专利名称：内燃机的阀系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃机的阀系统，该阀系统能够根据内燃机的工作状态而在不同正时打开和关闭内燃机的吸气阀和排气阀。
背景技术：
近年来，能够根据往复运动内燃机(下文中称为“发动机”)的负载和速度而使发动机内的吸气阀和排气阀(下文中统称为“发动机阀”或“阀”)的工作特性(例如打开/关闭正时、打开时间等)改变成最佳特性的阀系统(也称为“可变阀系统”)已经进行了开发，并已经开始使用。
作为用于改变操作特性的上述机构的一个实例，日本专利公开No.2001-41017中公开了一种可变阀系统。
可变阀系统包括连接机构，该连接机构构成为这样低速摇臂有液压活塞，且形成于高速摇臂内的啮合凸起可选择地与活塞啮合，从而使阀的正时可以在低速和高速之间转换。
该可变阀系统还提供有复位弹簧，该复位弹簧将活塞压向汽缸的底部。当油压并不施加到活塞上时，活塞受复位弹簧的压迫，并保持在汽缸内，这时活塞并不与高速摇臂的啮合凸起啮合。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种内燃机的阀系统，该阀系统能够通过活塞转换发动机阀的正时，并有复位弹簧，且该阀系统的位置可以转换；以及提供一种部件，该部件抵靠在活塞上，以便与该活塞配合运动，同时保证阀系统的动力传动部分的足够硬度以及足够的阀升程。
为了实现上述目的，本发明提供了一种内燃机的阀系统，该阀系统包括第一摇臂，该第一摇臂的一端与吸气阀和排气阀中的一个相连，该第一摇臂支承在第一摇臂轴上，这样，它能够摆动，且该第一摇臂由第一凸轮驱动；第二摇臂，该第二摇臂支承在第一摇臂轴上，这样，该第二摇臂能够摆动，该第二摇臂布置成靠近第一摇臂，并由凸轮型面与第一凸轮不同的第二凸轮驱动；汽缸，该汽缸形成于第一和第二摇臂中的一个内；活塞，该活塞可滑动地安装在该汽缸内；啮合凸起，该啮合凸起以从第一和第二摇臂中的另一个上凸出的方式布置，并能够与形成于活塞内的啮合部分啮合；以及活塞位置转换装置，该活塞位置转换装置使活塞的位置在啮合位置和脱开位置之间转换，在该啮合位置处，啮合凸起与活塞啮合，而在该脱开位置处，啮合凸起并不与活塞啮合。
通过上述结构，当活塞位置转换装置使活塞位于啮合位置时，从第一和第二摇臂的另一个上凸出的啮合凸起与形成于活塞中的啮合部分啮合，这样，该第一和第二摇臂彼此成一体地摆动，以便根据第二凸轮的凸轮型面而打开和关闭吸气阀或排气阀中的一个。另一方面，当活塞位置转换装置使活塞位于脱开位置时，从第一和第二摇臂的另一个上凸出的啮合凸起并不与形成于活塞中的啮合部分啮合，这样，该第一和第二摇臂中的一个彼此独立地摆动，以便根据第一凸轮的凸轮型面而打开和关闭吸气阀或排气阀中的一个。
而且，活塞位置转换装置包括复位弹簧，该复位弹簧将活塞推向脱开位置，且该复位弹簧以沿离开啮合凸起的方向相对于活塞偏心的方式布置。通过该结构，可以很容易地保证在不与复位弹簧干涉的范围内使啮合凸起有足够冲程，且即使在复位弹簧布置在形成于活塞内的啮合部分内部的情况下，也能够很容易地保证啮合部分有足够厚度。
因此，可以保证第二摇臂的啮合凸起在很宽范围内运动，并保证当第一摇臂根据第二高速凸轮的凸轮型面而操作时有足够的阀升程。
