可变气门升程设备的制造方法
【专利摘要】可变气门升程设备，可以包括：凸轮轴；第一移动凸轮，包括具有不同形状的多个凸轮，所述第一移动凸轮具有第一凸轮导向凸起、与所述凸轮轴一起转动并且可在所述凸轮轴的轴向方向上滑动；第二移动凸轮，包括具有不同形状的多个凸轮，所述第二移动凸轮具有第二凸轮导向凸起、与所述凸轮轴一起转动并且可在所述凸轮轴的所述轴向方向上滑动；第一操作单元，选择性地伸出以引导所述第一凸轮导向凸起在第一方向上移动所述第一移动凸轮；第二操作单元，选择性地伸出以引导所述第二凸轮导向凸起在第二方向上移动所述第二移动凸轮；控制器，其控制所述第一和第二操作单元的操作；以及气门开关单元，与所述多个凸轮中的任何一个相接触以被打开和关闭。
【专利说明】可变气门升程设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年9月30日提交的韩国专利申请第10-2014-0131637号的优先权和权益，其全部内容以引用的方式并入本文用于所有目的。
技术领域
[0003]本发明涉及一种可变气门升程设备，更具体地说，本发明涉及一种能够通过简单的构造实现多种气门升程模式的可变气门升程设备。
【背景技术】
[0004]内燃机接收燃油和空气进入燃烧室并且使其燃烧以生成动力。在吸入空气时，通过驱动凸轮轴来操作进气门，而在进气门打开时，空气被吸入燃烧室中。同样，通过驱动凸轮轴来操作排气门，而在排气门打开时，从燃烧室排出空气。
[0005]在此，然而，最佳的进气门和排气门操作随发动机的转速而有所不同。即，合适的升程或气门打开/关闭时间随发动机的转速而变化。为了根据发动机的转速实现合适的气门操作，已经对包括多个凸轮的可变气门升程(VVL)设备进行了研究，其中这些凸轮设计为具有多种形状并且根据发动机的RPM驱动气门按照不同升程而进行操作。
[0006]在该发明【背景技术】部分公开的信息仅仅是为了加强对本发明的一般【背景技术】的理解，不应该视为是承认或以任何形式暗示该信息形成了本领域的技术人员已知的现有技术。
【发明内容】
[0007]本发明的各个方面涉及提供一种具有通过简单的构造而实现多种气门升程模式的优点的可变气门升程设备。
[0008]本发明的一个方面提供了一种可变气门升程设备，其包括:凸轮轴；第一移动凸轮，其包括具有不同形状的多个凸轮，所述第一移动凸轮具有第一凸轮导向凸起、与所述凸轮轴一起转动并且可在所述凸轮轴的轴向方向上滑动；第二移动凸轮，其包括具有不同形状的多个凸轮，所述第二移动凸轮具有第二凸轮导向凸起、与所述凸轮轴一起转动并且可在所述凸轮轴的所述轴向方向上滑动；第一操作单元，其选择性地伸出以引导所述第一凸轮导向凸起在第一方向上移动所述第一移动凸轮；第二操作单元，其选择性地伸出以引导所述第二凸轮导向凸起在第二方向上移动所述第二移动凸轮；控制器，其构造为控制所述第一操作单元和所述第二操作单元的操作；以及气门开关单元，其与所述多个凸轮中的任何一个相接触以被打开和关闭。
[0009]所述第一凸轮导向凸起和所述第二凸轮导向凸起可以形成在相对的方向上以分别在所述第一方向和所述第二方向上移动所述第一移动凸轮和所述第二移动凸轮。
[0010]所述第一移动凸轮和所述第二移动凸轮可以彼此连接并且一起移动。
[0011]所述第一和第二操作单元中的每一个均可以包括:第一和第二螺线管，其在所述控制器的控制下被致动；以及第一和第二导向件，其通过所述第一和第二螺线管伸出并且使所述第一和第二凸轮导向凸起能够插入其中，以分别移动所述第一和第二移动凸轮。
[0012]所述第一和第二操作单元中的每一个均可以进一步包括销外壳，其中，所述第一和第二导向件中的每一个均可以包括:主销，其转动设置在所述销外壳中并且根据所述第一和第二螺线管的致动而伸出；以及辅助销，其转动设置在所述销外壳中并且与所述主销接合以与所述主销一起伸出。
