主体包括具有一个气缸C的 气缸体l，活塞4可往复地安装(或配合)在所述气缸C内；连接到气缸体l 上端的气缸盖2;和连接到气缸盖2上端的顶盖3。所以，气缸体l，气缸盖 2和顶盖3构造成发动机主体。在本说明书中，垂直方向应该是气缸的轴向方向(以下称为气缸轴向 方向)，轴向方向应该是可变气门系统的凸轮轴的旋转中心线的方向，并
且径向方向和圆周方向应该是旋转中心线处于中心的径向方向和圆周方 向。气缸盖2设置有燃烧室IO，所述燃烧室10在气缸轴向方向上与活塞4相对；在一对入口lla处向燃烧室10打开的进气口ll;在一对出口12a处向 燃烧室10打开的排气口12;与燃烧室10相对的火花塞(未示出)； 一对进气门13，所述进气门13是用于打开和关闭入口lla的发动机气门；和一对 排气门14，所述排气门14是用于打开和关闭出口12a的发动机气门。进气 门13和排气门14在它们关闭的方向上分别由每一个气门弹簧15的弹性力 按压，并且由可变气门系统20驱动从而执行打开/关闭操作，所述可变气 门系统20容纳在由气缸盖2和顶盖3配合形成的气门室7中。内燃机E设置有连接到气缸盖2的空气吸入侧上的侧壁上的进气系统 (未示出)，每一个进气口ll的入口lli向所述侧壁打开；连接到气缸盖2 的排气侧上的侧壁上的排气系统(未示出)，每一个排气口12的出口12e向 所述侧壁开口。当进气门13在被节流阀调节后打开时，在由迸气系统形成 的空气吸入通道中流动的吸入空气经由进气口11进入燃烧室10。在进气通 道或者燃烧室10中，吸入空气与来自作为燃料供给器的燃料喷射阀的燃料 混合，由此产生空气燃料混合物。在燃烧室10中的空气燃料混合物由火花 塞点燃并燃烧，并且由产生的燃气驱动的活塞4经由连杆5旋转曲轴6。当 排气门14打开时，燃气作为废气排入排气口12内，并且进一步通过由排气 系统形成的废气通道，排出到内燃机E的外面。可变气门系统20设置有进气凸轮轴(inlet camshaft) 21和排气凸 轮轴22，所述进气凸轮轴21和排气凸轮轴22是设置到气缸盖2上并彼此平 行的一对凸轮轴；进气凸轮21a，所述进气凸轮21a与进气凸轮轴21形成为 一体并且所述进气凸轮21a是打开和关闭一对进气门13的一对气门凸轮； 排气凸轮22a，所述排气凸轮22a与排气凸轮轴22形成为一体，且所述排气 凸轮22a是打开和关闭一对排气门14的一对气门凸轮； 一对进气摇臂23i和 一对排气摇臂23e，所述一对进气摇臂23i和一对排气摇臂23e分别是通过 进气凸轮21a和排气凸轮22a的气门驱动力的作用而被摆动的摇臂； 一对提 升量可变机构30，所述一对提升量可变机构30根据内燃机E的操作状态改 变进气门13和排气门14的最大提升量； 一对电动机51，所述一对电动机51
作为致动器驱动提升量可变机构30;和一对正时可变机构(timing variable mechanism) 55，所述一对正时可变机构55设置到每一个凸轮轴 21、 22上，以便在作为旋转轴的曲轴6与发动机转速同步旋转的情况下改 变每一个凸轮轴21、 22的相位。由设置到气缸盖2上的凸轮支架8可旋转地支撑的每一个凸轮轴2K 22，经由气门驱动传动机构29以其转动速度的l/2与曲轴6同步地旋转，所 述气门驱动传动机构29设置有设置到曲轴6上的传动链轮29a;凸轮链轮 29b，所述凸轮链轮29b通过正时可变机构55和位于链轮29a、 29b之间的正 时链条29c连接到每一个凸轮轴21、 22。每一个摇臂23i、 23e由一对摇轴27可摆动地支撑，所述摇轴27由气缸 盖2支撑，且在中心具有摆动中心线L3、 L4。当在轴向方向上观看每一个 摇轴时，每一个摇轴27在垂直于气缸轴线Lc的方向(以下简称垂直方向) 上布置在凸轮轴21、 22两者之间或者布置在进气门13和排气门14之间。进气摇臂23i设置有由摇轴27支撑的支点部分24;经由薄垫片28按 压进气门13的气门杆的气门按压部分25;和邻接部分26，提升量可变机构 30的后面描述的推杆(lifter) 31紧靠在所述邻接部分26上，并且进气凸 轮21a的气门驱动力作用在所述邻接部分26上。排气摇臂23e也设置有由 摇轴27支撑的支点部分24;按压排气门14的气门杆的气门按压部分25;和 邻接部分26，推杆31紧靠在所述邻接部分26上，并且排气凸轮22a的气门 驱动力作用在所述邻接部分26上。由于用于进气门的提升量可变机构30和正时可变机构55具有与用于排气门的提升量可变机构和正时可变机构相同的结构，在下面对实施例的 描述中将主要描述用于进气门的提升量可变机构30和正时可变机构55。在 没有特别提及的情况下，与进气门13的操作相关的部件，例如进气门13、 进气凸轮轴21、进气凸轮21a和进气摇臂23i，对应于与排气门14的操作相 关的部件，例如用于排气门的、分别关于提升量可变机构30和正时可变机 构55的排气门14、排气凸轮轴22、排气凸轮22a和排气摇臂23e。提升量可变机构30设置有推杆31和推杆支架41，所述推杆31由进气凸 轮21a驱动并将进气凸轮21a的气门驱动力施加到进气摇臂23i，在本实施 例中摆动的推杆支架41可移动地支撑着推杆31并由电动机51驱动和移动。 由每一个进气凸轮21a驱动并按压进气摇臂23i的一对推杆31由推杆 支架41支撑，从而推杆可以在进气凸轮轴21的径向方向上往复运动。推杆 31设置有紧靠在进气凸轮21a上的输入推杆32;紧靠在进气摇臂23i的邻 接部分26上的输出推杆33;弹簧34，所述弹簧34是作为按压装置的弹性装 置，用于将输入推杆32和输出推杆33按压在进气凸轮21a和进气摇臂23i 上；和作为传动元件的球35，所述球35在由弹簧34按压的方向上布置在输 入推杆32和输出推杆33之间，并且在两个推杆32、 33之间传递力。弹簧34 和球35布置在输入推杆32的内部。由圆柱形部件制成的、设置有作为紧靠在进气凸轮21a上的邻接部分 的顶壁(top wall) 32a的输入推杆32，配合到在径向方向上设置到升降 支架41的保持部分43上的通孔44中，并且由推杆支架41可滑动地支撑。设 置有作为紧靠在邻接部分26的邻接表面26a上的邻接部分的端部33a的输 出推杆33，配合在输入推杆32内部，并且由输入推杆32可滑动地支撑。所 以，输入推杆32和输出推杆33可以是在按压方向上相对移动，输入推杆32 通过弹簧34的弹性力恒定地紧靠在进气凸轮21a上，并且输出推杆33恒定 地紧靠在进气摇臂23i的邻接表面26a上。布置在球35和输出推杆33之间的弹簧34，在平行于其中它们被分开的 按压方向的方向上按压球35和输入推杆32以及输出推杆33，且球35被弹簧 34按压并紧靠在所述输入推杆32的顶壁32a上。在按压方向上，也是气门 间隙的微小间隙形成在球35和输出推杆33之间。当推杆31被进气凸轮21a的气门驱动力移动时，在没有摆动推杆支架 41的情况下，输入推杆32和输出推杆33被滑动，并且进气摇臂23i根据推 杆31的移动摆动。所以，进气凸轮21a经由推杆31和摇臂23i打开和关闭进 气门13。由气缸部件制成、并且围绕进气凸轮轴21布置的推杆支架41设置有 被被支撑部分42，所述被被支撑部分42由设置到进气凸轮轴21上的支撑部 分21b支撑；圆柱形保持部分43，所述圆柱形保持部分43可滑动地保持插 入到通孔44中的输入推杆32;和齿轮件45，所述齿轮件45作为电动机51的 驱动力作用在其上的作用部分。
