专利名称：内燃机的可变动阀门装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃机的可变动阀门装置，其用于使得进气阀或排气阀的驱动相位和提升量可调节。
背景技术：
出于引擎的气体排放对策、燃料成本等降低的原因，汽车上安装的为内燃机的引擎安装有可变动阀门装置，该可变动阀门装置用于根据汽车的运转状态使构成进气阀/排气阀驱动相位的打开关闭定时和其提升量变化。
这种可变动阀门装置中，与凸轮轴整体形成的驱动凸轮其凸轮面的底部区间和提升区间的移动位移转换为摆动凸轮面(rocking cam face)中底部区间和提升区间两者连续的摆动凸轮移动方向上的位移。根据这种可变动阀门装置中所用的摆动凸轮，大多能够通过驱动摆臂(rocker arm)机构中的支点移动机构来改变摆动凸轮的摆动范围对摆动端的摆动凸轮面和摆臂侧的摆臂辊彼此对置的区域进行可变调节。
这种情况下，根据汽车的运转状态，通过改变构成摆动凸轮面的底部区间和提升区间同摆臂辊彼此对置处的提升区间比率，来调节构成进气阀或排气阀的驱动模式的打开/关闭定时和其提升量。
作为其实例，摆臂机构包括由驱动源切换来改变的可调节轴向支撑构件；其支点侧由该可调节轴向支撑构件轴向支撑而其摆动侧则通过进入与驱动凸轮相接触状态而摆动的中间臂；以及其支点侧由支撑轴轴向支撑且通过输入点承接来自与该支撑轴接近的中间臂的按压力而摆动的摆动凸轮，该摆动凸轮用于通过摆动端的摆动凸轮面来按压摆臂侧的摆臂辊。通过动作切换摆臂机构中的可调节轴向支撑构件，中间臂的与驱动凸轮相对置辊(the drive cam opposed roller)便在驱动凸轮的旋转方向上向前/向后移动，从而中间臂的提升区间发生位移。也就是说，中间臂作用于摆动凸轮的打开/关闭动作力其输入点在提升方向上有所改变，与其相关，摆臂侧的摆臂辊与摆动凸轮面的提升区间相对置、用于传递该打开/关闭动作力的摆动区域也有所改变。按照这种方式，摆臂机构便通过动作在驱动凸轮的旋转方向上移动与驱动凸轮相对置辊，从而调节构成与摆臂协同移动的进气阀或排气阀其驱动模式的打开/关闭时间和提升量。
图9所示的位移图表例给出对摆臂机构的驱动凸轮所驱动的受驱动构件的动作量。
这里，粗线CH1示出的是给出当通过使摆臂机构的可调节轴向支撑构件动作使得中间臂的与驱动凸轮相对置辊改换至构成驱动凸轮其旋转方向的延迟侧时对受驱动构件的动作量的图表。而虚线CH2示出的则是给出当中间臂的与驱动凸轮相对置辊改换至相对于实线CH1在构成与驱动凸轮的旋转方向相反的方向的超前侧(图9中左侧)有一超前量R0时对受驱动构件的动作量的图表。随着对可调节轴向支撑构件的动作，通过在驱动凸轮的旋转方向上使得中间臂侧的与驱动凸轮相对置辊具有超前/延迟的位移，受驱动构件动作的最大位置可以改变R0。而且，通过使得中间臂的输入点以可变化方式进入与摆动凸轮相接触状态，可以通过使摆动凸轮的摆动范围变化并防止驱动凸轮的预定凸轮高度对进气阀和排气阀起作用来使进气阀或排气阀的提升高度的动作量减小到h2。因此，与摆臂协同移动的进气阀或排气阀的提升量位移区域E1、E2彼此发生改变，提升开始点e1和提升结束点e2和提升高度的动作量h1，h2有增减变化发生。
另外，有一可变动阀门装置用于改变使得摆臂侧的摆臂辊与摆动凸轮的摆动凸轮面上的底部区间和提升区间相对置的比率(参照日本JP-A-2003-239712号公报)。
