用于发动机的可变气门装置的制作方法

本发明大体上涉及一种用于发动机的可变气门装置。更具体地，本发明涉及一种以多级的方式控制气门升程的技术。

背景技术：

内燃机发动机具有多个用于将空气吸入燃烧室或将空气从燃烧室排出的气门，并且，通过根据发动机的运行情况来改变气门打开和关闭动作，从而实现更高效的发动机运行。

为了更高效的发动机运行，一种用于改变气门动作的方式是当气门打开的时候改变气门的升程。执行这种操作的装置通常被称为可变气门升程(vvl)装置。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，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一般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用于发动机的可变气门装置，其中，发动机的可变气门升程装置的组装精度得到改善，并且保证凸轮轴的耐久性和操作的稳定性，从而可变气门装置的操作执行得更加精确和稳定，因此，可以通过更精确的发动机控制改善发动机的输出，并可以增加发动机的耐久性。

在本发明的各个方面中，提供了一种用于发动机的可变气门装置，所述可变气门装置包括：凸轮轴；可移动凸轮装置，其配合在凸轮轴上以能够在凸轮轴的轴向方向上滑动，并且配置成沿凸轮轴的轴向方向布置有引导突出部以及具有至少两个不同凸轮轮廓的凸轮；至少一个轴槽，其线性地加工为在凸轮轴的外圆周表面沿凸轮轴的轴向方向具有预定的横截面形状；凸轮槽，其设置在可移动凸轮装置的内圆周表面以和所述至少一个轴槽连通；以及插入构件，其插入到由所述轴槽和所述凸轮槽限定的连通空间中，使得凸轮轴的旋转位移能够传递到可移动凸轮装置。

所述轴槽和所述凸轮槽的每一个可以配置为具有半圆形横截面，使得所述连通空间具有圆形横截面；并且，所述插入构件可以包括具有圆形横截面的杆，所述杆插入到所述具有由所述轴槽和所述凸轮槽限定的圆形横截面的连通空间中。

所述轴槽和所述凸轮槽可以配置成所述连通空间具有多边形横截面；并且，所述插入构件可以包括杆，该杆的横截面与由所述轴槽和所述凸轮槽限定的多边形横截面相似，并且插入到具有多边形横截面的连通空间中。

所述轴槽可以围绕凸轮轴在保留外圆周表面的范围内设置为多个。

在本发明的各个方面中，还提供了一种用于发动机的可变气门装置，所述可变气门装置包括：凸轮轴；可移动凸轮装置，其配合在凸轮轴上以能够在凸轮轴的轴向方向上滑动，并且配置成沿凸轮轴的轴向方向布置有引导突出部以及具有至少两个不同凸轮轮廓的凸轮；轴突出部，其配置为在与凸轮轴的轴向方向垂直的方向上突出；以及凸轮槽，其沿可移动凸轮装置的轴向方向线性地设置在可移动凸轮装置的内圆周表面，使得所述轴突出部插入到所述凸轮槽中。

凸轮轴可以设置有从凸轮轴的表面开槽的轴凹进部，使得所述轴突出部的端部插入到所述轴凹进部中并锁定到所述轴凹进部；并且所述轴突出部可以配置成其端部插入到所述轴凹进部中并锁定到所述轴凹进部。

凸轮轴可以设置有穿过凸轮轴而形成的轴孔，使得轴突出部的中部插入到所述轴孔中并锁定到所述轴孔；并且所述轴突出部可以配置成其中部由凸轮轴锁定，并且其相对的端部从凸轮轴的表面突出。

在本发明的各个方面中，还提供了一种用于发动机的可变气门装置，所述可变气门装置包括：凸轮轴；可移动凸轮装置，其配合在凸轮轴上以能够在凸轮轴的轴向方向上滑动，并且配置成沿凸轮轴的轴向方向布置有引导突出部以及具有至少两个不同凸轮轮廓的凸轮；轴槽，其线性地加工为沿凸轮轴的轴向方向在凸轮轴的外圆周表面具有预定的横截面形状；凸轮滑块，其能够滑动地插入到所述可移动凸轮装置中，以从可移动凸轮装置在与凸轮轴的轴向方向垂直的方向上滑动，使得凸轮滑块的一端部插入到所述轴槽中；以及弹性构件，其配置为朝向凸轮轴弹性地支撑所述凸轮滑块。