方向上间隔设置，且在支撑部分与圆形被被支撑部分42之间的每一个进气凸轮21a可滑动地支撑在每一个圆柱形支撑部分21b的周边上。推杆支架41 的轴向移动通过一对扣环46被调节，所述扣环46布置在两个进气凸轮21a 之间，并且在轴向方向上在中心设置到支撑部分21b上，并且被设置到被 被支撑部分42上。每一个被支撑部分42也可以经由例如滚针轴承的滚动轴 承被支撑部分21b支撑。齿轮件45由弧的形状的局部蜗轮形成，所述局部蜗轮由蜗轮在圆周方向上的一部分形成。连接到顶盖3上的电动机51的驱动力经由驱动齿轮52传递到与驱动齿 轮啮合的齿轮件45，所述驱动齿轮52作为驱动力传递部件的蜗杆构成，并 被设置到电动机51的旋转轴上；且推杆支架41在预定的摆动范围内摆动， 在所述预定的摆动范围中，最大提升量的设定的变化宽度在进气凸轮轴21 处于中心的情况下获得。当从气缸轴向方向看电动机时，每一个电动机51 都布置在一对进气门13之间和一对排气门14之间，所述进气门13和排气门 14分别是设置到气缸盖2上的多个发动机气门。所以，在轴向方向上，每 一个电动机51布置在一对进气门13之间和一对排气门14之间，而且在垂直 方向上，每一个电动机位于进气门13和排气门14之间。正时可变机构55设置有比如液压马达的例如液压致动器的致动器，所 述致动器相对每一个凸轮链29b相对地旋转进气凸轮轴21，并且正时可变 机构在没有改变最大提升量和气门打开周期的情况下，改变打开和关闭进 气门13。控制单元基于操作状态传感器感测的内燃机E的操作状态控制电动机 51和正时可变机构55，所述控制单元由电子控制单元构造，所述操作状态 传感器感测发动机的操作状态，例如发动机的转速和发动机的负荷。下面将另外参考图3至5描述可变气门系统20的操作。例如，当只有较小量进气被吸入时，例如当内燃机E以小负荷操作时， 提升量可变机构30位于图1中所示的位置。此时，进气门13和排气门14根 据图5A中所示的操作特性曲线Ki、 Ke打开和关闭。当进气量从图l中所示的状态增加时，例如当内燃机E以大负荷操作 时，如图3中所示，由控制单元控制的电动机51顺时针方向(对于用于提 升量可变机构30排气门，是逆时针方向)转动推杆支架41。因此，在摆动 中心线L3和其中推杆31紧靠在邻接部分26上的位置之间的距离dl改变，距离dl与其中在摆动中心线L3和气门按压部分25按压进气门13的位置之间 的距离d2的比例(以下简称臂长比)增大，最大提升量增大，并且进入到 燃烧室10内的进气量增多。此时，进气门13和排气门14根据气门在图5A中 显示的操作特性曲线KiH、 KeH打开和关闭。与气门操作特性曲线Ki、 Ke相 比，气门操作特性曲线KiH、 KeH增大了最大提升量和气门打开周期，至于 进气门13，打开正时和最大被提升正时(获得最大提升量处的正时)是超 前的(advanced),关闭正时延迟，至于排气门14，打开正时是超前的， 并且最大被提升正时和关闭正时被延迟。同时，当进气量从图l中所示状态减小时，例如当内燃机E在极小负荷 处操作或空转操作时，如图4中所示，由控制单元控制的电动机51逆时针 (对于用于排气门的提升量可变机构，是顺时针方向)转动推杆支架41。 因此，距离dl改变，臂长比减小，最大提升量减小，并且进入到燃烧室IO 内的进气量减少。此时，进气门13和排气门14根据气门在图5A中显示的操 作特性曲线KiL、 Ke,打开和关闭。与气门操作特性曲线Ki、 Ke相比，气门 操作特性曲线Ki,、 KeL减小了最大提升量和气门打开周期，至于进气门13， 打开正时和最大被提升正时延迟，关闭正时是超前的，至于排气门14，打 开正时延迟，并且最大被提升正时和关闭正时是超前的。如上所述，当推杆支架41在提升量可变机构30中摆动时，推杆31在邻 接表面26a上移动，臂长比连续地改变，进气门13的最大提升量连续地改 变，而且，进气门13的打开/关闭正时和气门打开周期连续地改变。当最大提升量通过提升量可变机构30改变时，控制单元操作图2中所 示的正时可变机构55，并且用于曲轴6的进气凸轮轴21的相位被连续地改 变，从而在最大提升量改变之前或之后，获得最大提升量时的正时(凸轮 角)没有改变，或从而打开正时或者关闭正时被超前的或者延迟。通过在推杆支架41被提升量可变机构30中的电动机51保持在固定位 置的状态下、例如在图1中示出的状态下操作正时可变机构55，其中在不改变提升量和气门打开周期的情况下仅改变打开/关闭正时的气门操作特 性曲线KiT、 KeT，被如图5B中所示的获得。如上所述，通过由电动机51驱动推杆支架41、在是预置移动范围的预
定摆动范围内摆动推杆支架、和根据推杆支架41的位置改变输出推杆33紧靠在进气摇臂23i上的位置，最大提升量、打开/关闭正时和气门打开周期 被连续地改变。通过在垂直于在邻接部分26的邻接表面26a上的旋转中心 线L1的平面上的推杆支架41的摆动，输出推杆33在邻接表面26a上移动的 范围内的横截面是在中心具有旋转中心线L1的圆弧形状，输出推杆33邻接 在所述邻接部分26上。所以，气门间隙被保持固定在其中由提升量可变机 构30改变的最大提升量的范围内。下面描述上述实施例的作用和效果。可变气门系统20的提升量可变结构30设置有由每一个凸轮21a、 22a驱 动的每一个推杆31 ，并且施加用于驱动进气门13或者排气门14的力到每一 个摇臂23i、 23e上；和1由电动机51驱动和摆动的每一个推杆支架4，推杆 31由推杆支架41可移动地支撑，从而当推杆通过每一个凸轮21a、 22a的气 门驱动力移动时，推杆支架41没有移动，并且通过根据推杆支架41的位置 连续改变其中推杆31紧靠在每一个摇臂23i、 23e上的位置而改变最大提升 量。