發動機驅動系統的製作方法
2023-09-18 14:18:05
專利名稱：發動機驅動系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及發動機驅動系統。
背景技術：
車輛可以利用正時帶或鏈條驅動內燃發動機中的各種部件。例如，US 2006/0137636A1公開一種用於發動機的凸輪傳動裝置和氣門作業系統傳動裝置。該系統包括用於每個傳動裝置系統的鏈條導板元件。
發明內容
本文的發明人已經認識到關於上述系統的各種問題。具體說，增加用於引導不同 驅動系統的各種鏈條的鏈條導板的數目還增加了發動機的尺寸和重量以及製造的複雜性。增加發動機尺寸和重量會不利地影響車輛性能，例如，降低燃料經濟性。因此，解決上述問題的一種示例途徑是設置發動機驅動系統使得能夠減少鏈條導板的數目，同時仍然足以張緊每個鏈條。以這種方式，能夠減少發動機的尺寸和重量。具體說，鏈條導板可以包括用於導向地接觸每個鏈條的表面。而且，鏈條導板可以包括用於致動與鏈條導向地接觸的每個表面的張力調節機構。這種結構能夠使鏈條導板在不是必需共面的多個驅動系統中保持張力。而且，通過利用合併的發動機驅動系統，由於每個發動機驅動系統的鏈條導板的數目減少能夠降低製造成本。應當指出，可以利用各種鏈條，例如正時鏈條、正時帶或各種其他類型的彈性的和/或非彈性的柔性帶條。而且，鏈條可以配合各種軸上的帶齒的或不帶齒的傳動帶輪。還有，如果希望，還可以利用附加的鏈條。在一個實施例中，用於導向多個鏈條的鏈條導板包括連接於共同作用的(codependent)張力致動機構以保持第一鏈條中的張力的第一表面；和連接於共同作用的張力致動機構以保持第二鏈條中的張力的第二表面，該第一表面與第二表面偏離一定的軸向距離，其中該共同作用的張力致動機構致動該第一表面和第二表面。在另一個實施例中，第一鏈條連接凸輪軸和輔助驅動軸，而第二鏈條將曲軸連接於該輔助驅動軸，使得該輔助驅動軸連接於用於該第一鏈條和第二鏈條每個的鏈輪，以引導該第一和第二鏈條。在另一個實施例中，該軸向距離是沿著軸的軸線的距離；共同作用的張力致動機構能夠使鏈條導板以至少兩個自由度運動。在另一個實施例中，用於導向多個鏈條的鏈條導板還包括鏈條導板調節機構，以補充該共同作用的張力致動機構，該鏈條導板調節機構被構造成改變該鏈條導板的位置，以便在第一和第二鏈條中保持足夠的張力，其中該鏈條導板調節機構能夠實現鏈條導板的旋轉運動和線性運動。在另一個實施例中，用於引導多個鏈條的鏈條導板還包括連接於共同作用的張力致動機構的第三表面，其中該第三表面引導第三鏈條，該第三表面沿著軸的軸線與第一表面和/或第二表面偏移。在另一個實施例中，一種用於發動機的系統包括凸輪軸；曲軸；輔助驅動裝置；在第一平面內連接該凸輪軸和曲軸的第一鏈條；在與第一平面不共面的第二平面內連接該輔助驅動裝置和曲軸的第二鏈條；以及可以至少兩個自由度運動的鏈條導板，該鏈條導板包括導向地接觸第一鏈條的第一表面和導向地接觸第二鏈條的第二表面。在另一個實施例中，該兩個自由度包括旋轉運動和線性運動。在另一個實施例中，該鏈條導板的運動通過共同作用的表面致動機構和鏈條導板調節機構實現，每個機構被構造成允許旋轉和線性運動。
應當明白，提供上面的概述是為了以簡單的形式引進選擇的構思，這種構思在詳細描述中進一步描述。這並不意味著指出所要求保護的主題的關鍵的或基本的特徵，所要求保護的主題的範圍由權利要求唯一地限定。而且，所要求保護的主題不限於解決上面或本發明的任何部分指出的任何缺點的實施方式。
圖I示出示例內燃發動機的示意圖。圖2A示出根據本發明實施例的發動機驅動系統的示意2B示出圖2A的發動機驅動系統的示例空間關係的示意圖。圖2C示出圖2A的發動機驅動系統的示例鏈條導板的示意圖。圖3A示出根據本發明實施例的另一種發動機驅動系統的示意3B示出圖3A的發動機驅動系統的示例空間關係的示意圖。圖3C示出圖3A的發動機驅動系統的示例鏈條導板的示意圖。圖4示出圖2A的示例鏈條導板，其包括用於根據本發明實施例的發動機驅動系統的張力調節機構。圖5示出根據本發明實施例的另一種發動機驅動系統的示意圖。
