可变气门正时装置及包括该装置的内燃的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种可变气门正时装置及包含该装置的内燃机，该装置允许改变缸体进气气门和/或缸体排气气门相对于参考正时的打开和/或关闭的正时。由此可以相对于曲轴的相位和/或活塞的周期来调节气门动作的正时。
【专利说明】可变气门正时装置及包括该装置的内燃机
【技术领域】
[0001]本发明通常涉及用于内燃机的可变气门机构，更具体地，涉及在内燃机运行期间可以改变气门动作的正时的用于该内燃机的气门机构。
【背景技术】
[0002]内燃机的气缸气门通常打开和关闭，从而允许内燃机的气缸内的气体进入和排出。气缸气门通常被各种气门挺杆机构操作，气门挺杆机构包括摇臂和指形从动滚轮组件。对于最大化燃油效率、确保完全燃烧、及最大化引擎输出来说，气缸气门(相对于曲轴的相位)打开和关闭的正时是重要的。调整气门正时可以得到燃油经济性、引擎排放、扭矩质量及怠速质量的改进。
[0003]已经提出了用于提供可调节气门正时的许多不同方法。一些现有技术方法包括通过电螺线管或通过改变摇臂的枢轴点的针对每个缸体的独立的挺杆控制。还已经提出了许多其它的方法。当前已知的用于改变气门动作正时的方法和组件或者太复杂(并且昂贵)和/或对于某些弓I擎类型不适用，诸如用于割草机的小型内燃机等。
[0004]因此，需要一种可变气门正时装置以及包含该装置的引擎，能够提供简单、成本适于制造、和/或紧凑的可变气门正时。
【发明内容】
[0005]本发明涉及一种可变气门正时装置及包含该装置的内燃机，该装置允许相对于参考正时改变缸体进气气门和/或缸体排气气门的打开和/或关闭的正时。结果，可以相对于曲轴的相位和/或活塞的周期来调节气门动作的正时。
[0006]在一方面，用于与凸轮轴协作来改变内燃机的第一气缸的第一气缸气门的动作正时的可变气门正时装置包括:正时轴，所述正时轴绕着正时轴线能够旋转并且包括第一偏心件；第一正时控制件；第一臂，所述第一臂围绕着第一臂轴线能够旋转地连接到所述第一正时控制件，所述第一臂包括第一从动部分，第一从动部分具有与所述凸轮轴的第一凸轮可操作地协作的第一表面和与所述第一气缸气门可操作地协作的第二表面；以及所述第一正时控制件能够操作地连接到所述正时轴的第一偏心件，从而所述正时轴的旋转引起所述第一臂轴线围绕着凸轮轴线旋转，由此所述第一从动部分围绕着所述凸轮轴线在第一角位置和第二角位置之间进行角移动，从而改变所述第一气缸气门相对于参考正时的动作的正时。
[0007]在另一方面，一种用于与凸轮轴协作来改变内燃机的第一气缸的第一气缸气门的动作正时的可变气门正时装置包括:第一正时控制件；第一臂，所述第一臂围绕着第一臂轴线能够旋转连接到所述第一正时控制件，所述第一臂包括第一从动部分，第一从动部分具有与所述凸轮轴的第一凸轮可操作地协作的第一表面和与所述第一气缸气门可操作地协作的第二表面；所述第一正时控制件能够旋转或移动，引起所述第一臂轴线围绕着凸轮轴线旋转，由此围绕着所述凸轮轴线在第一角位置和第二角位置之间角移动所述第一从动部分，从而改变所述第一气缸气门相对于参考正时的动作的正时。
[0008]在又一方面，一种用于与凸轮轴协作来改变内燃机的第一气缸的第一气缸气门的动作正时的可变气门正时装置包括:旋转安装到所述凸轮轴的第一正时控制件；第一臂，所述第一臂围绕着第一臂轴线旋转连接到所述第一正时控制件，所述第一臂包括第一从动部分，第一从动部分具有与所述凸轮轴的第一凸轮可操作地协作的第一表面和与所述第一气缸气门可操作地协作的第二表面；以及其中，第一正时板围绕着凸轮轴线的旋转引起第一臂轴线围绕着凸轮轴线旋转，由此所述第一从动部分围绕着所述凸轮轴线在第一角位置和第二角位置之间进行角移动，从而改变所述第一气缸气门的动作相对于参考正时的正时。
[0009]在又一方面，一种用于与凸轮轴协作来改变多缸内燃机的缸体进气气门和缸体排气气门的正时的可变气门正时装置包括:正时轴，所述正时轴绕着正时轴线能够旋转并且包括第一偏心件和第二偏心件，所述正时轴线基本平行于所述凸轮轴的凸轮轴线，所述正时轴安装在包含第一气缸的第一缸体和包含第二气缸的第二缸体之间的空间中；进气气门正时控制组件，进气气门正时控制组件操作地连接到正时轴的第一偏心件以及第一气缸和第二气缸中每个气缸的缸体进气气门；排气气门正时控制组件，排气气门正时控制组件操作地连接到正时轴的第二偏心件以及第一气缸和第二气缸中每个气缸的缸体排气气门；以及其中，所述正时轴的旋转改变第一气缸和第二气缸的缸体进气气门和缸体排气气门相对于参考正时的气门正时。
[0010]在其它方面，提出了一种包含如上所述的可变气门正时装置的内燃机。
[0011]从以下的【具体实施方式】中将明显看出本发明的适用性的其它方面。应该理解，【具体实施方式】和特定的例子虽然示出了本发明的优选实施例，但是其仅用于示意而不用于限制本发明的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]从【具体实施方式】和附图中将更好地理解本发明，其中:
[0013]图1是根据本发明的内燃机的立体图；
[0014]图2是图1的内燃机的剖视图；
[0015]图3是移除了图1的内燃机的可变气门正时装置(“VVTA”)的立体图；
[0016]图4是图3的VVTA的分解图；
[0017]图5是图3的VVTA的俯视图；
[0018]图6是图3的VVTA的正视图；
[0019]图7A是图3的VVTA的正视图，其中，第一和第二缸体进气气门的动作的正时已经提前于参考正时；
[0020]图7B是图3的VVTA的正视图，其中，第一和第二缸体进气气门的动作的正时已经滞后于参考正时；
[0021]图8是根据本发明的内燃机的正视图，其中，VVTA的正时控制件可移动地安装于机体上；
[0022]图9A是根据本发明的VVTA的立体图，其中正时控制件被反作用力致动；
[0023]图9B是图9A的VVTA的立体图，其中，锁定件将第一正时控制件保持在滞后角位置，其中第一和第二缸体进气气门的动作的正时已经滞后于参考正时；以及
[0024]图9C是图9A的VVTA的立体图，其中，锁定件将第一正时控制件保持在提前角位置，其中第一和第二缸体气门的动作的正时已经提前于参考正时。
【具体实施方式】
[0025]本发明的下述实施例仅用于示出其本质而不用于限制本发明、本发明的应用或使用等。根据本发明的原则对示意性实施例的描述旨在结合附图一起阅读，其中附图也作为整个书面说明书的一部分。在这里公开的本发明的示意性实施例的描述中，任何对方向或定向的引用仅旨在便于描述而不在于以任何方式限制本发明的范围。诸如“下”、“上”、“水平”、“竖直”、“之上”、“之下”、“向上”、“向下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“前”、“后”的有关术语及其派生词(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)应该构成或涉及如所描述的或如讨论中的附图所示出的定向。这些相关术语仅用于便利描述但是不要求所述装置以特定定向构造或进行操作，除非有明确的此类说明。诸如“附接”、“附着”、“连接”、“连结”、“互相连接”、“固定”等的术语指各个结构直接地或通过中间结构间接地彼此固定或附着时的关系，这种关系可以是可移动的或刚性的固定或关系，除非另有明确说明。此外，这里还示出了通过参考示意性实施例描述的本发明的特征和优点。相应地，本发明明确地不被这些示意性实施例所限制，即使这些实施例被认为是优选的。这里的讨论描述了且示出了可以单独存在的特征或与其它特征相组合的特征的一些非限制性组合。本发明的范围由随附权利要求书限定。
[0026]同时参考图1-图3，示出了简化的内燃机1000。如所简化的，内燃机1000是V型双缸引擎。但是，内燃机1000可以包括多于两缸或少于两缸的缸体，并且可以采取其它配置，诸如“同轴的”或“直列的”引擎。例如，内燃机1000可以利用四冲程循环或两冲程循环。
