专利名称：发动机的连续可变气门升程设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发动机的连续可变气门升程设备。更特别地，本发明涉及一种发 动机的连续可变气门升程设备，其中它能够控制气门升程的偏差(deviation)。
背景技术：
近来，为了改进车辆的发动机的热效率和输出，已经充分完成了对于改变进气门/ 排气门的气门升程、气门正时以及打开/关闭时间的每一者的尝试。作为这种努力的结果， 所开发的装置的其中之一是连续可变气门升程(CVVL)。也就是说，由于用于车辆的连续可变气门升程可以对应于发动机的运行条件而最 优地控制气门动作(例如进气门/排气门的气门正时、气门升程等等)，它可以在需要较高 输出的高速/高负载条件下使得进气流达到最大，并且在需要重视增强燃料效率或减少废 气的低速/低负载条件下使得内部废气再循环(EGR)效果或节气门损失减到最小。已经在各种结构中开发了连续可变气门升程，其中之一就是具有连杆结构的连续 可变气门升程，其中驱动凸轮的扭矩通过连杆机构传递，以提升气门。具有连杆结构的连续可变气门升程在对各种连杆的每一者进行装配的过程中可 能会产生公差。根据首先设计的气门轮廓和实际测量的气门轮廓之间的差别，公差的积累 量可能会产生偏差。因此，可能需要对偏差进行修正。公开于本背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而 不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经为本领域技术人员所公知的现有技 术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种发动机的连续可变气门升程设备，其中它能够 控制气门升程的偏差。在本发明的一方面中，发动机的所述连续可变气门升程设备可以包括凸轮轴、输 出凸轮、滑动轴以及摇杆臂，所述凸轮轴具有形成在所述凸轮轴的外围表面上的偏心凸轮， 从而使得振荡外滚道轮(oscillating outer-race wheel)联接至所述偏心凸轮并且可沿 着所述偏心凸轮振荡，所述输出凸轮可旋转地安装至所述凸轮轴，所述滑动轴用于根据发 动机运行条件通过在前后方向上进行直线运动而改变所述输出凸轮的位置，其中所述滑动 轴具有偏差调节构件，所述偏差调节构件形成为朝向其外围表面是偏心的，所述摇杆臂可 旋转地安装至所述偏差调节构件，所述摇杆臂的一个端部可旋转地连接至所述振荡外滚道 轮，所述摇杆臂的另一个端部可旋转地与所述输出凸轮接合。
所述摇杆臂的所述另一个端部可以可旋转地联接至输出凸轮连杆的端部，所述输 出凸轮的端部可旋转地联接至所述输出凸轮连杆的另一个端部。驱动构件可以安装至所述滑动轴的侧面，以使得所述滑动轴在前后方向上进行直 线运动。所述驱动构件可以包括控制轴、控制连杆以及致动器，所述控制轴布置为与所述 滑动轴平行，其中控制偏差凸轮形成在所述控制轴的外围表面上，所述控制连杆用于枢转 地使得所述控制偏差凸轮与所述滑动轴连接，所述致动器与所述控制轴接合，用于使得所 述控制轴旋转。致动器销可以可旋转地插入安装部，所述安装部形成在所述控制连杆的端部部分 中，蜗杆形成在所述致动器销的外围表面上，蜗轮可以形成在所述滑动轴的外围表面上，以 与所述蜗杆啮合并且可旋转地插入所述安装部。固定构件可以螺旋连接在所述安装部的上侧面上，以阻止所述致动器销的旋转。滑块可以在前后方向上与所述滑动轴的远端一体连接，所述滑块在前后方向上沿 着在凸轮盖中形成的孔部而被引导，其中多个滑动轴布置为使得每个气缸被分离，所述滑 块分别安装至所述滑动轴的分离位置。根据本发明的示例性实施方案，通过旋转滑动轴而改变偏差调节构件的中心，可 以改变被偏差调节构件和摇杆臂所连接的输出凸轮的位置，因此，可以提供一种能够控制 气门升程的偏差的发动机的连续可变气门升程。此外，根据本发明，由于滑动轴布置为使得每个气缸可以被分离，可以提供一种发 动机的连续可变气门升程，其能够根据每个气缸单独地调节气门升程的偏差，并且能够防 止滑动轴和滑块彼此相连。通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于解释本发明的某些原理的具体实 施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以说 明。