具體實施例方式下面的描述涉及發動機驅動系統，該發動機驅動系統有利地利用用於引導多個鏈條的鏈條導板。由於驅動系統的數目增加發動機尺寸和重量通常增加。一般來說，每個驅動系統可以包括單獨的鏈條導板以保持每個鏈條中的張力。所公開的系統包括鏈條導板，該鏈條導板包括用於導向地接觸驅動系統的每個鏈條的表面。而且，鏈條導板可以包括用於與鏈條導向地接觸的每個表面的張力調節機構，以便調節並保持鏈條張力。正如本文所述，與發動機驅動系統的每個鏈條都利用單獨的鏈條導板的發動機驅動系統相比，該鏈條導板提供減少發動機尺寸和重量的潛在優點。可以利用各種結構的鏈條導板。例如，鏈條導板可以包括用於導向地接觸相應數目的鏈條的多個表面，該鏈條具有相應數目的希夫線(shiv line)。作為另一個例子，鏈條導板可以包括用於導向地接觸相應數目的鏈條的多個表面，該鏈條涉及一個或更多個驅動軸。因此，鏈條導板可以包括一個或更多個凹進的表面以容納一個或更多個輪子、傳動帶輪或發動機的其他部件。示例性的內燃發動機示於圖I。圖2A-2C示出包括鏈條導板的示例性實施例的示例性驅動系統。圖3A-3C示出包括鏈條導板的另一個示例性實施例的另一個示例性驅動系統。圖4示出包括張力調節機構的示例性鏈條導板。圖5示出包括鏈條導板的示例性實施例的另一個示例性驅動系統。具體參考圖1，圖I包括示出多個汽缸內燃發動機10的一個汽缸的示意圖。發動機10例如可以通過控制系統(未示出)和通過來自車輛操作者(未示出)的輸入至少部分地控制。發動機10的燃燒汽缸30可以包括活塞36設置在其中的燃燒汽缸壁32。活塞36可以連接於曲軸40，因此活塞的往復運動轉換成曲軸的旋轉運動。曲軸40可以經過中間傳動系統連接於車輛的至少一個驅動輪。而且，起動機可以通過飛輪連接於曲軸40以實現發動機10的起動操作。正如下面更詳細地描述的，曲軸40可以通過鏈條連接於發動機驅動系統，其中鏈條導板，通過張力調節機構至少部分地保持鏈條中的張力。
燃燒室30可以通過進氣道42接收來氣進氣歧管44的進氣，並且通過排氣道48排放燃燒氣體。進氣歧管44和排氣道48通過相應的進氣門52和排氣門54選擇地與燃燒汽缸30連通。在一些實施例中，燃燒汽缸30可以包括兩個或兩個以上的進氣門和/或兩個或兩個以上的排氣門。在這個例子中，進氣門52和排氣門54可以通過相應的凸輪致動系統51和53由凸輪致動控制。正如在下面更詳細地描述的，凸輪致動系統51和53可以通過鏈條連接於驅動系統，其中鏈條導板通過張力調節機構至少部分地保持鏈條中的張力。凸輪致動系統51和53每個可以包括由凸輪軸152驅動的一個或更多個凸輪150，並且可以利用可以由控制器操作的凸輪廓線變換(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、可變氣門正時(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統中的一個或更多個，以改變氣門運行。燃料噴射器66被示出直接連接於汽缸30用於經過電子驅動器與從控制器接收的脈衝寬度信號成比例地將燃料直接噴射於其中。以這種方式，燃料噴射器提供通常所說的燃料直接噴射到燃燒室30中。燃料噴射器可以例如安裝在燃燒汽缸的側面或燃燒汽缸的頂上。燃料由包括燃料箱、燃料泵、和燃料軌的燃料供給系統(未示出)提供給燃料噴射器66。在一些實施例中，燃燒汽缸30可以可替換地或附加地包括設置在進氣道42中的燃料噴射器，以提供通所說的進氣道燃料噴射到燃燒汽缸30上遊的進氣口中。進氣道42可以包括具有節流板64的節氣門62，其構造成用於電子節流控制(ETC)，這是提供一個非限制性的例子。以這種方式，節氣門62可以被操作以改變提供給燃燒汽缸30及其他發動機燃燒汽缸的進氣。進氣道42例如還可以包括進氣運動控制閥(CMCV) 74、CMCV板72、質量空氣流量傳感器120以及歧管空氣壓力傳感器122。點火系統88響應控制器通過火花塞92為燃燒室30提供點火火花。排氣傳感器126被示出在催化轉化器70的上遊連接於排氣道48。傳感器126可以是用於提供排氣空氣/燃料比的任何合適的傳感器，例如線性氧傳感器或UEGO (通用或寬域排氣氧)、雙態氧傳感器或EGO、HEGO (加熱的EGO)、N0X、HC或CO傳感器。排氣系統可以包括起燃催化劑和底部催化劑(underbody catalyst),以及排氣歧管上遊和/或下遊的空氣-燃料比傳感器。在一個例子中催化轉化器70可以包括多個催化劑磚。