[0027]内燃机1000包括机体500、第一和第二活塞(未示出)、及可操作地连接到所述第一和第二活塞的曲轴(未不出)。机体500 —般包括曲轴壳501、第一缸体502、第一缸盖503、第二缸体504、及第二缸盖505。机体500还可以包括各种罩子和壳子,诸如气门罩(未不出)，这些罩子和壳子连接到上述的一个或多个组件，从而形成内燃机1000的结构基础及壳体。因此，如这里所用的，当一个元件被称为安装到(或连接到)机体时，该元件可以安装或连接到上述的任何一个组件或组件的组合。
[0028]第一气缸506形成在第一缸体502中并且其顶端被第一缸盖503封闭。第二气缸507形成在第二缸体504中并且其顶端被第二缸盖505封闭。第一气缸506和第二气缸507分别容纳第一活塞和第二活塞(未示出)，其中第一活塞和第二活塞可操作地连接到所述曲轴(未不出)。第一气缸506和第二气缸507用作燃烧腔,一个或多个火花塞(未不出)点燃被引入到所述燃烧腔中的空气/燃料混合物。
[0029]经由形成于第一缸盖503和第二缸盖505中的进气通道(未示出)将空气/燃料混合物引入到第一气缸506和第二气缸507。第一和第二缸体进气气门101、102分别控制这些进气通道的打开和关闭(因此，控制空气/燃料混合物进入到第一气缸506和第二气缸507)。第一和第二缸体进气气门101、102在与曲轴的旋转相位相协调的正时被打开和关闭。类似地，在第一气缸506和第二气缸507内空气/燃料混合物燃烧后的排出气体经由也形成在第一和第二缸盖503、505中的排气通道(未不出)从上述气缸中被排出。第三和第四缸体排气气门103、104分别控制这些排气通道的打开和关闭(因此，控制从第一气缸506和第二气缸507中燃烧气体的排出)。第三和第四缸体排气气门103、104在与曲轴的旋转相位相协调的正时被打开和关闭。如简化的，第一和第二缸体进气气门101、102和第三和第四缸体排气气门103、104中的每个气门都是提升气门。但是，气缸气门不必被如此限制并且可以采取其它结构形式。
[0030]内燃机1000还包括可旋转地安装于机体500 (更具体地安装于曲轴箱501)的凸轮轴50，凸轮轴50绕着凸轮轴线C-C (在图2中示出为一个点)旋转。凸轮轴50包括针对每个气缸气门101-104的凸轮51-54。如简化地，凸轮轴50包括第一和第二进气凸轮51、52及第三和第四排气凸轮53、54。虽然示例为四个凸轮，但是凸轮轴50可以根据需要包括更多或更少的凸轮。曲轴的旋转驱动凸轮轴50的旋转。通过多个机构可以完成这样的协调旋转，包括但不限于与可操作地连接到曲轴的齿轮(或齿轮传动链)啮合的齿轮55。作为替换，可以使用皮带和滑轮系统。由于凸轮51-54分别作用于气缸气门101-104的打开和关闭(以下将详细描述)，因此相对于曲轴相位(并且相对于活塞循环)建立气缸气门101-104的打开和关闭的参考正时。
[0031]内燃机1000还包括可变气门正时装置(“VVTA”)200，VVTA200与凸轮轴50协作，以相对于参考正时改变气缸气门101-104的打开和关闭的正时。因此，VVTA200可以用于使气缸气门101-104的气门正时动作(即，打开和关闭)相对于参考正时或者前进和/或滞后。
[0032]通过利用VVTA200改变气门正时动作(即，提前和/或滞后)，可以使内燃机1000达到某些期望的特性，诸如优化引擎扭矩输出和/或减小废气排放。例如，当引擎在低速或中等速度时通过提前气门正时动作，可以提高扭矩。相反地，在高速时滞后气门正时动作，可以提高扭矩。更进一步，通过使第一和第二气缸506、507 (即，燃烧腔)中的废气封闭(trap)于其中以降低部分负荷时的燃烧温度，利用VVTA200改变气门正时动作还可以得到减少的废气排放。另外，第三和第四缸体排气气门103、104的关闭动作可以被提前，通过有限的排除废气来封闭第一和第二气缸506、507中的废气。另一方面，第三和第四缸体排气气门103、104的关闭动作可以被滞后，以允许在活塞的进气冲程期间废气流回到第一和第二气缸506、507中。VVTA200可以被配置为自动调节缸体气门101-104的气门正时动作，从而达到以引擎速度和负荷条件作为输入的内燃机1000的期望输出。
[0033]同时参考图2-图6，将详细描述VVTA200的细节及其与凸轮轴50和气缸气门101-104协作的细节。VVTA200 —般包括进气气门正时控制组件201、排气气门正时控制组件202、正时轴203、第一和第二进气气门杆(也称为“推杆”)204-205、第三和第四排气气门杆(或“推杆”)206-207、第一和第二进气摇臂件208-209、第三和第四排气摇臂件210-211。当VVTA200装配到内燃机1000内时，正时轴203可旋转地安装到机体500 (更具体地安装到曲轴箱501)从而绕着正时轴线T-T旋转。如示例所示，正时轴线T-T基本平行于凸轮轴线C-C。在其它布置中，正时轴线T-T可以基本不平行于凸轮轴线C-C，而可以是倾斜的或正交的。
[0034]如示例，正时轴203和凸轮轴50可旋转地安装到机体500，处于第一和第二缸体502和504之间形成的空间中。凸轮轴50位于正时轴203之下。但是，正时轴203和凸轮轴50还可以在其它位置或采用其它相应的定向和布置可旋转地安装到机体500。
[0035]正时轴203包括第一偏心件212和第二偏心件213。第一偏心件212可操作地连接到进气气门正时控制组件201，从而正时轴203的旋转驱动进气气门正时控制组件201用以或者提前或者滞后针对第一和第二进气气门101、102的气门动作正时(以下将详细讨论)。类似地，第二偏心件213可操作地连接到排气气门正时控制组件202，从而正时轴203的旋转驱动排气气门正时控制组件202以或者提前或者滞后第三和第四排气气门103、104的气门动作正时(以下将详细讨论)。如示例，第一偏心件212和第二偏心件213中的每一个都形成为正时轴203的相对于正时轴线T-T处于“轴外”的弯曲部分。作为替换，第一偏心件212和第二偏心件213之一或其两者可以具有创造了期望的偏心的一个或多个凸轮凸角的凸轮形式。
[0036]进气气门正时控制组件201 —般包括:(I)第一正时控制件214，可操作地连接到正时轴203的第一偏心件212 ; (2)第一臂215，可旋转地安装到第一正时控制件214，用于绕着第一臂轴线Fl-Fl相对旋转；及(3)第二臂216，可旋转地安装到第一控制件214，用于绕着第二臂轴线F2-F2相对旋转。如示例，第一臂轴线Fl-Fl和第二臂轴线F2-F2彼此基本平行并且平行于凸轮轴线C-C和正时轴线T-T中的每一个。在另一布置中，一个或多个轴线可能彼此不平行，而可以是倾斜或正交布置的。
[0037]第一臂215经由第一钉217可旋转地安装到第一正时控制件214的第一轴向侧。第二臂216经由第二钉218可旋转地安装到第一正时控制件214的第二轴向侧(与第一轴向侧相对)。此外，第一臂215和第二臂216还在该第一正时控制件214的相对横向侧处可旋转地安装到该第一正时控制件214，由此，在相对于凸轮轴线C-C的相对圆周方向中从第一臂轴线Fl-Fl和第二臂轴线F2-F2径向延伸。
[0038]在一些配置中，第一臂215和第二臂216可以可旋转地连接到第一正时控制件214，从而第一臂轴线Fl-Fl和第二臂轴线F2-F2基本是共线的。在一个这样的配置中，第一臂215和第二臂216经由相同的钉元件可以可旋转地安装到第一正时控制件214。
[0039]例如，第一正时控制件214是基本垂直于凸轮轴线C-C延伸的板，并且包括第一主表面和第二主表面。第一臂215可旋转地安装为与第一正时控制件214的第一主表面相邻，第二臂216可旋转地安装为与第一正时控制件214的第二主表面相邻。但是，第一正时控制件214不限于板状结构并且可以采用其它合适形状的棒或杆。
