連續可變的閥門升程裝置的製作方法

2023-09-14 10:34:15

專利名稱：連續可變的閥門升程裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及連續可變的閥門升程裝置。更特別地，本發明涉 及可以響應發動機的工作狀態調整閥門升程量的連續可變的閥門升程 裝置。
1背景技術：
汽車發動機的典型燃燒室具有用於供給空氣/燃料混合物的 進氣閥和用於排出燃燒廢氣的排氣閥。該進氣和排氣閥通過連接到曲 柄軸的閥門升程裝置打開和關閉。由於固定的凸輪形狀，常用的闊門升程裝置具有固定的閥門 20升程量。因此，不可能調整引入或排出的氣體量。如果該閥門升程裝置是為低驅動速度設計的，對高速來說該 閥門的打開時間和量都不夠。另一方面，如果該閥門升程裝置設計為 高速的，反過來也一樣。在背景部分公開的上述信息僅僅用來增加對背景技術的理 25解，因此，其可能包括不構成在該國對本領域普通技術人員來說已經 是公知的現有技術的信息。

發明內容
本發明的實施例提供一種可以實現多種升程工作範圍的連 30續可變的閥門升程裝置。根據本發明的示例性實施例，連續可變的閥門升程裝置可以包括配置到輸入軸的輸入凸輪，與輸入軸平行的第一軸，與第一軸相 連的第一連杆，轉動連接到第一連杆的第二連杆，與第二連杆轉動相 連並設置有接觸輸入凸輪的接觸部分的輸出凸輪，配置到輸出凸輪並 與輸入軸平行的第二軸，至少一個位於輸出凸輪下方的閥門單元，其 5中該至少一個閥門通過輸出凸輪打開和關閉，和控制第二軸的位置的 控制部分。支撐部分可以支撐輸入凸輪和第一軸，並且導向槽形成在支 撐部分以引導第二軸。控制部分可以包括與第二軸相連並控制第二軸在導向槽中 io的位置的控制單元。根據本發明的示例性實施例，該連續可變的閥門升程裝置可
能由簡單的元件構造，因此可以毫無困難地設計發動機室。連續可變的閥門升程裝置可以在沒有復位彈簧的情況下工 作，因此可以改進耐久性。當閥門升程降低時，閥門定時提前。 20
元件可以減少，因此生產能力提高並且生產費用降低。直接
驅動閥門和擺臂式閥門都是合適的，可以利用輸出凸輪的簡單設計變 化來調整閥門升程，並且可以實現CDA模式。


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圖1是透視圖，顯示了根據本發明第一示例性實施例的連續
可變的閥門升程裝置。圖2是透視圖，顯示了除支撐部分以外的、根據本發明第一 示例性實施例的連續可變的閥門升程裝置。圖3是透視圖，顯示了除輸入軸和輸入凸輪以外的、根據本 30發明第一示例性實施例的連續可變的閥門升程裝置。圖4圖示了根據本發明第一示例性實施例的連續可變的閥門升程裝置的操作。圖5 (a)到(d)顯示了根據本發明第一示例性實施例的連 續可變的閥門升程裝置按照各種模式(according to modes)的操作。圖6圖示了當閥門升程改變時，根據本發明第一示例性實施 5 例的連續可變的閥門提升裝置的閥門定時的超前角特徵。圖7圖示了根據本發明第二示例性實施例的連續可變的閥 門升程裝置的闊門單元。在附圖中，附圖標記指的是貫穿附圖中幾個圖形的相同或相 等的部件。 10
10、 11:連續可變的閥門升程裝置
跳輸入軸
110:輸入凸輪
200:第一軸
210:第一連杆
220:第二連杆
300、301:輸出凸輪
310:輸入滾子
400:第二軸
500、501:閥門單元
510:擺臂式滾子
600:支撐部分
610:導向槽
700:控制單元
810:第一空間
820:第二空間
具體實施例方式以下將參考附圖詳細地描述本發明的示例性實施例。 30
參考圖1到圖-3，根據本發明第一示例性實施例的連續可變
