连续可变气门正时装置及设有该装置的发动机的制作方法

与相关申请的交叉引用

本申请要求2016年3月31日提交的韩国专利申请第10-2016-0039395号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

本发明涉及一种连续可变气门正时装置及设有该装置的发动机。更特别地，本发明涉及这样一种连续可变气门正时装置及设有该装置的发动机，所述连续可变气门正时装置可以以简单的构造根据发动机的工作状况来改变气门的打开持续时间。

背景技术：

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。

进气门和排气门的最佳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最佳气门操作，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。

而且，为了获得这种取决于发动机的转速的最佳气门操作，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。

公开于本发明的背景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：

本发明的各个方面致力于提供一种连续可变气门正时装置及设有该装置的发动机，其可以以简单的构造而根据发动机的工作状况来改变气门的打开正时或关闭正时。

根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时装置，可以包括：凸轮轴；凸轮装置，凸轮分别形成于所述凸轮装置，凸轮轴插入至该凸轮装置，从而相对于凸轮轴的相对相位角是可变的；内支架，其构造成将所述凸轮轴的旋转传递至所述凸轮装置；提升件，所述内支架能够旋转地插入至所述提升件中，圆柱孔和轴孔形成于所述提升件；控制轴，其平行于所述凸轮轴，插入至所述轴孔的控制杆偏心地形成于所述控制轴；控制圆柱，控制杆孔形成于所述控制圆柱，控制杆插入至控制杆孔中，所述控制圆柱插入至所述圆柱孔；引导部，其引导所述提升件的移动；以及控制器，其选择性地旋转所述控制轴，使得所述提升件可以移动。

所述提升件可以包括：提升件本体，所述内支架能够旋转地插入至所述提升件本体中；以及提升件头，引导孔形成于所述提升件头，提升件头与所述提升件本体连接。

所述引导部可以包括：引导杆，其插入至所述引导孔；以及引导支架，其支撑所述引导杆。

第一滑动孔和第二滑动孔可以形成于所述内支架，连接至所述凸轮轴的滑块销可以能够旋转地插入至所述第一滑动孔，凸轮键可以形成于所述凸轮装置，凸轮键销可以能够旋转地插入至所述第二滑动孔，其中凸轮键孔形成于凸轮键销上，凸轮键能够滑动地插入至所述凸轮键孔。

所述滑块销可以包括：销本体，其能够滑动地插入至所述凸轮轴；以及销头，其能够旋转地插入至所述第一滑动孔，其中，所述销本体和销头可以整体或一体形成。

凸轮轴油孔可以沿着凸轮轴的纵向方向形成于凸轮轴，本体油孔可以形成于销本体并构造成与凸轮轴油孔流体连通，油槽可以形成于所述销头并构造成与所述本体油孔流体连通。

所述凸轮装置可以包括第一凸轮部和第二凸轮部，所述第一凸轮部对应于第一汽缸布置，所述第二凸轮部对应于毗邻所述第一汽缸的第二汽缸布置，所述内支架可以包括第一内支架和第二内支架，所述第一内支架和第二内支架构造成将所述凸轮轴的旋转分别传递至所述第一凸轮部和第二凸轮部。

连续可变气门正时装置可以进一步包括轴承，所述轴承设置于所述提升件之内并支撑所述第一内支架和第二内支架。

所述第一内支架和第二内支架可以彼此连接。

所述凸轮可以作为一对形成于所述第一凸轮部和第二凸轮部，凸轮盖连接部分形成于所述第一凸轮部和第二凸轮部的每一者的一对凸轮之间，凸轮支撑部分形成于所述凸轮盖，所述凸轮支撑部分构造成能够旋转地支撑凸轮盖连接部分。

