专利名称：车辆发动机的可变气门提升装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆发动机的可变气门提升装置，尤其涉
及能够连续地改变气门提升高度的车辆发动机的可变气门提升装置。
背景技术：
0003
一般而言，在发动机中形成有燃烧室，燃料在燃烧室 15中燃烧以使得车辆能够产生动力。邻近燃烧室设有气门系(valve train), 该气门系包括能够控制进气和排气的进/排气气门。气门系通过曲轴来 开启和关闭燃烧室。
0004
一般而言，在这种气门系中，具有规则形状的凸轮至 多将气门提升到预设定的提升量，但是进气或排气的量不能被可变地 20 控制。
0005
相应地，当气门系根据低速驱动条件来设计时，气门 开启的正时和周期不足以满足高速驱动条件，而当气门系根据高速驱 动条件而设计时，又会发生相反的现象。
0006
更具体地说，当普通发动机调校到用于高速时，气门 25的提升量设定得较大，从而发动机在高速时具有优异的性能，但是在 低速时存在不能满足怠速稳定性和扭矩要求的问题。
0007
相反，当普通发动机调校到用于低速时，发动机在低 速下具有优异的性能，但是在高速时存在不能满足输出要求的问题。 然而，在可变气门提升装置中，气门的提升量可以根据高速或低速被 30可变地控制，从而可以获得在低速和高速时的更多优点。0008
近来，用于提升充电效率的技术以及用于改善燃料消 耗和输出动力的多气门系统得以研发。因而，下述技术得以研发可
变感应系统(Variable Induction System,縮写为VIS)，在该系统中，进 气歧管的长度或者横截面积可以根据发动机的旋转范围而可变地控 5 制，以使得进气阻力最小化；可变气门正时(Variable Valve Timing,缩 写为VVT)装置，用于控制气门的开启正时和打开量，从而改变重叠正 时(overlap timing);以及可变气门提升(Variable Valve Lifting,縮写为 VVL)装置。
0009
在本发明的背景技术部分所揭示的信息仅仅用于增 10进对本发明的一般背景的理解，而不应被视为该信息业已构成为本领 '域技术人员所知的现有技术的明示或者任何形式的暗示。
发明内容
0010
本发明的各个方面致力于提供发动机的可变提升装
15 置，其优点是连续地改变气门提升量的大小以及控制气门的开启正时。
0011
一种车辆发动机的可变提升装置，可包括凸轮轴，凸 轮在该凸轮轴上同轴地形成；摆臂，该摆臂的一侧被支承部分可枢转 地支承，该摆臂的另一侧操作气门；输出臂，其中凸轮的一部分位于 摆臂的上方；第一辊子，该第一辊子设置在输出臂中并与摆臂的支承
20 部分相对，并接触凸轮；第二辊子，该第二辊子设置在摆臂中并接触 输出臂的所述部分；可变连接件，该可变连接件借助于铰接轴而可枢 转地连接输出臂的一部分并沿着导槽移动铰接轴；以及旋转轴，该旋 转轴偏心地连接可变连接件和致动轴，并移动可变连接件。
0012
输出臂可以包括辊子施压部分，该辊子施压部分沿着
25 —个方向延伸并包括辊子接触表面；以及旋转臂，该旋转臂从辊子施 压部分的一个端部沿着另一个方向延伸。
0013
辊子施压部分可以沿着大致水平方向形成并向较低 方向推压摆臂的第二辊子；并且旋转臂连接在两个进气气门上形成的 两个辊子施压部分并向较低方向延伸预设定长度。
300014
第一辊子可以设置在连接着旋转臂和辊子施压部分
的连接部分上。辊子施压部分可以和旋转臂形成一体单一主体。第一辊子可以设置在连接着旋转臂和辊子施压部分的连接部分上。第二辊 子可以与输出臂的辊子接触表面相接触，其中辊子接触表面具有至少 一个预设定的弯曲部分。
