用于内燃发动机的可变气门装置的制造方法_2

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31的气门特性的可变机构部300设置在与进气门31抵接的摇臂26与进气凸轮32a之间,并且针对每个气缸设置可变机构部300。可变机构部300构成可变气门装置100的一部分,并且可变机构部300包括输入臂311和输出臂321。输入臂311和输出臂321绕固定至气缸盖20的支承管330以可摇摆的方式被支承。摇臂26被气门弹簧24的偏置力朝向输出臂321侧偏置,使得设置在摇臂26的中间部分中的滚子26a与输出臂321的外周表面抵接。
[0031]此外,可变机构部300的外周表面上设置有突出部313,并且固定在气缸盖20内部的弹簧50的偏置力作用在突出部313上。由于弹簧50的偏置力,设置在输入臂311的稍端中的滚子311a与进气凸轮32a的外周表面连续抵接。由此,当进气凸轮32在发动机操作期间旋转时,可变机构部300由于进气凸轮32a的作用绕支承管330摇摆。于是,摇臂26被输出臂321按压,使得摇臂26在由间隙调节器25支承的部分当作支点的情况下摇摆。由于摇臂26的摇摆,进气门31被打开及关闭。
[0032]能够沿着支承管330的轴向方向移动的控制轴340插入到支承管330中。可变机构部300使控制轴340沿轴向方向移位,以改变绕支承管330的输入臂311与输出臂321之间的相对相位差,即图1中示出的角度Θ。
[0033]现在参照图2,下文对可变结构300的构型进行进一步详细描述。如图2中所示,输出部320越过输入部310设置在可变结构部300中,使得输出部320布置在输入部310的两侧。输入部310和输出部320的相应的壳体314、323均以中空的圆筒形状形成,并且支承管330穿过壳体314、323。
[0034]输入部310的壳体314的内周上形成有螺旋形花键312。同时,在输出部320中的每个输出部的壳体323的内周上形成有具有沿着与输入部310的螺旋形花键312相反的倾斜方向的侧面线的螺旋形花键322。
[0035]滑块齿轮350设置在由输入部310和两个输出部320的相应的壳体314、323形成的接续的内部空间中。滑块齿轮350以中空的圆筒形状形成,并且以沿着支承管330的轴向方向往复运动的方式以及以能够绕支承管330的轴线相对旋转的方式设置在支承管330的外周表面上。
[0036]与输入部310的螺旋形花键312啮合的螺旋形花键351形成在滑块齿轮350的轴向中央部分的外周表面上。同时,与输出部320的螺旋形花键322啮合的螺旋形花键352形成在滑块齿轮350的两个轴向端部部分的外周表面上。
[0037]能够沿着支承管330的轴向方向移动的控制轴340设置在支承管330内部。支承管330设置有通孔,使得控制轴340与滑块齿轮350经由该通孔通过销接合。由于销与设置在滑块齿轮350的内周表面上的槽接合,滑块齿轮350可以相对于支承管330和控制轴340枢转,并且滑块齿轮350可以以与控制轴340的轴向运动相关联的方式沿着轴向方向在支承管330上移动。
[0038]在如此构造的可变机构部300中,当控制轴340沿轴向方向移动时,滑块齿轮350也以与控制轴340的运动相关联的方式沿轴向方向移动。形成在滑块齿轮350的外周表面上的螺旋形花键351、352具有沿着不同的倾斜方向的侧面线。由此,当滑块齿轮350沿轴向方向移动时,经由螺旋形花键312、322与滑块齿轮350啮合的输入部310和输出部320沿相反方向枢转。因此,改变了输入臂311与输出臂321之间的相对相位差,从而改变了作为进气门31的气门特性的最大升程量和气门打开时段。
[0039]更具体地,当控制轴340沿由图2中的箭头Hi指示的方向移动时,滑块齿轮350也与控制轴340 —起沿相同的方向移动。与此相关联地,输入臂311与输出臂321之间的相对相位差一一即图1中示出的角度Θ —一变大,使得进气门31的最大升程量VL和气门打开时段增大,由此增大了要吸入燃烧室14的空气体积(吸入空气量)。同时,当控制轴340沿由图2中的箭头Lo指示的方向移动时,滑块齿轮350也与控制轴340 —起沿相同的方向移动,使得输入臂311与输出臂321之间的相对相位差一一即图1中示出的角度Θ —一变小。由此,进气门31的最大升程量VL和气门打开时段减小,使得吸入空气量减小。
