连续可变阀持续时间装置和设有其的发动机的制作方法

本公开涉及连续可变阀持续时间装置和被提供具有连续可变阀持续时间装置的发动机。

背景技术：

该部分中的陈述仅仅提供与本公开相关的背景信息，并且可不构成现有技术。

内燃机通过在被吸入腔室的空气介质中的燃烧室中燃烧燃料来产生动力。进气阀由凸轮轴操作，以便吸入空气，并且当进气阀被打开时，空气被吸入燃烧室。此外，排气阀由凸轮轴操作，并且当排气阀被打开时，燃烧气体从燃烧室被排出。

进气阀和排气阀的最佳操作取决于发动机的转速。也就是说，阀的最佳提升或最佳打开/关闭正时取决于发动机的转速。为了根据发动机的转速实现这样的最佳阀操作，已经进行了各种研究，诸如多个凸轮的和可根据发动机速度改变阀升程的连续可变阀升程(CVVL)的设计。

另外，为了根据发动机的转速实现这样的最佳阀操作，已经对连续可变阀正时(CVVT)装置进行了研究，该装置根据发动机速度允许不同的阀正时操作。一般的CVVT可用固定的阀打开持续时间来改变阀定时。

但是，一般的CVVL和CVVT在构造上是复杂的，并且在制造成本上是昂贵的。

背景技术部分中公开的上述信息仅仅是为了增强对本公开的背景的理解，因此其可包含不构成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开的各个方面提供了一种连续可变阀持续时间装置，以及被提供具有该连续可变阀持续时间装置的发动机，其可用简单的构造根据发动机的操作条件，改变阀的打开持续时间。

根据本公开的示例性形式的一种连续可变阀持续时间装置可包括：凸轮轴；第一凸轮部和第二凸轮部，其上分别形成凸轮，所述凸轮轴插入到第一凸轮部和第二凸轮部中，其相对于所述凸轮轴的相对相位角是可变的；第一内托架和第二内托架，其将凸轮轴的旋转分别传递到第一凸轮部和第二凸轮部；滑动件壳体，第一内托架和第二内托架可旋转地插入滑动件壳体中，其中第一引导部在滑动件壳体的上部上形成，并且垂直于第一引导部的第二引导部在滑动件壳体上形成；与凸轮轴平行的控制轴，其中控制杆在控制轴上偏心地形成，并且定位突起连接到控制轴；引导头部，其上形成有头部引导部和头部孔，其中头部引导部可滑动地连接到第一引导部，并且控制杆可旋转地插入头部孔中；凸轮盖，其支撑第一凸轮部和第二凸轮部的旋转，并且引导滑动件壳体的移动；控制部，其选择性地使控制轴旋转，用于滑动件壳体沿着凸轮盖引导件被移动；以及止动单元，其被设置用于限制定位突起的移动。

止动单元可包括止动件托架和止动件，所述止动件托架连接到气缸盖，所述止动件安装到止动件托架，并且被配置成限制定位突起的移动。

止动件可以是调节螺钉。

控制部可包括使控制轴旋转的控制电动机，检测控制轴的旋转并输出对应的信号的位置传感器，存储控制轴的当前的相位数据的存储器，以及根据位置传感器的输出信号和发动机操作条件来控制控制电动机的操作的控制器。

控制器可控制用于引导头部的控制电动机，以接触止动件，控制器可将引导头部接触止动件时控制轴的相位数据与存储在存储器中的控制轴的当前的相位数据进行比较，并且

控制器可调整存储在存储器中的控制轴的当前的相位数据。

连续可变阀持续时间装置可还包括凸轮盖引导件，在所述凸轮盖引导件上形成与第二引导部可滑动地连接的导轨，并且所述凸轮盖引导件安装到凸轮盖。

凸轮可在第一凸轮部和第二凸轮部上形成为一对，凸轮连接部可在第一凸轮部和第二凸轮部中的每一个的两个凸轮(即，成对的凸轮)之间形成，并且用于可旋转地支撑凸轮连接部的凸轮支撑件可在凸轮盖上形成。