因此，既然通过由电动机51摆动推杆支架41 (所述推杆支架41可移动 地支撑紧靠每一个摇臂23i、 23e的推杆31)，推杆31只是必须在每一个摇 臂23i、 23e上移动，以便改变进气门13或者排气门14的最大提升量，从而 与整个摇臂23i、 23e中的每一个被移动的情况相比，围绕每一个凸轮轴21、 22的空间(所述空间是用于布置每一个摇臂23i、 23e的空间)可以被减小， 气缸盖2被小型化，并且作为结果，内燃机E被小型化。此外，因为当每一 个推杆31由每一个凸轮21a、 22a驱动时，推杆支架41没有与推杆31—起移 动，所以与支撑推杆的部件也和由用于驱动进气门13或者排气门14的力移 动的推杆一起移动的情况相比，在从每一个凸轮21a、 22a至每一个摇臂 23i、 23e的驱动力传递路径上的惯性质量可以被减少，并且使得在内燃机 E的高速操作中，打开和关闭进气门13或者排气门14的响应性令人满意。由于推杆31设置有紧靠在每一个凸轮21a、 22a上的输入推杆32;紧 靠在每一个摇臂23i、 23e上的输出推杆33;和弹簧34，所述弹簧34分别将 输入推杆32按压在每一个凸轮21a、 22a和将输出推杆33按压在每一个摇臂 23i、 23e上，并且通过弹簧34在每一个按压方向上分别可相对移动的输入 推杆32和输出推杆33通过弹簧34分别被按压到并接触每一个凸轮21a、22a，被按压到并接触每一个摇臂23i、 23e上，在推杆31与每一个凸轮21a、 22a之间或者与每一个摇臂23i、 23e之间的碰撞被防止，因为在推杆31与 每一个凸轮21a、 22a之间或者与每一个摇臂23i、 23e之间没有形成间隙， 从而防止产生由于碰撞引起的噪声。由于当在气缸轴向方向上看电动机时，电动机51布置在是设置到单个 气缸C上的多个发动机气门的进气门13和排气门14之间，所以气缸盖2被小 型化，结果内燃机E被小型化。下面将参考图6至9描述本发明的第二实施例。第二实施例与第一实施 例的不同在于可变气门系统20设置有气门停止机构，并且其它的基本上具 有相似的结构。所以，省略或者简单化对相同部分的描述，并且下面将集 中于不同的点描述第二实施例。如有必要，相同的附图标记表示与第一实 施例中的部件相同/对应的部件。参考图6和7，在第二实施例中的内燃机E是水冷多缸4冲程内燃机。该 内燃机E设置有具有多个气缸的气缸体l，活塞4配合在其中从而活塞可 以往复运动；在本实施例中成一列地一体布置的四个气缸C1至C4。气缸盖 2设置有打开和关闭进气口11的一对进气门13，和打开和关闭用于每个气 缸C1至C4的排气口的一对排气门14，并且每一个进气门13和每一个排气门 14由可变气门系统20驱动并执行打开/关闭操作。可变气门系统20设置有进气凸轮轴21和排气凸轮轴22、进气凸轮21a 和排气凸轮22a、进气摇臂23i和排气摇臂23e、提升量可变机构30、电动 机51、正时可变机构55和气门停止机构60，所述气门停止机构60使得内燃 机的进气门的一部分13a和排气门的一部分14a停止。第二实施例中的提升量可变机构由具有与第一实施例中的提升量可 变机构30的结构相同的结构的提升量可变机构30、和包括气门停止机构60 的提升量可变机构30a构成，提升量可变机构30设置用于分别被连续操作、 并且是不被停止的发动机气门的进气门13和排气门(未示出)，而提升量 可变机构30设置用于可以被分别停止的进气门13a和排气门14a。除了与气 门停止机构60相关的作用之外，提升量可变机构30a施加与提升量可变机 构30a—样的作用。由于用于进气门的提升量可变机构30a和气门停止机构60具有与用于
排气门的提升量可变机构30a和气门停止机构60—样的结构，所以下面将 主要描述用于进气门的提升量可变机构30a和气门停止机构60。至于用于 排气门的提升量可变机构30a和气门停止机构60，如在第一实施例中的， 进气门13和与它的操作相关的部件对应于排气门14和与它的操作相关的 部件。另外参考图8，提升量可变机构30a设置有设置用于每个气缸Cl至C4的 推杆支架41，和由每一个推杆支架41支撑的推杆31。推杆31设置有紧靠在 进气凸轮21a上的输入推杆32、紧靠在进气摇臂23i的邻接部分26上的输出 推杆33、弹簧34和随后描述的作为传递元件的销支架(pin holder) 61。每个气缸C1至C4的每一个推杆支架41是一个部件，其中提升量可变机 构30的推杆支架41和提升量可变机构30a的推杆支架41成为一体。对应于每一个提升量可变机构30a设置的一对电动机51的驱动力经由 驱动齿轮52传递至每一个推杆支架41的齿轮件45，所述驱动齿轮52由作为设置到旋转轴上的驱动力传递部件的小齿轮构造，所述旋转轴与对应于每 个气缸C1至C4的每一个推杆支架41的进气凸轮轴21平行地延伸，并且推杆 支架41在进气凸轮轴21在中心的情况下，在预定的摆动范围内摆动。液压气门停止机构60在按压方向上设置在输入推杆32和输出推杆33 之间并且经由推杆31传递进气凸轮21的气门驱动力至进气摇臂23i或者断 开气门驱动力。在例如如图8中所示的内燃机E的轻负荷操作的特定操作状 态下，气门停止机构60被操作，通过阻止输出推杆33独立于由进气凸轮21a 驱动和往复运动的输入推杆32的移动而移动，断开至进气摇臂23i的气门 驱动力，保持进气门13a关闭；而在除了所述特定操作状态之外的、例如 内燃机E的高负荷奥作的操作状态下(即，在非特定操作状态下)，气门停 止机构60停止活动，输入推杆32经由气门停止机构60将气门驱动力至传递 到输出推杆33，进气门21a经由推杆31驱动进气摇臂23i，并且被摆动的摇 臂23i打开和关闭进气门13a。在其中气缸的一部分可以被停止的内燃机E中，在每一个被连续操作 的气缸C1、C2中， 一部分进气门是进气门13a， 一部分排气门是排气门14a， 并且在可以被停止的每一个气缸C3、 C4中，所有进气门是进气门13a且所 有排气门是排气门14a。参考图8和9，设置到推杆支架41上并置入输入推杆32中的气门停止机构60设置有可滑动地配合在输入推杆32内的圆柱形销支架61;配合到销 支架61中从而滑动销可以往复移动的滑动销62;通过工作流体的油压往复 地按压滑动销62的复位弹簧63;和用于防止滑动销62的轴向旋转的制动销 64。销支架61是其中接触输入推杆32的内表面的环状部分61a、在直径方 向上连接环状部分61a的连接部分61b、和从连接部分61b的中心向上突出、 紧靠顶壁32a并按压顶壁32a的圆柱形按压部分61c成为一体的部件。