在另一個例子中，可以用每個具有多個磚的多個排放控制裝置。在一個例子中催化轉化器70可以是三元型催化劑。如上所述，圖I僅僅示出多汽缸發動機的一個汽缸，每個汽缸可以同樣包括其自己的一組進氣/排氣門、燃料噴射器、點火系統等。在運行期間，多汽缸發動機進行四個衝程循環。其中如下面所述，曲軸和凸輪軸的致動通過發動機驅動系統同步進行。而且，發動機驅動系統可以包括經由一個或更多個鏈條、皮帶、條帶等連接於發動機驅動系統的各種其他輔助驅動。例如，油泵、平衡軸、風扇等可以由公開的發動機驅動系統驅動。圖2A示出根據本發明實施例可以包括在發動機10中的示例性的發動機驅動系統。圖2B示出圖2A的發動機驅動系統的示例性空間關係。圖2C示出圖2A的發動機驅動系統的示例性鏈條導板。參考圖2A，系統200可以包括發動機驅動系統202和輔助驅動系統204。如圖所示，發動機驅動系統202可以包括經由第一鏈條210連接於凸輪軸208的曲軸206。該第一鏈條210可以接合與曲軸206和凸輪軸208相關聯的各種驅動鏈輪212。而且，發動機驅動系統202可以包括鏈條導板214，以保持第一鏈條210中的張力。如圖所示，發動機驅動系統202可以連接於輔助驅動系統204，使得每個系統包括曲軸206。但是應當明白，前面提到的驅動系統可以相互連接使得系統附加地或可替換地共享另一個驅動軸。例如，發動機驅動系統和輔助驅動系統可以共享共同的輔助驅動軸。
輔助驅動系統204可以包括經由第二鏈條218連接於輔助軸216的曲軸206。類似於發動機驅動系統202，第二鏈條218可以接合與曲軸206和輔助軸216相關聯的各種驅動鏈輪212。而且，輔助驅動系統204可以包括鏈條導板214以保持第二鏈條218中的張力。如上面所述，鏈條導板214可以同時保持第一鏈條210和第二鏈條218中的張力。第一鏈條210與第二鏈條218可以是不共面的。而且，應當明白第一鏈條210可以相對於第二鏈條218平行並偏離，其中偏移沿著SHAFT (軸)方向，例如，如圖2B所示。因此，鏈條導板214可以包括第一表面220以導向地接觸第一鏈條210,和第二表面226以導向地接觸第二鏈條218。正如在下面關於圖4更詳細地描述的,第一表面220和第二表面226的位置每個可以響應第一鏈條210和第二鏈條218每個的張緊狀態而運動，其中該運動使得能夠保持兩個鏈條中的張力(而不是一個鏈條的張緊導致另一個鏈條的鬆弛)。以這種方式，即便第一表面220和第二表面226兩者由於多表面導板214的整體結構一起運動，也仍然能夠在兩個不同的並且平行偏離的平面中的兩個單獨的鏈條中保持張力。作為一個例子，如下面關於圖4所描述的，鏈條導板214可以以兩個自由度沿著兩個方向(SHIV和REF)運動。現在回到圖2B，圖2B示出鏈條導板214透視圖。正如上面所提到的，鏈條導板214可以包括用於分別導向地接觸第一鏈條210和第二鏈條218的第一表面220和第二表面226。第一表面220可以與第一平面222對齊使得第一平面222與希夫線224重合。正如這裡所用的，希夫線224表示從參考(REF)視角觀察時發動機驅動系統202所佔的大致區域。正如在圖2B所示的，該REF視角並且因此REF軸線可以垂直於SHIV (希夫)軸線，並且因此垂直於SHAFT軸線。以這種方式，希夫線224可以描述為與發動機驅動系統202相關聯的輪廓區域。特別地，希夫線224可以與從REF視角所看到的第一鏈條210所佔的大致區域重合。而且，第二表面226可以與第二平面228對齊，其中第二平面228與希夫線230重合。正如這裡所用的，希夫線230表示從REF視角觀察時輔助驅動系統204所佔的大致區域。以這種方式，希夫線230被描述為與輔助驅動系統204相關聯的輪廓區域。特別地，希夫線230可以與沿著SHIV軸線觀察時第二鏈條218所佔的大致區域重合。第一平面222和第二平面228可以相互平行並且沿著SHIV軸線和REF軸線的方向延伸，如圖2B最好地所示。同樣，希夫線224和希夫線230可以沿著SHIV軸線的方向相互平行。由於第一平面220與希夫線224對齊，而第二表面226與希夫線230對齊，所以第一和第二表面具有使得這兩個平面彼此偏離的空間關係。例如，如圖2B所示，第一和第二表面可以沿著SHAFT軸線分開一定距離，其中該SHAFT軸線垂直於SHIV軸線。