同时，从图9所示的凸轮提升量位移图表当中很清楚，由于超前量R0或凸轮形状的差异，在曲柄角方向上提升开始点e1变化区域ea的宽度和提升结束点e2变化区域eb的宽度是分别变化的。
这里，提升结束点e2变化范围的宽度eb对应于摆臂机构对阀打开/关闭定时的控制宽度。提升结束点e2变化范围的宽度eb越大，为提高阀关闭定时其可变响应的阀门关闭控制越简单。具体来说，为进气阀情况下，通过使得与进气效率相关的阀关闭定时可有相当大的变化来使得输出控制简单以加大提升结束点e2其变化范围的宽度eb，在阀门关闭控制方面被认为很有效。
发明内容
本发明正是着眼于上述问题所完成的，本发明其目的在于，提供一种内燃机的可变动阀门装置，该可变动阀门装置能够通过在摆臂提升量的控制过程中加大提升结束点的变化范围来使阀门关闭控制便利，并加快阀关闭定时的可变响应。此外，通过两件或更多件凸轮的合成来决定阀门动作，因此，使阀门归位或开始提升阀门过程中容易有冲击产生。因此，需要减轻归位冲击以提高耐久性或应对噪音，本发明另一目的在于提供一种能够在减轻冲击方面得到改进的内燃机的可变动阀门装置。
为了实现上述目的，提供了一种内燃机的可变动阀门装置，该可变动阀门装置包括以可旋转方式对内燃机设置的凸轮轴；与该凸轮轴一体形成的驱动凸轮；以及用于通过由进入与驱动凸轮相接触状态的与该驱动凸轮相对置辊承接打开/关闭动作力，来从其中的动作端部将该打开/关闭动作力传递至内燃机的进气阀或排气阀的摆臂机构，用于使提升时段在驱动凸轮的旋转方向上向前/向后位移，在该提升时段中与驱动凸轮相对置辊通过摆臂机构承接打开/关闭动作力，驱动凸轮的凸轮提升面的下降区间形成为长于其上升区间，使得提升时段的提升阀关闭时间点的变化范围大于其提升阀打开时间点的变化范围。
为了实现上述目的，所提供的内燃机的可变动阀门装置，其中驱动凸轮的凸轮顶部附近的凸轮凸起面曲率设定为下降区间侧小于上升区间侧。
为了实现上述目的，所提供的内燃机的可变动阀门装置，其中驱动凸轮的凸轮提升面的下降区间中，该下降区间的后期区间形成为驱动凸轮所驱动的构件的动作量能够保持基本上具有常值的正加速度这种形状。
为了实现上述目的，所提供的内燃机的可变动阀门装置，其中摆臂机构包括第一臂，通过由轴向支撑摆臂辊承接按压力来以支点位置为轴转动，用于驱动进入与动作端部相接触状态的进气阀或排气阀；第二臂，具有用于轴向支撑与驱动凸轮相对置辊的轴向支撑部，以及按预定量远离该轴向支撑部、用于承接切换动作力用于在驱动凸轮的旋转方向上向前/向后使与驱动凸轮相对置辊和驱动凸轮两者进入彼此相接触状态的位置位移的支点端部；支点移动机构，具有与第二臂的支点端部相接合、用于通过承接驱动源的切换动作力来使第二臂位移的支点构件；以及第三臂，由轴向支撑端部的凸轮轴附近配置的支撑轴轴向支撑，并且形成有能够对从该轴向支撑端部所延伸的摆动延伸部的摆动端施加摆臂辊的打开/关闭动作力的摆动凸轮面。
本发明的特性以及其他目的和改进将通过参照附图进行说明，其中所有附图中的相同或相似的部分标注同样的参照标号，其中