下面将参考附图介绍本发明的性质以及它的其它目的和优点，在全部附图中，相同的参考符号表示相同或类似的部件，附图中图1是示意表示本发明第一实施例的内燃机阀系统的主要部件(活塞位置转换装置)的剖视图，其中，图1A是表示活塞位于脱开位置时的状态的纵剖图，图1B是表示活塞位于啮合位置时的状态的纵剖图，而图1C是表示活塞位于啮合位置时的横剖图(沿图1B的箭头IC-IC的剖视图)；图2是示意表示在本发明的内燃机阀系统中的汽缸盖的侧视图；图3是示意表示在本发明第二实施例的内燃机阀系统中的汽缸盖的剖视展开图(与图4相对应)；图4是示意表示在本发明的第一和第二实施例的一种变化形式的内燃机阀系统中的汽缸盖剖视展开图(沿图5的箭头IV-IV剖视)；图5是示意表示在本发明的第一和第二实施例的变化形式的内燃机阀系统中的汽缸盖内部的侧视图；图6是示意表示在本发明的第一和第二实施例的另一变化形式的内燃机阀系统中的汽缸盖内部的侧视图；图7是示意表示本发明第三实施例的内燃机的阀系统的主要部件(活塞位置转换装置)的剖视图，其中，图7A是表示活塞位于脱开位置时的状态的纵剖图，图7B是表示活塞位于啮合位置时的状态的纵剖图，而图7C是表示活塞位于啮合位置时的横剖图(沿图7B的箭头VIIC-VIIC的剖视图)；图8是示意表示本发明第三实施例的内燃机的阀系统的主要部件(活塞位置转换装置)的剖视图，其中，图8A是表示活塞位于脱开位置时的状态的纵剖图，图8B是表示活塞位于啮合位置时的状态的纵剖图，而图8C是表示活塞位于啮合位置时的横剖图(沿图8B的箭头VIIIC-VIIIC的剖视图)；图9是示意表示在本发明实施例的内燃机阀系统中的连接转换机构的油压控制机构的剖视图；以及图10是表示本发明实施例的内燃机阀系统的阀特性的曲线图，其中，图10A表示了在低速时的特性，而图10B表示了在高速时的特性。
具体实施例方式
下面将参考表示本发明优选实施例的附图详细介绍本发明。
首先介绍第一实施例。
图1和2表示了第一实施例的内燃机的阀系统。如图1和2所述，在发动机的各个汽缸的上部中的汽缸盖10提供有两个吸气阀11和12以及两个排气阀21和22。阀系统30用于驱动吸气阀11和12以及排气阀21和22。
阀系统30包括吸气阀驱动系统，该吸气阀驱动系统驱动吸气阀11和12；以及排气阀驱动系统，该排气阀驱动系统驱动排气阀21和22。吸气阀驱动系统包括凸轮轴31；凸轮31a至31c，该凸轮31a至31c固定安装在凸轮轴31上；吸气摇臂轴(第一摇臂轴)32；以及摇臂33至35，该摇臂33至35可旋转地支承在摇臂轴32上，这样，它可以通过凸轮31a至31c而摇动。
排气阀驱动系统包括凸轮轴31，该凸轮轴31与吸气阀驱动系统共用；凸轮31d和31e，该凸轮31d和31e固定安装在凸轮轴31上；排气摇臂轴36(第二摇臂轴)；以及摇臂37至38(图1中省略)，该摇臂37至38可旋转地支承在摇臂轴36上，这样，它可以通过凸轮31d和31e而摇动。
而且，阀系统30的吸气阀驱动系统有包括连接转换机构41的可变阀系统40。
特别是，吸气阀驱动系统的摇臂33至35中的摇臂(第一摇臂)33和34有调节螺钉33a和34a，该调节螺钉33a和34a在该摇臂的一端处，并抵靠吸气阀11和12的相应阀杆端部。吸气阀11根据摇臂33的摆动而打开和关闭，吸气阀12根据摇臂34的摆动而打开和关闭。
摇臂33有辊子33b，该辊子33b在该摇臂的另一端，并抵靠在低速凸轮(第一凸轮)31a上，该低速凸轮31a有适于发动机的低速旋转的低速凸轮型面。当摇臂33根据低速凸轮31a的运动而摆动时，吸气阀11打开，并有如图10A中长短交替虚线表示的特征。
摇臂34有辊子34b，该辊子34b在该摇臂的另一端，并抵靠在低速凸轮(第一凸轮)31b上，该低速凸轮31a有适于发动机的低速旋转的低速凸轮型面。当摇臂34根据低速凸轮31b的运动而摆动时，吸气阀11打开，并有如图10A中实线表示的特征。
顺便说明，尽管在图10A中两个低速凸轮31a和31b的阀升程的相位不同，但是这只是示例，两个低速凸轮31a和31b的阀升程的相位也可以相同。