图1是用于显示根据本发明的示例性的发动机的连续可变气门升程设备的立体 图。图2是用于显示图1中所示的凸轮盖被移除的状态的立体图。图3是图2的侧视图。图4是用于显示图2中所示的放大“A”部分的立体图。图5是沿着图4的X-X线取得的剖视图。图6是用于显示滑块安装至图2中所示的滑动轴的分离位置的状态的示意图。应理解的是，附图呈现了阐述本发明基本原理的各个特征的一定程度的简化表 示，从而不一定是按比例绘制的。本文所公开的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺 寸、定向、位置以及形状，将部分地由具体意图的应用以及使用环境所确定。在附图中，附图标记在全部附图的几个图中表示本发明的相同或者等效的部分。附图中每个元件的附图标记10 偏心凸轮轴15 偏心凸轮
20 振荡外滚道轮25输出凸轮
30、31、32、33 滑动轴35 蜗轮
40 偏差调节构件50摇杆臂
65、66、67 滑块70 驱动部
71 控制轴72控制偏心凸轮
73 控制连杆74安装部
75 电机80致动器销
85 蜗杆90固定构件
91、92、93 孔部
95 凸轮盖
具体实施例方式现在将详细地参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的实例被显示在附图中 并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书 并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实 施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种 选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。现在将参考附图更加具体地解释本发明的示例性实施方案。如图1至图4中所示，根据本发明示例性实施方案的发动机的连续可变气门升程 1可以包括凸轮轴10、振荡外滚道轮20、滑动轴30、31、32、33、摇杆臂50、输出凸轮25以及 驱动构件70，该振荡外滚道轮20安装为在偏心凸轮15上振荡，该偏心凸轮15形成在外围 表面上，该滑动轴30、31、32、33布置为与凸轮轴10分离，该摇杆臂50用于在滑动轴30、31、 32,33上与振荡外滚道轮20 —起旋转，该输出凸轮25可旋转地安装至凸轮轴10，该驱动构 件70用于通过使得滑动轴30、31、32、33进行直线运动而改变输出凸轮25的位置。凸轮轴10与曲柄轴一起旋转，其中偏心凸轮15形成在凸轮轴10的外围表面上， 从而使得振荡外滚道轮20可以安装。因此，振荡外滚道轮20在凸轮轴10旋转时沿着偏心 凸轮15的轮廓而上下、左右振荡。此外，响应于每一气缸的两个进气门3，两个输出凸轮25可旋转地装备至凸轮轴 10。输出凸轮25固定至与每个进气门3的上侧面连接的挺杆5，因此，输出凸轮25可 以根据轮廓通过将压力施加至挺杆5而提升进气门3。另一方面，接头片26形成为朝向上 方向在输出凸轮25的侧面上突出，其中接头片26通过第二连杆轴62与输出凸轮连杆45 的边缘接合，在下文中将对输出凸轮连杆45进行描述。输出凸轮连杆45是用于将摇杆臂50的旋转传递至输出凸轮25当中的部件，其中 输出凸轮连杆45的边缘通过第一连杆轴61与第二臂52连接，输出凸轮连杆45的另一边 缘通过第二连杆轴62与输出凸轮25的接头片26连接。滑动轴30、31、32、33基于发动机运行条件，借助驱动构件70通过在前后方向上进 行直线运动而改变输出凸轮25的位置，其中它们在凸轮轴10的上侧面上布置为与凸轮轴 10平行，
在这里，多个滑动轴30、31、32、33布置为根据每个气缸而分离，其中滑块65、66、 67在滑动轴30、31、32、33的分离位置在前后方向上接合，因此，邻近的滑动轴30、31、32、33 的边缘可以得到支撑。因此，由于滑动轴30、31、32、33并不是整体形成，而是制造为根据每 个气缸而分离，所以可以解决滑块65、66、67和滑动轴30、31、32、33彼此固定的问题。更具体地说，在驱动构件70运行的时候，每个滑块65、66、67都可以在前后方向上 沿着凸轮盖95的每个孔部91、92和93进行滑动运动，其中孔部91、92和93的高度并不相 同，因为凸轮盖95的孔部91、92和93都有各自的加工误差，因此，插入每个孔部91、92和 93的滑块65、66、67的各自高度也不相同。因此，假如滑动轴整体形成，而不是根据本发明 的示例性实施方案在每个气缸中分离，如果滑块65、66、67的各自高度根据最大公差以Z字形形状形成，滑块65、66、67和滑动轴30、31、32、33可能会彼此固定。如图6中所示，根据本发明的示例性实施方案的滑动轴30、31、32、33在每个气缸 中分离，从而在滑动轴30、31、32、33和滑块65、66、67之间具有间隙，因此，可以防止滑动轴 30、31、32、33和滑块65、66、67彼此固定。在这里，为了不使得滑块65、66、67固定至滑动轴 30、31、32、33，必须满足条件“h/L < (滑动轴和滑块之间的间隙)/(滑块的半径)”。