图1是本发明实施例的内燃机具有可变动阀门装置的引擎汽缸盖的侧向剖视图；图2是图1所示的内燃机的可变动阀门装置中所用的进气凸轮的放大侧视图；图3是图1所示的内燃机的可变动阀门装置的动作特性的说明图，具体来说，为进气凸轮的阀提升位移量图表、对受驱动构件进行动作的速度和加速度图表、以及提升位移量图表；图4是图1所示的内燃机的可变动阀门装置中所用的摆臂机构的俯视图；图5是图1所示的内燃机的可变动阀门装置中摆臂机构的分解立体图；图6是图1所示的摆臂机构的中间臂其超前和延迟动作的说明图；图7是图1所示的摆臂机构的中间臂其提升位移动作的说明图；图8是通过可变动阀门装置驱动的受驱动构件其动作特性的说明图；以及图9是背景技术的可变动阀门装置所驱动的受驱动构件其动作特性的说明图。
具体实施例方式
图1示出应用本发明实施例内燃机可变动阀门装置的往复式四缸汽油引擎(下文简称为引擎E)的汽缸盖1。汽缸盖1的下表面与未图示的汽缸体重叠并且彼此紧固，燃烧室2沿汽缸盖1的长度方向X(与图1纸面相垂直的方向)按多个(例如4个)汽缸的对齐方向依次形成。每个燃烧室2设置有各自的(成对的)进气口3和排气口4(只图示了其中一侧)。而且，汽缸盖1的上部设置有用于打开/关闭进气口3的进气阀5和用于打开/关闭排气口4的排气阀6。此外，多个进气阀5和多个排气阀6中的每个都安装有阀门弹簧7用于在关闭方向上对各自阀门施力。而且，汽缸盖1的上部装配有如SOHC型阀门系统的可变动阀门装置8，用于驱动多个进气阀5和多个排气阀6。
可变动阀门装置8在汽缸盖1上方、燃烧室2的正上方沿长度方向(与图1纸面相垂直的方向)设置有可旋转的凸轮轴9。凸轮轴9其中一端与未图示的同步带轮连接。同步带轮通过未图示的引擎曲轴的旋转所带动，从而凸轮轴受到驱动来驱动打开/关闭进气凸轮14和排气凸轮15。
可变动阀门装置8的凸轮轴9在进气侧配置有摆轴11，而排气侧则配置有摆轴12，上述摆轴可旋转，并在插入凸轮轴9的上部的左右两侧(汽缸盖宽度方向上的左右两侧)与凸轮轴9平行。摆轴11和摆轴12两者间的上侧区域设置有基本上与凸轮轴9平行的支撑轴13。如图2所示，作为驱动凸轮的进气凸轮14和排气凸轮15形成于凸轮轴9与各个燃烧室2相对置的各个部分。具体来说，进气凸轮14形成于燃烧室2正上方的中心点，而排气凸轮15则形成于插入进气凸轮14的两侧。
排气侧的摆轴12以可绕轴转动的方式设置有摆臂17(图1中仅图示其中一侧)用于就每个排气凸轮15驱动排气阀6。进气侧的摆轴11则设置有摆臂机构18用于就每个进气凸轮14一起驱动多个(成对的)进气阀5。形成有可变动阀门装置8用于通过旋转单个凸轮轴9由排气侧机构和进气侧机构按每个预定燃烧循环(进气行程、压缩行程、扩张行程、以及排气行程这4个行程)打开/关闭进气阀5和排气阀6。
这里，如图2所示，根据作为驱动凸轮的进气凸轮14，凸轮面141具有底部区间n和凸轮提升区间m。凸轮面141中，从凸轮顶部O返回至底部区间n的下降区间md设定为长于从底部区间n到达凸轮顶部O的上升区间mu。而且，凸轮顶部O的凸轮凸起面其曲率设定为下降区间侧md小于上升区间侧mu，也就是说，其曲率半径设定为下降区间侧md大于上升区间侧mu。
附带说明的是，图3中的标号Ch1给出凸轮面141所驱动的构件的动作量，图8示出图表Chl的示意性说明图。由图2和图8的图表可知，凸轮面141的上升区间侧mu的凸轮曲率半径ru设定为相对较小，因此从与凸轮顶部O连续的底部区间n到达凸轮顶部O的上升区间mu的提升量曲线可以形成为相对较短。而且，凸轮顶部附近的凸轮凸起面其曲率设定为下降区间侧小于上升区间侧，也就是说，凸轮曲率半径设定为下降区间侧md相对较大(＞mu)，因而从与凸轮顶部O连续的底部区间n到达凸轮顶部O的下降区间md的提升量曲线可以形成为相对较长。另外，其动作和效果将在下面说明。