环形 油槽61d形成在在环状部分61a的周边的周围。在连接部分61b中形成有以 下部分具有底部的外壳孔61e，所述外壳孔61e具有底部，所述底部设置 有具有垂直于输入推杆32的轴线(此轴线平行于按压方向)的轴线、并向 油槽61d开口的开口端和由底壁61f关闭的关闭端；和通孔61g，作为设置 到输出推杆33上的邻接部分的圆柱形突起33b可以插入其内，且所述通孔 61g开口到外壳孔61e。在按压部分61c中形成了通孔61h，突起33b可以插 入所述通孔61h中，并且所述通孔61h向外壳孔61e开口。在销支架61中，与油槽61d连通的液压室65形成在滑动销62和输入推 杆32之间，并且弹簧室66形成在滑动销62与底壁61f之间，所述弹簧室66 容纳复位弹簧63，所述复位弹簧63用于在其中液压室65的体积减小的方向 上按压滑动销62。设置在环状部分61a和输出推杆33之间的弹簧34经由销 支架61按压输入推杆32，从而输入推杆32紧靠在进气凸轮21a上。此外， 环形油槽73围绕保持部分43的内部表面形成在其上，所述保持部分43具有 推杆支架41的通孔44，并且油槽73经由设置到输入推杆32上的油槽36与油 槽61d稳定地连通。突起33b可以穿过并且可以与两个通孔61g、 61h共轴的通孔62a设置到 滑动销62上。通孔62a开口到平坦的邻接表面62b上，所述邻接表面62b形 成在与通孔61g相对的和在通孔61g—侧的滑动销62的周边上。邻接表面 62b形成为在滑动销62的轴向方向上比通孔61g的直径长，并且通孔61g开 口到靠近复位弹簧63的邻接平面62b。当工作流体供给到其中的液压室65的油压减小时，滑动销62在如图8 所示的气门停止位置转动，在所述气门停止位置，通过复位弹簧63的弹性
力，突起33b可以插入通孔62a。当液压室65的油压增大时，通孔62a通过 油压离开(off)通孔61g、 61h，并且滑动销62在气门操作位置内转动， 其中突起33b紧靠在邻接表面62b上。制动销64在外壳孔61e的开口端的一侧压配合安装在销支架61内，并 且穿过狭缝62c，所述狭缝62c开口到液压室65且设置到滑动销62上。所以， 制动销64允许在滑动销62的轴向方向上的移动，并通过紧靠在狭缝62c的 底壁上，调整到滑动销62的液压室65的一侧的最大移动。当滑动销62位于气门停止位置时，推杆31通过来自进气凸轮21a的起 作用的气门驱动力滑动，并且销支架61和滑动销62与输入推杆32—起朝向 进气摇臂23i移动，然而，当突起33b进入通孔62a和通孔61h时，气门驱动 力没有作用到进气摇臂23i上，并且当进气摇臂23i没有摆动时，进气门13保持关闭并且被停止。因为突起33b紧靠在滑动销62的邻接表面62b上，并且进气凸轮21a的 气门驱动力经由输入推杆32、销支架61和滑动销62传递至输出推杆33，当 滑动销62位于气门操作位置时，进气凸轮21a经由进气摇臂23i打开和关闭 进气门13。如上所述，气门停止机构60传递或者断开在输入推杆32和输出推杆33 之间的气门驱动力并且在不改变推杆支架41的位置的情况下切换进气门 13的操作状态和停止状态。供应到每一个气门停止机构60/从每一个气门停止机构60释放工作流 体的液压控制系统设置有多个液压控制气门(未示出)，所述多个液压 控制气门控制供应至每一个气门停止机构60的工作流体的油压；和油槽系 统，所述油槽系统引导由液压控制气门控制的工作流体流向每一个气门停 止机构60。每一个液压控制气门由上述控制单元控制并且控制工作流体的 油压，从而每一个气缸C1至C4的气门停止机构60的液压室65的油压低或者 高。油槽系统设置有设置到支撑凸轮轴21、 22的凸轮支架8上的油槽71， 和设置到推杆支架41上的油槽72。由于可变气门系统，根据每一个气门停止机构60的操作状态和停止活 动状态，内燃机E可以例如在以下操作情形中操作，即，在其中所有进气 门13、 13a和所有排气门14、 14a在所有气缸Cl至C4中运转的操作情形中， 在其中只有气缸C4被停止的操作情形中，在气缸C3、 C4停止的操作情形中。因为当气缸C3、 C4停止时，进气门13a和排气门14a在运转的气缸Cl、 C2中 停止，从运行的进气门13进入的空气形成漩涡流，流入燃烧室IO，并且易 燃性提高了。由于在进气门13a的操作状态和停止状态之间切换由气门停止机构60 完成，且独立于通过提升量可变机构30a设置最大提升量，所以在任意最 大提升量处操作的进气门13a可以被迅速停止。根据第二实施例，产生了与第一实施例中的作用和效果相似的作用和 效果，并且另外产生了以下作用和效果。可变气门系统20设置有气门停止机构60，所述气门停止机构60在没有 改变推杆支架41的位置的情况下停止进气门13a (或者排气门14a)。由于 气门停止机构60在没有移动推杆支架41的情况下停止进气门13a (或者排 气门14a),所以，在没有连续地改变根据推杆支架41摆动的位置设定的最 大提升量的情况下，因为提升量可变机构30a可以连续地改变最大提升量， 所以通过提升量可变机构30a设定最大提升量和通过气门停止机构60在进 气门13a (或者排气门14a)的操作状态和停止状态之间切换可以被独立地 执行，并且在进气门13a (或者排气门14a)的操作状态和停止状态之间的 切换总是迅速地执行，而独立于进气门13a (或者排气门14a)的最大提升由于气门停止机构60通过传递和断开在输入推杆32和输出推杆33之 间的气门驱动力被置入推杆31中，气门停止机构60可以在没有使得摇臂 23i、 23e的结构复杂的情况下设置。下面将参考图IO描述本发明的第三实施例。第三实施例与第一实施例 主要不同在于进气摇臂和排气摇臂的布置上，并且其它的基本上具有相同 的结构。即，进气摇臂23i的支点24靠近进气口 11的入口 11 i设置在气缸轴线Lc (见图l)的后侧，且进气门13在垂直方向上在气缸轴线与支点之间，并 且相似的，排气摇臂的支点靠近排气口的出口设置在气缸轴线Lc的后侧， 且在垂直方向上排气门在气缸轴线和支点之间。下面将参照图11一15描述本发明的第四至第七实施例。在第四至第七
