专利名称：连续可变的阀门升程装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及连续可变的阀门升程装置。更特别地，本发明涉 及可以响应发动机的工作状态调整阀门升程量的连续可变的阀门升程 装置。
1背景技术：
汽车发动机的典型燃烧室具有用于供给空气/燃料混合物的 进气阀和用于排出燃烧废气的排气阀。该进气和排气阀通过连接到曲 柄轴的阀门升程装置打开和关闭。由于固定的凸轮形状，常用的阔门升程装置具有固定的阀门 20升程量。因此，不可能调整引入或排出的气体量。如果该阀门升程装置是为低驱动速度设计的，对高速来说该 阀门的打开时间和量都不够。另一方面，如果该阀门升程装置设计为 高速的，反过来也一样。在背景部分公开的上述信息仅仅用来增加对背景技术的理 25解，因此，其可能包括不构成在该国对本领域普通技术人员来说已经 是公知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的实施例提供一种可以实现多种升程工作范围的连 30续可变的阀门升程装置。根据本发明的示例性实施例，连续可变的阀门升程装置可以包括配置到输入轴的输入凸轮，与输入轴平行的第一轴，与第一轴相 连的第一连杆，转动连接到第一连杆的第二连杆，与第二连杆转动相 连并设置有接触输入凸轮的接触部分的输出凸轮，配置到输出凸轮并 与输入轴平行的第二轴，至少一个位于输出凸轮下方的阀门单元，其 5中该至少一个阀门通过输出凸轮打开和关闭，和控制第二轴的位置的 控制部分。支撑部分可以支撑输入凸轮和第一轴，并且导向槽形成在支 撑部分以引导第二轴。控制部分可以包括与第二轴相连并控制第二轴在导向槽中 io的位置的控制单元。根据本发明的示例性实施例，该连续可变的阀门升程装置可
能由简单的元件构造，因此可以毫无困难地设计发动机室。连续可变的阀门升程装置可以在没有复位弹簧的情况下工 作，因此可以改进耐久性。当阀门升程降低时，阀门定时提前。 20
元件可以减少，因此生产能力提高并且生产费用降低。直接
驱动阀门和摆臂式阀门都是合适的，可以利用输出凸轮的简单设计变 化来调整阀门升程，并且可以实现CDA模式。
25
图1是透视图，显示了根据本发明第一示例性实施例的连续
可变的阀门升程装置。图2是透视图，显示了除支撑部分以外的、根据本发明第一 示例性实施例的连续可变的阀门升程装置。图3是透视图，显示了除输入轴和输入凸轮以外的、根据本 30发明第一示例性实施例的连续可变的阀门升程装置。图4图示了根据本发明第一示例性实施例的连续可变的阀门升程装置的操作。图5 (a)到(d)显示了根据本发明第一示例性实施例的连 续可变的阀门升程装置按照各种模式(according to modes)的操作。图6图示了当阀门升程改变时，根据本发明第一示例性实施 5 例的连续可变的阀门提升装置的阀门定时的超前角特征。图7图示了根据本发明第二示例性实施例的连续可变的阀 门升程装置的阔门单元。在附图中，附图标记指的是贯穿附图中几个图形的相同或相 等的部件。 10 <代表性附图标记>
10、 11:连续可变的阀门升程装置
跳输入轴
110:输入凸轮
200:第一轴
210:第一连杆
220:第二连杆
300、301:输出凸轮
310:输入滚子
400:第二轴
500、501:阀门单元
510:摆臂式滚子
600:支撑部分
610:导向槽
700:控制单元
810:第一空间
820:第二空间
具体实施例方式以下将参考附图详细地描述本发明的示例性实施例。 30
参考图1到图-3，根据本发明第一示例性实施例的连续可变
的阀门升程装置10包括配置到输入轴100的输入凸轮110、与输入轴100平行的第一轴200、 一个与第一轴200相连的第一连杆210和与第 一连杆210转动联接的第二连杆220。输出凸轮300与第二连杆220转动联接并设置有接触输入凸 轮110的接触部分。 5
第二轴400配置到与输入轴100平行的输出凸轮300上。至少一个阀门单元500通过输出凸轮300的操作打开和关闭。参考图1 ，第一轴200和输入轴100通过支撑部分600支撑， 并且导向槽610形成在支撑部分600的一部分上来沿其轮廓导向第二 io 轴400的一个端部。参考图1和图3，控制部分配置为控制第二轴400的位置。
该控制部分包括与经由导向槽610伸出的第二轴400远端部 相连并且沿导向槽610控制第二轴400的角位置的控制单元700。输入滚子310设置到接触部分，因此可将输入凸轮110的转 15动平稳地传输到输出凸轮300。第一空间810形成在输出凸轮300的中间部分从而容纳输入 凸轮110的一部分，因此在输入凸轮110转动时输入凸轮110不会被 输出凸轮300阻断。如图3所示，输出凸轮300可能是由两个部件或一个部件形 20成。当输出凸轮300是由两个部件形成时，第一空间810形成在这两 个部件之间，而当输出凸轮300是由一个部件形成时，第一空间可能 凹入到输出凸轮300中。第二空间820形成在第二连杆220的上部中间部分并被设置 为容纳输入凸轮110的一部分，当输入凸轮110转动时，输入凸轮110 25的这一部分不会被第二连杆220阻断。阀门单元500位于输出凸轮300 的下方。输出凸轮300包括上表面315和接触面320。输出凸轮300 的上表面315位于输入轴100的下方。在本发明的示例性实施例中，该阀门单元500可能是配置有 30摆臂^;滚子510的摆臂式阀门。因此，输出凸轮300的接触面320滑 动接触摆臂式滚子510。
在下文中，参考图4和图5，解释根据本发明第一示例性实 施例的连续可变的阀门升程装置的操作。在图4中，通过形成在输入凸轮110和联接到输出凸轮300 的输入滚子310之间的接触点B，将输入凸轮110的转动变为输出凸 5 轮300的线性运动。进一步地，通过形成在输入凸轮110的接触面320 和联接到阀门单元500的摆臂式滚子510之间的接触点A，将输出凸 轮300的线性运动变为阀门单元500的线性运动。因此，接触点A和B之间的距离确定了阀门单元500的升 程长度。