接下来，图3示出图2的凸轮面141特性的具体例。这里，形成为相对较长的下降区间侧md和形成为相对较短的上升区间侧mu两者间的差值设定为凸轮角大约20°(＝md-mu)。
这里，图3示出根据具有受驱动构件的动作量Ch1的凸轮面141给出的受驱动构件的动作速度Vc，以及该受驱动构件的动作加速度Ca。该受驱动构件的动作速度Vc设定为在上升区间侧mu按正值加大/减小，而下降区间侧md则按负值加大/减小。与受驱动构件的动作速度Vc相对应的动作加速度Ca在上升区间mu中的提升初始时间处给出相对较大的正值，而大多数主要区域中则保持固定不变的负值。而且，凸轮加速度Ca在下降区间侧md基本上前半部的前部区间mdf持续保持基本上固定不变的负值，其后在基本上后半部的后期区间mdr则相反，保持基本上固定不变的正值。可以通过后期区间mdr来使动作速度Vc逐渐减小收敛至零值以减小阀门关闭时的冲击。
图4示出用于驱动可变动阀门装置8的进气阀5的摆臂机构18的俯视图，图5则示出摆臂机构18的分解立体图。摆臂机构18包括摆臂21(对应于第一臂)，其中凸起部282构成轴向支撑端，该摆臂21由进气侧的摆轴11以可旋转方式支撑；中间臂22(对应于第二臂)，由作为驱动凸轮的进气凸轮14所驱动；作为摆动凸轮的摆动凸轮23(对应于第三臂)，由支撑轴13以可绕轴转动的方式支撑；销构件25由摆轴11所支撑，并且构成支点构件，其中球形部251与中间臂22的凹形轮廓的承接部24相配合用来设定轴向支撑点P0；以及电动机26(参照图4)，用于通过摆轴11来摆动该销构件25。
如图4和图5所示，摆臂21(对应于第一臂)包括成对的各自摆臂件28，上述摆臂件28具有由摆轴11轴向支撑的凸起部282。该成对的各自摆臂件28延伸具有输入端部283用于承接来自摆动凸轮23(对应于第三臂)的按压力以便从凸起部282其中某一侧按倾斜向上的方向取向。彼此相对置的该成对的输入端283由短轴31彼此一体结合。短轴31利用未图示的轴承电动机组件向外与作为摆臂辊的第一辊27相配合。成对的动作端281从成对的各自摆臂件28的凸起282的其他侧延伸用于驱动进气阀5。进气阀5通过例如调节螺钉部29的方式进入与其相接触状态。
摆轴11的端部与电动机26连接以便作为驱动源进行控制，摆轴11形成为能够通过动作电动机26根据需要位移来绕轴转动。设置于摆轴11上成对的摆臂件28两者间中心的部分经过攻丝以插入销构件25，作为在直径方向上穿透而要由螺母31紧固的状态下在下端部形成有球形部251的支点构件。摆轴11和销构件25通过驱动电动机26使销构件25以摆轴11的中心线Ls为轴转动来承接切换动作力，以便形成能够通过绕轴转动从销构件25垂直配置(参照图1和图6)的延迟位置S1取向位移至凸轮轴方向基本上倾斜45°角(参照图6)的超前位置S2取向，从而在进气凸轮14的旋转方向上向前/向后切换支点位置P0的位移的支点移动机构34。