实施例中，用于进气门的提升量可变机构，以及致动器得到描述，但是， 所述提升量可变机构和所述致动器也可以用于排气门。下面将参照图11和12描述第四实施例。所述第四实施例与第二实施例不同主要在于其内燃机E仅具有单个 气缸，致动器的结构不同，可变气门系统20的推杆支架的结构不同，而其 它的则具有基本上相同的构造。因此，下面将省略或简化对相同部分的描 述，而主要描述不同的部分。如果必要，相同的附图标记用于与第一和第 二实施例中相同的部件或对应的部件。在第四实施例中，内燃机E是单缸、四冲程的内燃机，并且与燃烧室10的中心相对的火花塞9与气缸轴线Lc大体上平行布置在容纳圆柱体 (housing cylinder) 16内，所述容纳圆柱体16设置成容纳圆柱体围绕所 述气缸轴线Lc。在所述内燃机E内，其中进气摇臂23i的支点24靠近进气口 11的入口lli设置在气缸轴线Lc和火花塞9的后侧，且进气门13在其中支点 的轴向方向垂直于气缸轴线Lc的垂直方向上在气缸轴线与支点之间，排气 摇臂也如在第三实施例中地布置，且火花塞9布置在燃烧室10的中心，在 没有火花塞9的布置的约束的情况下，进气摇臂23i和排气摇臂紧凑地布 置，结果，可变气门系统20变得紧凑。所述可变气门系统20设置有进气凸轮轴21，进气凸轮21a，进气摇臂 23i，提升量可变机构30a、 30b，作为驱动提升量可变机构30a、 30b的推 杆支架41的致动器的第一液压致动器80，正时可变机构55，和转动内燃机 E的进气门13a的一部分使其处于停止状态的气门停止机构60。所述正时可 变机构55设置有作为使用凸轮链轮29a相对地转动进气凸轮轴21的致动器 的第二液压致动器90。所述进气凸轮轴21由设置到气缸盖2上的凸轮支架H可旋转地支撑。所 述凸轮支架H设置有可旋转地支撑一端21c和另一端21e的第一和第二轴承 17、 18，所述一端21c和另一端21e都是进气凸轮轴21的一部分。所述第一 和第二支撑17、 18是端轴承，所述端轴承是在它们的轴向方向上位于凸轮 支架H的两端上的轴承，并且所述端轴承由下轴承部分17a、 18a和上轴承 部分17b、 18b构造，所述下轴承部分17a、 18a与气缸盖2成为一体，和所 述上轴承部分17b、 18b通过每一个螺栓58连接到下轴承部分17a、 18a。
提升量可变机构30a、 30b是操作正常操作的进气门13的提升量可变机 构30b，和如在第二实施例中的、气门停止机构60被置入其内的提升量可 变机构30a。如在第二实施例中的，两个提升量可变机构30a、 30b都设置 有共用的推杆支架41 。所述提升量可变机构30b的推杆37在轴向方向上由 推杆支架41可往复移动地支撑。所述推杆37设置有输入推杆37a和杆输出 推杆37b，所述输入推杆37a由具有紧靠在进气凸轮21a上作为邻接部分的 上壁37al的圆柱形部件制成，所述输入推杆37a配合到保持部分43并且由 推杆支架41可滑动地支撑，所述杆输出推杆37b从上壁37al处向下延伸并 且紧靠在作为邻接部分的进气摇臂23i的邻接部分26上，所述输入推杆37a 和杆输出推杆37b形成为一体。保持推杆31、 37的一个推杆支架41由凸轮支架H可摆动地支撑，并且 可旋转地支撑进气凸轮轴21。推杆支架41设置有第一被支撑部分47和第二 被支撑部分48，所述第一被支撑部分47通过轴承B可旋转地支撑一端21c并 且由第一轴承17支撑，所述第二被支撑部分48通过轴承B可旋转地支撑另 一端21e并且由第二轴承18支撑。因此，进气凸轮轴21通过推杆支架41由 凸轮支架H可旋转地支撑。因为第一和第二支撑部分47、 48在轴向方向上 在被支撑部分之间设置有所有的推杆31、 37，所以它们也用作推杆支架41 的两端。第一被支撑部分47设置有可滑动地接触到第一轴承17的周面47c和具 有配合部分的连接部分47e，所述配合部分具有小于第一轴承17的内圆周 的外径并且由连接到致动器80的突起所构造。在其中在轴向方向上的移动由例如凹入或突出结构的配合结构调节 的状态下，具有半分开结构的所述第二被支撑部分48由与保持部分43形成 为一体的第一半48a和连接到第一半48a的第二半48b形成。两半48a、 48b 都设置有可滑动地接触到第二轴承18的周边48c、 48d。布置在气门室7内的每个致动器80、 90都设置有与在专利文件2中的液压致动器相似的结构。驱动和摆动推杆支架41的致动器80布置成在其轴向方向上靠近进气 凸轮轴21的一端21c，并且连接到与在第一轴承17附近的下轴承部分17a形 成为一体的安装座59上。所述致动器80设置有通过螺栓(没有示出)固定在安装座59上的壳体81，可摆动地容纳在壳体81内并且通过螺栓83连接到 连接部分47e的转子82，和阻碍转子82相对于壳体81的转动的锁定销84a 。 因此，所述致动器80通过安装座59连接到第一轴承17。所述壳体81由圆柱形的壁81a和通过螺栓85连接到圆柱形的壁81a的 一对端壁81b、 81c形成。所述转子82设置有布置在设置到圆柱形的壁81a 的内圆周上的多个凹入部分内的相同数量的叶片(没有示出)，并且每个 叶片在与所述凹入部分配合的摆动方向上的两侧形成高提升(high lift) 液压室和低提升(low lift)液压室。所述锁定销84a位于在图12中两点链线点划线所示的位置上，并且当所述高提升液压室具有最大容积并且高压液压流体没有供给到高提升液 压室时阻碍所述转子82相对于壳体81的转动，同时，退出如图12中实线所 示的液压室84c，并且当高压液压流体被供给到高提升液压室内并且在液 压室84c内的油压超过弹簧84b的压力时，允许转子82相对于壳体81转动， 所述液压室84c用于释放锁定，并且通过油通道(没有示出)与高提升液 压室连通。驱动和转动进气凸轮轴21的致动器90连接到与在第二轴承18附近的 另一端21e上。致动器90设置有凸轮链轮29b设置到其上的壳体91，可摆动 地容纳在壳体91内并且通过螺栓93连接到另一端21e的转子92，和阻碍转 子92相对于壳体91转动的锁定销94a。所述壳体91由圆柱形的壁91a和通过螺栓95连接到圆柱形的壁91a的 一对端壁91b、 91c形成。所述转子92设置有布置在设置到圆柱形的壁91a 的内圆周上的多个凹入部分内的相同数量的叶片(没有示出)，并且每个 叶片在与所述凹入部分配合的摆动方向上的两侧形成滞后液压室和超前 液压室。所述锁定销94a位于在图12中实线所示的位置上、并且当所述滞后液 压室具有最大容积并且高压液压流体没有供给到滞后液压室时阻碍所述 转子92相对于壳体91的转动，同时，退出液压室94c，并且当高压液压流 体被供给到滞后液压室内并且在液压室内的油压超过弹簧94b的压力时， 允许转子92相对于壳体91转动，所述液压室94c用于释放锁定，并且通过 油通道(没有示出)与滞后液压室连通。