在这种情况下，偏差调节构件40在每个滑动轴30、31、32、33的外围表面上整体形 成，以沿着滑动轴30、31、32、33的轴线偏心，其中摇杆臂50可旋转地结合至偏差调节构件 40。摇杆臂50与振荡外滚道轮20连接，以根据振荡外滚道轮20的振荡而在滑动轴 30、31、32、33上旋转，摇杆臂50的旋转通过输出凸轮连杆45传递至输出凸轮25，在下文中 将对输出凸轮连杆45进行描述。为此，摇杆臂50的第一臂51通过连接轴22与振荡外滚 道轮20连接，摇杆臂50的第二臂52通过第一连杆轴61与输出凸轮连杆45的边缘连接， 在下文中将对第一连杆轴61进行描述。偏差调节构件40在根据每个气缸分离的滑动轴30、31、32、33上整体形成，因此，可以通过旋转滑动轴30、31、32、33而根据每个气缸调节进气门升程的偏差。也就是说，摇 杆臂50可旋转地结合至偏差调节构件40的外围表面，其中偏差调节构件40可以根据滑动 轴30、31、32、33的旋转在偏心状态下旋转，这是因为摇杆臂50通过输出凸轮连杆45和输 出凸轮25 —起运动。因此，偏差调节构件40的旋转可以传递至摇杆臂50->输出凸轮连 杆45->输出凸轮25，因此，可以将进气门3的长度调节为变长或变短。在这种情况下，偏差调节构件40制造为使得偏差量变得足够短，因此，可以根据 滑动轴30、31、32、33的旋转量精密地调节进气门升程的偏差。也就是说，因为必须将气缸 之间的气门升程的偏差调节在5%之内以将发动机的转速维持在恒定速率，可以通过缩短 偏差调节构件40的偏差量而精密地调节气门升程的偏差，其如本发明所述。另一方面，偏差调节构件40可以以单独的整体制造，并不与滑动轴30、31、32、33 分开单独地制造，以缩短工作工时。驱动构件70可以在前后方向上使得滑动轴30、31、32、33进行直线运动，因此，进气门3可以从高升程变为低升程，或者从低升程变为高升程。为此，驱动构件70可以主要包括控制轴71、控制连杆73以及用于使得控制轴71 旋转的电机75，其中控制偏心凸轮72形成在驱动构件70的外围表面上，控制连杆73用来 将控制偏心凸轮72与滑动轴30、31、32、33连接在一起。
控制轴71在凸轮轴10的上侧面上布置为与滑动轴30、31、32、33平行，其中它可 以通过电机75的旋转而旋转，从而使得滑动轴30、31、32、33在前后方向上进行直线运动。控制连杆73可以使得控制偏心凸轮72与滑动轴30、31、32、33连接在一起，从而 使得滑动轴30、31、32、33通过控制轴71的旋转在前后方向上进行直线运动。在这种情况 下，安装部74 (参考图5)形成为在控制连杆73的上表面上凹陷，致动器销80插入安装部 74中。致动器销80是用于使得滑动轴30、31、32、33旋转的部件，其中它可以与形成在滑 动轴30、31、32、33的外围表面上的蜗轮35啮合，这是因为蜗杆85形成在致动器销80的外 围表面上。因此，如果工人使用工具等使得致动器销80在确定的方向上旋转，滑动轴30、 31、32、33可以旋转，这是因为蜗杆85和蜗轮35彼此啮合。因此，滑动轴30、31、32、33和偏 差调节构件40可以整体旋转，因此，可以调节进气门升程的偏差。固定构件90可以螺旋连接在安装部74的上侧面上，以阻止致动器销80的旋转。 在这种情况下，固定构件90可以通过恒定的拧紧力矩而被拧紧，以将致动器销80在底部方 向上强制固定。因此，通过在工人通过旋转致动器销80而调节进气门升程的偏差之后，使 得固定构件90结合进入安装部74，可以防止致动器销80任意旋转。参考上述结构，下面将简单解释通过根据本发明实施方案的连续可变气门升程1 来调节气门升程的偏差的原理。如图5中所示，在通过轻松地释放在安装部74中拧紧的固定构件90而使得致动 器销80可能旋转的状态下，在致动器销80在任意方向旋转的时候，滑动轴30、31、32、33可 以通过蜗杆85和蜗轮35的啮合而旋转。在这种情况下，因为偏差调节构件40稍微偏心于滑动车轴30、31、32、33的中心， 在滑动轴30、31、32、33旋转的时候偏差调节构件40的中心可以移动。因此，可以根据结合进入偏差调节构件40的摇杆臂50的位置、与摇杆臂50相互 连接的输出凸轮连杆45的位置以及输出凸轮25的位置的精密变化而调节进气门升程的偏 差。