如图1和图5所示，为第二臂的中间臂22包括为与驱动凸轮相对置辊的第二辊32，其进入与为驱动凸轮的进气凸轮14其凸轮面141滚动接触的状态；以及用于在轴向支撑部330处以可旋转方式支撑第二辊32的、为L型形状构件的保持部33(参照图5)。这里，保持部33包括轴向支撑部330，该轴向支撑部330是其弯曲部分而且支撑第二辊32；中继臂部(relay arm portion)331，从轴向支撑部330按圆柱形状延伸到上侧、具体来说延伸到摆轴11和支撑轴13两者间；以及从轴向支撑部330的侧部按平板形状延伸到摆轴11的下侧的支臂部332。通过这样的方式，该保持部33形成为L型形状。
中继臂部331的前端(上端部)形成有倾斜面fsl，构成用于传递位移到摆动凸轮23的输入点(中继)。这里，倾斜面fsl倾斜使得支臂部332的一侧(图6中的右侧)较低，而支撑轴13的一侧(图6中的左侧)则较高。
另一方面，支臂部332的凸出端形成有球形承接部分24，由摆轴11支撑的销构件25的球形部251以相对可替换的方式与球形承接部分24配合。这里，当进气凸轮14旋转一周时，进入与进气凸轮相接触状态的中间臂22的第二辊32便随之相对移动，中间臂22以轴向支撑点P0为中心转动一周上下方向的往复运动，该支撑点P0通过将中间臂22的球形部251与摆轴11所支撑的承接部24相配合来形成。这种情况下，如图7所示，中继臂部331的位置便绕轴转动上下位移量H0。
具体来说，通过支点移动机构34使摆轴11侧的中间臂22的可转动支撑点P0能够在与轴的轴向相交叉的方向上移动，并利用该移动所提供的中间臂22的位移，如图6所示，进入与进气凸轮14滚动接触的第二辊32其位置能够在凸轮的旋转方向Q上向前/向后即超前或延迟方向上位移。
如图1、图5、和图6所示，构成第三臂的摆动凸轮23包括圆柱凸起35(轴向支撑端部)，圆柱凸起35以可转动插入的方式与为凸轮轴9的上侧附近配置的支撑轴的支撑轴13相配合，臂部(摆动延伸部)36从圆柱凸起35延伸到第一辊27(摆臂21侧)；位移承接部37，在臂部36的延伸方向上的中间位置形成于臂部36的下部，并构成输入点q1；由加厚部361形成的摆动凸轮面38，其构成臂部36的摆动端，并且能够对第一辊27施加按压力；以及从圆柱凸起35(轴向支撑端部)与臂部36相对置侧的侧面延伸的弹簧承接部41。此外，弹簧承接部41进入与推压器42相接触状态，该推压器42用于在使得中间臂22和摆动凸轮23彼此紧密接触的方向上施加作用于中间臂22和摆动凸轮23的弹性力。
摆动凸轮23在臂部36的摆动端形成有摆动凸轮面38。摆动凸轮面38形成为变化以加大/减小与构成支撑轴13中心的可转动支撑点p0相距的距离d。如图6所示，转动凸轮面38由其上侧的底部圆周区间a和其下侧的提升区间b所形成。这里，底部圆周区间a由圆弧面形成，其中同与支撑轴13的轴向中心相符的轴向支撑点q2的距离是常值。提升区间b形成为与底部圆弧区间a连续的相反圆弧面，其中与轴向支撑点q2的距离逐渐加大。
如图6所示，臂部36下部的位移承接部37设置于凸轮轴9的正上方，并形成有凹部371，以可转动方式与短轴39轴向附接，该短轴39的取向与凹部371内凸轮轴9的取向相同。凹部391形成于从凹部371的开口部暴露的短轴39的下部。中继臂部331的前端部在朝向往上的状态下插入凹部391，通过使倾斜面fsl与凹部391的底面以可滑动方式接触来保持输入点q1。