另一方面，摇臂(第二摇臂)35有啮合凸起35a，该啮合凸起35a形成于该摇臂的一端，并能够与摇臂33和34啮合。摇臂35有辊子35b，该辊子35b在该摇臂的另一端，并抵靠在高速凸轮(第二凸轮)31c上，该高速凸轮31c有适于发动机的高速旋转的高速凸轮型面。
有开口153的汽缸150形成于摇臂33和34的一部分中，摇臂35的一端抵靠在该部分上。汽缸150有装入其中的活塞151。顺便说明，开口153的形状并不局限于本实施例的形状，而是该开口153可为任意形状，只要它能够保证有使得啮合凸起35a能够摆动的空间。
压力油(在本实施例中，润滑油用作压力油)通过滑油通道32a和32b从摇臂轴32供给汽缸150。当汽缸150内部的油压增加时，活塞151由在其一端受到的油压驱动，以便凸出到使开口153关闭的位置，如图1B所示。
另一方面，当汽缸150的内部油压降低时，复位弹簧152迫使活塞151后退到离开开口153的位置，如图1A所示。
汽缸150内的活塞151以及控制汽缸150内部油压的油压控制单元42构成连接转换机构41，该连接转换机构使摇臂33和34与摇臂35相连或脱开。连接转换机构41和吸气阀驱动系统构成可变阀系统40。
应当知道，如图9所示，油压控制单元42包括润滑油供给通道42a至42c，通过该润滑油供给通道42a至42c，从在发动机底部的油盘(未示出)向上泵送到汽缸体10中的润滑油供给到摇臂轴32中的滑油通道32a；滑油控制阀42d，该滑油控制阀42d布置在润滑油供给通道42c中；以及控制器(未示出)，该控制器控制滑油控制阀42d的打开量。过滤器42e布置在润滑油供给通道42a和42b中，这样，润滑油可以进行过滤，然后供给汽缸150。
通过上述结构，当油压控制单元42降低汽缸150的内部油压时，活塞151后退(参考图1A)，从而形成在汽缸150的开口153中的空间。因此，形成于摇臂35的一端处的啮合凸起35a进入开口153的空间，但是不会与摇臂33和34自身接触。
因此，摇臂33和34根据各相应凸轮31a和31b的运动而摆动，以便打开和关闭吸气阀11和12，如图10A中的长短交替虚线或实线所示。
另一方面，如果油压控制单元42增加汽缸150的内部油压，活塞151(参见图1B)伸出进入到汽缸150的开口153中。当摇臂35摆动时，形成于摇臂35一端的啮合凸起35a抵靠在活塞151上，以便通过活塞151使摇臂33和34摆动。
这时，摇臂33和34在离开各相应凸轮31a和31b的同时由摇臂35驱动，以便根据高速凸轮31c的运动而摆动。因此，吸气阀11和12打开，并有如图10B中实线所示的特征，以便适于发动机的高速旋转。
因此，油压控制单元起到活塞位置转换装置的作用，它使活塞151的位置在啮合位置和脱开位置之间转换，在该啮合位置处，啮合凸起35a与活塞151啮合，而在该脱开位置处，啮合凸起35a不与活塞151啮合。
顺便说明，在本发明的阀系统中，线圈形状的复位弹簧152以沿离开啮合凸起35a的方向、与活塞151和汽缸150偏心的方式布置。
特别是，如图1A至1C所示，活塞151的一端形成有凹形区域150a，当从前面看时该凹形区域150a为圆形，复位弹簧152的一端(在本实施例中为底端)装入该凹形区域151a中。另一方面，汽缸150在其一端(在本实施例中为上部的朝下表面)形成有凹形区域150a，当从前面看时该凹形区域150a为圆形，这样，复位弹簧152的另一端(在本实施例中为上端)能够装于该凹形区域150a中。
不过，凹形区域151a和150a以沿离开啮合凸起35a的方向、与活塞151和汽缸150的相应轴偏心的方式而形成。因此，两端锁定在凹形区域151a和150a中的复位弹簧152也以与啮合凸起35a偏心的方式布置。
由于偏心结构，活塞151侧部的、环绕凹形区域151a的部分(啮合表面)154较厚，啮合凸起35a将与该部分154啮合。
