可变气门系统的制作方法

相关申请的交叉引证

本申请要求于2015年12月11日提交的韩国专利申请第10-2015-0177475号的优先权和权益，其全部内容通过引证结合于本文中。

本公开涉及可变气门系统。更具体地，本公开涉及改变气门的升程或正时的可变气门系统。

背景技术：

该部分中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，并且不构成现有技术。

通常，连续可变气门正时(cvvt)装置是指调节发动机的气门的打开和关闭正时的装置。具体地，由于cvvt装置根据驾驶条件控制进气门或排气门，因此可以改善发动机的输出和燃料效率，并且可以减少废气。

同时，根据发动机的旋转速度来确定进气门或排气门的合适的操作。即，根据发动机的旋转速度适当地控制气门的升程和打开/关闭正时。已开发了可变气门升程(vvl)装置，其中根据发动机的旋转速度操作气门以用于各种升程，用以改善根据发动机的旋转速度的气门的操作。

另一方面，在具有各自不同的轮廓的多个凸轮布置在凸轮轴上的情况下，选择用于操作进气门或排气门的凸轮的组合可能是复杂的并且组成元件之间可能出现干扰。此外，在通过与具有均匀的轮廓的凸轮滚动接触而实现杠杆运动的可变气门升程装置实现了三个杠杆运动或大于三个杠杆运动，从而使得气门升程改变成三个步骤或大于三个步骤的情况下，供给液压用于实现可变气门升程装置的操作的液压回路的组合可能是复杂的。另外，由于连续可变气门正时装置仅执行用于延迟进气门的关闭正时的控制，其可能限于改善燃料消耗。

技术实现要素：

本公开提供一种具有应用连续可变气门正时装置和可变气门升程装置的优点的可变气门系统，可变气门升程装置通过两级式构造。

根据本公开的一种形式的可变气门系统可以应用于发动机，可变气门系统构造为使得形成或布置在凸轮轴处以便与凸轮轴一起旋转的凸轮的旋转运动被转换为用于打开/关闭燃烧室的气门的往复运动。可变气门系统可以包括两级式可变气门升程装置，两级式可变气门升程装置进行杠杆运动并被构造为使得其一端与凸轮滚动接触并且其另一端与气门接触以便实现气门的两个升程中的一个气门升程；并且连续可变气门正时装置在转子通过形成在转子处的叶片而旋转时改变与转子连接的凸轮轴的相位，以便选择性地改变气门的打开或关闭正时。

可变气门系统可以应用于发动机的进气侧并且气门可以是被操作以将吸入空气供应到燃烧室中的进气门。

可变气门系统可以应用于发动机的排气侧并且气门是被操作以将废气从燃烧室排出的排气门。

连续可变气门正时(cvvt)装置可以是电动操作的电动的连续可变气门正时装置。

连续可变气门正时装置可以是通过液压操作以便具有停置位置的中间相cvvt，停置位置不是最大提前和最大延迟，而是它们之间的中间相。

通过两级式可变气门升程装置实现的两个气门升程可以是高升程和低升程，并且两级式可变气门升程装置可以被构造为通过供给液压实现高升程并且通过释放液压实现低升程。

通过两级式可变气门升程装置实现的两个气门升程可以是高升程和低升程，并且两级式可变气门升程装置可以被构造为通过供给液压实现低升程并且通过释放液压实现高升程。

两级式可变气门升程装置可以包括：外本体，根据凸轮的旋转选择性地进行杠杆运动并且被构造为使得气门与其一端连接，杠杆运动的旋转轴布置在其另一端，并且在外本体中形成内部空间；内本体，布置在外本体的内部空间中并且被适配为使得其一端能旋转地与外本体的一端连接；连接轴，布置为穿过外本体的一端和内本体的一端以便连接外本体和内本体；以及空载弹簧，被构造为使围绕连接轴相对于外本体相对旋转的内本体返回。

内本体可以在选择性地固定至外本体的期间根据凸轮的旋转而围绕外本体的杠杆运动的旋转轴与外本体一起执行杠杆运动，并内本体可以在从外本体释放期间根据凸轮的旋转而围绕连接轴单独地执行杠杆运动。

两级式可变气门升程装置可以在外本体与内本体一起进行杠杆运动时实现气门的高升程，并且可以在仅内本体绕连接轴进行杠杆运动时实现气门的低升程。

内本体可以形成内部空间并且两级式可变气门升程装置进一步包括滚子，滚子布置在内本体的内部空间中的并且能旋转地与内本体连接，以便与凸轮滚动接触，使得内本体根据凸轮的旋转进行杠杆运动。