凸轮键可分别在第一凸轮部和第二凸轮部上形成，并且第一滑动孔和第二滑动孔可分别在第一内托架和第二内托架中形成。此外，凸轮键销可旋转地插入到每个第一滑动孔中，凸轮键槽可在凸轮键销中形成，并且凸轮键可滑动地插入到凸轮键槽中。在一种形式中，凸轮轴销可连接到凸轮轴，并且滑动销可旋转地插入到每个第二滑动孔中，并且在另一种形式中，凸轮轴销槽可在滑动销中形成，并且凸轮轴销可滑动地插入凸轮轴销槽中。

凸轮键可分别在第一凸轮部和第二凸轮部上形成，并且第一滑动孔和第二滑动孔可分别在第一内托架和第二内托架中形成。在一种形式中，凸轮键销可旋转地插入到每个第一滑动孔中，并且凸轮键槽可在凸轮键销中形成，使得凸轮键可滑动地插入到凸轮键槽中。在另一种形式中，滑动销可包括销体和与销体一体形成的销头，并且销体可滑动地插入凸轮轴中，并且销头可旋转地插入第二滑动孔中。

在另一种形式中，凸轮轴油孔可在凸轮轴中沿着其长度方向形成，主体油孔可在销体中形成，并且与凸轮轴油孔连通，并且与主体油孔连通的油槽可在销头中形成。

根据本公开的示例性形式的一种发动机可包括：凸轮轴；第一凸轮部和第二凸轮部，其上分别形成凸轮，所述凸轮轴插入到第一凸轮部和第二凸轮部中，其相对于所述凸轮轴的相对相位角是可变的；第一内托架和第二内托架，其将凸轮轴的旋转分别传递到第一凸轮部和第二凸轮部；滑动件壳体，第一内托架和第二内托架可旋转地插入滑动件壳体中，其中第一引导部在滑动件壳体的上部上形成；并且垂直于第一引导部的第二引导部在滑动件壳体上形成；与凸轮轴平行的控制轴，其中控制杆在控制轴上偏心地形成，并且定位突起连接到控制轴；引导头部，其上形成有头部引导部和头部孔，其中头部引导部可滑动地连接到第一引导部，并且控制杆可旋转地插入头部孔中；凸轮盖，其支撑第一凸轮部和第二凸轮部的旋转，并且引导滑动件壳体的移动；控制部，其选择性地使控制轴旋转，用于滑动件壳体沿着凸轮盖引导件被移动；以及止动单元，其被设置用于限制定位突起的移动。

止动单元可包括止动件托架和止动件，所述止动件托架连接到气缸盖，所述止动件安装到止动件托架，并且被配置成限制定位突起的移动。

止动件可以是调节螺钉。

控制部可包括使控制轴旋转的控制电动机，检测控制轴的旋转并输出对应的信号的位置传感器，存储控制轴的当前的相位数据的存储器，以及根据位置传感器的输出信号和发动机操作条件来控制控制电动机的操作的控制器。

控制器可控制用于引导头部的控制电动机，以接触止动件，控制器可将引导头部接触止动件时控制轴的相位数据与存储在存储器中的控制轴的当前的相位数据进行比较，并且控制器可调整存储在存储器中的控制轴的当前的相位数据。

发动机可还包括凸轮盖引导件，在所述凸轮盖引导件上形成与第二引导部可滑动地连接的导轨，并且凸轮盖引导件安装到凸轮盖。

凸轮可在第一凸轮部和第二凸轮部上形成为一对，凸轮连接部可在第一凸轮部和所述第二凸轮部中的每一个的两个凸轮之间形成，并且用于可旋转地支撑凸轮连接部的凸轮支撑件可在凸轮盖上形成。

凸轮键可分别在第一凸轮部和第二凸轮部上形成，第一滑动孔和第二滑动孔可分别在第一内托架和第二内托架中形成，凸轮键销可旋转地插入到每个第一滑动孔中，其中凸轮键槽可在凸轮键销中形成，并且凸轮键可滑动地插入到凸轮键槽中。另外，凸轮轴销可连接到凸轮轴，并且滑动销可旋转地插入到每个第二滑动孔中，其中凸轮轴销槽在滑动销中形成，并且凸轮轴销可滑动地插入凸轮轴销槽中。