因此，当活塞151位于啮合位置时，较厚啮合表面154位于汽缸150的开口内部，这样，啮合凸起35与啮合表面154啮合。顺便说明，当活塞151位于脱开位置时，活塞151后退(插入)，以便装于汽缸150内，因此，较厚啮合表面154离开汽缸150的开口153。
而且，在活塞151侧部提供有弹簧保护部分155，啮合凸起35a将与该弹簧保护部分155啮合，这样，该弹簧保护部分155布置成比啮合表面154更靠近活塞151的头部。
当活塞151处在脱开位置时，弹簧保护部分155位于啮合凸起35a的运动通路的延伸部分上，也就是在汽缸150的开口153内。正常情况下，该弹簧保护部分155并不与啮合凸起35a接触。
不过，当连接转换机构41并不工作时，可能发生异常情况，这时，摇臂33、34和35中的任意一个都不会根据相应凸轮31a、31b或31c的运动而驱动，啮合凸起35a和活塞151之间的相对位置关系变化为使得啮合凸起35a朝着复位弹簧152进入活塞151中。
在该情况下，因为弹簧保护部分155保护复位弹簧，啮合凸起35a不会与复位弹簧152接触，这样，能够防止复位弹簧152由于与啮合凸起35a接触而损坏。
特别是，在摇臂33、34和35根据凸轮31a、31b和31c的运动而驱动的正常情况下，当活塞151处于啮合位置时，活塞151和复位弹簧152都不与啮合凸起35a干涉。
在本发明中，因为弹簧保护部分155用于保护活塞151内部的复位弹簧152，因此，在发生上述异常情况时可以防止复位弹簧152损坏。
顺便说明，活塞151的、包括啮合表面154的外周除了弹簧保护部分155外还包括柱形表面，如图1C所示，弹簧保护部分155自身的表面也包括局部凸出的柱形表面，该柱形表面相对于活塞151的轴线偏心。
防止活塞151在汽缸150内旋转的锁定销156布置在活塞151和汽缸150之间。特别是，该锁定销156从活塞151和汽缸150中的一个中凸出，与该锁定销156啮合的啮合槽形成于活塞151和汽缸150中的另一个中，这样，将防止活塞151在汽缸150内旋转，同时允许活塞151轴向运动。
另一方面，啮合凸起35a的前端表面包括与啮合表面154相对应的凹形柱形表面(不过，直径稍微大于啮合表面154)，该前端表面将抵靠在包括凸形柱形表面的啮合表面154上，并将与该啮合表面154接触，因此，能够保证啮合凸起35a与啮合表面154线接触。
顺便说明，摇臂(第一摇臂)33和34被分别在吸气阀11和12中的复位弹簧(未示出)压迫，这样，能够防止摇臂33和34离开各相应凸轮31a和31b，而摇臂(第二摇臂)35并不被任何复位弹簧压迫。因此，如图2所示，臂弹簧43用于作为防止摇臂35离开凸轮31c的推压部件。
应当知道，臂弹簧43包括弹簧主体43a和中间装有弹簧主体43a的壳体43b，这样，弹簧主体43a的力可以通过该壳体43b传送给摇臂35。
臂弹簧43安装在形成于保持器144的一端处的凹形部分144a中，并由该保持器144支承。该保持器144有轴孔144b，该轴孔144b形成于该保持器的中部，支承排气摇臂(第三摇臂)37和38的摇臂轴(支承轴)36插入该轴孔144b中，并可旋转地支承在摇臂轴36上。保持器144在其另一端144c抵靠在肋(支承件)145上，该肋145以竖直状态安装在汽缸盖10上。
特别是，因为保持器144可旋转地支承在摇臂轴36上，因此，该保持器144在支承臂弹簧43时旋转。为了解决该问题，提供有能够防止保持器144绕摇臂轴36旋转的锁定结构146，该锁定结构146包括肋145和抵靠在该肋145上的另一端部(抵靠部分)144c，这样，该锁定结构146可以抑制保持器144的旋转，以便支承臂弹簧43。