轴孔可以形成于所述凸轮盖，所述控制轴插入至所述轴孔。

连续可变气门正时装置可以进一步包括轴轴承，所述轴轴承插入至所述轴孔并能够旋转地支撑所述控制轴。

根据本发明示例性实施方案的发动机可以设置有连续可变气门正时装置。

所述凸轮装置可以包括第一凸轮部和第二凸轮部，所述第一凸轮部对应于第一汽缸布置，所述第二凸轮部对应于毗邻所述第一汽缸的第二汽缸布置，所述内支架可以包括第一内支架和第二内支架，所述第一内支架和第二内支架构造成将凸轮轴的旋转分别传递至所述第一凸轮部和第二凸轮部，所述第一内支架和第二内支架可以设置于所述提升件。

所述第一内支架和第二内支架可以彼此连接。

所述提升件可以包括：提升件本体，所述内支架能够旋转地插入至所述提升件本体中；以及提升件头，引导孔形成于所述提升件头，提升件头与所述提升件本体连接。

所述引导部可以包括：引导杆，其插入至所述引导孔；以及引导支架，其支撑所述引导杆。

第一滑动孔和第二滑动孔可以形成于所述内支架，连接至所述凸轮轴的滑块销可以能够旋转地插入至所述第一滑动孔，凸轮键可以形成于所述凸轮装置，凸轮键销可以能够旋转地插入至所述第二滑动孔，其中凸轮键槽形成于凸轮键销上，凸轮键能够滑动地插入至所述凸轮键槽，其中，所述滑块销可以包括：销本体，其能够滑动地插入至所述凸轮轴；以及销头，其能够旋转地插入至所述第一滑动孔，其中，所述销本体和销头可以整体或一体形成。

凸轮轴油孔可以沿着凸轮轴的纵向方向形成于凸轮轴，本体油孔可以形成于销本体并构造成与凸轮轴油孔流体连通，油槽可以形成于所述销头并构造成与所述本体油孔流体连通。

所述凸轮可以作为一对形成于所述第一凸轮部和第二凸轮部，凸轮盖连接部分可以形成于所述第一凸轮部和第二凸轮部的每一者的一对凸轮之间，凸轮支撑部分可以形成于所述凸轮盖，所述凸轮支撑部分构造成能够旋转地支撑凸轮盖连接部分。

如上所述，根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时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的打开正时/关闭正时。

本发明的示例性连续可变气门正时装置可以减小尺寸，因此，气门机构的整个高度可以减小。

由于连续可变气门正时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。

本发明的方法和装置可以具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为设置有根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时装置的发动机的立体图。

图2为根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时装置的立体图。

图3为根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时装置的侧视图。

图4为根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时装置的分解立体图。

图5为根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时装置的俯视平面图。

图6为沿着图5中的线ⅵ-ⅵ所呈现的截面图。

图7和图8为示出了根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时装置的内支架的视图。

图9至图11为沿着图5中的线ix-ix所呈现的截面图。

图12和图13为示出了根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时装置的运行的视图。

图14为示出了根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时装置的气门升程特性的曲线图。

应理解的是，附图呈现了描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。本发明所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记涉及本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示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，应当理解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。

在下文的详细说明中，仅简单地通过图解来显示和描述本发明的某些示例性实施方案。

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，在附图中而将层、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。

下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。

图1为设置有根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时装置的发动机的立体图，图2为根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时装置的立体图。

图3为根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时装置的侧视图，图4为根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时装置的分解立体图。

图5为根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时装置的俯视平面图，图6为沿着图5中的线ⅵ-ⅵ所呈现的截面图。

图7和图8为示出了根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时装置的内支架的视图。

参考图1至图7，根据本发明示例性实施方案的发动机1设置有连续可变气门正时装置，该连续可变气门正时装置通过凸轮载架(camcarrier)10而安装于发动机1。

在附图中，4个汽缸211、212、213和214形成于发动机1，但是本发明并不限于此。

根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时装置包括凸轮轴30、凸轮装置70、内支架80、提升件90、控制轴108、控制圆柱50、引导部130以及控制器100；凸轮71分别形成于该凸轮装置70，凸轮轴30插入至该凸轮装置70，使得相对于凸轮轴30的相对相位角是可变的；该内支架80构造成将凸轮轴30的旋转传递至凸轮装置70；内支架80可旋转地插入至该提升件90，圆柱孔98和轴孔96形成于该提升件90上；控制轴108平行于凸轮轴30，插入至轴孔96的控制杆110偏心地形成于控制轴108；控制杆110插入至其中的控制杆孔52形成于该控制圆柱50，该控制圆柱50插入至圆柱孔98；该引导部130引导提升件90的移动；该控制器100选择性地旋转控制轴108使得提升件90可以移动。

