用于顶置气门发动机的可变气门致动机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于OHV发动机的可变气门致动机构，该可变气门致动机构能够根据发动机的操作状况改变排气门或进气门的气门升程。
【背景技术】
[0002]在四冲程自燃发动机的领域中，已经提出了能够以良好的响应改变进气门和排气门的气门正时的可变气门致动机构。例如，参见JP2012-7596A。在该专利申请中提出的可变气门致动机构被应用于OHV(顶置气门)发动机，在这种发动机中，设置在气缸盖上方的用于致动进气门和排气门的上摇杆臂由设置在曲柄箱中的凸轮轴借助于推杆进行致动。该可变气门致动机构与介于凸轮轴和推杆之间的下摇杆臂关联地设置。
[0003]更具体地说，JP2012-7596A中公开的可变气门致动机构包括由第一凸轮轴和第二凸轮轴构成的复合凸轮轴，该第一凸轮轴由曲柄轴经由正时传输机构致动并设置有低轮廓凸轮，该第二凸轮轴同轴地穿过第一凸轮轴并设置有高轮廓凸轮。第二凸轮轴由发动机的固定部分可旋转地支撑，而第一凸轮轴由第二凸轮轴可旋转地支撑。第一凸轮轴的轴向端设置有接合凹部，而第二凸轮轴的邻接部分设置有离合器构件，该离合器构件能够被选择性地放置在用于以固定相关系连接第一凸轮轴和第二凸轮轴的接合位置以及用于将第二凸轮轴从第一凸轮轴断开的断开位置。因此，当两个凸轮轴被连接至彼此时，高轮廓凸轮确定凸轮升程，而在第二凸轮轴被从第一凸轮轴断开时，第二凸轮轴上的高轮廓凸轮变成不起作用，从而低轮廓凸轮可确定凸轮升程。
[0004]然而，以前提出的这种可变气门致动机构由于需要均设置有凸轮的两个分开的凸轮轴而遭受复杂性较高的问题，并且必须以高度复杂方式同轴地组装在一起。
[0005]因此，该机构并不适合于小型发动机，诸如单向流动的二冲程发动机，因此期望有一种更简单、紧凑的可变气门致动机构。
【发明内容】
[0006]鉴于现有技术的这些问题，本发明的主要目的是提供一种用于OHV发动机的可变气门致动机构，该可变气门致动机构更简单和紧凑。
[0007]本发明的第二目的是提供一种适合于小型发动机的可变气门致动机构。
[0008]本发明的这些目的可以通过提供一种用于OHV发动机的可变气门致动机构来实现，该可变气门致动机构包括:凸轮轴，该凸轮轴由曲柄箱以可旋转的方式支撑以由所述发动机的曲柄轴旋转地致动；由所述凸轮轴承载的第一凸轮；第一下摇杆臂，该第一下摇杆臂由下摇杆轴枢转地支撑，所述下摇杆轴由所述曲柄箱支撑，并且所述第一下摇杆臂被构造成在该第一下摇杆臂的第一端处由所述第一凸轮致动；推杆，该推杆的下端由所述第一下摇杆臂的第二端接合；上摇杆臂，该上摇杆臂由上摇杆轴枢转地支撑，所述上摇杆轴由气缸盖支撑，并且所述上摇杆臂的第一端由所述推杆的上端接合；发动机气门，该发动机气门设置在所述气缸盖中，并且被构造成由所述上摇杆臂的第二端致动；第二凸轮，该第二凸轮由所述凸轮轴承载，所述第二凸轮与所述第一凸轮同轴且相邻，并且所述第二凸轮的凸轮轮廓至少部分地比所述第一凸轮的凸轮轮廓大；第二下摇杆臂，该第二下摇杆臂由所述下摇杆轴枢转地支撑，所述第二下摇杆臂与所述第一下摇杆臂相邻，并且所述第二下摇杆臂被构造成在该第二下摇杆臂的第一端处由所述第二凸轮致动；离合器构件，该离合器构件以可轴向滑动且快速旋转的方式安装在所述第二摇杆臂上，所述离合器构件能在接合位置和分离位置之间轴向运动，所述离合器构件设置有接合特征，当所述离合器构件位于所述接合位置时，所述离合器构件的所述接合特征与所述第一下摇杆臂的对应的接合特征接合，以使所述第一下摇杆臂和所述第二下摇杆臂共同进行枢转运动；以及致动器，该致动器用于使所述离合器构件在所述接合位置和所述分离位置之间轴向运动。
[0009]这里使用的术语“OHV发动机”是指在气缸盖中具有发动机气门并且在发动机的下部中具有凸轮轴的任何发动机，并且可以由四冲程发动机或二冲程发动机构成。较大的凸轮轮廓致使升程增加，如这里使用的，升程增加是指无论在最大气门升程和/或气门开启的角度范围方面气门升程都能够增加。因此，较大的气门升程可以指较大的最大气门升程和/或较大的开启气门角度范围。