如图6所示，使得倾斜面fsl与凹部391的底面相接触的输入点q1形成为能够通过支点移动机构34与中间臂22的第二辊32在进气凸轮14的旋转方向Q上向前/向后的超前或延迟相同步位移。具体来说，支点移动机构34作用为通过移动来延迟第二臂的中间臂22(移动至图6中的右侧)从而使得倾斜面fsl和凹部391的底面彼此接触的位置移动到上侧，也就是说，摆动凸轮23的转动凸轮38受到上推，第一辊27在较早的定时与上升区间b相对置，也就是说，对阀门提升量hrl(参照图6)进行修正以增加。
接下来说明这样构成的可变动阀门装置8。首先，使凸轮轴9和进气凸轮14旋转，中间臂22的第二辊32与凸轮面141的底部区间n相对置，随后与凸轮提升区间m的上升区间侧mu相对置，接着经由凸轮顶部O与下降区间侧md相对置，随后与底部区间n再次相对置。这种情况下，凸轮提升区间m中，中间臂22的第二辊32受到驱动而被按压。这种情况下，如图7所示，通过球形部251的轴向支撑点P0构成支点以在摆轴11的一侧形成枢轴，中间臂22摆动上下位移量hrn。转动位移从中间臂22的中继臂部331传递到正好设置于其上的摆动凸轮23。这里，摆动凸轮23通过推动器42的返回弹簧力作用在倾斜面fs1和凹部391的底面两者间总保持按压接触状态之后受到摆动以便在上下方向上位移。这里，摆动凸轮23的转动凸轮面38进入与摆臂21的第一辊27的滚动接触，尤其是通过在提升区间b按压第一辊27，摆臂21的成对摆臂件28绕摆轴11的中心线Ls受到驱动以同步打开/关闭成对的进气阀5。
该方式的可变动阀门装置8中，未图示的控制装置根据动作状态计算最佳支点位置P0以通过与支点位置P0相对应的输出来驱动控制电动机26。假设控制电动机26通过摆轴11的方式旋转销构件25，而且中间臂22的支点位置P0定位于例如提供如图6中实线所示的最大阀门提升量hrl的延迟位置S1。
这种情况下，中间臂22的中继臂部331的倾斜面fsl向上移动摆动凸轮23(对应于第三臂)，第一辊27在相对较早的定时(图3中的曲柄角θ1)进入与转动凸轮面38的提升区间b相接触状态，提升区间E1中，沿摆臂21的提升位移量图表Dhl执行与受驱动构件的动作量hrl相对应的摆动，随后第一辊27在最为延迟侧以曲柄角θ11返回到摆动凸轮面38的底部区间a以结束一个时段摆臂21的摆动。这种情况下，进气阀5控制为按与摆臂21的提升位移量图表Dh1同样的位移特性打开/关闭。
接下来，假定在使可变动阀门装置动作过程中，利用摆轴11由控制电动机26来旋转销构件25，如图6中虚线所示，中间臂22的支点位置P0定位于给出最小动作量hrn的超前位置Sn。
这种情况下，中间臂22的中继臂部331的倾斜面fsl向下移动摆动凸轮23，第一辊27在相对延迟的定时(图3中的曲柄角θn)进入与摆动凸轮面38的提升区间b相接触状态，沿提升位移量Dhn执行与动作量hrn相对应的摆动，随后第一辊27在延迟侧以曲柄角θnn返回到摆动凸轮面38的底部区间a以结束一个时段中对摆臂21的摆动。这种情况下，进气阀5控制为按与摆臂21的提升位移量图表Dhn同样的位移特性打开/关闭。
另外，可变动阀门装置8的动作中，未图示的控制装置根据动作状态计算最佳支点位置，通过与支点位置P0对应的输出驱动控制电动机26。对应于各自的支点位置P0，中间臂22的第二辊32进入与进气凸轮14相接触状态的提升区间E1到En如图3所示控制为较大或较小，根据提升区间E1到En的变化量，摆臂21的提升位移量图表Dh1到Dhn如图3所示控制为较大或较小。