[0013]导向槽可以形成在所述主销和所述辅助销中的任何一个中，并且导向凸起可以形成在所述主销和所述辅助销中的另一个中并且插入所述导向槽中。
[0014]倾斜部可以分别形成在所述第一和第二移动凸轮中，以使所述第一和第二导向件能够在所述第一和第二移动凸轮移动之后回到其原始位置。
[0015]所述可变气门升程设备可以进一步包括限位单元，其中，限位槽可以形成在所述第一移动凸轮和所述第二移动凸轮之间，以及所述限位单元可以插入所述限位槽中从而使所述第一移动凸轮和所述第二移动凸轮在移动之后稳定地转动。
[0016]所述限位单元可以包括:限位器主体；限位球，其插入所述限位槽中；以及弹性构件，其设置在所述限位器主体内以弹性地支撑所述限位球。
[0017]本发明的另一实施例提供了一种可变气门升程设备，其包括:凸轮轴；移动凸轮，其包括具有不同形状的多个凸轮，所述移动凸轮具有第一和第二凸轮导向凸起、与所述凸轮轴一起转动并且可在所述凸轮轴的轴向方向上滑动；第一和第二操作单元，其选择性地伸出以引导所述第一和第二凸轮导向凸起在第一方向或第二方向上移动所述移动凸轮；控制器，其构造为控制所述第一操作单元和所述第二操作单元的操作；以及气门开关单元，其与所述多个凸轮中的任何一个相接触以被打开和关闭。
[0018]所述第一凸轮导向凸起和所述第二凸轮导向凸起可以形成在相对的方向上以在所述第一方向或所述第二方向上移动所述移动凸轮。
[0019]所述第一和第二操作单元中的每一个均可以包括:第一和第二螺线管，其在所述控制器的控制下被致动；以及第一和第二导向件，其通过所述第一和第二螺线管伸出并且使所述第一和第二凸轮导向凸起能够插入其中，以分别移动所述第一和第二移动凸轮。
[0020]所述第一和第二操作单元中的每一个均可以进一步包括销外壳，其中，所述第一和第二导向件中的每一个均可以包括:主销，其转动设置在所述销外壳中并且根据所述第一和第二螺线管的致动而伸出；以及辅助销，其转动设置在所述销外壳中并且与所述主销接合以与所述主销一起伸出。
[0021]导向槽可以形成在所述主销和所述辅助销中的任何一个中，并且导向凸起可以形成在所述主销和所述辅助销中的另一个中并且插入所述导向槽中。
[0022]倾斜部可以分别形成在所述第一和第二移动凸轮中，以使所述第一和第二导向件能够在所述第一和第二移动凸轮移动之后回到其原始位置。
[0023]移动限位槽形成在所述第一和第二凸轮导向凸起之间，并且所述可变气门升程设备可以进一步包括限位单元，所述限位单元包括:限位器主体；限位球，其插入所述限位槽中；以及弹性构件，其设置在所述限位器主体内以弹性地支撑所述限位球，其中，所述限位单元插入所述限位槽中从而使所述移动凸轮在移动之后稳定地转动。
[0024]根据本发明的示例性实施例的可变气门升程设备，可以通过简单的构造实现多种气门升程模式。
[0025]在纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的【具体实施方式】中，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以说明。
【附图说明】
[0026]图1是图示了根据本发明的示例性实施例的可变气门升程设备的透视图。
[0027]图2是根据本发明的示例性实施例的可变气门升程设备的侧视图。
[0028]图3是应用于根据本发明的示例性实施例的可变气门升程设备的移动凸轮的透视图。
[0029]图4是应用于根据本发明的示例性实施例的可变气门升程设备的操作单元的视图。
[0030]图5、图6和图7是图示了根据本发明的示例性实施例的可变气门升程设备的操作的视图。