凸轮键可分别在第一凸轮部和第二凸轮部上形成，第一滑动孔和第二滑动孔可分别在第一内托架和第二内托架中形成，凸轮键销可旋转地插入到每个第一滑动孔中，其中凸轮键槽在凸轮键销中形成，并且凸轮键可滑动地插入到凸轮键槽中。另外，滑动销可包括销体和与销体一体形成的销头，并且其中销体可滑动地插入凸轮轴中，并且销头可旋转地插入第二滑动孔中。

凸轮轴油孔可在凸轮轴中沿着其长度方向形成，与凸轮轴油孔连通的主体油孔可在销体中形成，并且与主体油孔连通的油槽可在销头中形成。

如上所述，根据本公开的示例性形式的一种连续可变阀持续时间装置可用简单的构造根据发动机的操作条件来改变阀的打开持续时间。

可减小本公开的示例性连续可变阀持续时间装置的尺寸，因此可减小阀机构的整个高度。

由于连续可变阀持续时间装置可在没有过度修改的情况下应用到现有的发动机，因此可提高生产率，并且可降低生产成本。

通过提供止动件，可抑制本公开的示例性连续可变阀持续时间装置的故障，并且可调整操作误差。

根据本文提供的描述，另外的适用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅仅旨在用于说明的目的，并且不旨在限制本公开的范围。

