用於發動機的可變閥機構的製作方法
2023-07-16 02:20:46 2
專利名稱：用於發動機的可變閥機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於發動機的可變閥機構。
背景技術：
在發動機中，通過將凸輪切換可變閥裝置裝配到閥作業系統上實現輸出和燃料效率的改進。該可變閥裝置是用於通過切換凸輪切換閥的打開/關閉時刻及其提升量的裝置。在可變閥裝置中，凸輪輪廓彼此不同的多種類型的凸輪並排設置在凸輪軸上。並且，通過選擇性地切換跟隨這些凸輪的搖杆臂，改變將要被傳遞到該閥的凸輪的位移。
在發動機安裝在汽車中的情況下，為了使氣缸蓋本身緊湊同時避開發動機部件的目的，例如，凸輪軸被傾斜地設置在搖杆軸的上方。這樣的裝配在發動機上的可變閥裝置已經在例如JP-A-2005-105953中揭示。在JP-A-2005-105953中揭示的用於發動機的可變閥裝置包括連接到閥的低速搖杆臂和與該低速搖杆臂結合的高速搖杆臂。兩個搖杆臂都附接成在適配於搖杆軸外側時可擺動，並且構造成使凸輪位移從高速搖杆臂傳遞到低速搖杆臂。
在JP-A-2005-105953中揭示的切換機構中，可以說低速搖杆臂在搖杆軸軸向上被限制位移到兩側，而高速搖杆臂在搖杆軸軸向上僅在碰撞該低速搖杆臂的一個方向上被限制位移。更詳細地，如JP-A-2005-105953的圖2所示，高速搖杆臂構造成作為碰撞低速搖杆臂的結果被限制在箭頭D的方向位移，但是可以在與箭頭D的方向相反的箭頭C的方向上位移。所以，在該切換機構中，為了限制高速搖杆臂在箭頭C方向位移，必須通過例如使高速搖杆臂緊靠氣缸蓋的一部分而由氣缸蓋定位高速搖杆臂。然而，當高速搖杆臂緊靠氣缸蓋時，在搖杆臂操作時，兩者之間的接觸部分產生摩擦，因此阻礙了搖杆臂的平穩操作。
此外，該切換機構具有高速搖杆臂的臂位於低速搖杆臂的凸起部的背面側的結構，並且氣缸蓋的寬度因此而增加。或者，為了形成氣缸蓋中搖杆軸的軸承部，杆狀工具被插入氣缸蓋內側並進行切割，並且為了確保插入該工具的空間，還必須增加氣缸蓋的尺寸。因此，可以說，為了採用JP-A-2005-105953的可變閥裝置，存在發動機整體的尺寸增加的趨向
發明內容
'因此，本發明的目的是提供一種用於發動機的可變閥機構，該可變閥機構能夠在允許縮小發動機尺寸的同時確保搖杆臂的平穩操作性能。
為了實現該目的，根據本發明提供一種用於發動機的可變閥機構，該可變閥機構包括安置在氣缸蓋的搖杆軸；
被該搖杆軸可旋轉地支撐的用於將第一凸輪的位移傳遞到閥的第一搖杆臂；與該第一搖杆臂結合併被支撐在搖杆軸上的用於將第二凸輪的位移傳遞到所述閥的第二搖杆臂；和
用於切換第二搖杆臂的位移被傳遞到第一搖杆臂的傳遞狀態和切換第二搖杆臂的位移未被傳遞到第一搖杆臂的非傳遞狀態的切換機構，其中，
第一搖杆臂具有從搖杆軸的一側延伸到所述閥一側的一對第一臂部，並且具有所述闊的上端在每個第一臂部的端部處進入其中的凹部；
第二搖杆臂具有設置在該對第一臂部之間的第二臂部；以及
當所述凹部的內側壁與所述閥的上端接觸時，第一搖杆臂被限制在搖杆軸軸向上移動，並且當第二臂部與第一搖杆臂接觸時，第二搖杆臂被限制在搖杆軸軸向上移動。所述切換機構可以設置在搖杆軸的上方或下方。