的閥門升程裝置10包括配置到輸入軸100的輸入凸輪110、與輸入軸100平行的第一軸200、 一個與第一軸200相連的第一連杆210和與第 一連杆210轉動聯接的第二連杆220。輸出凸輪300與第二連杆220轉動聯接並設置有接觸輸入凸 輪110的接觸部分。 5
第二軸400配置到與輸入軸100平行的輸出凸輪300上。至少一個閥門單元500通過輸出凸輪300的操作打開和關閉。參考圖1 ，第一軸200和輸入軸100通過支撐部分600支撐， 並且導向槽610形成在支撐部分600的一部分上來沿其輪廓導向第二 io 軸400的一個端部。參考圖1和圖3，控制部分配置為控制第二軸400的位置。
該控制部分包括與經由導向槽610伸出的第二軸400遠端部 相連並且沿導向槽610控制第二軸400的角位置的控制單元700。輸入滾子310設置到接觸部分，因此可將輸入凸輪110的轉 15動平穩地傳輸到輸出凸輪300。第一空間810形成在輸出凸輪300的中間部分從而容納輸入 凸輪110的一部分，因此在輸入凸輪110轉動時輸入凸輪110不會被 輸出凸輪300阻斷。如圖3所示，輸出凸輪300可能是由兩個部件或一個部件形 20成。當輸出凸輪300是由兩個部件形成時，第一空間810形成在這兩 個部件之間，而當輸出凸輪300是由一個部件形成時，第一空間可能 凹入到輸出凸輪300中。第二空間820形成在第二連杆220的上部中間部分並被設置 為容納輸入凸輪110的一部分，當輸入凸輪110轉動時，輸入凸輪110 25的這一部分不會被第二連杆220阻斷。閥門單元500位於輸出凸輪300 的下方。輸出凸輪300包括上表面315和接觸面320。輸出凸輪300 的上表面315位於輸入軸100的下方。在本發明的示例性實施例中，該閥門單元500可能是配置有 30擺臂^;滾子510的擺臂式閥門。因此，輸出凸輪300的接觸面320滑 動接觸擺臂式滾子510。
在下文中，參考圖4和圖5，解釋根據本發明第一示例性實 施例的連續可變的閥門升程裝置的操作。在圖4中，通過形成在輸入凸輪110和聯接到輸出凸輪300 的輸入滾子310之間的接觸點B，將輸入凸輪110的轉動變為輸出凸 5 輪300的線性運動。進一步地，通過形成在輸入凸輪110的接觸面320 和聯接到閥門單元500的擺臂式滾子510之間的接觸點A，將輸出凸 輪300的線性運動變為閥門單元500的線性運動。因此，接觸點A和B之間的距離確定了閥門單元500的升 程長度。
10
Ll表示第二軸400的中心與擺臂式滾子510的中心之間的
距離，而L2表示第二軸400的中心與輸入滾子310的中心之間的距離。 Ll確定接觸點A的位置而L2確定接觸點B的位置。因為第二軸400和輸入滾子310與輸出凸輪300相聯，所以 L2是恆量。然而，當第二軸400的位置沿著導向槽610變化時，Ll是 15變量。也就是說，Ll/L2的比值是根據第二軸400的運動變化的從而控 制擺臂式滾子510的升程長度。例如，在圖4中，當Ll/L2的比值增加時，接觸點A和B 之間的距離縮短從而閥門升程增加。詳細地說，在附圖中，如果第二 軸400的位置移到左側，輸入滾子310在左側移動。因此，閥門升程 20增加並因此變為高升程模式。同時，當L1/L2的比值縮短時，接觸點A和B之間的距離 增加並且閥門升程因此縮短。例如，在附圖中，如果第二軸400的位 置移到右側，輸入滾子310也在右側移動。因此，閥門升程縮短並因 此變為低升程模式。 25
改變閥門的升程量取決於導向槽610的形狀和輸出凸輪300