0015致动轴的旋转可以由致动器9来控制。第一辊子可以 5由弹性元件支承，从而第一辊子与凸轮接触。导槽可以是弧形的。导 槽可以沿着大致水平方向排列。导槽可以在导引件上形成。摆臂的支 承部分可以是气门间隙调整部分。
0016
本发明的另一方面提供一种车辆发动机的可变提升 装置，该装置可包括凸轮轴，凸轮在该凸轮轴上同轴地形成；摆臂，
10该摆臂的一侧被支承部分可枢转地支承.，该摆臂的另一侧操作气门； 输出臂，该输出臂包括辊子施压部分和旋转臂，辊子施压部分沿着一 个方向延伸，旋转臂从辊子施压部分的一个端部沿着另一个方向延伸； 第一辊子，该第一辊子设置在连接部分中，旋转臂和辊子施压部分在 该连接部分中相连接，并且该第一辊子与凸轮接触，其中连接部分设
15置成与摆臂的支承部分相对；第二辊子，该第二辊子设置在摆臂中并 与形成在辊子施压部分的下部的辊子接触表面相接触；可变连接件， 该可变连接件借助于铰接轴而可枢转地连接旋转臂的下端部分，该旋 转臂向较低方向突出并沿着在导引件中形成的导槽而移动铰接轴；以 及旋转轴，该旋转轴偏心地连接可变连接件和致动轴，并移动可变连
20接件。
0017
辊子施压部分可以沿着水平方向形成并向较低方向 推压摆臂的第二辊子；并且旋转臂在两个进气气门的中间连接两个辊 子施压部分并向较低方向延伸预设定长度，其中第一辊子设置在旋转 臂的上端部分。辊子接触表面可以具有至少一个预设定的弯曲部分。
25致动轴的旋转可以由致动器控制。第一辊子可以由弹性元件支承，从 而第一辊子与凸轮接触。
0018
根据本发明，进气气门的提升高度可以被连续而精确 地控制。而且，气门的开启正时和开启量可以被有效地控制。本发明 的方法和装置具有的其它特征和优点将从附图中显现或者由附图而更
30详细地阐明，在此结合的附图以及以下的本发明的详细描述一起用于 解释本发明的原理。
0019
图1是根据本发明的一个例示性可变提升装置的侧视图。
0020
图2是图1的主视图。
0021
图3是图1的后视图。
0022
图4(b)、 4(b)是侧视图，其中示出了根据本发明的一
个例示性可变提升装置的低提升条件。
0023
图5(a)、 5(b)是侧视图，其中示出了根据本发明的一
10个例示性可变提升装置的高提升条件。
具体实施例方式
0024
现在对本发明的各个实施方式作详细说明，各个实施 方式的示例在附图中示出并在下文中加以说明。虽然结合例示性的实
15 施方式来描述本发明，应当理解的是，本说明书并非要将本发明局限 于那些例示性实施方式。相反，本发明不但应覆盖所述例示性实施方 式，本发明还应覆盖如在所附的权利要求书中限定的精神和范围中所 能包括的各种替代、修改、等效方式以及其它实施方式。
0025
图1是根据本发明的一个例示性实施方式的可变提升
20装置的侧视图，图2是图1的主视图，而图3是图1的后视图。
0026
根据本发明的一个例示性实施方式，可变提升装置可 以应用于每个气缸具有两个进气气门的发动机。可以理解的是，根据 本发明的各个实施方式，可变提升装置还可以应用于每个气缸具有多 于两个进气气门的发动机。
20027
如图1所示，可变提升装置可以包括凸轮轴26，凸轮
28，第一辊子30，包括旋转臂20和辊子施压部分16和18的输出臂 14，第二辊子10和12，摆臂6和8，气门间隙调整部分13，以及进气 气门2禾口4。
0028
而且，可变提升装置可以包括可变连接件32，该可 30变连接件通过铰接轴34可旋转地接合到旋转臂20的一部分；可旋转 地连接到可变连接件32的旋转轴49;以及相对于旋转轴49的中心偏心地设置的致动轴47。具体地说，连接旋转臂20和可变连接件32的 铰接轴34沿着具有预设定形状的导槽40和42而移动。