[0040]第一臂215包括近端和远端，近端可旋转地安装到第一正时控制件214，远端包括第一从动部分219。第一从动部分219包括第一表面220和第二表面221。第二表面221与第一表面220相对。第一从动部分219的第一表面220与凸轮轴50的第一进气凸轮51可操作地协作；同时第一从动部分219的第二表面221与第一缸体进气气门101(间接地经过第一进气气门杆204)可操作地协作。第一从动部分219的第二表面221可以是具有基本恒定的曲率半径的凸表面，该凸表面与第一进气凸轮51的基圆表面同心。这可以减小或消除第一缸体进气气门101的气门间隙的变化。
[0041]类似地，第二臂216包括近端和远端，近端可旋转地安装到第一正时控制件214，远端包括第二从动部分222。第二从动部分222包括第一表面223和第二表面224。第二表面224与第一表面223相对。第二从动部分222的第一表面223与凸轮轴50的第二进气凸轮52可操作地协作；同时第二从动部分222的第二表面224与第二缸体进气气门102(间接地经过第二进气气门杆205)可操作地协作。第二从动部分222的第二表面224可以是具有基本恒定的曲率半径的凸表面，该凸表面与第二进气凸轮52的基圆表面同心。这可以减小或消除第二缸体进气气门102的气门间隙的变化。
[0042]第一正时控制件214在其底部可旋转地安装到凸轮轴50，从而能够绕着凸轮轴线C-C进行旋转/振荡。更具体地，第一正时控制件214在凸轮轴50的第一进气凸轮51和第二进气凸轮52之间的轴向位置处可旋转地安装到该凸轮轴50。当第一臂215和第二臂216位于第一正时控制件214的相对两侧时，这样的安排是有用的。但是，如果第一臂215和第二臂216位于第一正时控制件214的同一轴向侧，第一进气凸轮51和第二进气凸轮52可以位于第一正时控制件214的同一轴向侧。在这样的布置中，第一臂215和第二臂216可以利用伸缩套筒彼此轴向偏移，从而防止干扰。
[0043]第一细长槽225设置在第一正时控制件214的顶端(与可旋转地连接到凸轮轴50的端相对)。第一细长槽225容纳与其可操作地协作的第一偏心件212。如示例，第一细长槽225是从第一正时控制件214的顶部边沿延伸的开口槽。可替换地，第一细长槽225可以是几何封闭的槽。
[0044]作为第一偏心件212和第一细长槽225的壁之间互动的结果，正时轴203的旋转/振荡引起第一正时控制件214绕着凸轮轴线C-C进行旋转/振荡，由此引起第一臂轴线Fl-Fl和第二臂轴线F2-F2也绕着凸轮轴线C-C进行旋转。更具体地，第一臂轴线Fl-Fl和第二臂轴线F2-F2中每个轴线均沿着与凸轮轴线C-C同心的路径行进。如以下详细讨论的，这使得:(I)第一臂215的第一从动部分219绕着凸轮轴线C-C在第一角位置(图7A)和第二角位置(图7B)之间作角度移动，从而改变第一缸体进气气门101相对于参考正时的打开/关闭的正时；以及(2)第二臂216的第二从动部分222绕着凸轮轴线C-C在第三角位置(图7A但不可见)和第四角位置(图7B但不可见)之间作角度移动，从而改变第二缸体进气气门102相对于该参考正时的打开/关闭的正时。
[0045]现在转到VVTA200的排气控制，排气气门正时控制组件202 —般包括:(I)第二正时控制件234，可操作地连接到正时轴203的第二偏心件213 ；(2)第三臂235，可旋转地安装到第二正时控制件234，用于绕着第三臂轴线F3-F3相对旋转；以及(3)第四臂236，可旋转地安装到第二正时控制件234，用于绕着第四臂轴线F4-F4相对旋转。如示例，第三臂轴线F3-F3和第四臂轴线F4-F4彼此基本平行并且平行于凸轮轴线C-C和正时轴线T-T。然而，在另一布置中，一个或多个轴线可能彼此不平行，而可以是倾斜或正交布置的。
[0046]第三臂235经由第三钉237可旋转地安装到第二正时控制件234的第一轴向侧。第四臂236经由第四钉238可旋转地安装到第二正时控制件234的第二轴向侧(与第一轴向侧相对)。如示例，第三臂235和第四臂236还在该第二正时控制件234的相对横向侧处可旋转地安装到该第二正时控制件234。由此，第三臂235和第四臂236在相对于凸轮轴线C-C的相对圆周方向中分别从第三臂轴线F3-F3和第四臂轴线F4-F4径向延伸。
[0047]可替换地，第三臂235和第四臂236可以可旋转地连接到第二正时控制件234，从而第三臂轴线F3-F3和第四臂轴线F4-F4基本是共线的。在一个这样的配置中，第三臂235和第四臂236经由相同的钉元件可以可旋转地安装到第二正时控制件234。
[0048]如示例，第二正时控制件234是基本垂直于凸轮轴线C-C延伸的板，并且包括第一主表面和第二主表面。第三臂235以与第二正时控制件234的第一主表面相邻的方式可旋转地安装到该第二正时控制件234。第四臂236以与第二正时控制件234的第二主表面相邻的方式可旋转地安装到该第二正时控制件234。但是，第二正时控制件234不限于板状结构并且可以采用其它合适形状的棒或杆。
[0049]第三臂235包括近端和远端，近端可旋转地安装到第二正时控制件234，远端包括第三从动部分239。第三从动部分239包括第一表面240和第二表面241。第二表面241与第一表面240相对。第三从动部分239的第一表面240与凸轮轴50的第三排气凸轮53可操作地协作；同时第二表面241与第三缸体进气气门103 (间接地经过第三进气气门杆206)可操作地协作。第三从动部分239的第二表面241可以是具有基本恒定的曲率半径的凸表面，该凸表面与第三排气凸轮53的基圆表面同心。这可以减小或消除第三缸体排气气门103的气门间隙的变化。
[0050]类似地，第四臂236包括近端和远端，近端可旋转地安装到第二正时控制件234，远端包括第四从动部分242。虽然不可见，但是第四从动部分242包括第一表面和第二表面(与第二从动部分222相同)。第四从动部分242的第一表面与凸轮轴50的第四排气凸轮54可操作地协作；同时第四从动部分242的第二表面与第四缸体排气气门104 (间接地经过第四进气气门杆206)可操作地协作。第四从动部分242的第二表面可以是具有基本恒定的曲率半径的凸表面，该凸表面与第四排气凸轮54的基圆表面同心。这可以减小或消除第四缸体进气气门104的气门间隙的变化。
[0051]第二正时控制件234的底部可旋转地安装到凸轮轴50，从而能够绕着凸轮轴线C-C进行旋转/振荡。更具体地，第二正时控制件234在凸轮轴50的第三排气凸轮53和第四排气凸轮54之间可旋转地轴向安装到该凸轮轴50。当第三臂235和第四臂236位于第二正时控制件234的相对轴向两侧时，这样的安排是有用的。但是，当第三臂235和第四臂236位于第二正时控制件234的同一轴向侧时，第三排气凸轮53和第四排气凸轮54可以位于第二正时控制件234的同一轴向侧。在这样的布置中，第三臂235和第四臂236可以利用伸缩套筒彼此轴向偏移，从而防止干扰。
[0052]第二细长槽245设置在第二正时控制件234的顶端(与可旋转地连接到凸轮轴50的端相对)。第二细长槽245可操作地容纳第二偏心件213。如示例，第二细长槽245是从第二正时控制件234的顶部边沿延伸的开口槽。可替换地，第二细长槽245可以是几何封闭的槽。
[0053]作为第二偏心件213和第二细长槽245的壁之间互动的结果，正时轴203的旋转/振荡引起第二正时控制件234绕着凸轮轴线C-C进行旋转/振荡，由此引起第三臂轴线F3-F3和第四臂轴线F4-F4也绕着凸轮轴线C-C进行旋转。更具体地，第三臂轴线F3-F3和第四臂轴线F4-F4中每个轴线均沿着与凸轮轴线C-C同心的路径行进。如以下详细讨论的，这使得:(I)第三臂235的第三从动部分239绕着凸轮轴线C-C在第五角位置(图7A但不可见)和第六角位置(图7B但不可见)之间作角度移动，从而改变第三缸体排气气门103相对于参考正时的打开/关闭的正时；以及(2)第四臂236的第四从动部分242绕着凸轮轴线C-C在第七角位置(图7A但不可见)和第八角位置(图7B但不可见)之间作角度移动，从而改变第四缸体排气气门104相对于该参考正时的打开/关闭的正时。