[0031]应该理解，附图并不一定是按照比例绘制而成，展示了示出本发明的基本原理的各种特征的简化表示。如本文所公开的本发明的具体设计特征，包括:例如，具体尺寸、朝向、位置和形状，部分地由特定的既定应用和使用环境确定。
[0032]在附图中，附图标记在整个附图的多个图中表示本发明的相同或等同部分。
【具体实施方式】
[0033]现在将详细参考本发明的多个实施例，这些实施例的示例在附图中进行了图示并且在下文中进行了描述。虽然将结合示例性实施例对本发明进行描述，但是要理解，本说明并非旨在将本发明限于这些示例性实施例。相反，本发明不仅旨在涵盖示例性实施例，还旨在涵盖可以包括在如所附权利要求书所定义的本发明的精神和范围内的各种替代、修改、等同内容和其他实施例。
[0034]在以下详细说明中，仅通过举例说明的方式，示出并且描述了本发明的仅仅某些示例性实施例。
[0035]本领域中的技术人员要认识到，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种不同的方式对所描述的实施例进行修改。
[0036]在整个说明书中，相同的数字表示相同的元件。
[0037]在附图中，出于清楚起见，夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。
[0038]要理解，当提及元件(诸如，层、膜、区域或衬底)在另一元件上时，该元件可以直接在另一元件上或者也可能存在中间元件。
[0039]相反，当提及元件直接在另一元件上时，则不存在中间元件。
[0040]在整个说明书中，除非明确描述为相反，否则文字“包括(comprise)”及其变型，将理解为暗示包括所说的元件但是不排除任何其他元件。
[0041]下面将参照附图对本发明的示例性实施例进行详细描述。
[0042]图1是图示了根据本发明的示例性实施例的可变气门升程设备的透视图，而图2是根据本发明的示例性实施例的可变气门升程设备的侧视图。
[0043]图3是应用于根据本发明的示例性实施例的可变气门升程设备的移动凸轮的透视图，而图4是应用于根据本发明的示例性实施例的可变气门升程设备的操作单元的视图。
[0044]参照图1至图4，根据本发明的示例性实施例的可变气门升程设备包括:凸轮轴10 ;第一移动凸轮20，其包括具有不同形状的多个凸轮21、22和23，第一移动凸轮20具有第一凸轮导向凸起25、与凸轮轴10 —起转动并且可在凸轮轴10的轴向方向上滑动；第二移动凸轮30，其包括具有不同形状的多个凸轮31、32和33，第二移动凸轮30具有第二凸轮导向凸起35、与凸轮轴10 —起转动并且可在凸轮轴10的轴向方向上滑动；第一操作单元60，其选择性地伸出以引导第一凸轮导向凸起25在第一方向上移动第一移动凸轮20 ;第二操作单元90，其选择性地伸出以引导第二凸轮导向凸起35在第二方向上移动第二移动凸轮30 ;控制器12，其构造为控制第一操作单元60和第二操作单元90的操作；以及气门开关单元110和120，其与多个凸轮21、22、23、31、32和33中的任何一个相接触以被打开和关闭。
[0045]如图所示，第一移动凸轮20和第二移动凸轮30分别包括三个凸轮21、22和23以及31、32和33，但是本发明不限于此，第一移动凸轮20和第二移动凸轮30可以具有各种数量的凸轮。
[0046]多个凸轮21、22、23、31、32和33可以按照从具有最大气门廓线的凸轮开始相继地顺序布置，并且任何一个凸轮，例如凸轮23和33，可以是具有O凸轮升程的停缸凸轮。
[0047]第一凸轮导向凸起25和第二凸轮导向凸起35形成在相对的方向上以便分别在第一方向和第二方向上移动第一移动凸轮20和第二移动凸轮30。例如，第一凸轮导向凸起25可以将第一移动凸轮20移到图的左侧，而第二凸轮导向凸起35可以将第二移动凸轮30移到图的右侧。