所述可移动凸轮装置可以在其内圆周表面上设置有凸轮凹进部，以引导所述凸轮滑块的线性滑动运动；并且所述凸轮凹进部可以设置在形成可移动凸轮装置的凸轮的每一个的鼻部中。

根据本发明的示例性的实施方案，由于提高了发动机的可变气门升程装置的组装精度，并保证了凸轮轴的耐久性和操作的稳定性，可变气门装置的操作执行得更精确和稳定，因此，可以通过更精确的发动机控制改善发动机的输出，并可以增加发动机的耐久性。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的实施方案中进行详细陈述，这些附图和实施方案共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1是显示能够应用本发明的可变气门装置的操作原理的视图；

图2是显示根据本发明的示例性实施方案的用于发动机的可变气门装置的重要部分的视图；

图3是沿着图2中的线ⅲ-ⅲ所呈现的截面图；

图4是显示图3中的凸轮轴的截面图；

图5是显示图3中的可移动凸轮装置的截面图；

图6是显示本发明的示例性实施方案的改变的截面图；

图7是显示本发明的另一示例性实施方案的视图；

图8是沿着图7中的线ⅷ-ⅷ所呈现的截面图；

图9是显示图8中的可移动凸轮装置的截面图；

图10是显示本发明的示例性实施方案的改变的截面图；

图11是显示本发明的另一示例性实施方案的截面图；以及

图12是显示图11中的凸轮轴的截面图。

应当理解，附图不一定是按照比例绘制，而是呈现各种特征的简化表示，以对本发明的基本原理进行说明。本发明所包括的具体设计特征(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，相同的附图标记表示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呈现在附图中并描述如下。尽管本发明将与本发明的示例性的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这些示例性的实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些本发明的示例性的实施方案，而且覆盖可以被包括在本发明的精神和由所附权利要求所限定的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。

下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行更详细描述。

图1是显示可以应用本发明的用于发动机的可变气门装置的操作原理的视图。

凸轮轴1设置有在凸轮轴1的轴向方向上可滑动的可移动凸轮装置3，并且可移动凸轮装置3设置有引导突出部5，使得引导突出部5根据销9的突出部被可变致动器7的销9引导为在凸轮轴1的轴向方向上移动，从而，用于打开或关闭气门11的凸轮可以改变为一级凸轮13、二级凸轮15以及三级凸轮17中的一个。

如图中所示，一级凸轮13、二级凸轮15以及三级凸轮17具有不同的鼻部的最大高度，并且因此，气门11的升程可以变化，并且通过分别配置不同的凸轮轮廓，凸轮可以配置为使气门具有不同的打开或关闭动作。

如上所述，凸轮轴1和可移动凸轮装置3可以配置为在其轴向方向上滑动，并配置为传递旋转力，并且按照惯例，凸轮轴1和可移动凸轮装置3通过花键或锯齿结构彼此联接。

参见图2至图5，根据本发明的示例性的实施方案的用于发动机的可变气门装置可以包括：凸轮轴1、可移动凸轮装置3、至少一个轴槽19、凸轮槽21以及插入构件23，所述可移动凸轮装置3配合在所述凸轮轴1上以在凸轮轴的轴向方向上可滑动，并且配置成使得引导突出部5以及具有至少两个不同凸轮轮廓的凸轮沿凸轮轴1的轴向方向布置；所述至少一个轴槽19在凸轮轴1的外圆周表面沿凸轮轴1的轴向方向，线性地加工成具有预定的横截面形状；所述凸轮槽21设置于可移动凸轮装置3的内圆周表面以和轴槽19连通；所述插入构件23插入到由轴槽19和凸轮槽21限定的连通空间中，使得凸轮轴1的旋转位移能够传递到可移动凸轮装置3。

换句话说，在凸轮轴1的轴槽19和可移动凸轮装置3的凸轮槽21彼此连通的状态下，插入构件23插入到连通空间，从而可移动凸轮装置3配置成在凸轮轴1的轴向方向上滑动，并配置成传递旋转力。

如上所述，当把凸轮轴1和可移动凸轮装置3联接时，如果应用本发明的插入构件23插入到轴槽19和凸轮槽21的结构而不应用按照惯例使用的锯齿或花键结构，可以显著地改善将凸轮轴1的旋转轴线和可移动凸轮装置3的旋转轴线匹配为同心轴线的精度。