0029
也就是说，第二辊子10和12设置在摆臂6和8的上 侧的中间位置。两个进气气门2和4设置在摆臂6和8的一个端部， 5而气门间隙调整部分13相对于第二辊子10和12设置在摆臂6和8另 一个端部。
0030
用于操作第二辊子10和12的输出臂14可以相邻于 摆臂6和8的第二辊子10和12而设置。
0031
详细地说，输出臂14包括在第二辊子10和12上水 io平地形成的辊子施压部分16和18，辊子施压部分16和18可旋转地向 下向摆臂6和8的第二辊子10和12施压。
0032
而且，参看图2，输出轴14可以包括旋转臂20，旋 转臂20从辊子施压部分16和18沿着较低方向至多延伸到预设定长度， 而旋转臂20通过铰接轴34可旋转地连接到可变连接件32。 10033
两个辊子施压部分16和18的底部表面可以接触摆臂
4和6的第二辊子10和12，而具有规则弯曲部分的辊子接触表面22 和24形成在底部表面中。
0034
参看图2，凸轮轴26的凸轮28设置在两个辊子施压 部分16和18之间，而第一辊子30由凸轮28所操纵。第一辊子30设 20置在辊子施压部分16和18之间，或者设置在进气气门2和4之间， 如图2所示。
0035
而且，旋转臂20的下端部分通过铰接轴34连接到可 变连接件32，如上文所述。
0036
用于连接可变连接件32和旋转臂20的铰接轴34可 25滑动地接合到弧形导槽40和42，弧形导槽40和42形成于设置在两侧 的导引件36和38之中。
0037
相应地，铰接轴34可以在导槽40和42中往复移动， 而连接到铰接轴的旋转臂20因而能够相对于铰接轴34前后旋转。
0038
形成为巻弹簧的弹性元件44始终产生回复力以使得 30 第一辊子30与凸轮28相接触。
0039
如上所述，当旋转臂20沿着导槽40和42往复移动10
15
20
25
30
时， 一体地形成在其中的辊子施压部分16和18也相对于铰接轴34前 后旋转。
0040
而且，如上所述，连接到旋转臂20的可变连接件32 可旋转地接合到旋转轴49并且大致沿着向上方向倾斜，而旋转轴49 由于致动轴47的作用而旋转。
0041
致动轴47可以由于未示出的致动器的作用而旋转， 与之一体形成的旋转轴49由于致动轴47的作用而偏心地旋转，从而 可变连接件32在左右方向上往复移动。
0042
也就是说，旋转轴49沿着形成在导引件36和38中 的导槽40和42移动铰接轴34。
0043
相应地，如在下文中详细说明的那样，当旋转臂20 相对于铰接轴34旋转时，辊子施压部分16和18和摆臂6和8的第二 辊子10和12所接触的那一部分可以变化以改变进气气门2和4的提
0044
在根据本发明的一个例示性实施方式的可变提升装 置中，当凸轮轴26沿着正常方向旋转时，凸轮28向下移动第一辊子 30。
0045
然后，第一辊子30被推向左侧，从而，包括旋转臂 20以及辊子施压部分16和18的输出臂14如图1所示沿着逆时针方向 在铰接轴34的基础上旋转。
0046
以这种方式，当辊子施压部分16和18移动时，摆臂 6和8的第二辊子10和12根据辊子施压部分16和18的形状沿着较低 方向被推压。
0047
参看图4(a)，可变旋转轴47借助于致动器(未示出) 而被逆时针地旋转，从而根据发动机的驱动条件而减少气门的提升量。 可以理解的是，可在其他传统方式中使用各种致动器来转动根据本发 明的可变旋转轴。
0048
然后，可变连接件32沿着右上方向被拉动。
0049
相应地，连接到可变连接件32的旋转臂20在导槽40 和42中移动，其中铰接轴34沿着向右方向移动。
0050
然后，输出臂14的辊子施压部分16和18以铰接轴34为基础围绕摆臂6和8的第二辊子10和12而作逆时针旋转。
