专利名称：可变气门装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可变气门装置。更加具体而言，本发明涉及一种可变气门装置，其具有用于两个气门操作的可变气门装置，并且能够轻易地感测到该可变气门装置的故障。
背景技术：
大体而言，内燃机通过对输入到燃烧室中的燃料和空气进行燃烧来产生动力。进气气门通过凸轮轴进行操作，当进气气门开启的时候，空气被输入到燃烧室当中。并且，排气气门通过所述凸轮轴进行操作，当排气气门开启的时候，空气从燃烧室中被排出。根据发动机速度来对进气气门/排气气门的优化操作进行改变。亦即，根据发动机速度来对适当的升程或者适当的开启/闭合时间进行改变。如上所述，为了根据发动机速度来实现适当的气门操作，对气门进行驱动的凸轮进行多重设计，或者已经研究了可变气门升程(VVL)，其中多个气门能够根据发动机速度而在不同的升程上进行工作。并且，停缸(CDA)概念类似于VVL。在CDA期间，当制动时或者在预定速度下行驶的时候，某些汽缸停用，并且供给至停用汽缸的燃料和进气气门/排气气门的操作被停止。VVL设备和CDA设备具有共同的基础来调节气门升程。 如上所述，优化的进气空气和进气速度根据发动机的条件而发生变化。亦即，在低负载区域中需要快速的空气速度，另一方面，在高负载区域中需要更多的进气空气。为了满足所要求的条件，可以在进气气门中采用可变气门升程(VVL)。在这种情况下，进气空气在低升程模式中快速移动，在高负载区域中应用高升程模式并且吸入了更多的空气，从而改进了性能、排放和燃料消耗。然而，如图8所示，该图是传统的VVL设备的立体图，如果连接至凸轮轴20的凸轮 22挤压VVL设备10，则气门30向下移动。传统的VVL设备对于每个气门具有一个VVL设备，因此对每个汽缸需要两个进气VVL设备和两个排气VVL设备。因为一个VVL设备操作一个气门，因此仅当所有四个气门正常操作的时候，VVL设备才能正常操作。此外，在一个气门发生故障期间很难感测到故障，因此必须耗费大量的资源来感测所述故障，从而成本很高。此外，如果每个气门只配备一个VVL设备的话，则会产生很多问题。公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面提供一种可变气门装置，其具有的优点是通过分别在进气气门侧和排气气门侧来为两个气门安装一个可变气门，从而容易地感测到可变气门装置的故障。本发明的各个方面提供了一种可变气门装置，包括外主体，气门在该外主体的侧面上与外主体进行接触，其中另一侧面的端部被液压间隙调节器支撑，与凸轮相接触的轴承形成在中心，以及台阶式的闭锁装置插入孔形成在所述另一侧面的中心；位于所述外主体内的内主体，该内主体括侧面部分，该侧面部分能够与所述外主体的端部部分一同在公共轴线上绕着气门杆轴转动，并且另一部分连接至轴承轴；闭锁装置，该闭锁装置插入到所述闭锁装置插入孔，并且根据所述内主体的移动而选择性地引起所述外主体的移动；以及空转弹簧，该空转弹簧形成在所述外主体的外侧，并且该空转弹簧提供弹力，以使得所述内主体能够执行空转。根据本发明的各个方面的闭锁装置可以包括闭锁销、闭锁弹簧和板，所述闭锁销插入到所述闭锁装置插入孔当中并且在一部分上是中空的，所述闭锁弹簧位于所述闭锁销的中空部分处并向该闭锁销提供弹力，所述板位于所述外主体的端部部分并支撑所述闭锁弹簧。根据本发明的各个方面的所述闭锁销的移动可以受到所述闭锁装置插入孔的台阶的限制。根据本发明的各个方面的空转弹簧可以具有直线部分，并且形成在所述外主体上的空转弹簧的安装凹槽形成在台阶当中，从而该空转弹簧被稳定地安装。根据本发明的各个方面，在所述气门杆的上部中可以形成有突出部，从而防止了该气门杆的转动。根据本发明的各个方面的轴承可以与所述轴承轴相结合，并且该轴承轴以固定直径形成，或者该轴承轴形成有两个台阶。如果根据本发明的各个方面的轴承轴以固定直径形成的话，则该轴承轴可以紧密地配合在所述内主体的轴承轴插入孔的侧面上，如果所述轴承轴形成有两个台阶的话，则该轴承轴可以紧密地配合在所述内主体的轴承轴插入孔的两个侧面上。根据本发明的各个方面的凸轮的高度可以受到控制，从而多个气门之间的高度差处在所述凸轮的斜坡段内。如上所述，即使在一个可变气门装置发生故障的时候，如果两个进气气门或者两个排气气门同时发生故障，则能够容易地检测到该故障，并且可以通过对每两个气门安装一个可变气门装置而降低成本。本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点在并入本文中的附图和随后的具体实施方式