[0054]如示例，第一偏心件212和第二偏心件213布置在正时轴203上，从而正时轴203的旋转/振荡引起第一正时控制件214和第二正时控制件234以相反的角方向和相同幅度的角位移绕着凸轮轴线C-C进行旋转。但是，正时轴203(和/或第一偏心件212和第二偏心件213)可以被配置为使得其旋转/振荡引起第一正时控制件214和第二正时控制件234以相同的角方向和/或不同幅度的角位移绕着凸轮轴线C-C进行旋转。此外，虽然示出了单个正时轴，但是还可以使用多于一个正时轴来分别控制第一正时控制件214和第二正时控制件234。
[0055]如上所示，第一正时控制件214控制缸体进气气门101、102的正时，而第二正时控制件234控制缸体排气气门103、104的正时。可替换地，VVTA200可以被修改，使得针对每个气缸气门101-104都包括一个单独的正时控制件，由此提供针对每个独立的气缸气门101-104的个体化调整。在其它方面，VVTA200可以被修改，使得第一正时控制件214控制缸体排气气门103、104中的至少一个和缸体进气气门101、102中的至少一个。类似地，VVTA200可以被修改，使得第二正时控制件234控制缸体进气气门101、102中的至少一个和缸体排气气门103、104中的至少一个。因此，如果需要的话，同一正时控制件可以用于控制进气气门和排气气门两者。
[0056]现在同时参考图2和图6,将描述第一缸体进气气门101利用第一进气凸轮51和第一臂215的基本致动(即，打开和关闭)，可以理解，相同的原理和结构也可以适用于每个其它气缸气门102-104 (分别利用臂216、235、236和凸轮52-54)的操作。如上所述，第一缸体进气气门101的打开和关闭被第一进气凸轮51控制。第一进气凸轮51包括至少一个第一凸轮凸角153。因此，第一进气凸轮51包括第一基圆表面151和第一凸轮凸角表面152。第一基圆表面151与凸轮轴线C-C同轴心。但是，第一凸轮凸角表面152不与凸轮轴线C-C同轴心而是径向向外突出。
[0057]第一缸体进气气门101可操作地连接到第一进气摇臂件208的第一端。第一进气气门杆204的第一端可操作地连接到第一进气摇臂件208的第二端。第一进气摇臂件208通过第一进气摇臂枢轴205被可旋转地安装到机体500，从而第一进气摇臂件208可以绕着摇臂轴线进行枢转/摇动。更具体地，第一进气摇臂件208可旋转地安装到第一缸盖503。第一偏置件采用第一气门弹簧160的形式，第一偏置件被设置为将第一缸体进气气门101偏置成关闭状态。
[0058]除了将第一缸体进气气门101偏置成关闭状态之外,第一气门弹簧160迫使第一缸体进气气门101向第一进气摇臂件208传送扭矩，其中第一进气摇臂件208使第一进气气门杆204的第二端偏置到与第一从动部分219的第二表面221接触的表面。第一进气气门杆204施加在第一从动部分219的第二表面221上的偏置力接着将所述第一从动部分219的第一表面220偏置到与第一进气凸轮51接触的表面并且将其维持在此处。
[0059]在凸轮轴50旋转期间，当第一从动部分219的第一表面220与第一基圆表面151接触时，第一进气气门101保持在关闭状态。但是，随着第一进气凸轮51继续旋转，使得第一凸轮凸角表面152与第一从动部分219的第一表面220接触并且滑动经过第一从动部分219的第一表面220时，这样的相互作用克服了第一气门弹簧160的偏置力，并且使得第一臂215围绕着第一臂轴线Fl-Fl以第一角方向(图6中逆时针)进行枢转。结果，第一从动部分219升起第一进气气门杆204，引起第一进气摇臂件208摇动/枢转，接着将第一缸体进气气门101致动到打开状态。随着第一进气凸轮51继续旋转，第一凸轮凸角表面152移动经过了第一从动部分219的第一表面220，并且第一凸轮凸角表面152与所述第一表面220之间的相互作用终止。结果，第一气门弹簧160的偏置力使得第一臂215再次围绕着第一臂轴线Fl-Fl进行枢转，但是是以第二角方向(图6中顺时针)，由此使得第一缸体进气气门101回到关闭状态。
[0060]现在同时参考图6、图7A和图7B，将描述利用VVTA200的对第一缸体进气气门101的气门事件/动作的正时的调整。应该理解，以下讨论的内容通过相关联的部件还适用于其它气缸气门102-103。
[0061]如图6所示，当在示出的位置时，第一缸体进气气门101的气门事件/动作的正时(即，打开和关闭)可以被认为在参考正时处发生。在该状态中，图6的正时轴203处于可旋转的位置，从而第一臂215的第一从动部分219可以被认为处于相对于凸轮轴线C-C的参考角位置处。
[0062]在该例子中，凸轮轴50被假定为按顺时针角方向进行旋转，如箭头170所示。因此，为了改进利用VVTA200的第一缸体进气气门101的气门事件/动作的正时，正时轴203逆时针旋转，如箭头180所示。作为正时轴203逆时针旋转的结果，第一偏心件212使得第一正时控制件214绕着凸轮轴线C-C逆时针旋转。这样，第一臂轴线Fl-Fl也绕着凸轮轴线C-C沿着与该凸轮轴线C-C同轴心的路径进行旋转。接着，使得第一从动部分219从参考角位置(图6)向第一角位置(图7A)进行有角度移动。作为第一臂215的第一从动部分219位于第一角位置的结果，第一凸轮凸角表面152在相对于参考正时的提前正时处与第一从动部分219的第一表面220相接触(并且因此，早于对应活塞的周期)。
[0063]相反地，为了延迟第一缸体进气气门101的气门事件/动作的正时，正时轴203顺时针旋转，如箭头190所示。作为正时轴203顺时针旋转的结果，第一偏心件212使得第一正时控制件214绕着凸轮轴线C-C顺时针旋转。这样，第一臂轴线Fl-Fl也绕着凸轮轴线C-C沿着与该凸轮轴线C-C同轴心的路径进行旋转。接着，使得第一从动部分219从第一角位置(图7A)(或从图6的参考角位置)向第二角位置(图7B)进行有角度移动。作为第一臂215的第一从动部分219位于第二角位置的结果，第一凸轮凸角表面152在相对于参考正时的延迟正时处与第一从动部分219的第一表面220相接触(并且因此，滞后于对应活塞的周期)。
[0064]如上所述，正时轴203的旋转(及可旋转的位置)控制着气门动作的正时。因此，内燃机1000还包括控制单元700 (在图5中示意性地示出)，控制单元700可操作地连接到正时轴203。控制单元700可以被配置为使正时轴203进行旋转，从而基于可变引擎操作条件(诸如引擎速度或负载)来改变气缸气门101-104相对于参考正时的气门事件/动作的正时。控制单元700可以是本领域已知的用于基于引擎操作条件来调节气门正时的任何类型的系统或子系统，并且包括机械和电子反馈及控制系统。例如，控制单元700 —方面可以包括液压缸、真空马达、电动马达、或电子的直线或旋转致动器。这些致动器可以被计算机控制，该计算机接收指示了内燃机1000的已测量的操作条件的信号，并且根据存储的控制算法自动将正时轴203调节/旋转到预定的旋转位置。可替换地，还可以利用机械控制系统，诸如液压系统和齿轮传动链。
[0065]最后，虽然以上示出的臂215、216、235、236的从动部分219、222、239、242的第一表面与其对应的凸轮51-54进行可滑动地表面接触，但是应该理解，从动部分219、222、239、242可以包括辊。在这样的配置中，所述辊可以包括从动部分219、222、239、242的第一表面。
[0066]现在参考图8，示出了根据本发明各个方面的VVTA200A。VVTA200A与以上所述的VVTA200结构和功能相同，仅有细微差别。因此，将仅描述VVTA200A与VVTA200不同的方面，并且可以理解所有其它部件在结构上和/或功能上是实质相同的。因此，除了会加上一个字母后缀“A”之外，类似的附图标记将用于表示类似的元件。