0051
如上所述，可变气门提升装置具有诸如图4(b)中的实 线所示出的状态。
0052
在该状态中，凸轮28使得第一辊子30逆时针地旋转， 5 从而输出臂14围绕作为圆心的铰接轴34逆时针地旋转，从而辊子施 压部分16和18沿着较低方向朝第二辊子10和12施压。
0053
以这种方式，参看图4(b)，当输出臂14的辊子施压 部分16和18逆时针地旋转、并且在辊子施压部分16和18的下部与 第二辊子10和12之间形成的接触部分沿着向左方向移动时，用以移 10动第二辊子10和12的正时被延迟，从而气门提升高度得以最小化。
0054
相反地，参看图5(a)，致动轴47顺时针地旋转以加大 气门提升高度。
0055
然后，与致动轴47 —体地形成的旋转轴49 一同旋转， 从而连接到其上的可变连接件32沿着较低方向被推压。 10056
相应地，连接到可变连接件32的旋转臂20在导槽40
和42中移动，其中铰接轴34沿着向左方向移动。
0057
在这时，辊子施压部分16和18借助于旋转臂20的 作用而相对于铰接轴34围绕摆臂6和8的第二辊子10和12顺时针地 旋转。
200058
以这种方式，参看图5(b)，当输出臂14的辊子施压
部分16和18顺时针地旋转、从而在辊子施压部分16和18的下部与 第二辊子10和12之间形成的接触部分沿着向右方向移动、从而辊子 施压部分16和18在高位向第二辊子10和12施压时，用以移动第二 辊子10和12的正时加快。
20059
相应地，当凸轮28旋转时，第一辊子30被推动并且
输出臂14以铰接轴34为基础沿着逆时针方向旋转并且向第二辊子10 和12施压。然后，辊子施压部分16和18沿着逆时针方向移动，从而 辊子施压部分16和18早于正常时间对第二辊子10和12施压。
0060
当第二辊子10和12根据辊子施压部分16和18的辊
30子接触表面22和24的形状而被施压时，气门的提升高度最大化，如 图5 (b)所示。0061在如上所述运行的可变提升装置中，电子控制单元
(Electrical Control Unit,縮写为ECU)根据发动机的驱动情况而控制操 作部分，从而可以连续而精确地控制进气气门2和4的提升高度。为 了便于说明并在所附权利要求中作精确限定，术语"向上"或者"上 5部的"、"向下"或者"下部的"、"前"或者"后"、"内侧"等 等，用于参考在附图中示出的例示性实施方式中的特征的各个位置来 描述这些特征。
0062
上文对本发明的特定例示性实施方式的描述是用以 例示和说明。这些描述并非是排他性质的或者用于将本发明限定在所 10描述的精确形式中，且根据上述教导显然可以做出很多修改和变化。 各例示性实施方式的选择和说明是用以解释本发明的一些原理以及这 些原理的实际应用，以使得本领域技术人员做出并应用本发明的例示 性实施方式以及其各种替代方式和修改。本发明的范围应由所附的权 利要求以及其等价方式来限定。
权利要求
1、一种车辆发动机的可变提升装置，包括凸轮轴，凸轮在该凸轮轴上同轴地形成；摆臂，该摆臂的一侧被支承部分可枢转地支承，该摆臂的另一侧操作气门；输出臂，其中输出臂的上部位于摆臂的上方；第一辊子，该第一辊子设置在输出臂上并与摆臂的支承部分相对，并接触凸轮；第二辊子，该第二辊子设置在摆臂上并接触输出臂的上部；可变连接件，该可变连接件借助于铰接轴而可枢转地连接输出臂的下部并沿着导槽移动铰接轴；以及旋转轴，该旋转轴偏心地连接可变连接件和致动轴，并移动可变连接件。
2、 根据权利要求1所述的可变提升装置，其中输出臂包括 辊子施压部分，该辊子施压部分沿着一个方向延伸并包括辊子接触表面；以及旋转臂，该旋转臂从辊子施压部分的一个端部沿着另一个方向延20 伸。