的形狀。尤其是，輸出凸輪300的接觸面320的形狀可以確定閥門升 程的變化量。導向槽610和輸出凸輪300的形狀可以根據發動機尺寸 或發動機的要求性能進行選擇。圖5 (a)至U (d)顯示了根據本發明第一示例性實施例的連 30續可變的閥門升程裝置按照各種模式的操作。尤其是，在圖5 (a)和 (b)中，AH表示閥門升程變化，即，高升程模式中的接觸點A最大垂直位移，而AL表示閥門升程變化，即圖5 (c)和(d)的低升程模 式中的接觸點A最大垂直位移。如圖5 (a)和(b)所示，當控制單元700在左側移動輸出凸 輪300時，輸入滾子310和擺臂式滾子510變得接近，因此閥門升程 5增加AH那麼多，然而，如圖5 (c)和(d)所示，當控制單元700在 右側移動輸出凸輪300時，輸入滾子310和擺臂式滾子510遠離彼此 移動，因此閥門升程減少AL那麼多。圖6圖示了當閥門升程改變時，根據本發明第一示例性實施 例的連續可變的閥門提升裝置的閥門定時的超前角特徵。如圖5所示， io如果閥門升程模式從高升程模式變為低升程模式，第二軸400沿與輸 入凸輪200的轉動方向相反的方向轉動，因此低升程模式中閥門特徵 觀峻圖(profile)的峰值點P2比高升程模式中的峰值點P1更超前。圖7圖示了根據本發明第二示例性實施例的連續可變的閥 門升程裝置11的閥門單元。如圖所示，輸出凸輪301是像橢圓一樣的 15形狀，並且在連續可變的閥門升程裝置11中可以使用直接驅動閥門 501。在其他方面，本發明的第二示例性實施例與本發明的第一示 例性實施例類似，因此將省略詳細描述。雖然己經結合目前認為是實際的示例性實施例描述了本發 20明，應該理解本發明不局限於所公開的實施例。相反，它意圖覆蓋包 括在所附權利要求的精神和範圍內的不同改進和等效的結構。
權利要求
1. 連續可變的閥門升程裝置，其特徵在於，包括輸入凸輪，配置到輸入軸；第一軸，與輸所述入軸平行；第一連杆，與所述第一軸相連；第二連杆，轉動連接到所述第一連杆；輸出凸輪，可轉動地連接到所述第二連杆並設置有接觸輸入凸輪的接觸部分；第二軸，配置到輸出凸輪並與所述輸入軸平行；至少一個閥門單元，位於所述輸出凸輪的下方，其中所述至少一個閥門單元通過輸出凸輪打開和關閉；和控制部分，控制所述第二軸的位置。
2.如權利要求1所述的連續可變的閥門升程裝置，其特徵在於，支撐部分支撐所述輸入凸輪和第一軸，並且導向槽形成在該支撐部分 用於引導第二軸。
3. 如權利要求2所述的連續可變的閥門升程裝置，其特徵在於， 20 該控制部分包括與第二軸相連並控制第二軸在導向槽中的位置的控制單元。
4. 如權利要求1所述的連續可變的閥門升程裝置，其特徵在於， 輸入滾子設置到接觸部分上。25
5. 如權利要求1所述的連續可變的閥門升程裝置，其特徵在於，第一空間形成到輸出凸輪上用於使當輸入凸輪轉動時該輸入凸輪不被 阻斷。
6.如權利要求1所述的連續可變的閥門升程裝置，其特徵在於，第二空間形成到第二連杆上用於使當輸入凸輪轉動時該輸入凸輪不被阻斷。
7. 如權利要求1所述的連續可變的閥門升程裝置，其特徵在於， 該閥門單元是擺臂式閥門。
8. 如權利要求1所述的連續可變的閥門升程裝置，其特徵在於， 該閥門單元是直接驅動閥門。
全文摘要
根據本發明的示例性實施例的連續可變的閥門升程裝置包括設置到輸入軸的輸入凸輪，與輸入軸平行的第一軸，與第一軸相連的第一連杆，轉動連接到第一連杆的第二連杆，與第二連杆轉動相連並設置有接觸輸入凸輪的接觸部分的輸出凸輪，配置到與輸入軸平行的輸出凸輪的第二軸，至少一個通過輸出凸輪打開和關閉的閥門單元，和控制第二軸位置的控制部分。
文檔編號F01L1/04GK101457660SQ200810161150
公開日2009年6月17日 申請日期2008年9月22日 優先權日2007年12月14日
發明者孔鎮國, 張慶俊, 權奇榮, 郭永弘 申請人:現代自動車株式會社