[0067]与VVTA200不同，VVTA200A的第一正时控制件214A、第二正时控制件234A不是可旋转地安装到凸轮轴50A。相反，第一正时控制件214A、第二正时控制件234A可移动地安装到机体500A(特别是安装到曲轴箱501A)。更具体地，第一正时控制件214A、第二正时控制件234A可移动地安装到机体500A，从而所述第一正时控制件214A、第二正时控制件234A可以沿着与凸轮轴线C-C同轴心的路径移动(诸如滑动)。如示例，第一正时控制件214A、第二正时控制件234A所移动安装到的曲轴箱501A的内表面具有与凸轮轴线C-C同轴心的曲率。因此，VVTA200A可以完成与之前所述的VVTA200相同的气门正时调节功能，而不被限制为连接到凸轮轴50A。
[0068]与VVTA200 —样，第一控制件214A沿着与凸轮轴线C-C同轴心的路径的移动/滑动也导致第一臂轴线Fl-Fl和第二臂轴线F2-F2沿着也与凸轮轴线C-C同轴心的路径围绕着所述凸轮轴线C-C进行旋转。正是这样，VVTA200A可以被致动，以调节气门动作的正时。在这样的结构中，第一正时控制件214A和第二正时控制件234A可以依形成在机体中或连接到机体的轨迹被滑动地安装。虽然VVTA200A的第一正时控制件214A、第二正时控制件234A不是旋转地连接到凸轮轴50A，但是第一正时控制件214A、第二正时控制件234A仍然可以被认为在所述滑动/移动期间围绕着凸轮轴线C-C进行旋转。
[0069]与VVTA200类似，VVTA200A的第一正时控制件214A、第二正时控制件234A通过正时轴203A的旋转/振荡，沿着与凸轮轴线C-C同轴心的路径进行移动。但是，第一偏心件212A采用凸轮的形式，而不是正时轴自身的弯曲部的形式。
[0070] VVTA200A和VVTA200之间的又一区别是VVTA200A包括分别设置在第一从动部分219A和第二从动部分222A上的辊290A、290B。因此，在VVTA200A中，第一辊290A包括第一从动部分219A的第一表面220A，而第二辊291A包括第二从动部分222A的第一表面223A。
[0071]现在同时参考图9A-图9C，示出了根据本发明的另一 VVTA200B。同样地，VVTA200B与以上所述的VVTA200结构和功能相同，仅有细微差别。因此，将仅描述VVTA200B与VVTA200不同的方面，并且可以理解所有其它部件在结构上和/或功能上是实质相同的。因此，除了会加上一个字母后缀“B”之外，类似的附图标记将用于表示类似的元件。
[0072]VVTA200B和VVTA200之间的主要区别是第一正时控制件214B、第二正时控制件234B的旋转/振荡不受正时轴的控制。相反，如下将描述的，第一正时控制件214B、第二正时控制件234B的所期望的旋转是通过内燃机1000的操作期间产生的反作用力结合所述第一正时控制件214B、第二正时控制件234B的定时锁定/解锁实现的。因此，对于VVTA200B来说，正时轴可以被忽略。
[0073]VVTA200B包括安装件300B，可致动的锁定件3018可操作地安装到该安装件30(?。如简化的，锁定件301B采取气动锁定销的形式。锁定件301B可以被致动在扩展态(图9B-图9C)和回退态(图9A)之间。在回退态，锁定件301B不干扰第一正时控制件214B的运动(即，旋转/振荡)。但是，在扩展态，锁定件301B可以与第一正时控制件214B的第一锁定零件400B或第二锁定零件401B相啮合，从而抑制第一正时控制件214B的进一步运动(即，旋转/振荡)。如简化的，第一锁定零件400B和第二锁定零件401B采用棘爪的形式，但是还可以采用其它结构，诸如突出件。
[0074]在一个配置中，锁定件30IB被偏置到扩展态。在另一配置中，锁定件30IB被偏置到回退态。可以利用例如液压、电磁、电动机、直线致动器等来实现锁定件301B的致动(SP，在回退态和扩展态之间移动)。锁定件301的上述致动的正时可以被机械的或电的控制单元控制，诸如以上描述的控制单元700。如以下将讨论的，锁定件301在扩展态和回退态之间的致动被控制，使得第一正时控制件214B可以被选择性地在提前角位置与滞后角位置之间移动，其中，在提前角位置处气门动作的正时被提前，在滞后角位置处气门动作的正时被滞后。
[0075]安装件300B被支撑为与第一正时控制件214B的顶边沿相邻，使得锁定件301B可以如下所述的与第一正时控制件214B进行交互。虽然未示出，但是还可以设置第二安装件和第二锁定件来控制第二正时控制件234B。
[0076]参考图9A，凸轮轴50B被假定为顺时针旋转，如箭头180B所示。凸轮轴50B的旋转还使得凸轮51B-54B顺时针旋转。为了便于讨论且避免重复，将讨论第一臂215B经受的反作用力如何促使第一正时控制件214B的旋转/振荡，可以理解上述讨论也适用于其它臂216B、235B、236B。
[0077]如针对VVTA200所讨论的，第一臂215B的第一从动部分219B通过第一气门弹簧160B被偏置到与第一进气凸轮51B相接触。随着凸轮轴50B顺时针旋转，第一凸轮凸角153B接近第一从动部分219B，直到第一凸轮凸角表面152B与第一从动部分219B的第一表面220B相接触。由于第一凸轮凸角表面152B和第一表面220B的轮廓/形状，第一凸轮凸角表面152B与第一表面220B之间的接触产生一个反作用力，该反作用力对第一正时控制件214B施加顺时针扭矩。在该阶段，锁定件301B处于回退态。因此，对第一正时控制件214B施加的顺时针扭矩引起第一正时控制件214B围绕着凸轮轴50B做顺时针旋转。
[0078]该顺时针角运动继续进行，直到第一正时控制件214B到达滞后角位置(图9B)。同时，锁定件301B被致动为扩展态，使得锁定件301B与第一正时控制件214B的第一锁定零件400B紧密配合，由此将第一正时控制件214B锁定在滞后角位置。从上述讨论可以看出，在滞后角位置处气门动作的正时相对于参考正时有滞后。当锁定件处于扩展态时，由于锁定件301B与第一正时控制件214B的第一锁定零件400B紧密配合，阻止第一正时控制件214B旋转出该滞后角位置。
[0079]当不再需要使气门动作正时滞后时，锁定件301B被致动到回退态。如上所述，由于锁定弹簧160B的弹力，第一进气气门杆204B的挺杆被偏置为抵靠到第一从动部分219B的第二表面221B。由于第二表面22IB的轮廓/形状和/或挺杆的定向，气门弹簧160的偏置力产生一个反作用力，该反作用力对第一正时控制件214B施加逆时针扭矩。因为锁定件301B处于回退态，该逆时针扭矩引起第一正时控制件214B围绕着凸轮轴50B做逆时针旋转。
[0080]该逆时针旋转继续进行，直到第一正时控制件214B到达提前角位置(图9C)。同时，锁定件301B被致动为扩展态，使得锁定件301B与第一正时控制件214B的第二锁定零件401B紧密配合，由此将第一正时控制件214B锁定在提前角位置。从上述讨论可以看出，在提前角位置处气门动作的正时被提前。由于锁定件301B与第一正时控制件214B的第一锁定零件400B紧密配合，阻止第一正时控制件214B旋转出该提前角位置。
[0081]因此，通过锁定件301B的致动和状态的恰当正时，VVTA200B响应于内燃机的操作条件可以调节气门动作的正时，从而达到所需的效果。
[0082]在一些配置中，第一正时控制件214B可以被弹簧加载，从而辅助如上所述的一个角方向的旋转。此外，第一正时控制件214B还可以包括额外的锁定零件，使得第一正时控制件214B可以被保持在额外的角位置处。
