CN100406691C - 用于内燃机的气门机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于内燃机的气门机构，该气门机构包括响应于进气凸轮(21)的转动而围绕主摆动中心线(L4)摆动的主摇臂(50)、围绕副摆动中心线(L5)摆动从而通过主摇臂(50)将气门驱动力传递到进气门(14)的副摇臂(60)、以及按照使主摆动中心线(L4)和副摆动中心线(L5)一起摆动的方式支承主摇臂(50)和副摇臂(60)的支架(30)。具有空转轮廓(55a)和驱动轮廓(55b)的凸轮轮廓(55)形成在主摇臂(50)的抵靠部分(54)上。空转轮廓(55a)的截面形状是围绕主摆动中心线(L4)形成的弧形形状。

Description

用于内燃机的气门机构

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的气门机构，更具体地，涉及这样一种气门机构，该气门机构能够改变由进气门和排气门中的至少一个构成的发动机气门的包括打开正时和关闭正时以及最大升程量的气门操作特性。

背景技术

例如在日本专利未审公报No.JP-A-58-214610中公开了一种用于内燃机的气门机构，该气门机构能够改变发动机气门的气门操作特性。该公开的气门机构包括：摇臂(下文称为主摇臂)，其以摆动方式支承在相对于摇臂轴偏心的固定点或支点上，并适于通过与发动机的转动同步转动的主凸轮摆动；和摆动凸轮，其可转动地支承在与摇臂轴平行的凸轮轴上。在打开和关闭设在气缸盖中的进气门的摆动凸轮上形成有凸轮轮廓，该凸轮轮廓由其中进气门保持不提升的基圆部分、和其中进气门被提升的提升突出部分和主摇臂抵靠的接触面构成。当主凸轮的气门驱动力通过主摇臂传递到摆动凸轮上时，进气门根据主凸轮的转动位置而打开和关闭。于是，通过移动支点改变进气门的打开和关闭正时以及最大升程量。这里，应理解支承摆动凸轮的凸轮轴不相对于气缸盖移动。

对于其它用于改变内燃机的发动机气门的气门操作特性的传统装置，例如在日本专利未审公报No.JP-A-7-91217和No.JP-A-5-71321中公开了这种装置。在JP-A-7-91217中公开的装置包括：驱动轴，其通过内燃机驱动而转动；凸轮轴，其以可相对于驱动轴自由转动的方式设置在驱动轴的外周上，并且具有致动进气门以使其打开和关闭的凸轮；盘壳体，其设置为围绕作为支点的枢转支承销相对于驱动轴沿径向方向自由摆动；环状盘，其可转动地支承在盘壳体的内周表面上；用于使盘壳体和以摆动方式枢转支承在摇臂轴上的摇臂摆动的驱动机构，所述摇臂轴在其一个端部支承在盘壳体上，并且抵靠凸轮和进气门。于是，在通过驱动机构使盘壳体摆动时，环状盘的中心相对于驱动轴的轴心变成偏心，由此改变凸轮轴的角速度，并因而改变进气门的操作角。同时，由于与盘壳体一起摆动的摇臂轴移位，因此改变了摇臂的枢转支承点，并且摇臂的另一端部沿径向在气门挺杆的上表面上移动，由此改变相对于进气门的摇臂比，从而改变气门升程量。

另外，在JP-A-5-71321中公开的可变气门机构包括：摇臂，其与转动凸轮和进气门接触；杆，其可转动地支承在支轴上从而以摆动方式连接到摇臂的背侧上；连杆，其连接支轴与摇臂；和控制凸轮，其将杆的位置从其中杆位置接近凸轮的高升程位置改变为其中杆位置远离凸轮的低升程位置。在摇臂接触凸轮基圆的状态下，将杆在低升程位置接触摇臂的点与杆在高升程位置接触摇臂的点连接起来的杆的接合部的远端形成为围绕支轴形成的同心弧形截面形状，并且接触进气门的摇臂接合部形成为同心弧形截面形状。因而，通过将杆位置改变为低升程位置或高升程位置，可改变进气门的气门升程量。