中是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式
中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式
共同用于解释本发明的特定原理。
图1是根据本发明各个实施例的示例性CDA设备的俯视平面图。图2是沿着图1的A-A线的横截面视图。图3是沿着图1的B-B线的B-B横截面视图。
图4是根据本发明的各个实施例的配备有空转弹簧的CDA设备的局部立体图。图5是示例性气门杆的立体图，其显示了气门杆的放大的细节。图6是根据本发明的各个实施例的外主体的立体图。图7是根据本发明的各个实施例的内主体的立体图。图8是传统的VVL设备的立体图。
具体实施例方式接下来将具体参考本发明的各个实施例，在附图中和以下的描述中示出了这些实施例的实例。虽然本发明与示例性实施例相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施例。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施例，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换形式、修改形式、等效形式以及其它实施例。根据本发明的各个实施例的可变气门装置包括外主体100，通过气门杆轴MO 而连接至气门的气门杆500安装在外主体100的侧面上，并且多个液压间隙调节器 (hydraulic lash adjusters, HLA) 24分别安装在另一侧面的两端，其中该外主体100受到 HLA24的支撑；轴承320，该轴承320与凸轮接触并形成在其中心；闭锁装置插入孔165，该闭锁装置插入孔165形成在另一侧面的中心的台阶当中，并能够围绕气门杆轴540转动。根据本发明的各个实施例的可变气门装置还包括内主体200，该内主体200位于外主体100内部，并且内主体200的端部与外主体100的端部一同围绕气门杆轴540转动， 并且另一侧面与轴承轴300相结合。根据本发明的各个实施例的可变气门装置还包括闭锁装置600，该闭锁装置600 插入到闭锁装置插入孔165当中，并根据内主体200的移动而选择性地引起外主体100的移动。根据本发明的各个实施例的可变气门装置还包括空转弹簧400，该空转弹簧400 分别形成在外主体100的两端，并提供弹力从而使得内主体200能够执行空转。空转弹簧400通过向在CDA操作期间(在闭锁模式下)已经向下移动的内主体 200提供弹力，从而该空转弹簧400执行的功能使得内主体200定位在初始位置。轴承轴插入孔135和沈5以及气门杆插入孔155和255形成在外主体100和内主体200上，从而轴承轴300能够与气门杆轴540结合在一起。气门杆轴540充当的角色是用于内主体200的转动轴(axle for the rotation), 并且该气门杆轴540与气门杆500相接合，从而气门杆轴540将力传递至气门，并且该气门杆轴540通过激光焊接而与外主体100相接合。与气门的顶端部分相接触的气门杆500将力传递至所述气门，HLAM在与气门相对的位置上支撑CDA装置并充当油道，为了实现该目的，油道151形成在外主体100内。内主体200的横截面具有“[”形状，气门杆轴插入孔255和轴承轴插入孔沈5间隔预定距离而分别形成在内主体200的平行部分的两侧当中，并且闭锁装置插入孔235形成在与平行部分垂直相交的部分当内。