将液压流体供给到致动器80、 90和气门停止机构60以及将液压流体从 致动器80、 90和气门停止机构60内排出的液压控制系统设置有液压控制 气门IOI、 102、 103，所述液压控制气门IOI、 102、 103控制致动器80、 90 和气门停止机构60的油压；和油通道系统，所述油通道系统通过每一个液 压控制气门IOI、 102、 103引导用于操作每个致动器80、 90和气门停止机 构60的液压流体。与内燃机E的液压流体的来源一样，所述液压流体是在 油盘105内的油。
由在第二实施例中的控制器控制的三个液压控制气门IOI、 102、 103 控制致动器80的高提升液压室和低提升液压室的油压，控制致动器90的滞 后液压室和超前液压室的油压，控制气门停止机构60的液压室65的油压。
所述油通道系统设置有油供给通道107，其中存在高压液压流体， 所述高压液压流体从油泵106排出，所述油泵106由内燃机E的能量驱动、 并且所述油泵106是内燃机E的润滑系统的部件；油排出通道108，所述油 排出通道108用于将液压流体从高提升液压室、低提升液压室、滞后液压 室、超前液压室和液压室65中排出；用于高提升的油通道lll;用于低提升的油通道112;用于滞后的油通道113，用于超前的油通道114;和用于停止的油通道115。
与高提升液压室连通的用于高提升的油通道lll、和与低提升液压室连通的用于低提升的通道112都设置通过(across)第一轴承17和设置通 过第一被支撑部分47。
用于高提升的油通道lll设置有油通道llla，所述油通道llla设置 到下轴承部分17a上并且与所述液压控制气门101连通；油通道lllb，所述 油通道lllb设置到第一被支撑部分47上；油通道lllc，所述油通道lllc设 置到转子82上并且向高提升液压室开口；油通道llld，所述油通道llld是 设置到外周47c上的圆弧形状的凹槽，并且所述油通道llld将油通道llla、 lllb连通；和油通道llle，所述油通道llle是设置到连接部分47e的外周 上的环形凹槽，并且所述油通道llle将油通道lllb、 lllc连通。
用于低提升的油通道112设置有油通道112a，所述油通道112a设置 到下轴承部分17b上并且与所述液压控制气门101连通；油通道112b，所述 油通道112b设置到第一被支撑部分47上；油通道112c，所述油通道112c设
置到转子82上并且向低提升液压室开口；油通道112d，所述油通道112d是设置到外周47c上的圆弧形状的凹槽，并且所述油通道112d将油通道112a、 112b连通；和油通道112e，所述油通道112e是设置到连接部分47e的外周 上的环形凹槽，并且所述油通道112e将油通道112b、 112c连通。油通道lllb、 llld、 111e设置到推杆支架41的第一被支撑部分47上， 使得油通道llla与致动器80的高提升液压室连通，并且液压流体被引导到 所述油通道内。相似地，油通道112b、 112d、 112e设置到推杆支架41的第 一被支撑部分47上，使得油通道112a与致动器80的低提升液压室连通，并 且液压流体被弓I导到所述油通道内。当所述液压控制气门101使得油供给通道107与用于髙提升的油通道 lll连通，并且同时使得油排出通道108与用于低提升的油通道112连通时，液压流体被供给到高提升液压室，同时，在低提升液压室内的液压流体被 排出，致动器80将推杆支架41转动到一个摆动的方向，当设定到需要的最 高提升量时，所述液压控制气门101关闭用于高提升的油通道111和用于低 提升的油通道112，并且在最大提升量增加状态下，进气门13和进气门13a 被打开和关闭。同时，当液压控制气门101将油供给通道107与用于低提升的油通道 112连通，并且同时将油排出通道108与用于高提升的油通道111连通时，液压流体被供给到低提升液压室，同时，在高提升液压室内的液压流体被 排出，致动器80在一个摆动方向上转动推杆支架41，当设定需要的最高提 升量时，所述液压控制气门101关闭用于高提升的油通道111和用于低提升 的油通道112，并且在最大提升量进一步增加的状态下，进气门13和进气 门13a被打开和关闭。如上所述，通过将液压流体供给到致动器80内和将液压流体从致动器 80内排出，控制高提升液压室和低提升液压室的油压，并且进气门13、 13a 的最大提升量被连续地变化。与滞后液压室连通的、用于高提升的油通道113和与超前液压室连通 的、用于超前的油通道114都设置通过(across)第二轴承18和通过第二 被支撑部分48。用于高提升的油通道113设置有油通道113a，所述油通道113a设置
到下轴承部分18a上并且与所述液压控制气门102连通；油通道113b，所述 油通道113b设置到第一半48a上；油通道113c，所述油通道113c设置到另 一端21e上；油通道113d，所述油通道113d设置到转子92上并且向滞后液 压室开口；油通道113e，所述油通道113e是设置到外周48c上的圆弧形状 的凹槽，并且所述油通道113e将油通道113a、 113b连通；油通道113f，所 述油通道113f是设置到另一端21e的周边上的环形凹槽，并且使得油通道 113b、 113c通过设置到轴承B上的孔连通；和油通道113h，所述油通道113h 是设置到另一端21e的周边上的环形凹槽，并且使得油通道113c、 113d连 通。用于超前的油通道114设置有油通道114a，所述油通道114a设置到 上轴承部分18b上并且与所述液压控制气门102连通；油通道114b，所述油 通道114b设置到第二半48b上；油通道114c，所述油通道114c设置到另一 端21e上；油通道114d，所述油通道114d设置到转子92上并且向超前液压 室开口；油通道114e，所述油通道114e是设置到外周48d上的圆弧形状的 凹槽，并且所述油通道114e将油通道114a、 114b连通；油通道114f，所述 油通道114f是设置到另一端21e的周边上的环形凹槽，并且使得油通道 114b、 114c通过设置到轴承B上的孔连通；和油通道114h，所述油通道114h 是设置到另一端21e的周边上的环形凹槽，并且使得油通道114c、 114d连 通。当所述液压控制气门102将油供给通道107与用于高提升的油通道113 连通，并且同时将油排出通道108与用于超前的油通道114连通时，液压流体被供给到滞后液压室，同时，在超前液压室内的液压流体被排出，且致 动器90相对于凸轮链轮29b在与进气凸轮轴21的旋转方向相反的方向上转 动进气凸轮轴21。当设定了进气凸轮轴21希望的相位时，所述液压控制气 门102关闭用于高提升的油通道113和用于低提升的油通道114，并且在其 中所述相位被进一步滞后的状态下，进气门13和进气门13a被打开和关闭。 