凸轮轴30可以为进气凸轮轴或排气凸轮轴。

提升件90包括提升件本体92和提升件头94，内支架80可旋转地插入至该提升件本体92中，引导孔95形成于该提升件头94，该提升件头94与提升件本体92连接。

圆柱孔98和轴孔96形成于提升件头94。

引导部130包括引导杆132和引导支架134，该引导杆132插入至引导孔95，该引导支架134支撑引导杆132。

引导支架孔135形成于引导支架134，引导杆132连接至引导支架孔135。

引导支架134可以通过凸轮载架支架12而连接至凸轮载架10，凸轮轴支撑孔13形成于凸轮载架支架12用于可旋转地支撑凸轮轴30。

第一滑动孔86和第二滑动孔88形成于内支架80，连接至凸轮轴30的滑块销60可旋转地插入至第一滑动孔86，凸轮键74形成于凸轮装置70。凸轮键销82可旋转地插入至第二滑动孔88，其中凸轮键槽83形成于凸轮键销82上，凸轮键74可滑动地插入至凸轮键槽83。

滑块销60包括可滑动地插入至凸轮轴30的销本体62和可旋转地插入至第一滑动孔86的销头64，其中销本体62和销头64可以整体地或一体地形成。

凸轮轴孔34形成于凸轮轴30，滑块销60的销本体62可滑动地插入至凸轮轴孔34，销头64可旋转地插入至第一滑动孔86。

凸轮轴油孔32沿着凸轮轴30的纵向方向形成于凸轮轴30上，形成于销本体62的本体油孔66构造成与凸轮轴油孔32流体连通，油槽68形成于销头64中并构造成通过形成于滑块销60之内的连通孔69而与本体油孔66流体连通。

供应至凸轮轴油孔32的润滑剂可以经过本体油孔66、连通孔69以及油槽68而顺畅地供应至内支架80。

凸轮装置70包括第一凸轮部70a和第二凸轮部70b，该第一凸轮部70a对应于一个汽缸(例如第一汽缸201)布置，该第二凸轮部70b对应于毗邻的汽缸(例如毗邻第一汽缸201的第二汽缸202)布置。内支架80包括构造成将凸轮轴30的旋转分别传递至第一凸轮部70a和第二凸轮部70b的第一内支架80a和第二内支架80b。

连续可变气门正时装置可以进一步包括轴承140，该轴承140设置于提升件90之内并支撑第一内支架80a和第二内支架80b。

轴承140可以为双列滚动轴承，第一内支架80a和第二内支架80b可以设置于双列滚动轴承140中，使得第一内支架80a和第二内支架80b可以无干扰地旋转。

由于第一内支架80a和第二内支架80b可以设置在提升件90之内，因此可以减少元件数量，可以提高生产率并减少用于装置的空间。

图7和图8为示出了根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时装置的内支架的视图。

参考图7和图8，设置于提升件90之内的第一内支架80a和第二内支架80b可以彼此连接。例如，第一内支架连接器84和第二内支架连接器85分别形成于第一内支架80a和第二内支架80b，第一内支架连接器84和第二内支架连接器85连接。

在附图中，第一内支架连接器84和第二内支架连接器85分别形成为外凸形状和内凹形状，但是并不限于此。

在第一内支架80a和第二内支架80b连接的情况下，可以减少由于轴承、内支架、提升件等的制造公差造成的松动和振动。

两个凸轮71和72可以作为一对形成于第一凸轮部70a和第二凸轮部70b上，凸轮盖连接部分76形成于第一凸轮部70a和第二凸轮部70b中的每一者的一对凸轮71和72之间。

