连续可变气门升程装置及设有该装置的发动机的制作方法

本申请要求2015年6月22日提交的韩国专利申请第10-2015-0088630号的权益，该申请的全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及一种连续可变气门升程装置及设有该装置的发动机。

背景技术：

本部分中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息而并不构成现有技术。

内燃机发动机通过使燃烧室中的燃料在吸入燃烧室内的空气媒介中燃烧而产生动力。进气门由凸轮轴操作用以吸入空气，在进气门打开的同时所述空气被引入至燃烧室中。此外，排气门由凸轮轴操作，在排气门打开的同时将燃烧气体从燃烧室排出。

进气门和排气门的期望的操作取决于发动机的转速。也就是说，这些气门的最佳升程或最佳打开/关闭正时取决于发动机的转速。为了获得这种取决于发动机转速的期望的气门操作，已经开始进行各种研究，例如多个凸轮和可以根据发动机转速而改变气门升程的连续可变气门升程(CVVL)的设计。

另外，为了获得这种取决于发动机的转速的期望的气门操作，已经开始进行关于根据发动机转速而能够进行不同气门正时操作的连续可变气门正时(CVVT)装置的研究。一般的CVVT可以改变具有固定的气门打开持续时间的气门正时。

然而，一般的CVVL和CVVT具有复杂的结构并且制造成本也较高。

公开于背景技术部分的上述信息仅仅旨在加深对本发明的理解，其可以包含的信息并不构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明提供一种连续可变气门升程装置及设有该装置的发动机，该连续可变气门升程装置可以以简单的构造而根据发动机的工作状况来改变气门升程。

根据本发明的实施方案的连续可变气门升程装置可以包括：凸轮轴；凸轮部分，凸轮形成至所述凸轮部分且所述凸轮轴插入至所述凸轮部分；滑动罩，所述凸轮部分能够旋转地插入至所述滑动罩且所述滑动罩的位置相对于所述凸轮轴是可移动的；控制部分，其选择性地改变所述滑动罩的位置；输出部分，其围绕枢轴能够旋转，气门引导底托形成至所述输出部分；气门单元，其构造成由气门引导底托驱动。

所述连续可变气门升程装置可以进一步包括：连接销，其与所述凸轮轴连接；以及螺旋轴承，其安装至所述凸轮部分，所述连接销插入至所述螺旋轴承中。

所述连续可变气门升程装置可以进一步包括轴承，所述轴承插置于所述凸轮部分与所述滑动罩之间。

所述输出部分可以包括输出辊子，所述输出辊子接触所述凸轮。

滚珠丝杠壳体可以形成至所述滑动罩，所述控制部分可以包括：滚珠丝杠，其与所述滚珠丝杠壳体啮合；以及控制马达，其驱动所述滚珠丝杠。

所述气门单元可以包括：摆臂辊子，其接触所述气门引导底托；以及气门。

轨道可以形成至所述滑动罩用于引导所述滑动罩的移动。

所述凸轮可以形成至所述凸轮部分的两侧上；所述输出部分可以成对构造以接触每个凸轮；所述气门单元可以成对构造，每个气门单元包括摆臂辊子及气门，所述摆臂辊子接触每个输出部分的每个气门引导底托。

根据本发明的实施方案的发动机可以包括：凸轮轴；凸轮部分，凸轮形成至所述凸轮部分且所述凸轮轴插入至所述凸轮部分中；滑动罩，所述凸轮部分能够旋转地插入至所述滑动罩，所述滑动罩的位置在汽缸盖上相对于所述凸轮轴能够移动；控制部分，其选择性地改变所述滑动罩的位置；输出部分，其围绕枢轴能够旋转，所述枢轴连接至所述汽缸盖，气门引导底托形成至所述输出部分；以及气门单元，其构造成由气门引导底托驱动。

所述发动机可以进一步包括：连接销，其与所述凸轮轴连接；以及螺旋轴承，其安装至所述凸轮部分，所述连接销插入至所述螺旋轴承中。

所述发动机可以进一步包括轴承，所述轴承插置于所述凸轮部分与所述滑动罩之间。

所述输出部分可以包括输出辊子，所述输出辊子接触所述凸轮。

滚珠丝杠壳体可以形成至所述滑动罩，所述控制部分可以包括：滚珠丝杠，其与所述滚珠丝杠壳体啮合；以及控制马达，其驱动所述滚珠丝杠。

所述气门单元可以包括：摆臂辊子，其接触所述气门引导底托；以及气门。

轨道可以形成至所述滑动罩用于引导所述滑动罩的移动。

所述凸轮可以形成至所述凸轮部分的两侧上；所述输出部分可以成对构造以接触每个凸轮；所述气门单元可以成对构造，每个气门单元包括摆臂辊子及气门，所述摆臂辊子接触每个输出部分的每个气门引导底托。