同时，当所述液压控制气门102将油供给通道107与用于超前的油通道 114连通，并且同时将油排出通道108与用于高提升的油通道113连通时，液压流体被供给到超前液压室，同时，在滞后液压室内的液压流体被排出， 且致动器90相对于凸轮链轮29b在进气凸轮轴21的旋转方向上转动进气凸 轮轴21。当设定了希望的相位时，所述液压控制气门102关闭用于高提升 的油通道113和用于超前的油通道114，并且在其中所述相位被进一步滞后 的状态下，进气门13和进气门13a被打开和关闭。如上所述，通过将液压流体供给到致动器90内和将液压流体从致动器 90内排出以控制滞后液压室和超前液压室的油压，进气凸轮轴21的相位与 曲轴6 (见图2) —起连续地变化，且进气门13、 13a的打开和关闭正时被 连续变化。与液压室65连通的、用于停止的油通道115设置成通过第一轴承17和 通过推杆支架41。用于停止的油通道115设置有油通道115a，所述油通道115a设置到 下轴承部分17a上并且与所述液压控制气门103连通；设置到推杆支架41上 的油通道115b;和油通道115c，所述油通道115c设置到外周47c上并且将 油通道115a、 115b连通的圆弧形凹槽。通过设置到保持部分43上的油通道 73、设置到推杆31上的油通道36和设置到销支架61上的油通道61d，所述 油通道115b与液压室65连通。在例如内燃机E的轻负荷操作的特定操作状态下，气门停止机构60关 闭进气门13a，并同时，由进气凸轮21a通过推杆37和进气摇臂23i打开和 关闭正常操作的进气门13。同时，在例如内燃机E的重负荷操作的非特定 操作状态下，输入推杆32通过气门停止机构60将进气凸轮21a的气门驱动 力传递到输出推杆33，由进气凸轮21a通过推杆31和进气摇臂23i打开和关 闭进气门13a，并且由进气凸轮21a通过推杆37和进气摇臂23i也打开和关 闭进气门13。根据第四实施例，除了驱动提升量可变机构30a、 30b的致动器是液压 致动器80以外，产生了与第一和第二实施例中的每个气缸C1、 C2的作用和效果相似的作用和效果，此外，还产生下面的作用和效果。因为凸轮支架H通过由进气凸轮轴21可摆动地支撑的推杆支架41可旋 转地支撑进气凸轮轴21，所以用于支撑推杆支架41的部分不需要设置到进 气凸轮轴21上或用于支撑进气凸轮轴21和推杆支架41的部分不需要沿其 轴向方向设置到凸轮支架H上，并且进气凸轮轴21的长度可以减少。结果， 设置有推杆支架41的可变气门系统20可以在进气凸轮轴21的轴向方向上 被和在气缸盖2内被小型化，所述内燃机E可以在其轴向方向上被小型化， 所述气缸盖2是进气凸轮轴21设置在其中的发动机主体的一部分。因为凸轮支架H可旋转地支撑进气凸轮轴21，凸轮支架H的第一和第二 轴承17、 18可旋转地支撑进气凸轮轴21的一端21c和另一端21e，液压致动 器80通过安装座59连接到第一轴承17上，并且引导用于操作致动器80 (其 驱动提升量可变机构30a、 30b)的液压流体的油通道llla、 112a设置到第 一轴承17 (致动器80连接到其上)上，所以避免了用于致动器80的油通道 结构的复杂，致动器80在其轴向方向上可以靠近第一轴承17布置，从而致 动器80在其轴向方向上可以紧凑地布置，结果，气缸盖2可以被小型化。因为由第一轴承17通过被第一轴承17可摆动地支撑的推杆支架41可 旋转地支撑一端21c，将油通道llla、 112a和所述致动器80连通、并且在 其中用于操作所述致动器80的液压流体被引导的油通道lllb、 llld、 llle; 112b、 112d、 112e设置在推杆支架41的第一被支撑部分47内，所述第一被 支撑部分47布置在进气凸轮轴21与轴承17之间，并且油通道lllb、 llld、 llle; 112b、 112d、 112e在径向方向上可以设置在第一轴承17的内部，所 以致动器80可以在径向方向上被小型化，结果，气缸盖2和顶盖3可以被小 型化。下面将参照图13描述第五实施例。第五实施例不同于第四实施例主要在于可变气门系统20没有设置气 门停止机构60，而其它基本上具有相同的构造。因此，下面将省略或简化 对相同部分的描述，而主要描述不同点。如果必要，相同的附图标记用于 与第四实施例中的部件相同或对应的部件。所述可变气门系统20设置有进气凸轮轴21，进气凸轮21a，进气摇臂 23i，提升量可变机构30b，驱动提升量可变机构30b的推杆支架41的液压 致动器80，和正时可变机构55。操作正常操作的进气门13的提升量可变机构30b设置有由推杆支架41 支撑的两个推杆37。在构造用于高提升的油通道112的油通道中，油通道112a设置到下支 撑部分17a上，且油通道112d是设置到外周47c上的环形凹槽。根据第五实施例，产生的与在第一实施例中的作用和效果相似的作用
和效果在于提升量可变机构30b设置到正常操作的进气门13上，并且产 生的与在第四实施例中的作用和效果相似的作用和效果在于由凸轮支架H通过推杆支架41可旋转地支撑进气凸轮21，并且在于驱动提升量可变机构 30b的致动器是液压致动器80。下面将参照图14描述第六实施例。第六实施例不同于第四实施例主要在于内燃机E是多气缸发动机，不 同于第二实施例主要在于驱动提升量可变机构30a、 30b的致动器是液压致 动器80，而其它基本上具有相同的构造。因此，下面将省略或简化对相同 部分的描述，而主要描述不同点。如果必要，相同的附图标记用于与第四 实施例中的部件相同或对应的部件。设置有布置成行的四个气缸C1至C4的内燃机E的可变气门系统20设置 有进气凸轮轴21,进气凸轮21a,进气摇臂23i，提升量可变机构30a、 30b， 驱动提升量可变机构30a、 30b的推杆支架41的液压致动器80，和正时可变 机构55。通过推杆支架41可旋转地支撑所述进气凸轮轴21的凸轮支架H设置有 可旋转地支撑一端21c和另一端21e的第一和第二轴承17、 18，和在它们的 轴向方向上放置在轴承17、 18之间的三个中间轴承。每个中间轴承19由与 气缸盖2形成为一体的下轴承部分19a和通过螺栓连接到下轴承部分19a的 上轴承部分19b构造。所述推杆支架41由第一和第二被支撑部分以及中间被支撑部分49构 造，所述中间被支撑部分49通过轴承B可旋转地支撑在端21c与21e之间的 进气凸轮轴21并且由中间轴承19支撑。具有与第二被支撑部分48的结构相 类似的半分开结构的每个中间被支撑部分49由第一半49a和第二半49b构 造。