以這種方式，第一表面220和第二表面226可以具有使得這兩個表面沿著垂直於第一和第二平面的軸線分開一定距離的空間關係。但是，應當明白，在不脫離本發明的範圍的情況下其他空間關係也是可能的。圖2C示出鏈條導板214的透視圖。正如上面所指出的，鏈條導板214包括第一表面220和第二表面226。鏈條導板214還可以包括一個或更多個中間表面232，用於剛性地連接該第一和第二表面。例如，一個或更多個中間表面232可以是凹進的以接納驅動軸、驅動鏈輪、和/或發動機的其他部件。但是應當明白鏈條導板可以用另外的形狀或尺寸構造 以與發動機驅動系統的部件和/或發動機的其他部件協作，並且凹進的中間表面被提供作為一個非限制性的例子。此外，鏈條導板214可以包括多個孔234,用於將該鏈條導板固定於例如發動機汽缸體、液壓調節器和/或樞軸。在圖2A-2C中鏈條導板214被示出具有三個孔234 ;但是應當明白，可以包括其他數目的孔，當鏈條導板安裝在發動機中時以幫助固緊並控制運動。作為一個例子，鏈條導板214可以包括一個孔。作為另一個例子鏈條導板214可以包括一個以上的孔。應當明白，該一個或更多個孔可以是螺紋的、非螺紋的以適當地容納緊固部件。例如，諸如螺釘、螺栓、銷釘或實際上任何類型的緊固部件，可以用來將鏈條導板牢固地固定於發動機汽缸體。而且，一個或更多個孔234可以設置在鏈條導板214上的其他位置。附加地或可替換地，一個或更多個孔234例如可以構造成安放張力調節機構，以通過改變第一表面220和/或第二表面226的位置調節第一鏈條210和/或第二鏈條218中的張力。應當明白，各種驅動鏈輪可以具有合適的形狀和尺寸。例如，一個或更多個各種驅動鏈輪可以是帶齒的鏈輪、帶槽的輪子、帶齒的傳動帶輪、不帶齒的傳動帶輪或具有構造成容納第一和第二鏈條的實際任何外形的輪子。而且，應當明白，第一和第二鏈條可以是正時鏈條、正時條帶、正時帶、或各種其他類型的彈性和/或非彈性柔性條。而且，應當明白，發動機驅動系統202和輔助驅動系統204以簡化的形式示出，並且因此以舉例的方式提供並且這不意味著限制。除了圖2A-2C所示的部件之外驅動系統可以包括附加的或可替代的部件。例如，驅動系統可以附地或可替換地包括一個或更多個傳動帶輪，另一個驅動鏈輪、怠速裝置等。而且，應當明白一個或更多個前面提到的部件可以與第一或第二鏈條接合的內側表面和/或相對的外側表面接合。因此，例如，第一和第二鏈條可以遵循蛇形路徑。作為另一個例子，系統200可以包括一個以上的輔助驅動系統。圖3A示出根據本發明實施例可以包含在發動機10中的示例性發動機驅動系統。圖3B示出圖3A的發動機驅動系統的示範性空間關係的示意圖。圖3C示出圖3A的發動機驅動系統的示範性鏈條導板參考圖3A，正如上面所述，系統300可以包括發動機驅動系統202和輔助驅動系統204。系統300該可以包括第二輔助驅動系統302，並且因此，輔助驅動系統204可以描述為第一輔助驅動系統204。如圖所示，第一輔助驅動系統204可以連接於第二輔助系統302，使得每個系統都包括輔助軸216。但是，應當明白前面提到的驅動系統可以相互連接使得該系統附加地或可替換地共享另一個驅動軸。應當明白，系統300可以包括上面已經描述的部件，因此這種部件可以參考共同的附圖標記。應當明白這些部件將不重複討論。第二輔助驅動系統302可以包括通過第三鏈條318連接於第二輔助軸316的第一輔助軸216。類似於上面描述的系統200,第三鏈條318可以接合與第一和第二輔助軸相關聯的各種驅動鏈輪。而且，第二輔助驅動系統302可以包括鏈條導板314以保持第三鏈條318中的張力。應當明白，鏈條導板314的一些的特徵可以類似於鏈條導板214。鏈條導板314也可以在一定程度上不同。例如，鏈條導板314可以包括用於導向地接觸第一鏈條210的第一表面220、用於導向地接觸第二鏈條218的第二表面226，並且還可以包括用於導向地接觸第三鏈條318的第三表面320。以這種方式，鏈條導板314可以同時保持第一鏈條210、第二鏈條218和第三鏈條318中的張力。第一鏈條210和第三鏈條318可以與第二鏈條218 不共面。但是，應當明白，第一鏈條210和第三鏈條318可以相對於第二鏈條218平行並偏離，其中偏離是沿著SHAFT方向，例如，如圖3B所示。