从本文中提供的描述中，适用性的其他领域将变得显而易见。应理解的是，该描述和具体实例旨在仅用于说明目的，而并非旨在限制本公开的范围。

附图说明

为了可充分理解本公开，现将参考附图描述以实例的方式给出的本公开的各种形式，附图中：

图1是根据本公开的示例性形式的可变气门系统的示意图。

图2是根据本公开的示例性形式的连续可变气门正时装置的部分示意图。

图3是示出根据本公开的示例性形式的连续可变气门正时装置的操作区域的图。

图4和图5是根据本公开的示例性形式的连续可变气门正时装置的液压回路图。

图6是根据本公开的示例性形式的两级式可变气门升程装置的俯视平面图。

图7是根据本公开的示例性形式的两级式可变气门升程装置的截面侧视图。

图8是根据本公开的示例性形式的两级式可变气门升程装置的液压回路图。

本文中描述的附图仅用于说明目的，并非旨在以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

以下描述实际上仅是示例性的并不旨在限制本公开内容、应用或者用途。应理解的是，贯穿整个附图，相应的参考标号指代相同或相应的部件和特征。

图1是根据本公开的一种形式的可变气门系统的示意图。

如在图1中示出的，可变气门系统1包括连续可变气门正时装置(cvvt装置，100)和通过两级式构造的可变气门升程装置(vvl装置，200)。

可变气门系统1应用于发动机，被构造为使凸轮轴3的旋转运动转换成气门50的往复运动，用于打开/关闭燃烧室(未示出)，凸轮轴通过链条或皮带与曲轴(未示出)相连接并且通过曲轴的旋转而旋转。此外，气门50根据凸轮30的旋转进行往复运动，凸轮形成或者布置在凸轮轴3处以便与凸轮轴3一起旋转。此外，两级式可变气门升程装置200根据凸轮30的旋转进行杠杆运动使得气门50进行往复运动。

凸轮30包括具有用于实现气门50的高升程的轮廓的高凸轮32和具有用于实现气门50的低升程的轮廓的低凸轮34。通常，当期望打开气门50的时间(气门开放期)长时，由高凸轮32打开/关闭气门50，并且当期望打开气门50的时间(气门开放期)短时，由低凸轮34打开/关闭气门50。

气门50是被操作以将吸入空气提供至发动机的燃烧室的进气门或者被操作以从燃烧室排出废气的排气门。在图1中，组成元件的总体构造构成发动机的排气部，但是组成元件的构造不限于此，并且可变气门系统1能够应用于发动机的进气部或排气部。此外，可以确定通过在本领域的普通技术人员的设计可变气门系统1选择性应用于进气部和排气部中的一个或两个。

连续可变气门正时装置100是被操作以选择性地改变气门50的打开/关闭正时的设备，并且两级式可变气门升程装置200是被操作以将气门50的升程改成高升程或低升程的设备。

图2a至图2c是根据本公开的一种形式的连续可变气门正时装置的部分示意图。

如在图2a至图2c中示出的，连续可变气门正时装置(100，cvvt装置)基本上包括转子120、定子110以及叶片122。此外，齿轮或者链轮可以安装至cvvt装置100。

齿轮或链轮可以通过皮带或链条和与曲轴一起旋转的齿轮或链轮齿相连接，以便使发动机的旋转与凸轮轴的旋转同步。此外，当形成在转子120处的叶片122通过液压移动而使得转子120旋转时，转子120与定子110之间的相对相位改变，并且当与转子120连接的凸轮轴3的相位在圆周方向上改变时，控制气门50的打开/关闭正时被可变地控制。

本领域普通技术人员熟知cvvt装置100的基本构造和操作，因此将省去对其的详细说明。

同时，电动操作的电动cvvt装置或中间相cvvt装置100(是通过提高反应性的液压式配置的cvvt装置)可以应用于根据本公开另一形式的可变气门系统1。本文中，本领域普通技术人员熟知电动cvvt装置，因此将省去对其的详细说明。