在这种情况下，因为偏差调节构件40布置在彼此分离的滑动轴30、31、32、33上，当然 可以根据每个气缸分别地调节气门升程的偏差。因此，因为输出凸轮25的位置根据致动器销80的旋转而改变，可以通过改变致动 器销80的旋转方向和旋转角度而调节气门3的升程量。在通过上述过程来调节气门升程的偏差之后，装配操作可以通过将固定构件90 拧紧进入安装部74而完成，从而使得致动器销80不会从安装部74偏离。根据本发明的示例性实施方案，可以通过旋转滑动轴30、31、32、33而改变偏差调 节构件40的中心，然后可以改变通过偏差调节构件40和摇杆臂50连接的输出凸轮25的 位置，因此，可以调节气门升程的偏差。为了便于在所附权利要求中解释和精确定义，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”和
“外”用于参考在图中所示的示例性实施方案的特征的位置来描述这些特征。前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面 的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根 据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发 明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及 其等价形式所限定。
权利要求
1.一种发动机的连续可变气门升程设备，所述气门升程设备包括凸轮轴，所述凸轮轴具有形成在所述凸轮轴的外围表面上的偏心凸轮，从而使得振荡 外滚道轮联接至所述偏心凸轮并且可沿着所述偏心凸轮振荡； 输出凸轮，所述输出凸轮可旋转地安装至所述凸轮轴；滑动轴，所述滑动轴用于根据发动机运行条件通过在前后方向上进行直线运动而改变 所述输出凸轮的位置，其中所述滑动轴具有偏差调节构件，所述偏差调节构件形成为朝向 其外围表面是偏心的；以及摇杆臂，所述摇杆臂可旋转地安装至所述偏差调节构件，所述摇杆臂的一个端部可旋 转地连接至所述振荡外滚道轮，所述摇杆臂的另一个端部可旋转地与所述输出凸轮接合。
2.根据权利要求1所述的发动机的连续可变气门升程设备，其中所述摇杆臂的所述另 一个端部可旋转地联接至输出凸轮连杆的端部，所述输出凸轮的端部可旋转地联接至所述 输出凸轮连杆的另一个端部。
3.根据权利要求1所述的发动机的连续可变气门升程设备，其中驱动构件安装至所述 滑动轴的侧面，以使得所述滑动轴在前后方向上进行直线运动。
4.根据权利要求3所述的发动机的连续可变气门升程设备，其中所述驱动构件包括 控制轴，所述控制轴布置为与所述滑动轴平行，其中控制偏差凸轮形成在所述控制轴的外围表面上；控制连杆，所述控制连杆用于枢转地使得所述控制偏差凸轮与所述滑动轴连接；以及 致动器，所述致动器与所述控制轴接合，用于使得所述控制轴旋转。
5.根据权利要求4所述的发动机的连续可变气门升程设备，其中致动器销可旋转地插 入安装部，所述安装部形成在所述控制连杆的端部部分中，蜗杆形成在所述致动器销的外 围表面上，并且蜗轮形成在所述滑动轴的外围表面上，以与所述蜗杆啮合并且可旋转地插入所述安装部。
6.根据权利要求5所述的发动机的连续可变气门升程设备，其中固定构件螺旋连接在 所述安装部的上侧面上，以阻止所述致动器销的旋转。
7.根据权利要求1所述的发动机的连续可变气门升程设备，其中滑块在前后方向上 与所述滑动轴的远端一体连接，所述滑块在前后方向上沿着在凸轮盖中形成的孔部而被引 导。
8.根据权利要求7所述的发动机的连续可变气门升程设备，其中多个滑动轴布置为使 得每个气缸被分离，所述滑块分别安装至所述滑动轴的分离位置。
全文摘要
本发明公开了一种发动机的连续可变气门升程设备，可以包括凸轮轴、输出凸轮、滑动轴以及摇杆臂，所述凸轮轴具有形成在所述凸轮轴的外围表面上的偏心凸轮，从而使得振荡外滚道轮联接至所述偏心凸轮并且可沿着所述偏心凸轮振荡，所述输出凸轮可旋转地安装至所述凸轮轴，所述滑动轴用于根据发动机运行条件通过在前后方向上进行直线运动而改变所述输出凸轮的位置，其中所述滑动轴具有偏差调节构件，所述偏差调节构件形成为朝向其外围表面是偏心的，所述摇杆臂可旋转地安装至所述偏差调节构件，所述摇杆臂的一个端部可旋转地连接至所述振荡外滚道轮，所述摇杆臂的另一个端部可旋转地与所述输出凸轮接合。
文档编号F01L13/00GK101994537SQ20101023619
公开日2011年3月30日 申请日期2010年7月21日 优先权日2009年8月13日
发明者孔镇国, 崔炳永, 权奇荣, 梁在椿, 禹秀亨, 郭永弘, 金镇淳 申请人:现代自动车株式会社;起亚自动车株式会社