另外，尽管图3仅仅示出提升区间E1、En，但未图示的提升区间E2、E3、E4、E5中，对应于各自的提升区间，其中间位置也设置，并且执行与提升区间E1，En相对应的动作，这里其图示和重复的说明从略。同样，尽管图3示出不同于提升位移量图表Dh1到Dhn的提升位移量图表Dh2、Dh3、Dh4、Dh5，但其中间部位置也设置，同样这种情况下，还执行与提升位移量图表Dh1到Dhn相对应的动作，其重复的说明从略。
如上所述，按照图1所示的可变动阀门装置8，根据引擎的动作状态，先由控制装置计算出最佳支点位置P0，中间臂22绕轴转动在支点位置P0处具有位移，根据各自的支点位置P0，摆臂的提升位移量Vr与提升位移量图表Dh1到Dhn相对应，也就是说，能够提供进气阀5的阀门提升量。
根据图1所示的可变动阀门装置，进气凸轮14的凸轮提升面141中，下降区间侧md设定为长于上升区间侧mu，从而随摆臂机构18在进气凸轮14的旋转方向Q上向前/向后使提升时段E位移，来切换提升位移量图表Dh1到Dhn，与提升位移量图表相对应的阀关闭定时θnn到θ11其变化范围Gr便能够设定为足够大。
通过这样的方法，进气阀或排气阀的阀关闭定时其变化范围Gr能够在更大范围内可调节，因此使阀门关闭控制便利，阀关闭定时的可变响应得到进一步加快，输出控制更为便利，而且引擎控制能力得到进一步提高。具体来说，由进气凸轮14驱动进气阀5的情况下，通过使得与进气效率有关的阀关闭定时有相当程度的可变，输出控制更为便利，而且引擎可控制性能得到提高。此外，可变响应加快，因而控制过程中收敛到目标控制值的性能提高，而且油耗得到改进。
另外，阀打开定时θnn到θ11其变化范围G(定时)能够在相当大程度上可变，因此当未图示的相位可变机构也分开安装于与该机构一起应用的可变动阀门装置8和未图示的引擎曲轴两者之间时，相位可变机构的动作量减小，可变响应、收敛到目标控制值的性能均得到提高，而且油耗得到改进。此外，相位可变机构的可变范围减小，而能够利用通常所用的相位可变装置，能够实现成本降低。
根据图1中的可变动阀门装置8，除了进气凸轮14的凸轮提升面141上形成比上升区间侧mu长的下降区间侧md以外，凸轮顶部O附近的凸轮凸起面曲率设定为下降区间侧小于上升区间侧，因此，当由摆臂机构18切换提升时段E在进气凸轮14(驱动凸轮)的旋转方向上向前/向后位移时，阀打开定时θ11的变化范围Gr能够设定为大于提升时段E中的提升阀打开定时θ1的变化范围Gf。从而，使得进气阀或排气阀5、6的阀关闭定时进一步在相当大程度上可变的控制更为便利，阀关闭定时的可变响应进一步加快，输出控制进一步便利，而且引擎的可控制性能得到进一步提高。
此外，根据图1所示的可变动阀门装置8，进入与凸轮提升面141相接触状态的进气凸轮14在下降区间侧md的基本上1/2的后期区间mdr，可以按基本上固定不变的相对较小的正动作加速度Ca即逐渐降低动作速度Vc来收敛到零值，因此能够降低阀门关闭时的冲击。
另外，根据图1所示的可变动阀门装置8，使用参照图4、图5所说明的摆臂机构18，因此能够可靠地实现对在进气凸轮14(驱动凸轮)的旋转方向Q上向前/向后位移凸轮提升区间m的控制。
此外，阀归位或插入提升的阀门速度取决于驱动凸轮和锁定凸轮的合成，而且转动凸轮侧的阀归位或开始提升过程中所用的凸轮区域总是相同的情况下，需要在驱动凸轮侧对此进行处理。这种情况下，可以通过使得驱动凸轮的下降侧平滑，来限制归位加速度，从而能够减轻归位冲击。