因为上述结构，在上述结构的、本发明第一实施例的内燃机阀系统中，如果油压控制单元(活塞位置转换单元)42增加汽缸150的内部油压，活塞151的啮合表面154凸出到汽缸150的开口153内(参考图1B)。
因此，当摇臂35在活塞151凸出的状态下摆动时，形成于摇臂35一端处的啮合凸起35a抵靠在活塞151的啮合表面上，以便通过活塞151使摇臂33和34摆动。
即，连接转换机构41形成使摇臂33和34与摇臂35连接的状态，这样，吸气摇臂33和34与摇臂35成一体摆动，以便根据高速凸轮31c的凸轮型面来打开和关闭吸气阀11和12。
另一方面，当油压控制单元(活塞位置转换单元)42减小汽缸150的内部油压时，活塞33e和34e后退(脱开位置)，以便在汽缸150的开口153中形成空间(参考图1A)。
因此，当摇臂35摆动时，形成于摇臂35的一端处的啮合凸起35a进入开口153中的空间，但是并不与该摇臂33和34自身接触。因此，连接转换机构41形成使摇臂33和34与摇臂35脱开的状态，这样，吸气摇臂33和34在不受摇臂35运动的影响的情况下摆动，以便根据低速凸轮31a或31b的凸轮型面而打开和关闭吸气阀11和12。
在本发明的阀系统中，活塞151中的复位弹簧152沿离开啮合凸起35a的方向偏心。这使得啮合凸起35a能够在不受复位弹簧52影响的情况下在很宽范围内运动，当摇臂33和34通过摇臂35的工作而根据高速凸轮31c的运动工作时，可以保证足够的阀升程。
而且，因为复位弹簧152以偏心方式布置，因此，摇臂35的啮合凸起35a抵靠的、活塞151的啮合表面较厚。因此，即使在啮合凸起35a挤压啮合表面154时阀的升程负载施加到啮合表面154上的情况下，啮合表面154也不可能变形，并能够保证阀系统的动力传动部分有足够的硬度。
因此，阀能够根据凸轮型面而进行驱动，这样，阀系统能够确实实现它的功能。
而且，扭转弹簧可以用于代替将活塞151推向脱开位置的复位弹簧152，但是在该情况下，扭转弹簧可以与摇臂接触，并可能磨损或损坏。因此，从弹簧的磨损和损坏考虑，可以使复位弹簧152包括线圈形状的弹簧，如本实施例所示。
而且，即使当啮合凸起35a朝着复位弹簧152进入活塞151，弹簧保护部分155保护复位弹簧152，以防止啮合凸起35a与复位弹簧152接触，从而防止损坏复位弹簧152。
而且，在活塞151外周上的啮合表面54包括凸形柱形表面，而抵靠在该啮合表面154上的、啮合凸起35a的前端表面包括凹形柱形表面，该凹形柱形表面与啮合表面154相对应，且直径稍微大于啮合表面154的直径。因此，啮合凸起35a可以确实与啮合表面154进行线接触，这样摇臂33和34可以以可靠合适的方式根据摇臂35的运动而运动。
而且，因为弹簧保护部分155也包括凸形柱形表面，该啮合凸起35a能够在很宽范围内运动。
下面将介绍本发明的第二实施例。
图3是示意表示本发明的内燃机阀系统的剖面展开图(对应于图2)。在图3中，与图1和2的元件和部分相对应的元件和部分由相同的参考标号表示。
在本发明实施例中，吸气阀驱动系统和排气阀驱动系统构成为可变阀系列。
特别是，通过低速凸轮31b摆动的摇臂(第一摇臂)133以及通过高速凸轮31c摆动的摇臂(第二摇臂)135可旋转地支承在进气摇臂轴32上，这样，它们可以摇动。
以与第一实施例的连接转换机构41相同的方式构成的第一连接转换机构(吸气连接转换机构)41a布置在摇臂133和摇臂135之间。
摇臂133的一端分叉，以便驱动相应吸气阀11和12。当第一连接转换机构41a处于使摇臂133与摇臂135脱开的状态时，摇臂133在不受摇臂135的运动影响的情况下根据低速凸轮31b的凸轮型面而摆动，以便以适于发动机低速旋转的方式打开和关闭吸气阀11和12，如图10A中的实线所示。