[0083]虽然上述说明和附图代表了本发明的示意性实施例，但是应该理解，可以进行各种增加、修改、及替换而不偏离随附权利要求中限定的本发明的精神和范围。特别地，本领域技术人员清楚地是，本发明可以被实现为其它特定形式、结构、布置、比例、尺寸，还可以利用其它元件、材料、部件等来实现本发明，而不偏离本发明的精神或实质特性。本领域技术人员将理解，本发明可以与结构、布置、比例、尺寸、材料、部件、及用于实现本发明的其它内容的许多修改一起使用，这些修改尤其适用于特定环境和操作需求，而不偏离本发明的原则。当前公开的实施例因此被认为在各个方面都是示意性的而非限制性的，本发明的范围由随附权利要求限定，并且不限于前述说明书或实施例。
[0084]本发明提供了一种用于与凸轮轴协作来改变内燃机的第一气缸的第一气缸气门的动作正时的可变气门正时装置，包括:
[0085]正时轴，所述正时轴绕着正时轴线能够旋转并且包括第一偏心件；
[0086]第一正时控制件；
[0087]第一臂，所述第一臂围绕着第一臂轴线能够旋转地连接到所述第一正时控制件，所述第一臂包括第一从动部分，第一从动部分具有第一表面和第二表面，第一表面与所述凸轮轴的第一凸轮可操作地协作，第二表面与所述第一气缸气门可操作地协作；以及
[0088]所述第一正时控制件能够操作地连接到所述正时轴的第一偏心件，从而所述正时轴的旋转引起所述第一臂轴线围绕着凸轮轴线旋转，由此围绕着所述凸轮轴线在第一角位置和第二角位置之间成角度地移动第一从动部分，从而改变所述第一气缸气门的动作相对于参考正时的正时。
[0089]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述凸轮轴围绕着凸轮轴线能够旋转，所述正时轴线基本平行于所述凸轮轴线。
[0090]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一臂轴线基本平行于所述正时轴线。
[0091]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一正时控制件旋转连接到所述凸轮轴，并且其中，所述正时轴的旋转引起所述第一正时控制件围绕着所述凸轮轴线旋转。
[0092]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一凸轮包括第一凸轮凸角表面，第一凸轮凸角表面与所述第一臂的第一从动部分的第一表面相互作用，使得所述第一臂以第一角方向围绕着所述第一臂轴线枢转，由此打开所述第一气缸气门。
[0093]根据上述的可变气门正时装置，还包括:安装到内燃机的机体上的第一气门杆和第一摇臂件，所述第一气门杆的第一端与所述第一从动部分的第二表面面接触，所述第一气门杆的第二端能够操作地连接到所述第一摇臂件，所述第一气门操作地连接到所述第一摇臂件。
[0094]根据上述的可变气门正时装置，还包括:第一偏置件，所述第一偏置件将所述第一气缸气门偏置到关闭状态，所述第一气门杆的第一端与所述第一从动部分的第二表面相接触，所述第一从动部分的第一表面与所述第一凸轮相接触。
[0095]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一凸轮凸角与所述第一从动部分的第一表面之间的相互作用克服所述偏置件的偏置力，使得所述第一臂以第一角方向围绕着第一臂轴线枢转，并且其中，当所述第一凸轮凸角表面与所述第一从动部分的第一表面之间的相互作用停止时，所述偏置件的偏置力使得所述第一臂以第二角方向围绕着第一臂轴线枢转，由此使得所述第一气缸气门返回到所述关闭状态。
[0096]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一正时控制件包括第一细长槽，所述正时轴的第一偏心件位于所述第一细长槽内。
[0097]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一从动部分的第二表面是凸表面。
[0098]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一从动部分的第二表面具有与第一凸轮的基圆表面同轴心的基本恒定的曲率半径。
[0099]根据上述的可变气门正时装置，还包括:操作地连接到所述正时轴的控制单元，所述控制单元被配置为转动所述正时轴，从而基于可变引擎操作条件改变所述第一气缸气门相对于所述参考正时的动作的正时。
[0100]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一从动部分的第一表面与所述第一凸轮进行滑动的面接触。
[0101]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一从动部分包括第一辊，所述第一辊包括该第一从动部分的第一表面。
[0102]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一正时控制件包括第一板，所述第一板具有第一主表面和第二主表面，其中，所述第一臂与所述第一主表面相邻地设置。
[0103]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一板被定向为基本垂直于所述凸轮轴线。
[0104]根据上述的可变气门正时装置，还包括:第二臂，所述第二臂围绕着第二臂轴线旋转连接到所述第一正时控制件，所述第二臂包括第二从动部分，第二从动部分包括与所述凸轮轴的第二凸轮可操作地协作的第一表面和与内燃机的第二气缸的第二气缸气门可操作地协作的第二表面；以及
[0105]其中，所述正时轴的旋转使得第二臂轴线围绕着凸轮轴线旋转，使得所述第二从动部分在第三角位置和第四角位置之间围绕着所述凸轮轴线进行角移动，从而改变所述第二气缸气门的动作相对于所述参考正时的正时。
[0106]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一臂和所述第二臂位于所述第一正时控制件的相对的轴向侧。
[0107]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一正时控制件在所述凸轮轴的所述第一凸轮与所述第二凸轮之间旋转安装到该凸轮轴。
[0108]根据上述的可变气门正时装置，其中，第一气缸气门和第二气缸气门或者是缸体进气气门或者是缸体排气气门。
[0109]根据上述的可变气门正时装置，还包括:第二正时控制件；第三臂，围绕着第三臂轴线旋转连接到第二正时控制件，所述第三臂包括第三从动部分，第三从动部分具有与所述凸轮轴的第三凸轮可操作地协作的第一表面和与第一气缸的第三气缸气门可操作地协作的第二表面；第二正时控制件操作地连接到正时轴的第二偏心件，从而所述正时轴的旋转引起所述第三臂轴线围绕着凸轮轴线旋转，由此所述第三从动部分围绕着所述凸轮轴线在第五角位置和第六角位置之间进行成角度地移动，从而改变所述第三气缸气门相对于参考正时的动作的正时。
[0110]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一正时控制件安装到内燃机的机体，沿着与所述凸轮轴线同轴心的路径移动。
[0111]本发明还提供了一种内燃机，包括如上所述的可变气门正时装置。
[0112]本发明还提供了一种用于与凸轮轴协作来改变多缸内燃机的缸体进气气门和缸体排气气门的正时的可变气门正时装置，包括:
[0113]正时轴，所述正时轴绕着正时轴线能够旋转并且包括第一偏心件和第二偏心件，所述正时轴线基本平行于所述凸轮轴的凸轮轴线，所述正时轴安装在包含第一气缸的第一缸体和包含第二气缸的第二缸体之间的空间中；
[0114]进气气门正时控制组件，进气气门正时控制组件操作地连接到正时轴的第一偏心件以及第一气缸和第二气缸中每个气缸的缸体进气气门；
[0115]排气气门正时控制组件，排气气门正时控制组件操作地连接到正时轴的第二偏心件以及第一气缸和第二气缸中每个气缸的缸体排气气门；以及
[0116]其中，所述正时轴的旋转改变第一气缸和第二气缸的缸体进气气门和缸体排气气门相对于参考正时的气门正时。