應當明白，在不脫離本發明範圍的情況下其他鏈條布局是可能的。正如下面關於圖4更詳細地描述的，第一表面220、第二表面226和第三表面320的位置每個可以響應第一鏈條210、第二鏈條218和第三鏈條318每個的張緊狀態而運動，如上所述，其中運動使得能夠保持兩個鏈條中的張力。以這種方式，即便由於多表面的鏈條導板314的整體結構第一表面220、第二表面226和第三表面320 —起運動，在兩個或兩個以上的不同的並且平行偏離的平面中仍然能夠保持三個分開的鏈條中的張力。作為一個例子，鏈條導板314可以關於兩個自由度沿著兩個方向(SHIV和REF)運動，正如關於圖4所描述的。現在回到圖3B，圖3B示出鏈條導板314的透視圖。如上面所述，鏈條導板314可以包括用於分別導向地接觸第一鏈條220、第二鏈條226和第三鏈條320的第一表面220、第二表面226和第三表面320。上面已經介紹了第一鏈條220和第二鏈條226之間的空間關係，這裡將不重複討論。第三表面320可以與第一平面222對齊，其中第一平面222與希夫線224和希夫線324重合。正如本文所用的，希夫線324表示從參考(REF)視角觀察時輔助第二驅動系統302所佔的大致區域。正如圖3B所示出的，REF視角並且因此REF軸線可以垂直於SHIV軸線並且垂直於SHAFT軸線。以這種方式，希夫線324可以描述為與第二輔助驅動系統302相關聯的輪廓區域。具體說，希夫線324可以在沿著SHIV軸線觀察時與第三鏈條318所佔的大致區域重合。如圖所示，希夫線324可以沿著SHIV軸線設置在希夫線224的下面。但是應當明白，希夫線324可以設置在希夫線224的上方。正如上面所述,第一平面222和第二平面228可以相互平行並且沿著SHIV軸線和REF軸線的方向延伸。同樣，希夫線224、希夫線230和希夫線324可以在沿著SHIV軸的方向上相互平行。由於第一表面220和第三表面320與希夫線224對齊,第二表面226與希夫線230對齊,這些表面具有使第一和第三表面與第二表面偏離的空間關係。
例如，如圖3B所示，第一、第二和第三表面可以沿著SHAFT軸線分開一定距離，其中SHAFT軸線垂直於SHIV軸線。以這種方式，第一表面220和第三表面320與第二表面226具有使得這些表面沿著垂直於第一和第二平面的軸線分開一定距離的空間關係。但是應當明白，在不脫離本發明的範圍的情況下其他空間關係是可能的。例如,在一些實施例中，第三表面320可以與不同的平面對齊。例如第三表面320可以與第一平面222和第二平面228之間的第三平面對齊。作為另一個例子，第三表面320可以與第三平面對齊，使得第一平面222位於第三平面和第二平面228之間。作為又一個例子，第三鏈條導向表面320可以與第三平面對齊，使得第二平面228位於第 三平面和第一平面222之間。實際上在不脫離本發明的範圍的情況下任何布局都是可能的。圖3C示出鏈條導板314的透視圖。類似於上面的描述，鏈條導板314可以包括一個或更多個中間表面232，用於剛性地連接導向地接觸相應鏈條的第一、第二和第三表面。例如，一個或更多個中間表面可以是凹進的以容納驅動軸、驅動鏈輪和/或發動機的另一個部件。但是，如上面所述，應當明白鏈條導板可以以另外的形狀或尺寸構造，以與發動機驅動系統的部件和/或發動機的另一部件協作，並且凹進的中間表面作為一個非限制性的例子提供。而且，如上所述，鏈條導板314可以包括一個或更多個孔234，用於將該鏈條導板固定發動機汽缸體、液壓調節器和/或樞軸。附加地或可替換地，一個或更多個孔234例如可以夠造成安放張力調節機構，以通過改變第一表面220、第二表面226和/或第三表面320的位置調節第一鏈條210、第二鏈條218和/或第三鏈條318中的張力。應當明白，各種驅動鏈輪可以具有合適的形狀和尺寸。例如，一個或更多個各種驅動鏈輪可以是帶齒的鏈輪、帶槽的輪子、帶齒的傳動帶輪、不帶齒的傳動帶輪或具有構造成容納第一和第二鏈條的實際上任何外形的輪子。而且，應當明白，第一和第二鏈條可以是正時鏈條、正時條帶、正時帶、或各種其他類型的彈性和/或非彈性柔性條。而且，應當明白，第二輔助驅動系統302以簡化的形式示出並且因此以舉例的方式提供並且不意味著限制。除了圖3A-3C所示的部件之外驅動系統300還可以包括附加的或可替換的部件。