附图说明

为了可很好地理解本公开，现在将参考附图描述以举例方式给出的其各种形式，其中：

图1是被提供具有根据本公开的示例性形式的连续可变阀持续时间装置的发动机的透视图；

图2是根据本公开的示例性形式的连续可变阀持续时间装置的透视图；

图3是示出根据本公开的示例性形式的连续可变阀持续时间装置的引导头部和滑动件壳体的分解透视图；

图4是示出本公开的示例性连续可变阀持续时间装置的操作的剖视图；

图5是示出本公开的示例性连续可变阀持续时间装置的止动件单元的分解透视图；

图6是示出本公开的示例性连续可变阀持续时间装置的止动件单元的操作的图；

图7和图8是本公开的示例性连续可变阀持续时间装置的分解透视图；

图9是沿图1的线IX-IX截取的剖视图；

图10是示出本公开的示例性连续可变阀持续时间装置的各种操作的表格；

图11是示出本公开的示例性连续可变阀持续时间装置的各种操作的图；以及

图12是根据本公开的修改形式的连续可变阀持续时间装置的滑动销的图。

本文所描述的附图仅仅用于说明的目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。

附图标记

1：发动机

10：气缸盖

30：凸轮轴

32：凸轮轴孔

34：定位突起

36：止动件托架

37：止动件

38：螺栓

40：凸轮盖

44：轴承

46：凸轮支撑部分

47：凸轮盖接合孔

48：凸轮链轮

50：引导头部

52：头部引导部

54：头部孔

60：凸轮轴销

62：凸轮盖引导件

64：导轨

65：接合螺栓

66：凸轮盖引导部接合孔

70a，70b：第一凸轮部，第二凸轮部71,72：凸轮

74：凸轮键

76：凸轮连接部

80：第一内托架

81：第二内托架

82：凸轮键销

83：凸轮轴销槽

84：滑动销

85：凸轮轴销槽

86：第一滑动孔

88：第二滑动孔

90：滑动件壳体

91：间隔件

92：滑动件壳体轴承

93：第一引导部

95：第二引导部

98：滑动件壳体油管路

100：控制部

101：控制器

108：控制轴

110：控制杆

112：位置传感器

113：存储器

160：滑动销

162：销体

164：销头

166：主体油孔

168：油槽

169：连通孔

200：阀

211-214：气缸

具体实施方式

下面的描述本质上仅仅是示例性的，并且不旨在限制本公开、应用或使用。应当理解，在整个附图中，对应的附图标号表示相同的或对应的部件和特征。

如本领域技术人员将认识到的，在不偏离本公开的精神和范围的情况下，可以各种不同的方式修改所述形式。

将省略与描述无关的部分，以清楚地描述本公开。

在附图中，为了清楚起见，放大了层、膜、面板、区域等的厚度。

在整个说明书和权利要求中，除非明确地描述相反情况，字词“包括”和变型“包括了”或“包括着”将被理解为暗示包括指定元件，但不排除任何其它元件。

图1是被提供具有连续可变阀持续时间装置的发动机的透视图，以及图2是连续可变阀持续时间装置的透视图。

图3是示出连续可变阀持续时间装置的引导头部和滑动件壳体的分解透视图，以及图4是示出示例性连续可变阀持续时间装置的操作的剖视图。

图5是示出示例性连续可变阀持续时间装置的止动件单元的分解透视图，以及图6是示出示例性连续可变阀持续时间装置的止动件单元的操作的图。

图7和图8是示例性连续可变阀持续时间装置的分解透视图，以及图9是沿图1的线IX-IX截取的剖视图。

参考图1至图9，发动机1包括气缸盖10，以及安装到气缸盖10的连续可变阀持续时间装置。气缸盖可包括凸轮承载件。

凸轮轴30可以是进气凸轮轴或排气凸轮轴，并且通过与曲轴连接的凸轮链轮48旋转。

连续可变阀持续时间装置包括：凸轮轴30；第一凸轮部70a和第二凸轮部70b，其上分别形成凸轮71和72，凸轮轴30插入到第一凸轮部和第二凸轮部中，使得相对于凸轮轴30的相对相位角是可变的；第一内托架80和第二内托架81，其将凸轮轴30的旋转分别传递到第一凸轮部70a和第二凸轮部70b；滑动件壳体90，第一内托架80和第二内托架81可旋转地插入滑动件壳体90中，其中第一引导部93在滑动件壳体的上部上形成，并且垂直于第一引导部93的第二引导部95在滑动件壳体上形成；与凸轮轴30平行的控制轴108，其中控制杆110在控制轴上偏心地形成，并且定位突起34连接到控制轴，引导头部50，在其上形成可滑动地连接到第一引导部93的头部引导部52，并且在其上形成控制杆110可旋转地插入的头部孔54；凸轮盖40，其支撑第一凸轮部70a和第二凸轮部70b的旋转，并且引导滑动件壳体90的移动；控制部100，其选择性地使控制轴108旋转，用于滑动件壳体90沿着凸轮盖引导件41被移动；以及止动单元，其被设置用于限制定位突起的移动。

在本公开中，4个气缸211,212,213和214形成到发动机，但是其不限于此。

第一引导部93和头部引导部52与轨道形状可滑动地接合。在附图中，尽管第一引导部93被形成为“T”形，并且头部引导部52被成形为覆盖第一引导部93，但是其不限于此。相反地，头部引导部52可被成形为“T”形，并且第一引导部93可形成为覆盖第一引导部93，或者诸如轨道的其它接合形状是可能的。

凸轮盖引导件62安装到凸轮盖40，在所述凸轮盖引导件62上形成与第二引导部95可滑动地连接的导轨64。

滑动件壳体油管路98在滑动件壳体90中形成，用于向导轨64供应润滑油。

凸轮盖引导部接合孔66在凸轮盖引导件62中形成，凸轮盖接合孔47在凸轮盖40中形成，并且接合螺栓65插入凸轮盖引导部接合孔66和凸轮盖接合孔47中。由于单独形成的凸轮盖引导件62与凸轮盖40接合，因此可减轻或抑制由于元件的累积公差引起的振动或噪声。

第二引导部95和导轨64与轨道形状可滑动地接合。

第一引导部93和头部引导部52可滑动到彼此，第二引导部95和导轨64可滑动到彼此，并且控制杆110的偏心旋转被传递到引导头部50的左右方向的移动和滑动件壳体90的上下方向的移动。因此，滑动件壳体90的位置的平稳和精确的控制是可能的。