在低提升侧上的油通道112与在第五实施例中的低提升的油通道112 相似。用于停止的油通道115设置通过每个中间轴承19和通过推杆支架41。 压力控制气门103a控制将液压流体供给到气缸Cl、 C2的气门停止机构60内 和将液压流体从气缸C1、 C2的气门停止机构60内排出，压力控制气门103b 控制将液压流体供给到气缸C3的气门停止机构60内和将液压流体从气缸 C3的气门停止机构60内排出，压力控制气门103c控制将液压流体供给到气 缸C4的气门停止机构60内和将液压流体从气缸C4的气门停止机构60内排出。根据第六实施例，除了由推杆支架41保持的推杆是成为一体的推杆37 以外，产生了与第二实施例中的作用和效果相似的作用和效果，所述作用 和效果在于通过推杆支架41进气凸轮21由凸轮支架H可旋转地支撑，并且 在于驱动提升量可变机构30a、 30b的致动器是液压致动器80,产生了与第 四实施例中的作用和效果相似的作用和效果。下面将参照图15描述第七实施例。第七实施例不同于第四实施例主要在于驱动提升量可变机构的致动 器是电动机，而其它基本上具有相同的构造。因此，下面将省略或简化对 相同部分的描述，而主要描述不同点。如果必要，相同的附图标记用于与 第四实施例中的部件相同或对应的部件。可变气门系统20设置有进气凸轮轴21，进气凸轮21a，进气摇臂23i， 提升量可变机构30a、 30b,驱动提升量可变机构30a、 30b的推杆支架41电 动机51，和正时可变机构55。连接到顶盖3上的电动机51的驱动力通过设置到电动机51的旋转轴上 的驱动齿轮52传递到与驱动齿轮52啮合的齿轮件45上，所述推杆支架41由 电动机51驱动，并且被摆动。与第一被支撑部分47形成为一体的所述齿轮 件45是电动机51的驱动力作用在其上的推杆支架41中的一部分。所述驱动 齿轮52和齿轮件45分别构造成蜗杆和作为蜗轮的蜗杆副。根据第七实施例，除了驱动提升量可变机构30a、 30b的致动器是电动 机51以外，产生与第四实施例中的作用和效果相似的作用和效果。下面将描述其中上述实施例中的一部分的构造被改变的实施例的被 改变的构造。提升量可变机构30设置到所有的进气门和所有的排气门上，然而，与 内燃机所设置的气缸的数量无关，提升量可变机构仅必须设置到在一个气 缸中的包括进气门和排气门的多个发动机气门中的至少一个上。通过改变邻接部分26的邻接表面26a的构造，也可以实现其中进气门 或排气门大体上保持关闭的气门停止的状况。
所述内燃机也可以是其中吸入空气量仅由进气门控制并且不设置节 流阀到进气通道上的内燃机。所述气门停止机构也可以是由驱动摇臂、自由摇臂和连接元件构造成 的气门停止机构，所述驱动摇臂设置有按压进气门或排气门的气门按压部 分，提升量可变机构的推杆紧靠在所述自由摇臂上，所述连接元件例如连 接销，所述气门停止机构的运动由油压控制，并且在其中所述驱动摇臂和 自由摇臂切换到进气门或排气门被操作的连接状态和切换到连接元件停 止所述气门的连接释放状态。
权利要求
1、一种内燃机的可变气门系统，所述可变气门系统设置有凸轮，所述凸轮设置到凸轮轴上；摇臂，所述摇臂通过所述凸轮的气门驱动力的作用被摆动；提升量可变机构，所述提升量可变机构改变发动机气门的最大提升量；和致动器，所述致动器驱动所述提升量可变机构，且其中所述凸轮通过所述摇臂打开和关闭所述发动机气门，其中所述提升量可变机构设置有推杆和推杆支架，所述推杆由所述凸轮驱动并将所述气门驱动力施加到所述摇臂上，所述推杆支架支撑所述推杆，并被所述致动器驱动、且被摆动；且通过根据所述推杆支架的位置改变其中所述推杆紧靠在所述摇臂上的位置，改变所述最大提升量。
2、 根据权利要求l所述的内燃机的可变气门系统，其中 所述推杆设置有紧靠所述凸轮的输入推杆；紧靠所述摇臂的输出推杆；和按压件，所述按压件将所述输入推杆和所述输出推杆按压在所述凸 轮和所述摇臂上；且所述输入推杆和所述输出推杆能够在被所述按压件按压的方向上相 对移动。
3、 根据权利要求l所述的内燃机的可变气门系统，包括-气门停止机构，所述气门停止机构使发动机气门停止，且没有改变所述推杆支架的位置，其中所述提升量可变机构能够连续地改变所述最大提升量。
4、 根据权利要求3所述的内燃机的可变气门系统，其中所述推杆 设置有紧靠所述凸轮的输入推杆、和紧靠所述摇臂的输出推杆；且所述气门停止机构传递和断开所述输入推杆与所述输出推杆之间的 气门驱动力。
5、 根据权利要求l一4中任一项所述的内燃机的可变气门系统，其中所述发动机气门设置到所述内燃机的气缸盖上，并且所述发动机气门 是每一个气缸的多个发动机气门中的至少一个；且 当沿所述气缸的轴向方向看所述致动器时，所述致动器布置在所述多 个发动机气门之间。
6、 根据权利要求l所述的内燃机的可变气门系统，其中通过由所述凸轮轴可摆动地支撑的所述推杆支架，所述凸轮轴被 凸轮支架可旋转地支撑。
7、 根据权利要求l所述的内燃机的可变气门系统，其中 所述凸轮轴被凸轮支架可旋转地支撑；所述凸轮轴的一端和另一端被所述凸轮支架的第一轴承和第二轴承 可旋转地支撑；所述致动器是连接到所述第一轴承上的液压致动器；且 用于操作所述致动器的液压流体用的油通道被设置到所述第一轴承上。
8、 根据权利要求7所述的内燃机的可变气门系统，其中 通过由所述第一轴承可摆动地支撑的推杆支架，所述一端被所述第一轴承可旋转地支撑；且使得所述油通道与所述致动器连通并且所述液压流体被引入到其中 的油通道设置到所述推杆支架上。
全文摘要
本发明的目的是使得设置有可变气门系统的内燃机小型化，在所述可变气门系统中，每一个凸轮通过每一个摇臂打开和关闭进气门和排气门。内燃机(E)的可变气门系统(20)设置有通过凸轮(21a、22a)的气门驱动力的作用被摆动的摇臂(23i、23e)，和每一个提升量可变机构(30)，所述每一个提升量可变机构(30)改变进气门(13)和排气门(14)的最大提升量。所述提升量可变机构(30)设置有推杆(31)，所述推杆(31)由凸轮(21a、22a)驱动并使得气门驱动力作用在所述摇臂(23i、23e)上；和推杆支架(41)，所述推杆支架(41)支撑所述推杆(31)，并被电动机(51)驱动、且被摆动。最大提升量通过根据所述推杆支架(41)的位置改变其中所述推杆(31)紧靠在所述摇臂(23i、23e)上的位置而被改变。
文档编号F01L1/18GK101113680SQ200710136928
公开日2008年1月30日 申请日期2007年7月23日 优先权日2006年7月25日
发明者野村明史 申请人:本田技研工业株式会社