在下文中，将参照图3至图5描述中间相cvvt装置100。

图3是示出根据本公开的一种形式的连续可变气门正时装置的操作区域的图。

如在图3中示出的，cvvt装置100进一步包括第一室130和第二室132。

第一室130和第二室132是定子110、转子120和叶片122包围的空间，使得液压被提供至该空间，并且叶片122根据被提供至第一室130的液压和被提供至第二室132的液压之间的差来操作。此外，转子120朝向提前方向旋转来改变凸轮30的相位，使得当液压被提供至第一室130时气门50的气门正时提前，并且转子120朝向延迟方向旋转来改变凸轮30的相位，使得当液压被提供至第二室132时气门50的气门正时延迟。在图3中，用箭头示出了凸轮轴3的提前方向(a)、延迟方向(r)、以及旋转方向(c)。

cvvt装置100是具有停置位置的中间相cvvt装置100，停置位置不是最大提前或最大延迟而是它们之间的中间相，并且中间相cvvt装置100的转子120可具有大约50度的旋转角作为用于朝向提前方向(a)使定子110相对移动的操作区域以及大约30度的旋转角作为朝向延迟方向(r)使定子110相对移动的操作区域。与具有停置位置(是最大提前或最大延迟)的普通的cvvt装置相比，这是为了增大操作区域。此外，如果停置位置是中间相位，则与最大提前或最大延迟的停置位置相比，相对提高了通过旋转转子120使得气门正时提前或延迟而改变凸轮30的相位的反应性。

图2a示出了操作转子120以实现具有最大提前的气门打开/关闭正时的状态，以及图2b示出了转子120停置在中间相(intermediatephase)上的状态，以及图2c示出了操作转子120以实现具有最大延迟的气门打开/关闭正时的状态。

根据分别被提供至第一室130和第二室132的液压的强度实现操作状态。

图4和图5是根据本公开的连续可变气门正时装置的液压回路图。

如在图4和图5中示出的，中间相连续可变气门正时装置100进一步包括锁定销140、控制器5、液压泵7、转子控制阀320、锁定销控制阀330、主油通道400、锁定销控制油通道410、第一转子控制油通道420、第二转子控制油通道430、第一调节阀441以及第二调节阀442。

锁定销140被操作以根据所供应的液压选择性地停置转子120。这时，通过锁定销140的转子120的停置位置是中间相。此外，通过液压操作锁定销140是为了中间相cvvt装置100的故障安全控制并且通过螺线管(未示出)单独执行锁定销140的电操作。

控制器5可以是通常控制车辆的电子设备的电子控制单元(ecu)。

液压泵7根据控制器5的控制泵油以便供给操作中间相cvvt装置100所期望的液压。此外，液压泵7可以是通过接收曲轴的扭矩而旋转的一般的液压泵。

转子控制阀320被布置以从液压泵7接收液压。此外，转子控制阀320选择性地提供液压使得转子120相对于定子110相对旋转。即，根据控制器5的控制打开或者关闭转子控制阀320使得液压选择性地从液压泵7提供至第一室130和第二室132。

锁定销控制阀330被设置成从液压泵7接收液压。此外，锁定销控制阀330选择性地提供液压使得锁定销140执行或释放转子120的停置。即，根据控制器5的控制而打开或关闭锁定销控制阀330，使得液压选择性地从液压泵7提供至锁定销140。此外，在从锁定销控制阀330接收等于或大于设定值的液压期间，锁定销140释放转子120的停置，并且在接收小于设定值的液压期间，执行转子120的停置。此外，在锁定销140接收小于设定值的液压的情况下，可以通过朝向面对液压的方向推动锁定销140的弹性构件145执行转子120的停置。

主油通道400被适配为其一端与液压泵7连通并且其另一端被分成两个分支以便分别与转子控制阀320和锁定销控制阀330连通，使得转子控制阀320和锁定销控制阀330从液压泵7接收液压。

锁定销控制油通道410被适配为其一端与锁定销控制阀330连通并且其另一端被分成三个分支以便通过三个分支中的一个分支与锁定销140连通，使得锁定销140从锁定销控制阀330接收液压。本文中，随后将描述两个其他端，这两个其他端不是锁定销控制油通道410的分支的三个其他端中的与锁定销140连通的端。

第一转子控制油通道420被适配为使得其一端与转子控制阀320连通并且其另一端与第一室130连通使得第一室130从转子控制阀320接收液压。

第二转子控制油通道430被适配为使得其一端与转子控制阀320连通并且其另一端与第二室132连通使得第二室132从转子控制阀320接收液压。

第一调节阀441插设在第一转子控制油通道420上以便根据控制器5的控制调节向第一室130供给的液压。本文中，两个其他端中的一个端(不是锁定销控制油通道410的其他端中与锁定销140连通的端)与第一调节阀441连通。此外，第一调节阀441将通过第一转子控制油通道420供给的液压和从锁定销控制油通道410供给的液压调节至期望的设定值以便将液压传输到第一室130中。