闭锁装置600插入到外主体100的闭锁装置插入孔165和内主体200的闭锁装置插入孔235当中，从而内主体200的移动受到外主体100的移动的支配。闭锁装置600包括闭锁销620、闭锁弹簧640和板660，该闭锁销620是局部中空的，该闭锁弹簧640位于所述中空部分处并向闭锁销620提供弹力，所述板660位于外主体100的端部并支撑闭锁弹簧 640。闭锁销620形成在台阶当中，从而闭锁销620的移动受到了外主体100的闭锁装置插入孔165的台阶的限制。图4是图1的“A”部分的局部放大图。在本发明的各个实施例当中对空转弹簧 400进行了改进，从而定位传统的空转弹簧400的接收凹槽460形成在台阶的当中，以使得空转弹簧400不具有曲线部分而只具有直线部分410。因此，能够很容易地制造所述装置。亦即，传统的空转弹簧向外突出，而使得从空转弹簧的轴承轴300处悬挂的部分到弹簧导向件440的部分略微变圆。因此，制备这种弹簧有点困难。但是，曲线部分无法支撑很大的力的这个难题已经被本发明解决。因此，可以防止空转弹簧400因弹簧导向件440而偏离。并且，在本发明的各个实施例当中，突出部520形成在与气门相接触的气门杆500 的上部，从而能够防止气门杆500的转动，并且可以十分容易地将气门杆500的滑动表面 560进行组装以面向气门。与凸轮直接接触的轴承320与轴承轴300相接合，并且轴承轴300可以以一个直径形成而没有台阶，或者可以形成有两个台阶。如果轴承轴300以恒定直径形成的话，则内主体200的轴承轴插入孔265仅仅在内主体200的轴承轴插入孔沈5的一侧上紧密配合； 并且如果轴承轴300形成有两个台阶的话，则轴承轴300在内主体200的轴承轴插入孔沈5 的两侧上紧密配合，从而能够防止轴承320由于轴承轴300的偏离而发生偏离。本发明的各个实施例涉及一种CDA装置，其中两个液压间隙调节器M驱动两个气门，亦即，进气气门和排气气门。两个气门之间的高度差必须处于凸轮的斜坡段(ramp section)当中，以驱动该两个气门。为了实现该目标，凸轮的高度必须高于传统凸轮的高度。斜坡段表示在该段中，气门30可以被平滑开启/关闭，并且该段是在制造气门30 的时候由于制造公差而产生的。以下，将描述根据本发明的各个实施例的操作过程。首先，图2是根据本发明的各个实施例的CDA装置在闭锁模式下的横截面视图。根据本发明的各个实施例的CDA装置可以通过选择性的供油而使得内主体200的移动依赖于外主体100的移动。在本发明的各个实施例中，每个CDA装置中使用了两个HLA24。如果在发动机布局方面没问题的话，可以仅使用一个HLAM。首先将描述未闭锁模式(CDA开启)。图2是根据本发明的各个实施例的闭锁模式下的可变气门装置的水平横截面视图，图3是可变气门装置的竖直横截面视图。如图2和图3所示，当油控制阀(OCV)开启的时候，来自汽缸盖回油孔(oil gallery)的油穿过油喷射孔120流入，并且流入的油在CDA 装置的闭锁销620上施加了压力，并抵抗闭锁弹簧640而将闭锁销620向外推动。通过该操作而获得了未闭锁状态，在该状态当中，内主体200和外主体100能够独立地上下移动。通过该未闭锁模式，尽管凸轮挤压内主体200，但是气门保持为闭合状态。
密封构件140形成为使得被供给的油不会穿过油出口 160而流出。并且，闭锁销620形成有两个台阶，与内主体200相接触的闭锁销620的端部形成有类似于闭锁装置插入孔235的内直径D3的尺寸，但是在更里面的部分处以比直径D3更大的尺寸D2形成台阶。在该未闭锁模式下，尽管凸轮接触了轴承320并挤压内主体200，内主体200的下降却并不影响气门升程，从而实现了 CDA模式。以下，将描述闭锁模式(CDA关闭)。油控制阀在闭锁模式下被关闭，从而，来自汽缸盖回油孔的油被防止流入到CDA 装置的闭锁销620当中。通过这种方式中，通过闭锁弹簧640而实现了闭锁模式，从而当凸轮挤压内主体200的时候，气门进行操作。由于在以上的方式中一个CDA装置启动了两个气门，因此当进气气门/排气气门正常操作的时候CDA装置正常操作。为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语上、内等是用于参考图中显示的特征的位置来描述示例性实施方式的这些特征。前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导， 可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。