圖1是顯示對應於內燃氣缸蓋中的多個氣缸中的一個氣缸的進氣側設置的搖杆臂的平面圖，該內燃氣缸蓋包括根據本發明的第一實施例的用於發動機的可變閥機構；圖2是沿圖1中的箭頭線II一II的剖面圖；圖3是沿圖1中的箭頭線III一III的剖面圖4是沿圖3中的箭頭線IV—IV的剖面圖5是顯示處理其中設置根據本發明的第一實施例的用於發動機的可變閥機構的氣缸蓋時的狀態的說明性視圖6是顯示對應於內燃氣缸蓋中的多個氣缸中的一個氣缸的進氣側設置的搖杆臂的平面圖，該內燃氣缸蓋包括根據本發明的第二實施例的用於發動機的可變閥機構；以及圖7是沿圖6中的箭頭線VII—VII的剖面圖。
具體實施例方式
下文將基於附圖詳細描述實現根據本發明的用於發動機的可變閥機構的最佳模式。[第一實施例]
下文將參考圖1到圖5描述第一實施例，第一實施例中，根據本發明的用於發動機的可變闠機構的被應用在沿發動機本體的前後方向連續設置多個氣缸的發動機上。
圖1是顯示對應於內燃氣缸蓋中的多個氣缸中的一個氣缸的進氣側設置的搖杆臂的平面圖，該內燃氣缸蓋包括用於發動機的可變閥機構，圖2是沿圖1中的箭頭線II一II的剖面圖，圖3是沿圖1中的箭頭線III一III的剖面圖，圖4是沿圖3中的箭頭線IV—IV的剖面圖。圖5是顯示處理其中設置用於發動機的可變閥機構的氣缸蓋時的狀態的說明性視圖。
如圖1一3所示，根據本發明的用於發動機的可變閥機構包括搖杆軸2，凸輪軸3，搖杆臂(第一搖杆臂4和第二搖杆臂5)等。
搖杆軸2被安置在氣缸蓋1上。具體的，搖杆軸2在氣缸蓋1的進氣側處的側壁la附近由螺栓60附接到氣缸蓋1的隔壁部61，從而沿氣缸蓋1的前後方向(圖1的左右方向)平放。搖杆軸2與具有一對第一臂本體(第一臂部)40的第一搖杆臂4和設置在第一臂本體40之間的第二搖杆臂5附接。此外，第一搖杆臂4和第二搖杆臂5被搖杆軸2可旋轉地支撐。 一組第一和第二搖杆臂4和5對應於發動機的每個氣缸被附接。主油路19形成在搖杆軸2的軸向中心部。
凸輪軸3比搖杆軸2位於氣缸蓋1的寬度方向上的更中心側(圖1的上側和圖3的左側)，並且設置在比搖杆軸2在氣缸蓋1的高度方向上的更上側(圖3的上側)。雖然凸輪軸3設置在氣缸蓋1的進氣側和排氣側，但是只有在進氣側的一個在圖1和圖3中有圖示。凸輪軸3可旋轉地支撐在氣缸蓋1上。凸輪軸3上形成第一凸輪11和第二凸輪12。第一凸輪11緊靠第一搖杆臂4,第二凸輪12緊靠第二搖杆臂5。第二凸輪12比第一凸輪11的提升量大，並且具有包括第一凸輪ll的凸輪輪廓。
第一臂本體40具有基端部41，前端部42和兩者之間的中心部43。基端部41附接到搖杆軸2，中心部43從基端部41延伸，前端部42形成在中心部43的前端。在側視圖(見圖3)中，第一臂本體40的整個外形是在中心部43比在中心部43兩側的基端部41和前端部42稍許向下凹陷的外形。中心部43與第一輥13可旋轉地附接，該第一輥13與凸輪軸3的第一凸輪11滾動接觸。第一輥13從下側與凸輪軸3的第一凸輪11滑動接觸。