例如，驅動系統可以附加地或可替換地包括一個或更多個傳動帶輪、另一個驅動鏈輪、怠速裝置等。而且，應當明白一個或更多個前面提到的部件可以在該鏈條的內側表面和/或相對的外側表面與第一鏈條、第二鏈條和/或第三鏈條接合。因此，例如，第一鏈條、第二鏈條和/或第三鏈條可以遵循蛇形路徑。作為另一個例子，系統300可以包括兩個以上的輔助驅動系統。正如上面所介紹的，諸如鏈條導板214和314的整體的鏈條導板構造成通過接觸多個單獨的鏈條/皮帶保持張力。例如，鏈條的張緊狀態在運行期間可以變化(例如，由於熱膨脹)並且張力調節系統可以構造成通過調節鏈條導板表面和/或鏈條導板以保持每個鏈條中的張力來適應這種變化。例如，圖2的鏈條導板214被構造成沿著多個方向(例如，關於至少兩個自由度)運動，因此鏈條導板能夠適應兩個鏈條之間的不相等的變化。因此，鏈條導板214可以構造成移動第一表面以保持第一鏈條中的張力，並且由於鏈條導板是剛性的整體鏈條導板，因此由於第一表面的運動第二表面也可以運動。以這種方式，第二表面的運動可以共同依賴於第一表面的運動，以便在兩個分開的鏈條中保持足夠的張力。以另一種方式說，第二表面的致動可以相互地依賴於第一表面的的致動。但是，由於這種共同作用性，例如，第二表面可以不以這樣的方式導向地接觸第二鏈條以便保持足夠的張力。因此，可以包括附加的張力調節機構，以必要時補充共同作用的(codependent)表面致動機構。例如，圖4示出連接於張力調節系統400的示範性鏈條導板414。如圖所示，張力調節系統400可以包括共同作用的表面致動機構402和鏈條導板調節機構404。共同作用的表面致動機構402可以構造成致動第一表面420和第二表面426,使得一個表面的致動可影響另一個表面的位置，以便在兩個單獨的鏈條中保持足夠的鏈條張力。類似於上面對鏈條導板214和314的描述；第一表面420和第二表面426可以構造成分別導向地接觸第一鏈條410和第二鏈條418。由於第一鏈條和第二鏈條的張緊狀態可以改變，因此第一和第二表面可以被共同作用的表面致動機構402致動，以補償在多個鏈條之間產生不同的鬆弛，並且因此，即便第一和第二表面是空間剛性地相互固定，在多個鏈條的每個中也保持希望的張力。
例如，共同作用的表面致動機構402可以是液壓致動系統，因此可以包括汽缸、活塞、活塞杆、彈簧、單向閥、機油、空氣等中的一個或更多個。如圖所示，共同作用的表面致動機構402可以構造成沿著線性方向調節表面420和426每個的位置，如箭頭406所示。共同作用的表面致動機構可以包括一個或更多個發動機汽缸體連接部件408，其構造成將共同作用的表面致動機構連接於發動機汽缸體412。而且，發動機汽缸體連接部件408可以通過安裝部分416連接於發動機汽缸體412。如圖所示，第一表面420和第二表面426可以通過其各自的液壓致動系統連接於發動機汽缸體的不同安裝部分。但是，應當明白，相關的表面致動機構402可以連接於發動機汽缸體的連續的安裝表面。而且，發動機汽缸體連接部件408可以構造成允許繞SHAFT軸線轉動，如箭頭422所示。以這種方式，共同作用的表面致動機構402可以將鏈條導板414連接於發動機汽缸體412。因此，共同作用的表面致動機構402還可以包括鏈條導板連接部件424。例如，鏈條導板連接部件424可以安放在鏈條導板414的孔內。鏈條導板連接部件404可以構造成關於至少兩個自由度改變鏈條導板414的位置。例如，鏈條導板連接部件404可以構造成允許鏈條導板414沿著REF軸線在線性方向上再定位(如箭頭428所示)和/或允許鏈條導板414繞SHAFT軸線轉動(如箭頭430所示)。以這種方式，鏈條導板調節機構404可以包括作為一個自由度的線性再定位和作為另一個自由度的旋轉運動。應當明白，除了上面所示指示的那些軸線之外，每個自由度可以使鏈條導板在其他軸線上再定位。如圖4所示，鏈條導板調節機構404可以是銷，其構造成在發動機汽缸體412的狹槽432中移動。因此，如上所述，銷-槽結構能夠實現鏈條導板414的線性運動和旋轉運動。但是應當明白，在不脫離本發明的範圍的情況下其他的鏈條導板調節機構也是可能的。以這種方式，鏈條導板調節機構404能夠實現撓性以在兩個或兩個以上的鏈條中保持足夠的張力。