第二调节阀442插设在第二转子控制油通道430上以便根据控制器5的控制调节向第二室132供给的液压。本文中，两个其他端中的另一端(不是锁定销控制油通道410的其他端中的与锁定销140连通的端)与第二调节阀442连通。此外，第二调节阀442将通过第二转子控制油通道430供给的液压和从锁定销控制油通道410供给的液压调节至期望的设定值以便将液压传输到第二室132中。

在图4中，示出了通过锁定销140停置转子120的状态。

在第一调节阀441和第二调节阀442关闭的状态中，当锁定销控制阀330关闭以便不供给液压时，锁定销140保持转子120的停置的状态。

同时，在第一调节阀441和第二调节阀442打开的状态中，当从锁定销控制阀330向锁定销140供给的液压小于设定值时，锁定销140保持转子120的停置状态。这时，通过打开第一调节阀441和第二调节阀442向第一室130和第二室132供给液压不会相对旋转转子120，但会执行用于提供稳定性的辅助控制。

在图5中，示出了锁定销140释放转子120的停置的状态。在第一调节阀441和第二调节阀442打开的状态中，当从锁定销控制阀330向锁定销140供给的液压等于或大于设定值时，锁定销140释放转子120的停置。这时，通过打开第一调节阀441和第二调节阀442向第一室130和第二室132供给液压来相对地旋转转子120。

本文中，可根据本领域普通技术人员的设计改变其性能使得转子控制阀320和锁定销控制阀330调节液压而第一调节阀441和第二调节阀442打开/关闭油道。

在下文中，将参照图6和图7描述两级式可变气门升程装置200应用于根据本公开的一种形式的可变气门系统1。同时，下面将描述的两级式可变气门升程装置200仅是一个实例，因此，用于两次改变可变气门系统1中的气门50的升程的两级式可变气门升程装置200的设计可以不同地改变。

图6是两级式可变气门升程装置的俯视平面图。

如在图6中示出的，两级式可变气门升程装置200包括：外本体210、内本体220、滚子230、连接轴240以及空载弹簧(lostmotionspring)250。

外本体210被适配为通过选择性地接收凸轮轴3的扭矩进行杠杆运动，并且被操作以打开/关闭气门50。另外，凸轮30形成或布置在凸轮轴3处以便将凸轮轴3的旋转运动转换成外本体210的杠杆运动。此外，外本体210在竖直方向上穿入的空间212形成在外本体210的内部。即，外本体210具有设定长度以便进行杠杆运动，并且具有设定宽度和设定厚度以便形成外本体210的内部空间212。

气门50连接至外本体210的一端，并且杠杆运动的旋转轴布置在其另一端。另外，外本体210的内部空间212朝向外本体210的一端侧敞开使得外本体210的整个形状形成为“u”形状。

在下文的描述中，连接至或布置在外本体210处的每个元件的一端或另一端是指与外本体210的一端和另一端相同的一侧上的部分。

内本体220布置在外本体210的内部空间212中。另外，内本体220的一端可旋转地与外本体210的一端连接。此外，内本体220被适配为通过接收凸轮轴3的扭矩进行杠杆运动，并且被操作以选择性地打开/关闭气门50。此外内本体220在竖直方向上穿入的空间224形成在内本体220的内部。即，内本体220具有设定长度以便进行杠杆运动，并且具有设定宽度和设定厚度以便形成内本体220的内部空间224。

滚子230布置在内本体220的内部空间224中。另外，滚子230可旋转地与内本体220连接。同时，提供滚子旋转轴235用于可旋转地连接滚子230与内本体220。即，滚子230围绕滚子旋转轴235旋转。此外，滚子230与凸轮30滚动接触以便将凸轮轴3的旋转运动转换为外本体210或内本体220的杠杆运动。本文中，与滚子230接触的凸轮30是高凸轮32。

连接轴240连接外本体210的第一端和内本体220的第一端使得它们可旋转。即，内本体220可相对于外本体210围绕连接轴240旋转。通过连接轴240与内本体220连接的外本体210的第一端称为外连接部214，并且通过连接轴240与外本体210连接的内本体220的第一端称为内连接部222。

气门接触部216在外本体210的第一端处形成或布置为接近外连接部214。外本体210的向一侧敞开的第一端处可形成有两个外连接部。因此，两个气门接触部216可以形成或布置为分别接近两个外连接部214。气门接触部216形成为两个的情况是当两个气门接触部216分别接触到气门50时，两个气门50根据外本体210的杠杆运动打开或者关闭的情况。