凸轮71和72旋转并打开气门200。

连续可变气门正时装置进一步包括凸轮盖40，构造成可旋转地支撑凸轮盖连接部分76的凸轮支撑部分46形成于凸轮盖40。

轴孔42形成于凸轮盖40，控制轴108插入至该轴孔42，可旋转地支撑控制轴108的轴轴承44插入至轴孔42。

支撑杆112形成于控制轴108，轴轴承44能够可旋转地支撑支撑杆112。

在图1至图4中，根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时装置应用于具有4个汽缸201、202、203和204的发动机1，但不限于此。根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时装置可以应用于具有6个或更多个汽缸的发动机。

图9至图11为沿着图5中的线ix-ix所呈现的截面图。

图12和图13为示出了根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时装置的运行的视图。

如图9中所示，当凸轮轴30的旋转中心和凸轮装置70的旋转中心重合的时候，凸轮71和72以与凸轮轴30相同的相位角旋转。

根据发动机的工作状态，发动机控制单元(ecu)或电子控制单元将控制信号传递至控制器100以旋转控制轴108。

然后，偏心地形成于控制轴108的控制杆110旋转，控制杆110的上下方向的位移引起控制圆柱50的上下方向的位移，控制杆110的左右方向的位移引起提升件90的左右方向的位移，如图10和图11中所示。

如图12中所示，当提升件90相对于凸轮轴30的旋转中心而在一个方向移动的时候，从相位(a)至相位(b)及从相位(b)至相位(c)凸轮71和73的旋转速度与凸轮轴30的旋转速度相比相对更快，从相位(c)至相位(d)及从相位(d)至相位(a)凸轮71和73的旋转速度与凸轮轴30的旋转速度相比相对更慢。

如图13中所示，当提升件90相对于凸轮轴30的旋转中心而在另一个方向移动的时候，从相位(a)至相位(b)及从相位(b)至相位(c)凸轮71和73的旋转速度与凸轮轴30的旋转速度相比相对更慢，从相位(c)至相位(d)及从相位(d)至相位(a)凸轮71和73的旋转速度与凸轮轴30的旋转速度相比相对更快。

当滑块销60与凸轮轴30旋转的时候，销本体62在凸轮轴孔34之内可以滑动，销头64在第一滑动孔86之内可以旋转，凸轮销84在第二滑动孔88之内可以旋转，凸轮键74在凸轮键槽83之内可以滑动。因此，凸轮71和73的相对旋转速度相对于凸轮轴30的旋转速度发生改变。

图14为示出了根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时装置的气门升程特性的曲线图。

如图14中所示，虽然气门200的最大升程为恒定的，但是凸轮71和73的旋转速度根据提升件90的相对位置而相对于凸轮轴30的旋转速度发生改变，从而使得气门200的关闭和打开时间改变。亦即，气门正时发生改变。

在图14中，当气门200的打开和关闭正时发生改变的时候，气门200的打开持续时间为恒定的，但是并不限于此。根据凸轮71和73及气门200的各个安装角度、凸轮71和73的凸轮凸角与气门200之间的各个接触角度等等，可以执行各个气门打开持续时间/正时。

亦即，根据气门200与凸轮71和73的接触位置，气门200的打开正时可以为恒定的，气门200的关闭正时可以提前或延后。

或者，根据气门200与凸轮71和73的接触位置，气门200的关闭正时可以为恒定的，气门200的打开正时可以提前或延后。

如上所述，根据本发明示例性实施方案的连续可变气门正时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的打开持续时间。

根据本发明的示例性实施方案的连续可变气门正时装置可以减小尺寸，因此，气门机构的整个高度可以减小。

由于连续可变气门正时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。

由于本体油孔66和油槽68形成于滑块销60，因此润滑油可以流畅地供应至包括内支架的旋转元件。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上部”、“下部”、“内”、“外”、“上”、“下”、“上部”、“下部”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背后”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“向前”和“向后”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

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。前面的描述并非意欲穷尽，或者将本发明严格限制为所公开的具体形式，显然，根据上述教导可能进行很多改变和变化。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不同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同形式所限定。