当第一连接转换机构41a处于使摇臂133与摇臂135连接的状态时，摇臂133根据高速凸轮31c的凸轮型面而通过摇臂135的啮合凸起135a与摇臂135成一体摆动，以便以适于发动机高速旋转的方式打开和关闭吸气阀11和12，如图10B中的实线所示。
另一方面，通过低速凸轮(第三凸轮)31f而摆动的摇臂137以及通过高速凸轮(第四凸轮)31g而摆动的摇臂139可旋转地支承在排气摇臂轴36上，这样，摇臂137和139可以摆动。以与第一实施例的连接转换机构41相同的方式构成的第二连接转换机构(排气连接转换单元)41b布置在摇臂137和摇臂139之间。
摇臂137的一端分叉，以便驱动相应的排气阀21和22。当第二连接转换机构41b处于使摇臂137与摇臂139脱开的状态时，摇臂137在不受摇臂139的运动影响的情况下根据低速凸轮31f的凸轮型面而摆动，以便以适于发动机低速旋转的方式打开和关闭排气阀21和22。
当第二连接转换机构41b处于使摇臂137与摇臂139连接的状态时，摇臂137根据高速凸轮31g的凸轮型面而通过摇臂139的啮合凸起139a与摇臂139成一体摆动，以便以适于发动机高速旋转的方式打开和关闭排气阀21和22。
而且，如图3所示，摇臂(第二摇臂)135和摇臂139提供有相应的臂弹簧43A和43B，作为防止摇臂135和139离开各自相应凸轮31f和31g的第一和第二推压部件。
顺便说明，在各连接转换机构41a和41b的油压控制单元(活塞位置转换装置)42中，与第一实施例相同，将活塞151推向脱开位置的复位弹簧152以沿离开啮合凸起35a的方向与活塞151和汽缸150偏心的方式布置，活塞151的啮合表面154形成为较厚，弹簧保护部分155以比啮合表面154凹入更大程度的方式形成为较薄。
因为本发明第二实施例的内燃机阀系统如上述构成，因此，与第一实施例一样，由于复位弹簧152的偏心布置，啮合凸起35a能够在不与复位弹簧52干涉的情况下在很宽范围内运动，且当摇臂33和34通过摇臂35的工作而根据高速凸轮31c的运动而工作时，能够保证足够的阀升程。
而且，因为在本发明第二实施例的内燃机阀系统中，啮合表面154形成为较厚，能够保证阀系统的动力传动部分有足够厚度，并使该阀系统能够确实实现它的功能。
这样，可以抑制活塞尺寸的增加，并可以抑制阀系统和转换活塞位置所需的驱动动力装置的尺寸和重量的增加，并保证复位弹簧的足够弹性，同时提供与第一实施例相同的优点。
而且，即使当啮合凸起35a朝着复位弹簧152进入活塞151时，弹簧保护部分155保护复位弹簧152，以防止损坏复位弹簧152。
下面将介绍本发明第一和第二实施例的变化形式。图4和5表示了第一变化形式，其中，臂弹簧43作为推压摇臂35的推压部件。臂弹簧43包括弹簧主体43a和其中装有臂弹簧43a的壳体43b，这样，弹簧主体43a的力可以通过壳体43b传递给摇臂35。如图4中一长两短交替的虚线所示，臂弹簧43构成为使肋(支承件或凸起)45成竖直状态安装在形成于汽缸盖10上部内的空间中(在排气摇臂轴36的外周)，保持器44通过固定螺栓46拧入和固定在支承件45中。
图6表示了本发明第一和第二实施例的第二变化形式，其中，在摇臂轴36中穿出螺纹孔，固定螺栓46a拧入该螺纹孔中；且保持器44a通过固定螺栓45a直接固定在摇臂轴36上。
尽管为了能清楚理解已经通过图示实例稍微详细地介绍了本发明的第一和第二实施例，但是应当知道，在权利要求的范围内可以进行某些改变和变化。
例如，尽管在上述实施例中提供有弹簧保护部分155，但是本发明并不局限于此，在啮合凸起35a不能与活塞151中的复位弹簧152接触的情况下，可以省略该弹簧保护部分。这时，啮合凸起35a能够在不与复位弹簧152干涉的情况下在较宽范围内运动。