[0048]第一和第二操作单元60和90包括在控制器12的控制下被致动的第一和第二螺线管61和91，并且第一和第二导向件70和100通过第一和第二螺线管61和91伸出并且使第一和第二凸轮导向凸起25和35能够分别插入其中以移动第一和第二移动凸轮20和30 ο
[0049]第一和第二操作单元60和90进一步分别包括销外壳78，第一和第二导向件70和100进一步包括:主销71和101，其可转动地设置在销外壳78中并且根据第一和第二螺线管61和91的致动而伸出；以及辅助销74、76、104和106，其可转动地设置在销外壳78中并且与主销71和101接合以与主销71和101 —起伸出。
[0050]第一和第二螺线管61和91分别包括线圈62、管芯63和磁铁64，并且当根据来自控制器12的信号推动主销71和101时，主销71和101以及辅助销74、76、104和106同时伸出。
[0051]在附图中，图示了主销71和101以及与主销71和101接合的辅助销74、76、104和106，但是本发明不限于此，并且主销和辅助销可以设置为与多个凸轮21、22、23、31、32和33的数量成比例。
[0052]导向槽72形成在主销71和101以及辅助销74、76、104和106中的任何一个中，并且导向凸起77形成在主销71和101以及辅助销74、76、104和106中的另一个中并且插入导向槽72中。
[0053]在附图中，图示了导向槽72形成在主销71和101中并且导向凸起77形成在辅助销74、76、104和106中，但是本发明不限于此，并且相反的布置也是可能的。
[0054]倾斜部27和37可以分别形成在第一和第二移动凸轮20和30中，以使第一和第二导向件70和100能够在第一和第二移动凸轮20和30被移动之后返回到其原始位置。
[0055]第一移动凸轮20和第二移动凸轮30可以连接为整体移动，并且第一移动凸轮20和第二移动凸轮30可以一体形成为单个移动凸轮40。S卩，第一凸轮导向凸起25和第二凸轮导向凸起35可以在第一方向或第二方向上移动该移动凸轮40。
[0056]当主销71和101以及辅助销74、76、104和106伸出从而使第一和第二凸轮导向凸起25和35插入在主销71和101与辅助销74、76、104和106之间时，第一移动凸轮20和第二移动凸轮30 (或移动凸轮40)在凸轮轴10的轴向方向上移动，并且主销71和101以及辅助销74、76、104和106可以沿着倾斜部27和37移动从而返回到其原始位置。
[0057]可变气门升程设备可以进一步包括限位单元80，并且限位槽50可以形成在第一移动凸轮20和第二移动凸轮30之间。限位单元80插入限位槽50中从而使第一移动凸轮20和第二移动凸轮30 (或移动凸轮40)在移动之后可以稳定地转动。
[0058]限位单元80可以包括:限位器主体82 ;限位球84，其插入限位槽50中；以及弹性构件86，其设置在限位器主体82内以弹性地支撑限位球50。
[0059]图5至图7是图示了根据本发明的示例性实施例的可变气门升程设备的操作的视图。
[0060]在下文中，将参考图5至图7对根据本发明的示例性实施例的可变气门升程设备的操作进行描述。
[0061]如图5所图示，在限位球84插入右槽52中并且气门开关单元110和120与凸轮中的右凸轮21和31接触的状态下，当减少发动机的负载时，控制器12使第二操作单元90运行并且第二导向件100伸出。然后，第二凸轮导向凸起35在第二导向件100的主销101与左辅助销106之间被插入地导向。然后，如图6所图示，第二移动凸轮30和第一移动凸轮20移到图的右侧，限位球84被插入中间槽54中，并且气门开关单元110和120与凸轮中的中间凸轮22和32接触以被打开和关闭。通过该过程，使气门升程变化。第二导向件100通过形成在第二移动凸轮30中的倾斜部37返回到其原始位置。