換一種方式說，當只靠表面致動機構402不能在兩個鏈條中保持足夠的張力時，鏈條導板調節機構404提供更大的調節範圍以便在兩個或兩個以上的鏈條中保持足夠的張力。如上面所述,鏈條導板調節機構404能夠實現兩個自由度，因此,例如，能夠在兩個鏈條410和418中同時保持張力。以這種方式，鏈條導板調節機構能夠補充共同作用的表面致動機構，以在每個鏈條中保持足夠的張力。因此，由於共同作用的表面致動機構和鏈條導板調節機構的共同作用，鏈條導板可以在發動機驅動系統的每個鏈條中保持張力。因此，在具有至少兩個自由度的情況下，即便在鏈條可能具有不同的張力狀態時，張力調節系統也可以在兩個或兩個以上的鏈條中保持張力。應當明白，為了容易理解，張力調節系統400以簡化的形式示出，並且因此在技術上不意圖是的精確。而且，應當明白，在不脫離本發明範圍的情況下也可以使用液壓致動器之外的機構。例如，張力調節系統可以附加地或可替換地包括一個或更多個彈簧加載的機械張緊器或用於整體致動一個或更多個表面和/或鏈條導板的另一致動機構。應當明白，類似鏈條導板414，具有兩個以上表面的鏈條導板(例如，圖3A的鏈條導板314)可以被致動以保持兩個以上鏈條中的張力。因此，例如，具有兩個以上表面且每個表面導向地與鏈條接觸的鏈條導板可以包括共同作用的表面致動機構和鏈條導板調節機構。
而且，應當明白，本文提供示例性鏈條導板是非限制性的。因此，在不脫離本發明的範圍的情況下，實際上任何幾何形狀和任何尺寸是可能的。而且，鏈條導板可以用任何合適的材料製造。作為一個非限制性的例子，鏈條導板可以用鍍鋅鋼製造。而且，應當明白，圖示以舉例的方式提供，因此不意味著限制。相反，圖示描繪了在兩個或兩個以上的鏈條中保持張力的單個鏈條導板的總體概念。應當理解，示例性的驅動系統可以設置在與圖2A和圖3A不同的另一種合適的構造中。作為一個例子，輔助軸可以沿著SHIV方向設置在凸輪軸和曲軸之間。以這種方式，第一鏈條可以連接凸輪軸和輔助軸，並且第二鏈條可以連接輔助軸和曲軸。例如，圖5示出根據本發明實施例可以包括在發動機10中的另一種發動機驅動系統。如圖所示，系統500可以包括驅動系統502和驅動系統504。驅動系統502可以包括經由第一鏈條510連接於凸輪軸208的輔助軸516。第一鏈條510可以接合與輔助驅動軸516和凸輪軸208相關聯的各驅動鏈輪212。而且，驅動系統502可以包括鏈條導板514以保持第一鏈條510中的張力，鏈條導板514類似上面所述的鏈條導板214和314。如圖所示，驅動系統502可以連接於驅動系統504使得每個系統包括輔助軸516。因此，輔助軸516可以連接於鏈輪212以引導第一鏈條510並且連接於另一個鏈輪212以引導第二鏈條518。但是應當明白，前面提到的驅動系統可以相互連接，使得這些系統附加地或可替換地共享另一驅動軸。如圖所示，驅動系統504可以包括經由第二鏈條518連接於輔助驅動軸516的曲軸506。類似發動機驅動系統502，第二鏈條518可以接合與曲軸506和輔助驅動軸516相關聯的各驅動鏈輪212。而且，驅動系統504可以包括類似上面所述的鏈條導板214和314的鏈條導板514以保持第二鏈條518中的張力。如上所述，鏈條導板514可以同時保持第一鏈條510和第二鏈條518中的張力。第一鏈條510與第二鏈條518可以不共面。而且，應當明白，第一鏈條510可以相對第二鏈條518平行並偏離，其中偏離是沿著SHAFT方向，例如如圖2B所示。因此，鏈條導板514可以包括第一表面520以導向地接觸第一鏈條510，並且包括第二表面526以導向地接觸第二鏈條518。類似於上面對於圖4的描述,第一表面520和第二表面526每個的位置可以響應第一鏈條510和第二鏈條518每個的張力狀態而運動，其中該運動使得能夠保持在兩個鏈條中的張力(而不是一個鏈條張緊導致另一個鏈條的鬆弛)。以這種方式，即便第一表面520和第二表面526兩者由於多表面鏈條導板514的整體結構而一起運動,也仍然能夠保持在兩個不同的並且平行-偏離的平面中的兩個單獨的鏈條中的張力。作為一個例子，如上面關於圖4所述，鏈條導板214可以以兩個自由度沿著兩個方向(SHIV和REF)運動。而且，應當明白驅動軸和相關聯的鏈輪/輪子不必需按照比例繪製。因此，在不脫離本發明的範圍的情況下其他傳動比是可能的。作為一個例子，曲軸對凸輪軸的比可以是2 I。