而且，尽管在上述第一和第二实施例中，由低速凸轮驱动的摇臂33、34和133各自有汽缸、活塞和开口，且有高速凸轮驱动的摇臂35和135各自有啮合凸起，但是本发明并不局限于此，而是可以相反，摇臂33、34和133可以各自有啮合凸起，而摇臂35和135可以各自有汽缸、活塞和开口。
下面将介绍第三实施例。
图7是示意表示在本实施例的内燃机阀系统中的汽缸盖侧视图。在图7中，与图1中相同的元件和部分由相同的参考标号表示，并省略对它们的说明。
在第三实施例的阀系统中，如图7A所示，当活塞151位于脱开位置时，活塞151的啮合表面154的端部154a稍微超过形成汽缸150的开口153的边缘表面153a而朝着开口153凸出。
而且，如图7A所示，在活塞151的啮合表面154上面，凹槽(凹形部分)157形成于靠近啮合表面的上端处。当活塞151位于脱开位置时，凹槽157位于开口153的内部，这样，啮合凸起35a可以在不与活塞151干涉的情况下深深地运动到该凹槽157内。
因为本发明第三实施例的内燃机阀系统如上述构成，因此，除了第一实施例的效果外，还能获得以下效果。
特别是，在第三实施例中，如图7A所示，当活塞151位于脱开位置时，活塞151的啮合表面154的端部154a稍微超过形成汽缸150的开口153的边缘表面153a而朝着开口153凸出，因此可以获得如下效果。
特别是，假设在活塞151稍微升高的时间点，啮合凸起35a与活塞151的啮合表面154局部接触，以便向啮合表面154施加过多的接触负载，啮合表面154的端部154a塑性变形，从而超过活塞151的外形膨胀。
在这种情况下，塑性变形端部154a朝着汽缸150的开口153凸出，但并不进入该汽缸150，因此，啮合表面154的端部154a并不会卡在形成汽缸150的开口153的边缘表面153a上。
因此，可以防止降低转换活塞位置的反应性，还可以防止活塞粘附成使得难以转换活塞位置的问题。因此，可以保持油压控制单元(活塞位置转换装置42)的良好转换性能，即连接转换机构41的良好转换性能。
而且，可以防止象活塞外径小于汽缸内径的情况那样由于转换油压通过增大的活塞间隙泄漏而导致转换活塞151位置的反应性降低，并能够防止由于活塞151位置转换的反应性降低而导致的、活塞151和啮合凸起35a磨损或变形。
当然，因为啮合表面154的端部154a只是稍微超过开口153的边缘表面(边缘)153a并朝开口153凸出，当活塞151处于脱开位置时，该端部154a不会与运动到开口153内的啮合凸起35a干涉。
相反，啮合表面154的端部154a的凸出量必须设置成当活塞151处于脱开位置时，该端部154a不会与运动到开口153内的啮合凸起35a干涉。
图8是示意表示本发明第四实施例的内燃机阀系统的主要部件(活塞位置转换装置)的剖视图(与图7相对应)。应当知道，在图8中与图7中的元件和部分相同的元件和部分以相同的参考标号表示。
本实施例的阀系统与第一和第三实施例的阀系统的区别在于复位弹簧52并不相对于活塞51或汽缸50的轴线偏心，但是与第三实施例相同，如图8A所示，当活塞51位于脱开位置时，活塞51的啮合表面54的端部54a稍微超过形成汽缸50的开口53的边缘表面53a而朝着开口53凸出。
而且，如图8A所示，在活塞51的啮合表面54上面，凹槽(凹形部分)57布置于靠近啮合表面54上端处，当活塞51位于脱开位置时，凹槽57位于开口53的内部，这样，啮合凸起35a可以在不与活塞51干涉的情况下运动到该凹槽57内。
因为本发明第四实施例的内燃机阀系统如上述构成，与第三实施例的情况一样，即使当啮合表面54的端部45a塑性变形以便超过活塞51的外形而膨胀时，该变形端部54a朝着汽缸50的开口53凸出，但并不进入汽缸50。