[0040]S卩,在控制轴340的移动方向上,由箭头Hi指示的方向为最大升程量增大的方向,而由箭头Lo指示的方向为最大升程量减小的方向。
[0041]注意,由于来自使进气门31偏置的气门弹簧24的反作用力,箭头Lo的方向上的轴向力作用在控制轴340上。接下来将对使控制轴340沿轴向方向移动的驱动部的构型进行描述。
[0042]如图3中所示,可变气门装置100的驱动部包括凸轮530和致动器200,凸轮530与用作附接至控制轴340的端部部分的作用构件的滚子341抵接,致动器200通过使电驱动马达210的旋转经由减速机构220而减速而使凸轮530枢转。马达210设置有用于检测马达210的旋转角度的旋转角度传感器211。
[0043]减速机构220由以组合方式设置的多个齿轮构成。如上文所述,由于箭头Lo方向上的轴向力作用在控制轴上,滚子341压靠凸轮530的凸轮表面。注意,构成减速机构220的多个齿轮当中的布置在端部处的齿轮220a连接至凸轮530。
[0044]当马达210被驱动时,使构成减速机构220的多个齿轮当中的直接连接至马达210的齿轮220b枢转,以使构成减速机构220的齿轮中的每个齿轮均枢转,并且因此,使凸轮530枢转。因此,凸轮表面的与滚子341抵接的部分发生改变,使得随着凸轮表面的与滚子341抵接的部分的凸轮直径(从凸轮530的旋转中心C至凸轮表面的半径)发生改变,控制轴340沿轴向方向移位。
[0045]用于控制马达210的驱动的马达控制装置150连接至马达210。马达210的旋转角度响应于来自马达控制装置150的驱动信号而被控制。马达控制装置150连接至用于控制内燃发动机10的操作状态的发动机控制装置120。
[0046]加速器操作量ACCP和曲柄角度等输入至发动机控制装置120,该加速器操作量ACCP为加速器踏板110的操作量,并且该加速器操作量ACCP由加速器操作量传感器111检测,该曲柄角度由曲柄角度传感器112检测。发动机控制装置120基于例如从加速器操作量ACCP和曲柄角度计算出的发动机旋转速度NE等计算要求吸入空气量,并且计算进气门31需求最大升程量以获得与要求吸入空气量相当的吸入空气量。如此计算出的最大升程量设定为目标升程量VLp。当目标升程量VLp如此设定时,对应于目标升程量VLp的凸轮530的目标旋转相位Kp在马达控制装置150中进行计算,并且马达210的旋转角度控制成使得凸轮530的旋转相位与如此计算出的目标旋转相位Kp —致。
[0047]此外,马达控制装置150从马达210的旋转角度计算凸轮530的实际旋转相位,其中马达210的旋转角度由旋转角度传感器211检测,然后从如此计算出的旋转相位K计算最大升程量VL的当前值。然后,马达控制装置150将计算出的最大升程量VL的当前值传送至发动机控制装置120。
[0048]现在参照图4和图5,对用以使控制轴340移位的凸轮530的凸轮轮廓的设定模式进行详细描述。注意,图4和图5示意性地示出了本实施方式中的凸轮530的凸轮轮廓的设定模式。为了描述,相对于相位的变化的直径变化率等与实际比率相比以夸大的方式示出。
[0049]如图4中所示,在凸轮530中,自第一相位R1至第六相位R6的区域用作用来控制最大升程量VL的控制区域。凸轮530的对应于目标升程量VLp的上述目标旋转相位Kp设定为使得:通过控制凸轮530的旋转相位与滚子341抵接的位置在控制区域内改变。
[0050]在控制区域中的凸轮表面中,设置了下述变化区域,这些变化区域具有这样的形状,该形状具有弯曲表面并且倾斜成使得其直径朝向凸轮530的旋转方向上的一侧逐渐增大(从第二相位R2至第三相位R3以及从第四相位R4至第五相位R5)。由此,在这些变化区域中,凸轮530的直径随着相位的变化而线性变化。此外,这些变化区域为当控制轴340沿轴向方向移位以改变最大升程量VL时滚子341抵接的位置。
[0051]此外,在控制区域中的凸轮表面中,还设置了下述保持区域,这些保持区域具有下述形状,该形状具有弯曲表面并且以比变化区域中的凸轮直径的斜度更小的斜度倾斜成使得直径朝向凸轮530的旋转方向上的一侧逐渐增大(从第一相位R1至第二相位R2、从第三相位R3至第四相位R4
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