如上所述，根据本发明的实施方案的连续可变气门升程装置可以以简单的构造根据发动机的工作状况而改变气门升程。

根据本发明的实施方案的连续可变气门升程装置与一般的连续可变气门升程装置相比，可以减小最小气门升程下的打开持续时间。

根据本发明的实施方案的连续可变气门升程装置可以将进气门的关闭正时提前从而可以减少泵气损失并提高燃料经济性。

根据本发明的实施方案的连续可变气门升程装置可以减小尺寸，因此，气门机构的整个高度可以减小。

由于连续可变气门升程装置可以无需过多的改变而应用于现有的发动机，因此可以提高生产率且可以降低生产成本。

通过本文提供的说明，本申请进一步的应用领域将变得清楚。应理解的是，说明书和具体实施例仅旨在用于说明的目的而不是旨在限制本发明的范围。

附图说明

为了充分理解本发明，现在将参考附图并以示例的方式对本发明的各种形式进行描述，其中：

图1为连续可变气门升程装置的立体图；

图2为连续可变气门升程装置的分解立体图；

图3为设置至连续可变气门升程装置的螺旋轴承的截面图；

图4和图5为示出在连续可变气门升程装置的低升程模式下的运行的视图；

图6和图7为示出在连续可变气门升程装置的高升程模式下的运行的视图；

图8和图9为示出连续可变气门升程装置的凸轮的机械运动的视图；

图10为连续可变气门升程装置的气门升程特性(valve profile)的曲线图；

图11为发动机的压力容积曲线图(pressure volume diagram)。

本文描述的附图仅旨在用于说明的目的而并不旨在以任何方式限制本发明的范围。

<附图标记描述>

1:发动机 10:汽缸盖

30:凸轮轴 32:连接销

40:凸轮部分 42:凸轮

44:驱动表面 46:驱动孔

50:输出部分 52:枢轴

54:气门引导底托 56:输出辊子

60:滑动罩 62:轴承

64:滚珠丝杠壳体 66:轨道

80:螺旋轴承 82:内轮

84:外轮 100:控制部分

102：滚珠丝杠 104:控制马达

200:气门单元 202:摆臂辊子

204:气门。

具体实施方式

如下描述仅为示例性的而并不旨在限制本发明、及其应用或用途。应理解在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。

本领域技术人员将意识到，可以对所描述的实施方案进行各种不同方式的修改，所有这些修改将不会脱离本发明的精神或范围。

将省略与说明无关的部件从而清楚描述本发明，在整个说明书中，相同或相似的元件将用相同的附图标记表示。

为清楚起见，在附图中将层、膜、板、区域等的厚度进行了放大。

在整个说明书和权利要求书中，除非明确地相反描述，术语“包括”和变化形式例如“包含”或“包括有”应被理解为暗示包含所述元件但并不排除任何其它元件。

参考图1至图3，根据本发明的实施方案的发动机1包括汽缸盖10以及连续可变气门升程装置，该连续可变气门升程装置安装至汽缸盖10。

根据本发明的实施方案的连续可变气门升程装置包括凸轮轴30、凸轮部分40、滑动罩60、控制部分100、输出部分50以及气门单元200，凸轮42形成在该凸轮部分40上且凸轮轴30插入至该凸轮部分40；凸轮部分40可旋转地插入至所述滑动罩60且该滑动罩60的位置是可移动的；所述控制部分100选择性地改变滑动罩60的位置；输出部分50围绕枢轴52可以旋转，该输出部分50具有形成至其上的气门引导底托(valve shoe)54；该气门单元200构造成由气门引导底托54驱动。

枢轴52可旋转地安装至汽缸盖10，汽缸盖10包括凸轮推杆。

轨道66形成在滑动罩60上，滑动罩60在汽缸盖10上可以移动。

如图1和图2中所示，凸轮42可以形成在凸轮部分40的两侧，输出部分50可以成对构造以接触每个凸轮42，气门单元200成对构造且每个气门单元200可以构造成一对，两个气门单元200可以分别接触输出部分50以便得到驱动。

连接销32连接至凸轮轴30，螺旋轴承80安装至凸轮部分40，连接销32插入至该螺旋轴承80。

螺旋轴承80可以包括外轮84和内轮82，该外轮84连接至凸轮部分40的驱动孔46，该内轮82可旋转地连接至外轮84。连接销32在内轮82中可以滑动。

轴承62插置于凸轮部分40的驱动表面44与滑动罩60之间。因此，可以容易地实现凸轮部分40的旋转。在附图中，轴承62绘制为滚针轴承，然而本发明并不限于此。相反，各种轴承(例如滚珠轴承、滚柱轴承等等)都可以应用于此。