话句话说，如果花键结构应用到凸轮轴1的外圆周表面和可移动凸轮装置3的内圆周表面，由于加工误差，凸轮轴1的花键形状难以加工成从凸轮轴1的旋转轴线的预定的半径，并且在可移动凸轮装置3的情况下，花键形状难以加工成从其旋转轴线的预定的半径。因此，如果具有以上加工误差的凸轮轴1和可移动凸轮装置3彼此联接，误差彼此叠加，并且凸轮轴1的旋转轴线和可移动凸轮装置3的旋转轴线难以彼此形成同心轴线，这会使可变气门装置的操作精度和稳定性降低，并且因此，对精确地控制发动机气门11的打开和关闭动作不利，以致不能充分地发挥发动机的性能，并且耐久性也降低。

然而，根据本发明的示例性的实施方案，在凸轮轴1的外圆周表面和可移动凸轮装置3的内圆周表面加工成具有形成同心轴线的圆周表面的情况下，轴槽19和凸轮槽21被加工，并且插入构件23插入到轴槽19和凸轮槽21之间，从而，通过两个容易保证加工精度的圆周表面之间的接触，来执行凸轮轴1和可移动凸轮装置3的基本对齐，从而凸轮轴1的旋转轴线和可移动凸轮装置3的旋转轴线可以容易并精确地形成为同心轴线，相应地，可变气门装置的操作执行得更加精确和可靠，因此，可以通过更精确的发动机控制改善发动机的输出，并且可以增加发动机的耐久性。

轴槽19可以围绕凸轮轴1在保留圆周表面的范围内设置为多个，并且相应的凸轮槽21可以在可移动凸轮装置3内部在保留圆周表面的范围内设置为多个，从而最终，随着可移动凸轮装置3插入到凸轮轴1中，凸轮轴1的剩余圆周表面和可移动凸轮装置3的剩余圆周表面彼此接触，从而通过两个圆周表面之间的接触来确保凸轮轴1和可移动凸轮装置3的对齐。

话句话说，如果设置一个或更多轴槽19，就可以实现本发明的功能。然而，如果在凸轮轴1的圆周表面上形成太多的轴槽19，则不能预料由圆周表面引起的同心轴对齐的效果，这是可以避免的情况。本原理也适用于在可移动凸轮装置3的内圆周表面上形成的凸轮槽21。

此外，凸轮轴1可以由凸轮盖可旋转地锁定到汽缸盖。如在现有技术中，凸轮轴1的轴颈是由凸轮盖包围的部分，当在凸轮轴1上形成锯齿或花键时，轴颈的最大直径不能等于或大于凸轮轴1的花键的最小齿根直径，使得凸轮轴1的刚性不可避免地低于其他部件刚性。然而，如在本实施方案中，当凸轮轴1和可移动凸轮装置3在轴槽19、凸轮槽21以及插入构件23的结构中组合时，凸轮轴1的轴颈的直径可以实现为凸轮轴1的最大直径，因此可以解决发生在现有技术中的凸轮轴1的轴颈的局部刚性降低。

如上所述，当通过轴颈防止凸轮轴1的刚性降低，不仅改善了凸轮轴1自身的耐久性，而且使凸轮轴1的扭转变形减小，从而由凸轮轴1驱动的发动机的全部燃烧室的气门11更精确地操作，这改善了发动机的可操作性，并且耐久性也得到提高。

轴槽19和凸轮槽21的每一个都具有半圆形横截面，使得连通空间具有圆形横截面；并且插入构件23可以包括插入到连通空间中的具有圆形横截面的杆，该连通空间具有由轴槽19和凸轮槽21限定的圆形横截面。

插入构件23(具有圆形横截面的杆)的横截面在一个范围内最大化，该范围为使插入构件可以容易地插入到由轴槽19和凸轮槽21限定的连通空间中，从而当凸轮轴1和可移动凸轮装置3之间的旋转力传递时，产生的间隙最小化。

图6是显示各个示例性的实施方案的修改的截面图。当与图3比较时，不同的是，轴槽19和凸轮槽21配置为使得连通空间具有多边形横截面；并且插入构件23可以包括杆，该杆的横截面与由轴槽19和凸轮槽21限定的多边形横截面相似，并且该杆插入到具有多边形横截面的连通空间中。