因此，應當明白，圖I的發動機10可以是四衝程發動機，因此對曲軸的每轉兩圈，凸輪軸將轉過一圈。但是應當明白，在不脫離本發明的範圍的情況下本發明的鏈條導板可以構造成用於具有其他驅動比的其他發動機。應當明白，這裡所公開的結構和程序在性質上是示範性的，並且這些具體的實施例不被認為是限制性的，因為許多變化是可能的。例如，上述技術可以用於V-6、1-4、1-6、V-12、對置4缸以及其他發動機類型。本發明的主題包括這裡公開的各種系統和結構、以及其他特徵、功能和/或性質的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。
權利要求具體指出認為新穎的和非顯而易見的一些組合和子組合。這些權利要求可能涉及「一種」元件或「一」元件或類似用語。這些權利要求應當理解為包括一個或更多個這種元件的結合，既不要求也不排除兩個或更多個這種元件。所公開的特徵、功能、元件和/或性質的組合或子組合可以通過對這些權利要求的修改或其他相關申請的新權利要求來主張。這些權利要求，無論比原權利要求在範圍上是更寬、更窄、相等或不同都被認為包含在本發明的主題內。
權利要求
1.一種用於發動機的系統，其包括 凸輪軸； 曲軸； 輔助驅動裝置； 第一鏈條，其在第一平面內連接所述凸輪軸和所述曲軸； 第二鏈條，其在與所述第一平面不共面的第二平面內連接所述輔助驅動裝置和所述曲軸；以及 包括導向地接觸所述第一鏈條的第一表面和導向地接觸所述第二鏈條的第二表面的鏈條導板。
2.根據權利要求I所述的系統，其中所述第一表面和所述第二表面沿著垂直於所述第 一和第二平面的軸線間隔開ー距離。
3.根據權利要求I所述的系統，還包括連接所述第一和第二表面的一個或更多個中間表面；其中所述ー個或更多個中間表面中的至少ー個是凹進的，以容納驅動軸和/或驅動鏈輪。
4.根據權利要求I所述的系統，其中所述第一和第二表面與所述第一和第二鏈條的希夫線對齊。
5.根據權利要求I所述的系統，其中所述鏈條導板包括一個或更多個孔，其中每個孔被構造成用於將所述鏈條導板固定於發動機汽缸體或用於容置張カ調節機構。
6.根據權利要求I所述的系統，還包括張カ致動系統，所述張カ致動系統能夠以至少兩個自由度致動可運動地連接於汽缸體的所述鏈條導板，以便在所述第一和第二鏈條中保持足夠的張力。
7.根據權利要求I所述的系統，還包括 第二輔助驅動； 在第三平面內連接所述第一和第二輔助驅動裝置的第三鏈條，所述第三平面與所述第一平面和所述第二平面中的至少ー個不共面； 其中所述鏈條導板還包括導向地接觸所述第三鏈條的第三表面，其中所述第三表面沿著垂直於所述第一、第二和第三平面的軸線與所述第二表面間隔開一距離。
8.根據權利要求7所述的系統，還包括連接所述第一、第二和第三表面的一個或更多個中間表面，所述ー個或更多個中間表面構造成使所述第一、第二和第三表面與對應的希夫線對齊。
9.一種用於引導多個鏈條的鏈條導板，其包括 連接於共同作用的張カ致動機構以保持第一鏈條中的張カ的第一表面；和 連接於所述共同作用的張カ致動機構以保持第二鏈條中的張カ的第二表面，所述第一表面與所述第二表面偏離ー軸向距離，其中所述共同作用的張カ致動機構致動所述第一表面和所述第二表面。
10.一種用於發動機的系統，其包括 凸輪軸； 曲軸； 輔助驅動裝置；第一鏈條，其在第一平面內連接所述凸輪軸和所述曲軸； 第二鏈條，其在與所述第一平面不共面的第二平面內連接所述輔助驅動裝置和所述曲軸；以及 至少能夠以兩個自由度運動的鏈條導板，其包括導向地接觸所述第一鏈條的第一表面和導向地接觸所述第二鏈條的第二表面。·
全文摘要
本發明公開一種用於發動機的系統和方法。在一個實施例中，該系統包括凸輪軸、曲軸和輔助驅動裝置。該系統可以包括在第一平面內連接該凸輪軸和曲軸的第一鏈條，和在與第一平面不共面的第二平面內連接該輔助驅動和曲軸的第二鏈條。該系統還可以包括鏈條導板，該鏈條導板包括導向地接觸第一鏈條的第一表面和導向地接觸第二鏈條的第二表面。
文檔編號F01L1/348GK102852637SQ201210215740
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月26日 優先權日2011年6月30日
發明者T·蘇徹基 申請人:福特環球技術公司