输出部分50包括输出辊子56(该输出辊子56接触凸轮42)并将凸轮42的旋转运动改变为绕着枢轴52的摆动运动。

滚珠丝杠壳体64形成在滑动罩60上，控制部分100包括滚珠丝杠102和控制马达104，该滚柱丝杠102与滚珠丝杠壳体64啮合，所述控制马达104驱动滚珠丝杠102。滑动罩60的位置可以根据控制马达104的操作而改变。

气门单元200可以为摆臂，该摆臂包括摆臂辊子202和气门204，该摆臂辊子202接触气门引导底托54。

图4和图5为示出在根据本发明的实施方案的连续可变气门升程装置的低升程模式下的运行的视图，图6和图7为示出在连续可变气门升程装置的高升程模式下的运行的视图。

图8和图9为示出连续可变气门升程装置的凸轮的机械运动的视图，图10为连续可变气门升程装置的气门升程特性(valve profile)的曲线图。

参考图1至图10，将描述根据本发明的实施方案的连续可变气门升程装置的操作。

根据发动机工作状态，ECU将控制信号传递至控制部分100的马达104以改变滑动罩60的相对位置。

如图4和图5中所示，例如，在低升程模式下滑动罩60根据控制部分100的操作而向右移动。

由于凸轮轴30连接至连接销32且连接销32连接至螺旋轴承80，因此凸轮轴30的旋转由连接销32和螺旋轴承80而传递至凸轮部分40。

由于滑动罩60向右移动，因此输出部分50绕着枢轴52沿逆时针方向相对地旋转。

由于输出部分50绕着枢轴52沿逆时针方向相对地旋转，因此气门引导底托54与摆臂辊子202的接触位置及凸轮42与输出辊子56的接触位置发生改变。

也就是说，如图8中所示，虽然凸轮轴30的旋转中心X不变，但是凸轮42的旋转中心向右改变至Y1处。因此凸轮42与输出辊子56的接触位置及气门引导底托54与摆臂辊子202的接触位置发生改变。

如图4和图5中所示，例如，在高升程模式下滑动罩60根据控制部分100的操作而向右移动。

如图6和图7中所示，例如，在高升程模式下滑动罩60根据控制部分100的操作而向左移动。

由于滑动罩60向左移动，因此输出部分50绕着枢轴52沿顺时针方向相对地旋转。

由于输出部分50绕着枢轴52沿顺时针方向相对地旋转，因此气门引导底托54与摆臂辊子202的接触位置及凸轮42与输出辊子56的接触位置发生改变。

也就是说，如图9中所示，虽然凸轮轴30的旋转中心X不变，但是凸轮42的旋转中心向右改变至Y2处。因此凸轮42与输出辊子56的接触位置及气门引导底托54与摆臂辊子202的接触位置发生改变。

如图10中所示，气门204的高升程特性A或低升程特性B可以根据凸轮42相对于凸轮轴30的相对旋转中心、凸轮轴30与输出辊子56的相对位置以及气门引导底托54与摆臂辊子202的接触位置而实现。

虽然在图10中仅示出高升程特性A和低升程特性，但是本发明并不限于此。滑动罩60的相对位置可以实现不同的气门特性。

如图10中所示，在低升程模式下，与一般的连续可变气门升程装置的气门打开持续时间C相比，可以减少连续可变气门升程装置的气门打开持续时间D。并且由于凸轮42与输出辊子56的接触位置的改变，因而在低升程模式下，与一般的连续可变气门升程装置的气门关闭时间相比，气门关闭时间可以提前。

因此，根据本发明的实施方案的连续可变气门升程装置可以减少泵气损失并提高燃料经济性。

图11为发动机的压力容积曲线图(pressure volume diagram)。

如图11中所示，与不具有连续可变气门升程装置的发动机的泵气损失E相比，设置有连续可变气门升程装置的发动机可以减少泵气损失F。

然而，连续可变气门升程装置可以减少气门打开持续时间并将气门关闭时间提前，从而可以减少泵气损失G并可以提高燃料经济性。

根据本发明的连续可变气门升程装置可以减小尺寸，因此，气门机构的整个高度可以减小。

由于连续可变气门升程装置可以无需过多的改变而应用于现有的发动机，因此可以提高生产率且可以降低生产成本。

虽然参考目前被视为是实际的实施方案来描述本发明，但应理解，本发明并不限于所公开的实施方案。相反，本发明的观念旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围之内的各种修改形式和等效形式。