轴承44安装到凸轮盖40，并且可旋转地支撑控制轴108。

两个凸轮71和72可在第一凸轮部70a和第二凸轮部70b上分别形成，并且凸轮连接部76可在两个凸轮71和72之间形成。并且凸轮支撑部分46在凸轮盖40上形成，用于可旋转地支撑凸轮连接部76。

凸轮71和72旋转并打开阀200。

凸轮键74在第一凸轮部70a和第二凸轮部和70b上分别形成，并且第一滑动孔86和第二滑动孔88在第一内托架80和第二内托架81中分别形成。

凸轮键销82可旋转地插入每个第一滑动孔86中，并且凸轮键槽83在凸轮键销82上形成。凸轮键74可滑动地插入凸轮键槽83中。

凸轮轴孔32在凸轮轴30中形成，并且凸轮轴销60插入凸轮轴孔32中，以连接到凸轮轴30。并且滑动销84可旋转地插入到每个第二滑动孔88中，并且凸轮轴销槽85在滑动销84中形成。凸轮轴销60可滑动地插入凸轮轴销槽85中。

滑动件壳体轴承92可分别设置在滑动件壳体90与第一内托架80和第二内托架81之间，因此，可获得每个滑动件壳体90与第一内托架80和第二第一内托架81之间的相对旋转，以及刚性。滑动件壳体轴承92可以是滚针轴承，滚珠轴承，滚子轴承等，但其不限于此。

间隔件91设置在滑动件壳体90中，并且在第一内托架80和第二内托架81之间，用于抑制或防止第一内托架80和第二内托架81的旋转被中断。

如图9中所示，由于滑动件壳体90设置在第一凸轮部70a和第二凸轮部70b之间，因此可以简化发动机布局，并且一个滑动件壳体90可同时控制第一凸轮部70a和第二凸轮部70b的转速。因此，连续可变阀持续时间装置可以被简化地构造，并且可减少元件数量。

另外，由于可减少用于控制阀持续时间的元件，因此可降低发动机的功率损失。

止动件37可以是调节螺钉，使得止动件37可将定位突起34的旋转角度限制在预定范围内。因此，由于装配公差导致控制轴108的旋转误差。

控制部100包括使控制轴108旋转的控制电动机106，检测控制轴108的旋转并输出对应的信号的位置传感器112，存储控制轴30的当前的相位数据的存储器113，以及根据位置传感器112的输出信号和发动机操作条件来控制控制电动机106的操作的控制器111。

发动机操作条件可包括加速位置信号、车辆速度信号、发动机速度信号、油温信号等等。

控制器111可以被实现为由预定程序操作的一个或多个微处理器。

控制器111可控制控制电动机106，用于定位突起34接触止动件37，将定位突起34接触止动件37时的控制轴108的相位数据与存储在控制器113中的控制轴108的当前的相位数据进行比较，并且调整存储在存储器113中的控制轴108的当前的相位数据。

通过提供止动件37，可抑制本公开的示例性连续可变阀持续时间装置的故障，并且可调整操作误差。

图10是示出本公开的示例性连续可变阀持续时间装置的各种操作的表格；以及图11是示出本公开的示例性连续可变阀持续时间装置的各种操作的图。

参考图1至图11，将描述示例性连续可变阀持续时间装置的操作。

当凸轮轴30与第一内托架80和第二内托架81的旋转中心一致时，即滑动件壳体90被定位在如图10中所示的原始位置，凸轮71和72以相同的凸轮轴30的相位角旋转。也就是说，凸轮71和72以及凸轮轴30以相同的速度旋转。

根据发动机操作状态，ECU(发动机控制单元或电控制单元)将控制信号传输到控制部100的控制电动机106，以使控制轴108旋转。然后，偏心地形成到控制轴108的控制杆110旋转，并且控制杆110的旋转被传递到引导头部50的左右方向的移动和滑动件壳体90的上下方向的移动。