在内燃机的气门机构中，例如在内燃机气门与抵靠内燃机气门的摇臂之间，或者在凸轮与抵靠凸轮和内燃机气门的摇臂之间设置间隙。

在JP-A-58-214610中公开的传统气门机构中，摆动凸轮的凸轮轮廓抵靠作为进气门侧上的部件的气门挺杆。这是因为当进气门的操作角和升程量(气门操作特性)改变时，由于凸轮轮廓抵靠所述部件的抵靠位置的移动量在凸轮轮廓与抵靠凸轮轮廓的所述部件之间变大，所以摆动凸轮的凸轮轮廓不能抵靠进气门。因此，在传统气门机构中，因为摆动凸轮抵靠的柱形气门挺杆和用于可滑动地保持气门挺杆的保持部分需要设在气缸盖中，所以气缸盖增大。因此，在其中气缸盖沿与包括内燃机气缸轴线并且平行于主凸轮转动中心线的平面垂直相交的方向的宽度较窄的内燃机中，难以在保持内燃机紧凑的同时安装这种气门机构。

另外，考虑其中采用单独摇臂代替上述传统气门机构中的摆动凸轮来抵靠进气门的气门机构，并且通过主摇臂使单独摇臂摆动。在这种情况下，因为不必使用气门挺杆，所以气门机构可应用于沿与所述平面垂直相交的方向较窄的内燃机。然而，因为与其支点移动的主摇臂相比，分离摇臂的支点不移动，所以难以在进气门的气门操作特性改变时保持主摇臂抵靠部分与单独摇臂抵靠部分之间的间隙，或者它们之间的抵靠状态，从而难以保持适当的气门间隙。因此，例如由于气门间隙增加，由于进气门开始打开时产生的撞击噪音而使噪音增加，而且在内燃机振动时由于摇臂彼此碰撞也使得噪音增加。另外，与气门操作特性的改变无关，在试图保持抵靠部分之间的间隙或其之间的抵靠状态时，抵靠部分的结构变得复杂，从而导致成本增加。

另外，如果单独摇臂的支点不移动，则仅通过主摇臂的支点的移动量和移动方向确定气门操作特性的控制范围，因此，例如在试图扩大进气门的打开和关闭正时的控制范围时，因为需要增加主摇臂的移动量，所以保持上述适当气门间隙变得更加困难，因此实际上不能将气门操作特性的控制范围设为较大。

于是，在JP-A-7-91217中公开的技术中，因为摇臂抵靠凸轮和气门挺杆，所以当使盘壳体摆动从而使得摇臂轴与盘壳体一起摆动以改变操作角和气门升程量(气门操作特性)时，虽然摇臂与气门挺杆之间的抵靠状态得以保持，但凸轮与摇臂之间的间隙改变，因此气门间隙改变。另外，在JP-A-5-71321中公开的技术中，因为摇臂抵靠凸轮和进气门，所以当杆位置改变从而使得由连杆支承的摇臂枢轴围绕支轴转动以改变气门升程量(气门操作特性)时，虽然摇臂接合部与进气门之间的间隙或抵靠状态得以保持，但摇臂与凸轮之间的间隙改变，因此气门间隙改变。

因此，在其中当气门操作特性改变时抵靠发动机气门的摇臂摆动中心线改变的气门机构中，当气门操作特性改变时，气门间隙改变。在这种情况下，即使气门间隙对于特定气门操作特性为适当值，该气门间隙在另一气门操作特性中也不会变成适当值。因而，例如当气门间隙大于适当值时，由于在进气门和排气门开始打开时产生的撞击噪音而使噪音增加。

发明内容

考虑到这些情况做出本发明。本发明的一个目的在于提供一种用于内燃机的气门机构，该气门机构能够改变发动机气门的气门操作特性，其中即使抵靠发动机气门的摇臂摆动中心线改变从而改变气门操作特性，也可使气门间隙保持不变，而且可将气门操作特性的控制范围设为较大。