在图6中，轴槽19和凸轮槽21配置为使得连通空间具有四边形横截面，因此，插入构件23可以包括具有四边形横截面的杆。

图7是显示另一本发明的示例性的实施方案的视图，其中本发明的示例性的实施方案可以包括：凸轮轴1、可移动凸轮装置3、轴突出部25以及凸轮槽21，所述可移动凸轮装置3配合在所述凸轮轴1上以在凸轮轴1的轴向方向上可滑动，并且配置成使得引导突出部5以及具有至少两个不同凸轮轮廓的凸轮沿凸轮轴1的轴向方向布置；所述轴突出部25配置为在与凸轮轴1的轴向方向垂直的方向上突出；所述凸轮槽21沿可移动凸轮装置3的轴向方向线性地设置在可移动凸轮装置3的内圆周表面，使得轴突出部25插入其中。

换句话说，与本发明的各个示例性的实施方案相比，类似的是，可移动凸轮装置3设置有凸轮槽21，但是替代了设置的轴槽19，凸轮轴1设置有轴突出部25，其突出以插入到轴槽21中，使得不仅使可移动凸轮装置3的相对于凸轮轴1的线性滑动实现，而且可以在凸轮轴1与可移动凸轮装置3之间传递旋转力。

在本发明的示例性的实施方案中，由于凸轮轴1和可移动凸轮装置3随着凸轮轴1和凸轮装置3的圆周表面彼此接触而对齐，所以容易加工和组装凸轮轴1和凸轮装置3的旋转轴线以形成同心轴线。

凸轮轴1设置有从凸轮轴1的表面开槽的轴凹进部27，使得轴突出部25的端部插入并锁定到其中；并且轴突出部25配置为使得其端部插入并锁定到轴凹进部27中。

图8是沿着图7中的线ⅷ-ⅷ所呈现的截面图，其中，轴凹进部27分别设置在凸轮轴的上部和下部，并且轴突出部25插入到相应的轴凹进部中。图9显示了在图8的可移动凸轮装置中设置凸轮槽21的状态。

轴凹进部27、轴突出部25以及凸轮槽21的数量可以是至少一个，而不是两个。

图10是显示以上实施方案的修改的截面图，其中凸轮轴1设置有穿过凸轮轴1形成的轴孔29，使得轴突出部25的中部插入并锁定到其中；并且轴突出部25配置为使得其中部由凸轮轴1锁定，并且其相对的端部从凸轮轴的表面突出。

因此，轴孔29可以通过单个冲孔操作形成而不是在凸轮轴1的两个位置形成轴凹进部27，并且通过插入一个轴突出部25，可以在上部和下部将旋转力传递到可移动凸轮装置3。

图11是显示本发明的另一示例性的实施方案的截面图，根据本发明的示例性的实施方案，用于发动机的可变气门装置可以包括：凸轮轴1、可移动凸轮装置3、轴槽19、凸轮滑块31以及弹性构件33，所述可移动凸轮装置3配合在所述凸轮轴1上以在凸轮轴1的轴向方向上可滑动，并且配置成使得引导突出部5以及具有至少两个不同凸轮轮廓的凸轮沿凸轮轴1的轴向方向布置；所述轴槽19沿凸轮轴1的轴向方向，在凸轮轴1的外圆周表面线性地加工成具有预定的横截面形状；所述凸轮滑块31可滑动地插入到可移动凸轮装置3中，以在与凸轮轴1的轴向方向垂直的方向上从可移动凸轮装置3滑动，使得其端部插入到轴槽19中；所述弹性构件33配置为朝向凸轮轴1弹性地支撑凸轮滑块31。

换句话说，如图12所示，凸轮轴1设置有在其轴向方向上线性地形成为长形的轴槽19，可移动凸轮装置3设置有凸轮凹进部35，并布置有凸轮滑块31和弹性构件33，使得可移动凸轮装置3随着弹性构件33的压缩可以容易地插入并组装在凸轮轴1中。一旦组装完成，来自凸轮轴1的转动力可以传递到可移动凸轮装置3，同时，通过凸轮滑块31和轴槽19引导可移动凸轮装置3相对于凸轮轴1的轴向滑动。

可移动凸轮装置3在其内圆周表面上设置有凸轮凹进部35以引导凸轮滑块31的线性滑动运动，并且凸轮凹进部35设置在形成可移动凸轮装置3的凸轮的每一个的鼻部中，从而保证足以安装凸轮滑块31和弹性构件33的空间。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上面”、“下面”、“上面的”、“下面的”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“后部”、“内部”、“外部”、“向内”、“向外”、“内部的”、“外部的”、“内侧”、“外侧”、“向前”、“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具体实施方案的特征。

前面对本发明具体示例性的实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在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不同选择形式和修改形式。本发明的范围由所附权利要求及其等价形式所限定。