另外，尽管上面的说明当中给出驱动凸轮由进气凸轮14构成，但驱动凸轮也可以是排气凸轮，这种情况下，同样引擎可控制性能得到改进，控制中的目标控制值的收敛性能得到改善，而且油耗得到改进。此外，在高转速和高提升的情况下阀门关闭时的归位冲击更大，因此阀门可以设定为至少对中高提升情形在具有基本上固定不变的相对较小的正动作加速度Ca的区间中归位。
权利要求
1.一种内燃机的可变动阀门装置，该可变动阀门装置包括以可旋转方式设置到内燃机的凸轮轴(9)；与该凸轮轴(9)一体形成的驱动凸轮(14)；以及用于通过由进入与驱动凸轮(14)相接触状态的与所述驱动凸轮相对置辊(32)承接打开/关闭动作力，来从其动作端部将打开/关闭动作力传递到内燃机的进气阀或排气阀(5，6)的摆臂机构，其特征在于，用于使提升时段在驱动凸轮(14)的旋转方向上向前/向后位移，在该提升时段中摆臂机构的与驱动凸轮相对置辊(32)承接打开/关闭动作力，驱动凸轮(14)的凸轮提升面的下降区间形成为长于其上升区间，使得提升时段的提升阀关闭时间点的变化范围大于其提升阀打开时间点的变化范围。
2.如权利要求1所述的内燃机的可变动阀门装置，其特征在于，所述驱动凸轮(14)的凸轮顶部附近的凸轮凸起面曲率设定为下降区间侧小于上升区间侧。
3.如权利要求1或2所述的内燃机的可变动阀门装置，其特征在于，所述驱动凸轮(14)的凸轮提升面的下降区间中，该下降区间的后期区间形成为驱动凸轮(14)所驱动的构件的动作量能够保持基本上具有常值的正加速度这种形状。
4.如权利要求1至3中任一项所述的内燃机的可变动阀门装置，其特征在于，所述摆臂机构包括第一臂(21)，通过由轴向支撑摆臂辊(27)承接按压力来以支点位置为轴转动，用于驱动进入与动作端部相接触状态的进气阀或排气阀(5，6)；第二臂(22)，具有用于轴向支撑与驱动凸轮相对置辊(32)的轴向支撑部，以及远离所述轴向支撑部预定量、用于承接用于在驱动凸轮的旋转方向上向前/向后使与驱动凸轮相对置辊(32)和驱动凸轮(14)两者进入彼此相接触状态的位置位移的切换动作力的支点端部；支点移动机构(34)，具有与第二臂(22)的支点端部相接合、用于通过承接驱动源的切换动作力来使第二臂(22)位移的支点构件；以及第三臂(23)，由轴向支撑端部(35)的凸轮轴(9)附近配置的支撑轴(13)轴向支撑，并且形成有能够对从该轴向支撑端部(35)延伸的摆动延伸部(36)的摆动端施加摆臂辊的打开/关闭动作力的摆动凸轮面。
全文摘要
一种内燃机的可变动阀门装置，包括凸轮轴(9)；与凸轮轴(9)一体形成的驱动凸轮(14)，以及用于通过由进入与驱动凸轮(14)相接触状态的与驱动凸轮相对置辊(32)承接打开/关闭作用力，来从其中的动作端部将打开/关闭作用力传递至进气阀或排气阀(5，6)的摆臂机构。用于使提升时段在驱动凸轮(14)的旋转方向上向前/向后位移，在该提升时段中与驱动凸轮相对置辊(32)承接打开/关闭作用力，驱动凸轮(14)的凸轮提升面的下降区间形成为长于其上升区间，使得提升时段的提升阀关闭时间点的变化范围大于其提升阀打开时间点的变化范围。
文档编号F01L13/00GK1834412SQ20061006816
公开日2006年9月20日 申请日期2006年3月16日 优先权日2005年3月18日
发明者村田真一 申请人:三菱自动车工业株式会社