基端部41配備插入搖杆軸2通過的孔41a。在該孔41a的上側形成切換機構6的收容部41b。收容部41b內側具有圓柱形空間，其上端由蓋構件32關閉。雖然將在後面詳細描述，但是切換機構6起到將第一搖杆臂4和第二搖杆臂5切換到連接狀態或分離狀態的作用。
前端部42上形成向下開口的凹部42b。在該凹部42b中，前端部42與進氣閥7連接。
進氣閥7具有閥頭7a和閥杆7b。進氣閥被附接成使閥杆7b在氣缸蓋1的孔lb中與其接觸地上下滑動，並且閥頭7a打開和關閉進氣口8。所以，闊杆7b由氣缸蓋1的孔lb定位。在闊杆7b的外圍，閥板構件9a和9b之間設置處於壓縮狀態的彈簧10。通過該彈簧IO，進氣閥7在常態下被向上推動以關閉進氣口 8，當閥杆7b因第一搖杆臂4的擺動被壓下時，進氣口8被打開。
如圖3和圖4所示，闊杆7b的上端部(上閥端)71被插入第一臂本體40的凹部42b。凹部42b的內側壁42c與閥杆7b的上端部71的外圍壁部71a滑動接觸。通過該凹部42b，閥杆7b和第一臂本體40的前端部42連接。因此，第一臂本體40的前端部42—側被限制在搖杆軸軸向上移動，並且由閥杆7b和凹部42b定位。
另一方面，第一臂本體40的基端部41以與搖杆軸2適配的方式附接。所以，第一臂本體40的前端部42的定位也導致其基端部41 一側在搖杆軸軸向上的定位。更具體地，作為凹部42b的內側壁42c碰撞(接觸)閥杆7b的上端部71的結果，第一臂本體40被限制在氣缸蓋的前後方向(搖杆軸軸向)上移動。
在設置於第二搖杆臂5右側的第一臂本體(下文稱為另一個第一臂本體)40的前端部42的下部形成凹部42b (見圖l)。在該另一個第一臂本體40的凹部42b中，與上述設置在第二搖杆臂5左側的第一臂本體(下文稱為一個第一臂本體)40類似，閥杆(圖未示)的上端部進入。並且，凹部42b的內側壁(圖未示)與閥杆的上端部的外圍壁部滑動接觸。因此，類似於所述一個第一臂本體40，作為凹部42b的內側壁碰撞(接觸)閥杆的上端部的結果，所述另一個第一臂本體40也被限制在氣缸蓋的前後方向(搖杆軸軸向)上移動。結果，該對第一臂本體40限制第二搖杆臂5在氣缸蓋的前後方向(搖杆軸軸向)上移動。
這樣，第二搖杆臂5由第一搖杆臂4限制在搖杆軸軸向上移動，並且第一搖杆臂4由進氣閥7限制在搖杆軸軸向上移動。因此，不必在氣缸蓋1中形成用於定位第一搖杆臂4的定位部，這樣就能夠實現簡單的結構。此外，第一搖杆臂4可以在不與氣缸蓋1接觸的情況下被定位。如圖1和圖2所示，所述一個第一臂本體40可以設置成其本身和氣缸蓋1的隔壁部61的壁面61a之間提供間隙Ll。如圖1和圖2所示，所述另一個第一臂本體40可以設置成其本身和氣缸蓋1的隔壁部61的壁面61a之間提供間隙L2。因此，避免所述一個第一臂本體40的側部40a與隔壁部61的壁面61a接觸，避免所述另一個第一臂本體40的側部40b與隔壁部61的壁面61a接觸。結果，在搖杆臂相對於氣缸蓋1操作時不產生摩擦，這樣第一搖杆臂4就能夠平穩地操作。