3、 根据权利要求2所述的可变提升装置，其中辊子施压部分沿着 大致水平方向形成并向较低方向推压摆臂的第二辊子；并且旋转臂连 接在两个进气气门上形成的两个辊子施压部分并向较低方向延伸预设25定长度。
4、 根据权利要求2所述的可变提升装置，其中第一辊子设置在连 接旋转臂和辊子施压部分的连接部分上。
5、根据权利要求2所述的可变提升装置，其中辊子施压部分和旋转臂形成一体单一主体。
6、根据权利要求5所述的可变提升装置，其中第一辊子设置在连 接旋转臂和辊子施压部分的连接部分上。
7、根据权利要求2所述的可变提升装置，其中第二辊子与输出臂的辊子接触表面相接触，其中辊子接触表面具有至少一个预设定的弯ffl 口P刀o
8、 根据权利要求l所述的可变提升装置，其中致动轴的旋转由致 10 动器控制。
9、 如权利要求l所述的可变提升装置，其中第一辊子由弹性元件 支承，从而第一辊子与凸轮接触。
10、根据权利要求1所述的可变提升装置，其中导槽是弧形的。
11、根据权利要求1所述的可变提升装置，其中导槽沿着大致水 平方向排列。
12、根据权利要求1所述的可变提升装置，其中导槽在导引件上形成。
13、 根据权利要求1所述的可变提升装置，其中摆臂的支承部分 是气门间隙调整部分。
14、 一种车辆发动机的可变提升装置，包括 凸轮轴，凸轮在该凸轮轴上同轴地形成；摆臂，该摆臂的一侧被支承部分可枢转地支承，该摆臂的另一侧 操作气门； 输出臂，该输出臂包括辊子施压部分和旋转臂，辊子施压部分沿着一个方向延伸，旋转臂从辊子施压部分的一个端部沿着另一个方向 延伸；第一辊子，该第一辊子设置在连接部分中，旋转臂和辊子施压部 分在该连接部分上相连接，并且该第一辊子与凸轮接触，其中连接部 分设置成与摆臂的支承部分相对；第二辊子，该第二辊子设置在摆臂中并与形成在辊子施压部分的 5 下部的辊子接触表面相接触；可变连接件，该可变连接件借助于铰接轴而可枢转地连接旋转臂 的下端部分，该旋转臂向较低方向突出并沿着在导引件中形成的导槽 而移动铰接轴；以及旋转轴，该旋转轴偏心地连接可变连接件和致动轴，并移动可变 10连接件。
15、 根据权利要求14所述的可变提升装置，其中辊子施压部分沿 着水平方向形成并向较低方向推压摆臂的第二辊子；并且旋转臂在两 个进气气门的中间连接两个辊子施压部分并向较低方向延伸预设定长15度，其中第一辊子设置在旋转臂的上端部分。
16、 根据权利要求14所述的可变提升装置，其中辊子接触表面具 有至少一个预设定的弯曲部分。
17、根据权利要求14所述的可变提升装置，其中致动轴的旋转由致动器控制。
18、 根据权利要求14所述的可变提升装置，其中第一辊子由弹性 元件支承，从而第一辊子与凸轮接触。
19、 一种发动机，包括 进气气门；以及根据权利要求1所述的可变提升装置。
20、 一种发动机，包括进气气门；以及根据权利要求14所述的可变提升装置。
全文摘要
一种车辆发动机的可变气门提升装置，可包括形成有凸轮的凸轮轴；摆臂，其一侧被支承部分支承，另一侧操作气门；输出臂，包括沿一个方向延伸的辊子施压部分和沿另一方向延伸的旋转臂；第一辊子，设置在连接旋转臂和辊子施压部分的连接部分中，并接触凸轮；第二辊子，设置在摆臂上并接触辊子接触表面；可变连接件，借助于铰接轴连接向旋转臂的较低侧突出的输出臂下端侧、并沿着形成在导引件中的导槽而移动铰接轴；以及用于操作可变连接件的可变旋转轴。
文档编号F01L13/00GK101457676SQ20081018041
公开日2009年6月17日 申请日期2008年11月26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