权利要求
1.一种可变气门装置，包括外主体，该外主体包括与气门接触的侧面以及由液压间隙调节器支撑的另一侧面的端部；与凸轮相接触的轴承，该轴承形成在中心；以及台阶式的闭锁装置插入孔，其形成在所述另一侧面的中心；内主体，该内主体位于所述外主体内部，该内主体括侧面部分，该侧面部分能够与所述外主体的端部部分一同沿着公共轴线来绕着气门杆轴转动，并且另一部分连接至轴承轴；闭锁装置，该闭锁装置插入到所述闭锁装置插入孔，并且根据所述内主体的移动而选择性地引起所述外主体的移动；以及空转弹簧，该空转弹簧形成在所述外主体的外侧，并且该空转弹簧提供弹力，以使得所述内主体能够执行空转。
2.如权利要求1所述的可变气门装置，其中所述闭锁装置包括闭锁销、闭锁弹簧和板， 所述闭锁销插入到所述闭锁装置插入孔当中并且在一部分上是中空的，所述闭锁弹簧位于所述闭锁销的中空部分处并向该闭锁销提供弹力，所述板位于所述外主体的端部部分并支撑所述闭锁弹簧。
3.如权利要求2所述的可变气门装置，其中所述闭锁销的移动受到所述闭锁装置插入孔的台阶的限制。
4.如权利要求1所述的可变气门装置，其中所述空转弹簧具有直的部分，并且形成在所述外主体上的空转弹簧的安装凹槽形成在台阶当中，从而该空转弹簧被稳定地安装。
5.如权利要求1所述的可变气门装置，其中在所述气门杆的上部形成有突出部，从而防止了该气门杆的转动。
6.如权利要求1所述的可变气门装置，其中所述轴承与所述轴承轴相结合，并且该轴承轴以固定直径形成，或者该轴承轴形成有两个台阶。
7.如权利要求6所述的可变气门装置，其中如果所述轴承轴以固定直径形成的话，则该轴承轴紧密地配合在所述内主体的轴承轴插入孔的侧面上；如果所述轴承轴形成有两个台阶的话，则该轴承轴紧密地配合在所述内主体的轴承轴插入孔的两个侧面上。
8.如权利要求1所述的可变气门装置，其中所述凸轮的高度受到控制，从而多个气门之间的高度差处在所述凸轮的斜坡段内。
9.如权利要求2所述的可变气门装置，其中所述凸轮的高度受到控制，从而多个气门之间的高度差处在所述凸轮的斜坡段内。
10.如权利要求3所述的可变气门装置，其中所述凸轮的高度受到控制，从而多个气门之间的高度差处在所述凸轮的斜坡段内。
11.如权利要求4所述的可变气门装置，其中所述凸轮的高度受到控制，从而多个气门之间的高度差处在所述凸轮的斜坡段内。
12.如权利要求5所述的可变气门装置，其中所述凸轮的高度受到控制，从而多个气门之间的高度差处在所述凸轮的斜坡段内。
13.如权利要求6所述的可变气门装置，其中所述凸轮的高度受到控制，从而多个气门之间的高度差处在所述凸轮的斜坡段内。
14.如权利要求7所述的可变气门装置，其中所述凸轮的高度受到控制，从而多个气门之间的高度差处在所述凸轮的斜坡段内。
全文摘要
本发明提供了一种可变气门装置，包括外主体，气门在该外主体的侧面上与外主体进行接触，其中另一侧面的端部被液压间隙调节器支撑，与凸轮相接触的轴承形成在中心，以及台阶式的闭锁装置插入孔形成在所述另一侧面的中心；位于所述外主体内的内主体，该内主体括侧面部分，该侧面部分能够与所述外主体的端部部分一同在同一个轴线上绕着气门杆轴转动，并且另一部分连接至轴承轴；闭锁装置，该闭锁装置插入到所述闭锁装置插入孔，并且根据所述内主体的移动而选择性地引起所述外主体的移动；以及空转弹簧，该空转弹簧形成在所述外主体的外侧，并且该空转弹簧提供弹力，以使得所述内主体能够执行空转。
文档编号F01L13/00GK102486108SQ20111019408
公开日2012年6月6日 申请日期2011年7月7日 优先权日2010年12月6日
发明者崔命植 申请人:现代自动车株式会社, 起亚自动车株式会社