第二搖杆臂5具有設置在一對第一臂本體40之間的第二臂本體(第二臂部)52和設置在第一臂本體40的基端部41 一側的T形部51。第二臂本體52與第二輥31附接，該第二輥31與凸輪軸3的第二凸輪12滾動接觸。第二輥31從下側與凸輪軸3的第二凸輪12滑動接觸。使T形部51的兩個端部5a通過為如上所述的第一搖杆臂4的一對第一臂本體40中的每一個設置的切換機構6可與第一搖杆臂4的基端部41連接和分離。
下文將給出對切換機構6的描述。
為了便於理解，如圖3所示，切換機構6包括設置在第一搖杆臂4的基端部41的收容部41b中的活塞15，從而與其可滑動地接觸。在收容部41b的背面一側(凸輪軸3的相對側)形成槽口部16。通過在背面一側的一部分處以正方形在收容部41b上開槽而形成槽口部16。第二搖杆臂5的T形部51的端部5a面對槽口部16。
活塞15是與收容部41的內壁滑動接觸的圓柱形構件，並且在上端的一部分處配備閂鎖臺階部17。活塞15上形成孔15a以容納復位彈簧18。復位彈簧18以壓縮狀態設置在蓋構件32和活塞15的孔15a之間。通過復位彈簧18，活塞15被向下(靠近搖杆軸2的一側)推動，從而常態下處在打開槽口部16的狀態(圖2的狀態)。活塞15被構造成由於從搖杆軸2中形成的油路21提供的壓力油而對抗復位彈簧18的推動力上升。
假定發動機在低轉速區域中驅動。此時，如上所述有活塞15被復位彈簧18向下推動並且槽口部16打開的狀態(沒有提供壓力油的狀態)。在該狀態下，第二搖杆臂5的T形部51的端部5a沒有用第一搖杆臂4的收容部41a的槽口部16鎖住，所以第二搖杆臂5和第一搖杆臂4彼此不連接。因此，第二搖杆臂5的位移沒有被傳遞到第一搖杆臂4，並且進氣閥7隨著第一搖杆臂4的操作被傳遞。
另一方面，假定發動機在高轉速區域中驅動。此時，搖杆軸2的主油路19中的壓力油通過油路21提供到收容部41b中。然後，活塞對抗復位彈簧18的推動力上升，並且由 於活塞15的上升，閂鎖臺階部17也向上位移以減小槽口部16的空間。在該狀態下，第 二搖杆臂5的T形部51的端部5a在第一搖杆臂4的收容部41b的槽口部16中被活塞15 從下方按壓，所以第二搖杆臂5被連接到第一搖杆臂4。因此，當第二搖杆臂5擺動時， 第一搖杆臂4也與其聯動地擺動。結果，以跟隨第二凸輪12的凸輪輪廓的方式，第一搖 杆臂4的前端部42 —側擺動。傳遞到第一搖杆臂4的第二凸輪12的位移被傳遞到閥杆7b 的上端部71以壓下進氣閥7。結果，進氣閥7通過第二搖杆臂5和第一搖杆臂4跟隨第二 凸輪12的凸輪輪廓進行傳遞。
如上所述，作為凹部42b的內側壁42c碰撞(接觸)閥杆7b的上端部71的結果，第 一臂本體40被限制在搖杆軸軸向上移動。而且，作為第二臂本體52碰撞(接觸) 一對第 一臂本體40的結果，第二搖杆臂5被限制在搖杆軸軸向上移動。更具體地，作為閥杆7b 的上端部71進入第一臂本體40的凹部42b的結果，通過使用進氣閥7將第一臂本體40 的前端部42定位在搖杆軸的軸向。作為搖杆軸2插入第一臂本體40的孔41a的結果，通 過使用搖杆軸2將第一臂本體40的基端部41一側定位在搖杆軸的軸向。另一方面，第二 搖杆臂5具有設置在一對第一臂本體40之間的第二臂本體52。第二臂本體52的一個側部 5c接觸所述一個第一臂本體40的一個側部40b。第二臂本體52的另一個側部5d接觸所 述另一個第一臂本體40的另一個側部40a。因此， 一對第一臂本體40限制第二臂本體52 在搖杆軸軸向上移動。結果，第二搖杆臂5被定位在搖杆軸的軸向上。因此，不必在氣缸 蓋1中形成用於定位第一搖杆臂4的定位部。結果，可以通過在第一臂本體40的前端部 42的下部處設置凹部42b的簡單結構進行第一和第二搖杆臂4和5在搖杆軸軸向上的定位。