[0062]在如图6所图示的状态下，当进一步减少发动机的负载时，控制器12使第二操作单元90运行并且第二导向件100伸出。然后，第二凸轮导向凸起35在第二导向件100的主销101与右辅助销104之间被插入地导向。随后，如图7所图示，第二移动凸轮30和第一移动凸轮20移到图的右侧，限位球84被插入左槽56中，并且气门开关单元110和120与凸轮中的左凸轮23和33接触以被打开和关闭。通过该过程，使气门升程变化。第二导向件100通过形成在第二移动凸轮30中的倾斜部37返回到其原始位置。
[0063]当增加发动机的负载时，控制器12使第一操作单元60运行并且第一导向件100伸出。移动凸轮40根据第一导向件100的伸出所进行的移动和气门升程的变化与上述的相似，由此将省略对其的详细说明。
[0064]—般而言，在凸轮之间的空间是有限的，但是在根据本发明的示例性实施例的可变气门升程设备中，第一凸轮导向凸起25和第二凸轮导向凸起35具有平板形状，由此克服了对凸轮轴10的轴向空间的限制。
[0065]根据本发明的示例性实施例的可变气门升程设备具有更少的部件，减少了制造成本。
[0066]根据本发明的示例性实施例的可变气门升程设备不使用液压，由此可以减少发动机的负载，提高燃料效率。
[0067]根据本发明的示例性实施例的可变气门升程设备具有多个凸轮，实现了三级或更多级的气门廓线。
[0068]为了解释的方便以及在随附权利要求书中进行准确定义，术语“上”、“下”、“内”和“外”用于参照在图中显示的示例性实施例的特征的位置来描述这些特征。
[0069]出于图示和说明之目的，已经提供了本发明的具体示例性实施例的以上说明。上述说明并非旨在穷尽本发明或将本发明限于所公开的精确形式，并且显然地，鉴于上述教导，许多修改和变型都是可能的。上述说明并非旨在穷尽本发明或将本发明限于所公开的精确形式，并且显然地，鉴于上述教导及其多种替代和修改，许多修改和变型都是可能的。本发明的范围旨在由随附权利要求书及其等同内容限定。
【主权项】
1.一种可变气门升程设备，其包括: 凸轮轴； 第一移动凸轮，其包括具有不同形状的多个凸轮，所述第一移动凸轮具有第一凸轮导向凸起、与所述凸轮轴一起转动并且能够在所述凸轮轴的轴向方向上滑动； 第二移动凸轮，其包括具有不同形状的多个凸轮，所述第二移动凸轮具有第二凸轮导向凸起、与所述凸轮轴一起转动并且能够在所述凸轮轴的所述轴向方向上滑动； 第一操作单元，其选择性地伸出以引导所述第一凸轮导向凸起从而在第一方向上移动所述第一移动凸轮； 第二操作单元，其选择性地伸出以引导所述第二凸轮导向凸起从而在第二方向上移动所述第二移动凸轮； 控制器，其构造成控制所述第一操作单元和所述第二操作单元的操作；以及 气门开关单元，其与所述多个凸轮中的任何一个相接触从而被打开和关闭。2.根据权利要求1所述的可变气门升程设备，其中，所述第一凸轮导向凸起和所述第二凸轮导向凸起形成在相对的方向上以分别在所述第一方向和所述第二方向上移动所述第一移动凸轮和所述第二移动凸轮。3.根据权利要求2所述的可变气门升程设备，其中，所述第一移动凸轮和所述第二移动凸轮彼此连接并且一起移动。4.根据权利要求2所述的可变气门升程设备，其中，所述第一和第二操作单元中的每一个均包括: 第一和第二螺线管，其在所述控制器的控制下被致动；以及 第一和第二导向件，其通过所述第一和第二螺线管伸出并且使所述第一和第二凸轮导向凸起能够插入其中，以分别移动所述第一和第二移动凸轮。