内本体220可以选择性固定到外本体210上并且可以与外本体一起枢转，或者可以从内本体110选择性分开(unfixed)并且可以独立地枢转。

当内本体220与外本体210分开时，空载弹簧250使内本体210返回，内本体通过独立枢转而相对于外本体210旋转。

图7是根据本公开的两级式可变气门升程装置的截面侧视图。

如在图7中示出的，内本体220进一步包括闩锁销孔229和布置在外本体210中的闩锁销260，止挡件267和闩锁弹簧265。

闩锁销孔229形成为使得闩锁销260插入在闩锁销孔中。闩锁销260通过液压操作，并且可以布置在外本体210的第二端处以容易被供给液压。同时，用于提供液压的诸如hla(液压间隙调节器)的部件可以布置在外本体210的第二端处。本文中，本领域普通技术人员熟知通常定位在气缸体处以便传输液压的hla90的构造和功能，因此将省去对其的详细说明。

止挡件267设置为抑制或者防止闩锁销260朝向外本体210的另一端方向脱出。

通过闩锁弹簧265的弹力将闩锁销260插入闩锁销孔229中使得内本体220可以被固定到外本体210上。即，闩锁弹簧265是布置在止挡件267与闩锁销260之间的弹簧使得闩锁弹簧265的一端朝向内本体220推动闩锁销260。另外，被外本体210和闩锁销260围绕的液压室269形成在闩锁销260的一端侧处。此外，通过向液压室269供给的液压，闩锁销260被朝向外本体210的另一端方向推动，使得内本体220从外本体210释放。换言之，闩锁销260通过闩锁弹簧265返回以便插入到闩锁销孔229中，使得在释放向液压室269供给的液压的情况下内本体220被固定到外本体210上。

根据本公开的一种形式的两级式可变气门升程装置200设置为选择性实现包括气门50的高升程和低升程的两级升程。

同时，两级式可变气门升程装置200的设计可以改变，从而由于闩锁弹簧265和液压室269相对于闩锁销260布置在相对位置并且在释放液压时闩锁弹簧265起到返回弹簧的作用以返回闩锁销260，使得在向液压室269供给液压期间内本体200被固定至外本体210。

如果内本体220被固定到外本体210上，则内本体220和外本体210根据与滚子230滚动接触的高凸轮32的旋转一起围绕外本体210的杠杆运动的旋转轴进行杠杆运动。因此，执行气门50的高升程。

如果内本体220从外本体210释放，则根据与滚子230滚动接触的高凸轮32的旋转只有内本体220围绕连接轴240进行杠杆运动。这时，随着外本体210通过接触到外本体210的低凸轮34而进行杠杆运动，执行气门50的低升程。

图8是根据本公开的一种形式的两级式可变气门升程装置的液压回路图。

如在图8中示出的，两级式可变气门升程装置200进一步包括液压泵7、油控制阀550以及液压管线500。

液压泵7泵送油以便产生根据控制器5的控制操作闩锁销260的期望的液压。另外，液压泵7可以与泵送油的液压泵7是相同的构件以便供给操作中间相cvvt装置100所期望的液压，但不限于此。

油控制阀550用于根据控制器5的控制向hla90选择性地供给从液压泵7传输的液压。同时，油控制阀550可以是一般的ocv(油控制阀)，并且本领域普通技术人员熟知油控制阀550的基本构造和功能，因此将省去对其的详细说明。

液压管线500作为油通道传输液压并且包括第一液压管线510和第二液压管线520。

第一液压管线510使液压泵7与油控制阀550连通，并且第二液压管线520使油控制阀550与hla90连通。由于这种情况，仅通过一个油控制阀550和经由油控制阀定位的液压管线500的构造，供应用于操作两级式可变气门升程装置200的油的液压回路组合是足够的。

根据本公开，由于应用具有供给液压的液压回路的简单组合的两级式可变气门升程装置200，并且同时，应用连续可变气门正时装置100，可以扩大用于各种发动机的适用性，可以改善燃料消耗效率，可以提高响应性。另外，通过简单的组合可以降低生产成本，并且通过减轻重量可以改善燃料消耗。

虽然本公开结合目前认为实用的示例性形式进行描述，可以理解的是，本公开不限于所公开的形式，而是相反地，本公开旨在覆盖本公开的精神和范围内包含的各种变形和等同布置。