如上所述，由於不必使氣缸蓋1的隔壁部61的壁面61a接觸第一搖杆臂4，所以與用 於與氣缸蓋的隔壁部接觸的第一搖杆臂相比，能夠減小該第一搖杆臂4的尺寸。因此，與 用於與氣缸蓋的隔壁部接觸的第一搖杆臂相比，能夠改進第一搖杆臂4的動力特性。
此外，由於減小了第一搖杆臂4的尺寸，用於固定搖杆軸2以支撐第一搖杆臂4的固 定部lc能夠設置在氣缸蓋l的上部le的附近。結果，發動機在高度方向(圖3中的上下 方向)上的尺寸能被減小。此外，作為固定部設置在氣缸蓋1的上部le附近的結果，如 圖5所示，可以將用於處理氣缸蓋1的轉動工具T移動到可轉動支撐凸輪軸3的軸承部被 固定的固定部lc的附近和固定部ld的附近，因此處理變得簡單。
如上所述，切換機構6設置在位於第一搖杆臂4的基端部41 一側的搖杆軸2的上方。這樣就允許減小搖杆軸2與氣缸蓋1的側壁la (氣缸蓋的內壁)之間的空間。結果，能夠 有助於減小氣缸蓋1在寬度方向(圖3中的左右方向)上的尺寸。尤其是，在凸輪軸3傾 斜地設置在搖杆軸2上方的結構中，切換機構6能設置在搖杆軸2的上方(凸輪軸3的側 面(圖3中的凸輪軸3的右側面))，並且氣缸蓋1內側空間的有效利用有助於減小氣缸蓋 l的尺寸。 [第二實施例]
下文將參考圖6和圖7詳細描述第二實施例，在第二實施例中，根據本發明的用於發 動機的可變閥機構被應用在沿發動機本體的前後方向連續設置多個氣缸的發動機上。
圖6是顯示對應於內燃氣缸蓋中的多個氣缸中的一個氣缸的進氣側設置的搖杆臂的平 面圖，該內燃氣缸蓋包括用於發動機的可變閥機構，圖7是沿圖6中的箭頭線VII—VII 的剖面圖。
根據本實施例的用於發動機的可變閥機構是在上述根據第一實施例的用於發動機的
可變閥機構包括的一對第一臂本體中的所述另一個臂本體(圖6和圖7中設置在第二搖杆
臂5的右側的第一臂本體)中進行修改的機構，並且是除了該另一個臂本體外包括相同構
件(例如，第二搖杆臂5，所述一個第一臂本體40等)的機構。在該實施例中，與根據如
上所述的第一實施例的用於發動機的可變閥機構相同的構件將以相同的參考數字表示並 省略對其的說明。
如圖6和圖7所示，根據該實施例的用於發動機的可變閥機構包括具有一對第一臂本 體40和400的第一搖杆臂4。設置在圖6中的左側的第一臂本體40的前端部42上形成凹 部42b。另一方面，設置在圖6中的右側的第一臂本體400的前端部402上沒有形成凹部。 因此， 一個第一臂本體40由閥(圖未示)，凹部42b和搖杆軸2定位在搖杆軸的軸向。此 外，可以在第一臂本體400的側壁部400b和氣缸蓋1的隔壁部61的壁面61a之間提供間 隙L1。