10
Ll表示第二轴400的中心与摆臂式滚子510的中心之间的
距离，而L2表示第二轴400的中心与输入滚子310的中心之间的距离。 Ll确定接触点A的位置而L2确定接触点B的位置。因为第二轴400和输入滚子310与输出凸轮300相联，所以 L2是恒量。然而，当第二轴400的位置沿着导向槽610变化时，Ll是 15变量。也就是说，Ll/L2的比值是根据第二轴400的运动变化的从而控 制摆臂式滚子510的升程长度。例如，在图4中，当Ll/L2的比值增加时，接触点A和B 之间的距离縮短从而阀门升程增加。详细地说，在附图中，如果第二 轴400的位置移到左侧，输入滚子310在左侧移动。因此，阀门升程 20增加并因此变为高升程模式。同时，当L1/L2的比值縮短时，接触点A和B之间的距离 增加并且阀门升程因此縮短。例如，在附图中，如果第二轴400的位 置移到右侧，输入滚子310也在右侧移动。因此，阀门升程縮短并因 此变为低升程模式。 25
改变阀门的升程量取决于导向槽610的形状和输出凸轮300
的形状。尤其是，输出凸轮300的接触面320的形状可以确定阀门升 程的变化量。导向槽610和输出凸轮300的形状可以根据发动机尺寸 或发动机的要求性能进行选择。图5 (a)至U (d)显示了根据本发明第一示例性实施例的连 30续可变的阀门升程装置按照各种模式的操作。尤其是，在图5 (a)和 (b)中，AH表示阀门升程变化，即，高升程模式中的接触点A最大垂直位移，而AL表示阀门升程变化，即图5 (c)和(d)的低升程模 式中的接触点A最大垂直位移。如图5 (a)和(b)所示，当控制单元700在左侧移动输出凸 轮300时，输入滚子310和摆臂式滚子510变得接近，因此阀门升程 5增加AH那么多，然而，如图5 (c)和(d)所示，当控制单元700在 右侧移动输出凸轮300时，输入滚子310和摆臂式滚子510远离彼此 移动，因此阀门升程减少AL那么多。图6图示了当阀门升程改变时，根据本发明第一示例性实施 例的连续可变的阀门提升装置的阀门定时的超前角特征。如图5所示， io如果阀门升程模式从高升程模式变为低升程模式，第二轴400沿与输 入凸轮200的转动方向相反的方向转动，因此低升程模式中阀门特征 观峻图(profile)的峰值点P2比高升程模式中的峰值点P1更超前。图7图示了根据本发明第二示例性实施例的连续可变的阀 门升程装置11的阀门单元。如图所示，输出凸轮301是像椭圆一样的 15形状，并且在连续可变的阀门升程装置11中可以使用直接驱动阀门 501。在其他方面，本发明的第二示例性实施例与本发明的第一示 例性实施例类似，因此将省略详细描述。虽然己经结合目前认为是实际的示例性实施例描述了本发 20明，应该理解本发明不局限于所公开的实施例。相反，它意图覆盖包 括在所附权利要求的精神和范围内的不同改进和等效的结构。
权利要求
1. 连续可变的阀门升程装置，其特征在于，包括输入凸轮，配置到输入轴；第一轴，与输所述入轴平行；第一连杆，与所述第一轴相连；第二连杆，转动连接到所述第一连杆；输出凸轮，可转动地连接到所述第二连杆并设置有接触输入凸轮的接触部分；第二轴，配置到输出凸轮并与所述输入轴平行；至少一个阀门单元，位于所述输出凸轮的下方，其中所述至少一个阀门单元通过输出凸轮打开和关闭；和控制部分，控制所述第二轴的位置。
2.如权利要求1所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于，支撑部分支撑所述输入凸轮和第一轴，并且导向槽形成在该支撑部分 用于引导第二轴。
3. 如权利要求2所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于， 20 该控制部分包括与第二轴相连并控制第二轴在导向槽中的位置的控制单元。
4. 如权利要求1所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于， 输入滚子设置到接触部分上。25
5. 如权利要求1所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于，第一空间形成到输出凸轮上用于使当输入凸轮转动时该输入凸轮不被 阻断。
6.如权利要求1所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于，第二空间形成到第二连杆上用于使当输入凸轮转动时该输入凸轮不被阻断。
7. 如权利要求1所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于， 该阀门单元是摆臂式阀门。
8. 如权利要求1所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于， 该阀门单元是直接驱动阀门。
全文摘要
根据本发明的示例性实施例的连续可变的阀门升程装置包括设置到输入轴的输入凸轮，与输入轴平行的第一轴，与第一轴相连的第一连杆，转动连接到第一连杆的第二连杆，与第二连杆转动相连并设置有接触输入凸轮的接触部分的输出凸轮，配置到与输入轴平行的输出凸轮的第二轴，至少一个通过输出凸轮打开和关闭的阀门单元，和控制第二轴位置的控制部分。
文档编号F01L1/04GK101457660SQ200810161150
公开日2009年6月17日 申请日期2008年9月22日 优先权日2007年12月14日
发明者孔镇国, 张庆俊, 权奇荣, 郭永弘 申请人:现代自动车株式会社