根据控制轴108的旋转，滑动件壳体90与第一内托架80和第二内托架81相对于凸轮轴30的旋转中心的位置被向上或向下改变。

当滑动件壳体90相对于凸轮轴30的位置被改变时，凸轮71和72相对于凸轮轴30的旋转速度的相对旋转速度被改变。

当凸轮轴销60与凸轮轴30被一起旋转时，凸轮轴销60可在凸轮轴销槽85内滑动，滑动销84可旋转地插入第二滑动孔88中，凸轮键销82可旋转地插入第一滑动孔86中，并且凸轮键74可在凸轮键槽83内滑动。因此，凸轮71和72相对于凸轮轴30的旋转速度的相对旋转速度被改变。

如图4中所示，当滑动件壳体90相对于凸轮轴30的旋转中心的相对位置被向下改变为ΔH1，凸轮轴30的相位角被恒定地改变时，如图10中所示，凸轮71和72的旋转速度比60到120度附近的凸轮轴30的旋转速度相对较慢，然后凸轮71和72的旋转速度比240到300度附近的凸轮轴30的旋转速度相对较快。

如图4中所示，当滑动件壳体90相对于凸轮轴30的旋转中心的相对位置被向上改变为ΔH2，凸轮轴30的相位角被恒定地改变时，如图10中所示，凸轮71和72的旋转速度比60到120度附近的凸轮轴30的旋转速度相对较快，然后凸轮71和72的旋转速度比240到300度附近的凸轮轴30的旋转速度相对较慢。

也就是说，如图11中所示，在滑动件壳体90的位置改变到ΔH1的情况下的阀持续时间D2短于在滑动件壳体90的位置处于原始位置的情况下的阀持续时间D1。

另外，在滑动件壳体90的位置改变到ΔH2的情况下的阀持续时间D3长于在滑动件壳体90的位置处于原始位置的情况下的阀持续时间D1。

在图11中，为了更好的理解和易于描述，峰值点是恒定的，但其不限于此。

根据调整阀200与凸轮71和72的接触位置，阀200与凸轮71和72的接触角度，凸轮键74的位置等等，通过提前阀200的打开正时，以及延迟阀200的关闭正时，可扩大阀持续时间。或者，通过延迟阀200的打开正时，以及提前阀200的关闭正时，可缩短阀持续时间。

另外，阀200的打开正时可以是恒定的，并且阀200的关闭正时可根据需要被延迟或提前。

另外，阀200的关闭正时可以是恒定的，并且阀200的打开正时可根据需要被延迟或提前。

图12是根据本公开的修改形式的连续可变阀持续时间装置的滑动销的图。

在示例性形式中，凸轮轴销60和滑动销84可被断开，并且滑动销84(如图12中所示的160)可包括销体162和销头164，所述销体162可滑动地插入凸轮轴30的凸轮轴孔32中，所述销头164与销体162一体地形成，并且可旋转地插入第二滑动孔88中。

凸轮轴油孔34(参考图9)在凸轮轴30中沿其长度方向形成，并且与凸轮轴油孔34连通的主体油孔166在销体162中形成。

并且，与主体油孔166连通的油槽168通过连通孔169在销头16中形成。

由于润滑剂可从凸轮轴油孔34通过主体油孔166和连通孔169被供应到油槽168，因此可减少销头164和第二滑动孔88之间的摩擦。

除了滑动销之外，根据本公开的修改形式的连续可变阀持续时间装置的操作和结构与上述示例性形式相同，因此将省略重复的描述。

如上所述，本公开的示例性连续可变阀持续时间装置可根据发动机的操作条件执行各种阀持续时间。

可减小本公开的示例性连续可变阀持续时间装置的尺寸，因此可减小阀机构的整个高度。

具体地，由于控制部的电动机等可安装在凸轮架的外面，因此可减小发动机的整个高度。

尽管已经结合目前被认为是实用的示例性形式描述了本公开，但是应当理解，本公开不限于所公开的形式。相反，旨在涵盖包括在本公开的精神和范围内的各种修改和等同布置。