因此，啮合表面54的端部54a不会卡在形成汽缸50的开口53的边缘表面53a上。因此，可以防止降低转换活塞位置的反应性，当然，还可以防止活塞51粘附成使得难以转换活塞51位置。
权利要求
1.一种内燃机的阀系统，包括第一摇臂(11、12、137)，该第一摇臂的一端与吸气阀和排气阀中的一个相连，该第一摇臂支承在第一摇臂轴上，这样，它能够摆动，且该第一摇臂由第一凸轮驱动；第二摇臂(11、35、139)，该第二摇臂支承在第一摇臂轴上，这样，该第二摇臂能够摆动，该第二摇臂布置成靠近所述第一摇臂，并由具有与第一凸轮不同凸轮型面的第二凸轮驱动；汽缸(50、150)，该汽缸形成于所述第一和第二摇臂中的一个内；活塞(51、151)，该活塞可滑动地安装在所述汽缸内；啮合凸起(35a、135a、139a)，该啮合凸起以从所述第一和第二摇臂中的另一个上凸出的方式布置，并能够与形成于所述活塞内的啮合部分啮合；以及活塞位置转换装置(41、41a、41b)，该活塞位置转换装置使所述活塞的位置在啮合位置和脱开位置之间转换，在该啮合位置处，所述啮合凸起与所述活塞啮合，而在该脱开位置处，所述啮合凸起并不与所述活塞啮合；其中，所述活塞位置转换装置包括复位弹簧(52、152)，该复位弹簧将所述活塞推向脱开位置；以及所述复位弹簧(52、152)以沿离开所述啮合凸起的方向相对于所述活塞偏心的方式布置。
2.根据权利要求1所述的内燃机阀系统，其特征在于所述活塞(151)形成有凹形区域(151a)，所述复位弹簧的一端装于该凹形区域中；以及包括啮合部分(154)的较厚部分形成于所述活塞的、将与所述啮合凸起啮合的一侧，并环绕所述活塞的凹形区域，且当所述活塞位于啮合位置时，该较厚部分位于所述汽缸的外部，当所述活塞位于脱开位置时，该较厚部分装于所述汽缸内。
3.根据权利要求1所述的内燃机阀系统，其特征在于所述活塞(150)包括柱形部分，较厚部分形成于该柱形部分处，且形成于较厚部分中的啮合部分包括柱形表面；以及所述啮合凸起的、抵靠在啮合部分上的抵靠部分形成为沿该啮合部分的凹形表面。
4.根据权利要求1所述的内燃机阀系统，其特征在于所述复位弹簧(152)是所述啮合凸起相对于所述活塞的摆动路线的延伸部分；以及在所述活塞的、将与所述啮合凸起啮合的一侧上，弹簧保护部分(155)布置在所述啮合凸起的摆动路线的延伸部分上，以便当所述活塞位于脱开位置时覆盖所述复位弹簧。
5.根据权利要求4所述的内燃机阀系统，其特征在于所述弹簧保护部分(155)形成为沿所述啮合凸起的凹形表面的柱形表面。
6.根据权利要求1所述的内燃机阀系统，其特征在于所述活塞(50、150)的啮合部分(54、154)的端部布置成这样当所述活塞位于脱开位置时从所述活塞的端表面上凸出。
7.根据权利要求6所述的内燃机阀系统，其特征在于凹形区域(53、153)形成于所述活塞(50、150)的一部分内，当所述活塞位于脱开位置时，该凹形区域位于所述啮合凸起的摆动路线上。
全文摘要
本发明提供了一种阀系统，该阀系统包括活塞，该活塞安装在汽缸内，该汽缸在第一和第二摇臂中的一个中，该活塞由复位弹簧压迫；以及啮合凸起，该啮合凸起形成于第一和第二摇臂的另一个中，并用于抵靠在活塞上，以便使第一和第二摇臂彼此共同运动。复位弹簧以沿离开啮合凸起的方向相对于活塞偏心的方式布置。因此，可以保证阀系统的动力传动部分的足够硬度以及足够的阀升程。
文档编号F01L1/18GK1460773SQ0313653
公开日2003年12月10日 申请日期2003年5月22日 优先权日2002年5月24日
发明者村田真一, 冈俊彦 申请人:三菱自动车工业株式会社