[0117]根据上述的可变气门正时装置，还包括进气气门正时控制组件和排气气门正时控制组件。进气气门正时控制组件包括:操作地连接到第一偏心件的第一正时控制件；第一臂，旋转安装到第一正时控制件并且包括第一从动部分，第一从动部分具有与所述凸轮轴的第一进气凸轮可操作地协作的第一表面和与第一气缸的缸体进气气门可操作地协作的第二表面；以及第二臂，旋转安装到第一正时控制件并且包括第二从动部分，第二从动部分具有与所述凸轮轴的第二进气凸轮可操作地协作的第一表面和与第二气缸的缸体进气气门可操作地协作的第二表面。排气气门正时控制组件包括:操作地连接到第二偏心件的第二正时控制件；第三臂，旋转安装到第二正时控制件并且包括第三从动部分，第三从动部分具有与所述凸轮轴的第一排气凸轮可操作地协作的第一表面和与第一气缸的缸体排气气门可操作地协作的第二表面；以及第四臂，旋转安装到第二正时控制件并且包括第四从动部分，第四从动部分具有与所述凸轮轴的第二排气凸轮相协作的第一表面和与第二气缸的缸体排气气门相协作的第二表面。
[0118]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述正时轴的旋转成角度地移置:(1)围绕凸轮轴线移置第一从动部分和第二从动部分从而改变第一气缸和第二气缸的缸体进气气门的气门正时；及(2)围绕凸轮轴线移置第三从动部分和第四从动部分从而改变第一气缸和第二气缸的缸体排气气门的气门正时。
[0119]一种内燃机，包括如上所述的可变气门正时装置。
[0120]一种用于与凸轮轴协作来改变内燃机的第一气缸的第一气缸气门的动作正时的可变气门正时装置，包括:
[0121]第一正时控制件；
[0122]第一臂，所述第一臂围绕着第一臂轴线能够旋转连接到所述第一正时控制件，所述第一臂包括第一从动部分，第一从动部分具有与所述凸轮轴的第一凸轮可操作协作的第一表面和与所述第一气缸气门可操作协作的第二表面；以及
[0123]所述第一正时控制件能够旋转或移动，引起所述第一臂轴线围绕着凸轮轴线旋转，由此所述第一从动部分围绕着所述凸轮轴线在第一角位置和第二角位置之间进行角移动，从而改变所述第一气缸气门的动作相对于参考正时的正时。
[0124]根据所述的可变气门正时装置，其中，第一从动部分的第一表面被配置为使得在所述第一凸轮的凸轮凸角表面与第一从动部分的第一表面之间的反作用力对所述第一正时控制件产生第一角方向中的扭矩，并且其中，第一从动部分的第二表面被配置为使得由偏置件施加的且通过气门杆传送给第一从动部分的第二表面的偏置力对所述第一正时控制件产生第二角方向中的扭矩。
[0125]根据所述的可变气门正时装置，还包括:锁定件；所述第一正时控制件包括第一锁定零件和第二锁定零件；控制单元，操作地连接到所述锁定件，所述控制单元选择性地将所述锁定件致动为与第一锁定零件或第二锁定零件进行接合和断开；其中，当所述锁定件与第一锁定零件接合时，所述第一正时控制件被禁止旋转或移动，所述第一从动部分保持在所述第一角位置；以及其中，当所述锁定件与第二锁定零件接合时，所述第一正时控制件被禁止旋转或移动，所述第一从动部分保持在所述第二角位置。
[0126]一种用于与凸轮轴协作来改变内燃机的第一气缸的第一气缸气门的动作正时的可变气门正时装置，包括:旋转安装到所述凸轮轴的第一正时控制件；第一臂，所述第一臂围绕着第一臂轴线旋转连接到所述第一正时控制件，所述第一臂包括第一从动部分，第一从动部分具有与所述凸轮轴的第一凸轮可操作协作的第一表面和与所述第一气缸气门可操作协作的第二表面；以及
[0127]其中，第一正时板围绕着凸轮轴线的旋转引起第一臂轴线围绕着凸轮轴线旋转，由此所述第一从动部分围绕着所述凸轮轴线在第一角位置和第二角位置之间进行角移动，从而改变所述第一气缸气门的动作相对于参考正时的正时。
[0128]根据上述的可变气门正时装置，还包括:正时轴，所述正时轴绕着正时轴线能够旋转并且包括第一偏心件；并且其中，所述第一正时控制件能够操作地连接到所述正时轴的第一偏心件，从而所述正时轴的旋转引起所述第一臂轴线围绕着凸轮轴线旋转。
[0129]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述凸轮轴围绕着凸轮轴线能够旋转，所述正时轴线基本平行于所述凸轮轴线。
[0130]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一正时控制件包括第一细长槽，所述正时轴的第一偏心件位于所述第一细长槽内。
[0131]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一凸轮包括第一凸轮凸角表面，第一凸轮凸角表面与所述第一臂的第一从动部分的第一表面相互作用，使得所述第一臂以第一角方向围绕着所述第一臂轴线枢转，由此打开所述第一气缸气门。
[0132]根据上述的可变气门正时装置，还包括:安装到内燃机的机体上的第一气门杆和第一摇臂件，所述第一气门杆的第一端与所述第一从动部分的第二表面面接触，所述第一气门杆的第二端能够操作地连接到所述第一摇臂件，所述第一气门操作地连接到所述第一摇臂件。
[0133]根据上述的可变气门正时装置，还包括:第一偏置件，所述第一偏置件将所述第一气缸气门偏置到关闭状态，所述第一气门杆的第一端与所述第一从动部分的第二表面相接触，所述第一从动部分的第一表面与所述第一凸轮相接触。
[0134]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一凸轮凸角与所述第一从动部分的第一表面之间的相互作用克服所述偏置件的偏置力，使得所述第一臂以第一角方向围绕着第一臂轴线枢转，并且其中，当所述第一凸轮凸角表面与所述第一从动部分的第一表面之间的相互作用停止时，所述偏置件的偏置力使得所述第一臂以第二角方向围绕着第一臂轴线枢转，由此使得所述第一气缸气门返回到所述关闭状态。
[0135]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一从动部分的第二表面是凸表面。
[0136]根据上述的可变气门正时装置，还包括:操作地连接到所述第一正时控制件的控制单元，所述控制单元被配置为转动所述第一正时控制件，从而基于可变引擎操作条件改变所述第一气缸气门的动作相对于所述参考正时的正时。
[0137]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一正时控制件包括第一板，所述第一板具有第一主表面和第二主表面，其中，所述第一臂位置与所述第一主表面相邻。
[0138]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一板被定向为基本垂直于所述凸轮轴线。
[0139]根据上述的可变气门正时装置，还包括:第二臂，所述第二臂围绕着第二臂轴线旋转连接到所述第一正时控制件，所述第二臂包括第二从动部分，第二从动部分包括与所述凸轮轴的第二凸轮可操作协作的第一表面和与内燃机的第二气缸的第二气缸气门可操作协作的第二表面；以及
[0140]其中，所述第一正时板围绕着凸轮轴线的旋转使得第二臂轴线围绕着凸轮轴线旋转，使得所述第二从动部分在第三角位置和第四角位置之间围绕着所述凸轮轴线进行角移动，从而改变所述第二气缸气门的动作相对于所述参考正时的正时。
[0141]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一臂和所述第二臂位于所述第一正时控制件的相对的轴向侧。
[0142]根据上述的可变气门正时装置，其中，所述第一正时控制件在所述凸轮轴的所述第一凸轮与所述第二凸轮之间旋转安装到该凸轮轴。
[0143]一种内燃机，包括如上所述的可变气门正时装置。
【权利要求】