[0010]根据本发明，当离合器从第一下摇杆臂分离时，第一下摇杆臂和第二下摇杆臂彼此断开，使得推杆由第一下摇杆臂驱动，该第一下摇杆臂跟随第一凸轮的凸轮轮廓，而第二下摇杆臂经受空动。当离合器构件与第一下摇杆臂接合时，第一下摇杆臂和第二下摇杆臂一体地连接至彼此，使得推杆由一体地结合至第二下摇杆臂的第一下摇杆臂驱动，第二下摇杆臂跟随第二凸轮的凸轮轮廓，该第二凸轮的凸轮轮廓至少部分地比第一凸轮的凸轮轮廓大。
[0011]所述致动器可以包括:切换构件，该切换构件被引导而进行轴向运动并且接合所述离合器构件而共同进行轴向运动；弹簧构件，该弹簧构件朝向所述接合位置和所述分离位置中的一个位置推动所述离合器构件；以及凸轮，该凸轮被构造成使所述切换构件克服所述弹簧构件的弹簧力而朝向所述接合位置和所述分离位置中的另一个位置轴向运动。
[0012]因而，离合器构件可以利用非常简单且可靠的机构在接合位置和分离位置之间切换。
[0013]所述切换构件可以包括具有内弓形边缘的切换板，而所述离合器构件的外周面上设置有周向凹槽，该周向凹槽接收所述切换板的所述内弓形边缘以共同进行轴向运动。
[0014]因而，切换构件能够以大的接触面积在轴向方向上接合离合器构件，同时允许离合器构件以最小的摩擦进行枢转运动。
[0015]根据本发明的优选实施方式，所述切换板由一对导杆引导，该对导杆在位于所述切换板的所述弓形边缘的两侧上的位置处引导所述切换板。
[0016]由此，切换构件的姿势在其引导运动过程中能够以可靠方式保持固定，从而能够避免切换构件的倾斜运动，并且能够使得切换构件的轴向运动的阻力最小。
[0017]根据本发明的特别优选的实施方式，所述离合器构件的所述接合特征包括轴向接合凹部，并且所述第一下摇杆臂的所述对应的接合特征包括轴向突起，该轴向突起被构造成以至少部分互补的方式接收在所述轴向接合凹部中，所述轴向接合凹部在该轴向接合凹部的开口端的两侧上设置有一对斜面。
[0018]由此，当离合器构件进入接合位置时，能够将接合突起顺利地装配到接合凹部内，并且一旦离合器构件已经到达接合位置，所述接合突起就能够以稳定方式保持在接合凹部中。
[0019]根据本发明的优选实施方式，所述离合器构件设置有花键内孔，并且所述第二下摇杆臂设置有接收在所述花键内孔中的对应的花键管状部分，所述第二下摇杆臂设置有轴向凹部，该轴向凹部允许所述离合器构件沿着所述对应的花键管状部分在所述接合位置和所述分离位置之间轴向运动而不与所述第二下摇杆臂干涉。
[0020]由此，离合器构件能够通过使用非常简单的结构以足够的行程在接合位置和分离位置之间运动。
[0021]为了维持第二下摇杆臂位于适当位置以便在离合器构件从分离位置切换到接合位置时第一下摇杆臂的接合突起被装配在离合器构件的接合凹部中，所述可变气门致动机构可以进一步包括空动弹簧，该空动弹簧将所述第二下摇杆臂的第一端推动成抵靠在所述第二凸轮上。
[0022]根据本发明的特别优选的实施方式，所述发动机气门包括排气门，所述OHV发动机由单向流动类型的二冲程发动机构成，并且所述凸轮轴与所述曲柄轴一体地形成。
【附图说明】
[0023]现在，将在下文中参照附图描述本发明，其中:
[0024]图1是实施本发明的发动机的竖直剖视图(沿着图2的线1-1截取)；
[0025]图2是沿着图1的线I1-1I截取的剖视图；
[0026]图3是沿着图2的线II1-1II截取的剖视图；
[0027]图4是示出了在发动机中使用的多连杆机构的操作模式的图；
[0028]图5是沿着图3的线V1-VI截取的剖视图；
[0029]图6是示出了凸轮轮廓的图；
[0030]图7a和图7b是示出了由两个不同的凸轮轮廓导致的排气门开启角度的图；
[0031]图8是根据本发明的可变气门致动机构的局部立体图；
[0032]图9是可变气门致动机构的局部分解立体图；以及
[0033]图1Oa和图1Ob是可变气门致动机构处于其分离和接合状态的局部放大图。
【具体实施方式】
[0034]