另一個臂本體400沒有由閥和凹部定位在搖杆軸的軸向，而是通過第一臂本體40 的側壁部400a和氣缸蓋1的隔壁部61的壁面61a之間的接觸定位在搖杆軸的軸向。而且， 參考數字401代表第一臂本體400的基端部，參考數字402代表第一臂本體400的前端部。 因此，根據該實施例的用於發動機的可變閥結構，第二搖杆臂5的一個側部(在第一 臂本體40—側的側部)由第一臂本體40定位在搖杆軸的軸向。另一方面，另一個側部5d (在第一臂本體400 —側的側部)通過氣缸蓋1的隔壁61的壁面61a和第一臂本體400 的側壁部400b之間的接觸定位在搖杆軸的軸向。結果，不必完全處理對應於設置第一和第二搖杆臂4和5的氣缸的進氣側的氣缸蓋1的隔壁部61的壁面61a。結果，與處理這樣 的氣缸蓋的隔壁部的整個壁面時相比，減少了處理部分，而且由此製造變得簡單。
根據本發明的用於發動機的可變閥機構，第一搖杆臂由閥限制在搖杆軸軸向上移動， 第二搖杆臂由第一搖杆臂限制在搖杆軸軸向上移動。這樣就不必在氣缸蓋中形成用於定位 第一搖杆軸的定位部，所以可以實現簡單的結構。此外，由於搖杆臂能夠在不接觸氣缸蓋 的情況下被定位，所以在相對於氣缸蓋的搖杆臂操作時不會產生摩擦，這樣第一搖杆臂就 能夠更加平穩地操作。
權利要求
1. 一種用於發動機的可變閥機構，其特徵在於，所述可變閥機構包括安置在氣缸蓋上的搖杆軸；第一搖杆臂，所述第一搖杆臂被所述搖杆軸可旋轉地支撐，用於將第一凸輪的位移傳遞到閥；第二搖杆臂，所述第二搖杆臂與所述第一搖杆臂結合併被所述搖杆軸可旋轉地支撐，用於將第二凸輪的位移傳遞到所述閥；和切換機構，所述切換機構用於切換所述第二搖杆臂的位移被傳遞到所述第一搖杆臂的傳遞狀態和用於切換所述第二搖杆臂的位移未被傳遞到所述第一搖杆臂的非傳遞狀態，其中，所述第一搖杆臂具有從所述搖杆軸的一側延伸到所述閥的一側的一對第一臂部，並且具有凹部，所述閥的上端在每個第一臂部的端部被插入所述凹部；所述第二搖杆臂具有配置在該對第一臂部之間的第二臂部；以及當所述凹部的內側壁與所述閥的上端接觸時，所述第一搖杆臂被限制在搖杆軸的軸向方向上移動，並且當所述第二臂部與所述第一搖杆臂接觸時，第二搖杆臂被限制在搖杆軸的軸向方向上移動。
2. 如權利要求1所述的可變閥機構，其特徵在於，所述切換機構配置在所述搖杆軸的上方或下方。
全文摘要
用於發動機的可變閥機構包括搖杆軸；被搖杆軸可旋轉地支撐的用於將第一凸輪的位移傳遞到閥的第一搖杆臂；被搖杆軸可旋轉地支撐的用於將第二凸輪的位移傳遞到該閥的第二搖杆臂；和用於切換傳遞狀態和非傳遞狀態的切換機構。第一搖杆臂具有一對第一臂部和凹部，閥的上端在每個第一臂部的端部被插入凹部。第二搖杆臂具有設置在該對第一臂部之間的第二臂部。當所述凹部的內側壁與所述閥的上端接觸時，第一搖杆臂被限制在搖杆軸軸向上移動，並且當第二臂部與第一搖杆臂接觸時，第二搖杆臂被限制在該軸向上移動。
文檔編號F01L13/00GK101532407SQ20081019062
公開日2009年9月16日 申請日期2008年12月19日 優先權日2008年3月13日
發明者吉原昭, 大田明, 小辻賢太, 忽那安典, 石井智, 高橋裕一 申請人:三菱自動車工業株式會社