1.一种可变气门正时装置，用于与凸轮轴协作来改变内燃机的第一气缸的第一气缸气门的动作正时，所述可变气门正时装置包括: 正时轴，所述正时轴绕着正时轴线能够旋转并且包括第一偏心件； 第一正时控制件； 第一臂，所述第一臂围绕着第一臂轴线旋转地连接到所述第一正时控制件，所述第一臂包括第一从动部分，第一从动部分具有与所述凸轮轴的第一凸轮可操作地协作的第一表面和与所述第一气缸气门可操作地协作的第二表面；以及 所述第一正时控制件操作地连接到所述正时轴的第一偏心件，从而所述正时轴的旋转引起所述第一臂轴线围绕着凸轮轴线旋转，由此所述第一从动部分围绕着所述凸轮轴线在第一角位置和第二角位置之间进行角移动，从而改变所述第一气缸气门相对于参考正时的动作的正时。
2.根据权利要求1所述的可变气门正时装置，其中，所述凸轮轴围绕着凸轮轴线能够旋转，所述正时轴线基本平行于所述凸轮轴线；并且其中，所述第一臂轴线基本平行于所述正时轴线。
3.根据权利要求1所述的可变气门正时装置，其中，所述第一正时控制件旋转地连接到所述凸轮轴，并且其中，所述正时轴的旋转引起所述第一正时控制件围绕着所述凸轮轴线旋转。
4.根据权利要 求1所述的可变气门正时装置，其中，所述第一凸轮包括第一凸轮凸角表面，第一凸轮凸角表面与所述第一臂的第一从动部分的第一表面相互作用，使得所述第一臂以第一角方向围绕着所述第一臂轴线枢转，由此打开所述第一气缸气门。
5.根据权利要求4所述的可变气门正时装置，还包括:安装到内燃机的机体上的第一气门杆和第一摇臂件，所述第一气门杆的第一端与所述第一从动部分的第二表面面接触，所述第一气门杆的第二端操作地连接到所述第一摇臂件，所述第一气门操作地连接到所述第一摇臂件。
6.根据权利要求5所述的可变气门正时装置，还包括:第一偏置件，所述第一偏置件将所述第一气缸气门偏置到关闭状态，所述第一气门杆的第一端与所述第一从动部分的第二表面相接触，所述第一从动部分的第一表面与所述第一凸轮相接触。
7.根据权利要求6所述的可变气门正时装置，其中，所述第一凸轮凸角与所述第一从动部分的第一表面之间的相互作用克服所述偏置件的偏置力，使得所述第一臂以第一角方向围绕着第一臂轴线枢转，并且其中，当所述第一凸轮凸角表面与所述第一从动部分的第一表面之间的相互作用停止时，所述偏置件的偏置力使得所述第一臂以第二角方向围绕着第一臂轴线枢转，由此使得所述第一气缸气门返回到所述关闭状态。
8.根据权利要求1所述的可变气门正时装置，还包括:操作地连接到所述正时轴的控制单元，所述控制单元被配置为使得所述正时轴旋转，从而基于可变引擎操作条件改变所述第一气缸气门相对于所述参考正时的动作的正时。
9.根据权利要求1所述的可变气门正时装置，其中，所述第一正时控制件包括第一板，所述第一板具有第一主表面和第二主表面，其中，所述第一臂与所述第一主表面相邻设置。
10.根据权利要求1所述的可变气门正时装置，还包括: 第二臂，所述第二臂围绕着第二臂轴线旋转地连接到所述第一正时控制件，所述第二臂包括第二从动部分，第二从动部分包括与所述凸轮轴的第二凸轮可操作地协作的第一表面和与内燃机的第二气缸的第二气缸气门可操作地协作的第二表面；以及 其中，所述正时轴的旋转使得第二臂轴线围绕着凸轮轴线旋转，使得所述第二从动部分在第三角位置和第四角位置之间围绕着所述凸轮轴线进行角移动，从而改变所述第二气缸气门相对于所述参考正时的动作的正时。
11.根据权利要求10所述的可变气门正时装置，其中，所述第一臂和所述第二臂位于所述第一正时控制件的相对的轴向侧。
12.根据权利要求11所述的可变气门正时装置，其中，所述第一正时控制件在所述凸轮轴的所述第一凸轮与所述第二凸轮之间旋转安装到该凸轮轴。
13.根据权利要求1所述的可变气门正时装置，其中，所述第一正时控制件安装到内燃机的机体，沿着与所述凸轮轴线同轴心的路径移动。
14.一种可变气门正时装置，用于与凸轮轴协作来改变多缸内燃机的缸体进气气门和缸体排气气门的正时，所述可变气门正时装置包括: 正时轴，所述正时轴绕着正时轴线能够旋转并且包括第一偏心件和第二偏心件，所述正时轴线基本平行于所述凸轮轴的凸轮轴线，所述正时轴安装在包含第一气缸的第一缸体和包含第二气缸的第二缸体之间的空间中； 进气气门正时控制组件，进气气门正时控制组件操作地连接到正时轴的第一偏心件以及第一气缸和第二气缸 中每个气缸的缸体进气气门； 排气气门正时控制组件，排气气门正时控制组件操作地连接到正时轴的第二偏心件以及第一气缸和第二气缸中每个气缸的缸体排气气门；以及 其中，所述正时轴的旋转改变第一气缸和第二气缸的缸体进气气门和缸体排气气门相对于参考正时的气门正时。
15.根据权利要求14所述的可变气门正时装置，还包括: 进气气门正时控制组件，其包括: 操作地连接到第一偏心件的第一正时控制件； 第一臂，旋转安装到第一正时控制件并且包括第一从动部分，第一从动部分具有与所述凸轮轴的第一进气凸轮可操作地协作的第一表面和与第一气缸的缸体进气气门可操作地协作的第二表面；以及 第二臂，旋转安装到第一正时控制件并且包括第二从动部分，第二从动部分具有与所述凸轮轴的第二进气凸轮可操作地协作的第一表面和与第二气缸的缸体进气气门可操作地协作的第二表面；和 排气气门正时控制组件，其包括: 操作地连接到第二偏心件的第二正时控制件； 第三臂，旋转安装到第二正时控制件并且包括第三从动部分，第三从动部分具有与所述凸轮轴的第一排气凸轮可操作地协作的第一表面和与第一气缸的缸体排气气门可操作地协作的第二表面；以及 第四臂，旋转安装到第二正时控制件并且包括第四从动部分，第四从动部分具有与所述凸轮轴的第二排气凸轮可操作地协作的第一表面和与第二气缸的缸体排气气门可操作地协作的第二表面。
16.根据权利要求15所述的可变气门正时装置，其中，所述正时轴的旋转成角度地移置:(1)围绕所述凸轮轴线移置第一从动部分和第二从动部分从而改变第一气缸和第二气缸的缸体进气气门的气门正时；及(2)围绕所述凸轮轴线移置第三从动部分和第四从动部分从而改变第一气缸和第二气缸的缸体排气气门的气门正时。
17.—种可变气门正时装置，用于与凸轮轴协作来改变内燃机的第一气缸的第一气缸气门的动作正时，所述可变气门正时装置包括: 第一正时控制件； 第一臂，所述第一臂围绕着第一臂轴线旋转地连接到所述第一正时控制件，所述第一臂包括第一从动部分，第一从动部分具有与所述凸轮轴的第一凸轮可操作地协作的第一表面和与所述第一气缸气门可操作地协作的第二表面；以及 所述第一正时控制件能够旋转或移动，引起所述第一臂轴线围绕着凸轮轴线旋转，由此所述第一从动部分围绕着所述凸轮轴线在第一角位置和第二角位置之间进行角移动，从而改变所述第一气缸气门相对于参考正时的动作的正时。
18.根据权利要求17所述的可变气门正时装置，其中，第一从动部分的第一表面被配置为使得在所述第一凸轮的凸轮凸角表面与第一从动部分的第一表面之间的反作用力对所述第一正时控制件产生第一角方向中的扭矩，并且其中，第一从动部分的第二表面被配置为使得由偏置件施加的且通过气门杆传送给第一从动部分的第二表面的偏置力对所述第一正时控制件产生第二角方向中的扭矩。
19.根据权利要求18所述的可变气门正时装置，还包括: 锁定件； 所述第一正时控制件包括第一锁定零件和第二锁定零件； 控制单元，操作地连接到所述锁定件，所述控制单元选择性地将所述锁定件致动为与第一锁定零件或第二锁定零件进行接合和断开； 其中，当所述锁定件与第一锁定零件接合时，所述第一正时控制件被禁止旋转或移动，所述第一从动部分保持在所述第一角位置；以及 其中，当所述锁定件与第二锁定零件接合时，所述第一正时控制件被禁止旋转或移动，所述第一从动部分保持在所述第二角位置。
20.根据权利要求17所述的可变气门正时装置，其中，第一正时控制件旋转地连接到所述凸轮轴。
【文档编号】F01L1/344GK104047660SQ201310723708
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年3月15日
【发明者】T·M·罗特, K·C·布吕松, S·P·刘易斯 申请人:科勒公司