5.根据权利要求4所述的可变气门升程设备，其中，所述第一和第二操作单元中的每一个均进一步包括销外壳， 其中，所述第一和第二导向件中的每一个均包括: 主销，其能够转动地设置在所述销外壳中并且根据所述第一和第二螺线管的致动而伸出；以及 辅助销，其能够转动地设置在所述销外壳中并且与所述主销接合以与所述主销一起伸出。6.根据权利要求5所述的可变气门升程设备，其中，导向槽形成在所述主销和所述辅助销中的任何一个中，并且导向凸起形成在所述主销和所述辅助销中的另一个中并且插入所述导向槽中。7.根据权利要求4所述的可变气门升程设备，其中，倾斜部分别形成在所述第一和第二移动凸轮中，以使所述第一和第二导向件能够在所述第一和第二移动凸轮移动之后返回到其原始位置。8.根据权利要求2所述的可变气门升程设备，其进一步包括限位单元， 其中，限位槽形成在所述第一移动凸轮和所述第二移动凸轮之间，以及 其中，所述限位单元插入所述限位槽中从而使所述第一移动凸轮和所述第二移动凸轮在移动之后稳定地转动。9.根据权利要求8所述的可变气门升程设备，其中，所述限位单元包括: 限位器主体； 限位球，其插入所述限位槽中；以及 弹性构件，其设置在所述限位器主体内以弹性地支撑所述限位球。10.一种可变气门升程设备，其包括: 凸轮轴； 移动凸轮，其包括具有不同形状的多个凸轮，所述移动凸轮具有第一和第二凸轮导向凸起、与所述凸轮轴一起转动并且可在所述凸轮轴的轴向方向上滑动； 第一和第二操作单元，其选择性地伸出以引导所述第一和第二凸轮导向凸起在第一方向或第二方向上移动所述移动凸轮； 控制器，其构造为控制所述第一操作单元和所述第二操作单元的操作；以及 气门开关单元，其与所述多个凸轮中的任何一个相接触以被打开和关闭。11.根据权利要求10所述的可变气门升程设备，其中，所述第一凸轮导向凸起和所述第二凸轮导向凸起形成在相对的方向上以在所述第一方向或所述第二方向上移动所述移动凸轮。12.根据权利要求11所述的可变气门升程设备，其中，所述第一和第二操作单元中的每一个均包括: 第一和第二螺线管，其在所述控制器的控制下被致动；以及 第一和第二导向件，其通过所述第一和第二螺线管伸出并且使所述第一和第二凸轮导向凸起能够插入其中，以分别移动所述第一和第二移动凸轮。13.根据权利要求12所述的可变气门升程设备，其中，所述第一和第二操作单元中的每一个均进一步包括销外壳， 其中，所述第一和第二导向件中的每一个均包括: 主销，其能够转动地设置在所述销外壳中并且根据所述第一和第二螺线管的致动而伸出；以及 辅助销，其能够转动地设置在所述销外壳中并且与所述主销接合以与所述主销一起伸出。14.根据权利要求13所述的可变气门升程设备，其中，导向槽形成在所述主销和所述辅助销中的任何一个中，并且导向凸起形成在所述主销和所述辅助销中的另一个中并且插入所述导向槽中。15.根据权利要求12所述的可变气门升程设备，其中，倾斜部分别形成在所述第一和第二移动凸轮中，以使所述第一和第二导向件能够在所述第一和第二移动凸轮移动之后返回到其原始位置。16.根据权利要求11所述的可变气门升程设备，其中，移动限位槽形成在所述第一和第二凸轮导向凸起之间，并且所述可变气门升程设备进一步包括限位单元，所述限位单元包括: 限位器主体； 限位球，其插入所述限位槽中；以及 弹性构件，其设置在所述限位器主体内以弹性地支撑所述限位球，其中，所述限位单元插入所述限位槽中从而使所述移动凸轮在移动之后稳定地转动。
【文档编号】F01L13/00GK106032762SQ201510108567
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月12日
【发明人】催炳永
【申请人】现代自动车株式会社