根据本发明第一方面，提供了一种用于内燃机的气门机构，该气门机构包括：

气门操作凸轮，其围绕转动中心线与发动机的转动同步转动；

发动机气门，其包括进气门和排气门中的至少一个；

传动机构，其用于将气门操作凸轮的气门驱动力传递到发动机气门，从而操作发动机气门以使其处于打开和关闭状态，该传动机构包括：

主摆动件，其围绕主摆动中心线摆动；

副摆动件，其通过抵靠主摆动件而围绕副摆动中心线摆动，从而通过主摆动件将气门驱动力传递到发动机气门，和

支架，其以摆动方式支承其上的主摆动件和副摆动件；

其中主摆动中心线和副摆动中心线与支架一起摆动，并且

主摆动件的驱动抵靠部分抵靠副摆动部分的从动抵靠部分；

驱动机构，其用于驱动支架从而根据由驱动机构驱动的支架的位置来控制发动机气门的包括打开和关闭正时以及最大升程量的气门特性；

其中支架响应于驱动机构的操作围绕与气门操作凸轮的转动中心不同的支架摆动中心线摆动，

在驱动抵靠部分和从动抵靠部分的至少一个上形成凸轮轮廓，该凸轮轮廓具有用于通过使驱动抵靠部分抵靠从动抵靠部分而将发动机气门保持在关闭状态的空转轮廓，以及用于驱动发动机气门以使其处于打开状态的驱动轮廓，并且

空转轮廓在与主摆动中心线垂直相交的平面中的截面形状是以主摆动中心线为中心的弧形形状。

根据该结构，因为当根据与支架一起摆动的主摆动中心线和副摆动中心线的摆动位置通过在其抵靠部分彼此抵靠的主摆动件和副摆动件的运动改变气门操作特性时，主摆动中心线和副摆动中心线在支架中的相对位置保持不变，而且形成在抵靠部分的其中一个抵靠部分上的凸轮轮廓的空转轮廓的截面形状是围绕主摆动中心线形成的弧形形状，所以容易保持形成在空转轮廓与另一抵靠部分之间的间隙，或者在空转轮廓与另一抵靠部分之间的抵靠状态。另外，即使支承主摆动件和副摆动件的支架以大摆动量摆动从而增加气门操作特性的控制范围，因为主摆动中心线和副摆动中心线与支架一起摆动，所以与其中在主摆动中心线和副摆动中心线中的一个摆动中心线移动而另一个摆动中心线保持静止的情况相比，抵靠位置相对于凸轮轮廓上的另一抵靠部分的移动量可保持较小，因此同样在该情况下，有利于保持在凸轮轮廓与另一抵靠部分之间的间隙，或者它们之间的抵靠状态。

根据本发明第二方面，如在本发明第一方面中所阐述的那样，优选的是主摆动件具有抵靠气门操作凸轮的凸轮抵靠部分，

副摆动件具有抵靠发动机气门的气门抵靠部分，

主交点定义为与支架摆动中心线垂直相交的平面和主摆动中心线的交点，

副交点定义为与支架摆动中心线垂直相交的平面和副摆动中心线的交点，并且

在支架摆动中心线与主交点之间的距离大于在支架摆动中心线与副交点之间的距离。

根据该结构，仅通过主摆动件和副摆动件将气门驱动力传递到发动机气门。另外，因为主摆动中心线的移动量大于副摆动中心线的移动量，所以当支架摆动时，尽管能够使气门操作凸轮与主摆动件的凸轮抵靠部分之间的抵靠位置的移动量增加，但也可使副摆动件的气门抵靠部分与发动机气门之间的抵靠位置的移动量减小。

根据本发明第三方面，如在本发明第一方面中所阐述的那样，更优选的是支架包括：

操作部分，在该操作部分上施加驱动机构的驱动力；

底部，其从支架摆动中心线朝操作部分延伸，并具有以摆动方式支承其上的副摆动件的副支承部分；和

伸出部分，其从底部伸向气门操作凸轮，并具有以摆动方式支承其上的主摆动件的主支承部分，

其中主支承部分和副支承部分沿着与包括内燃机气缸轴线并且平行于转动中心线的平面垂直相交的方向布置在支架摆动中心线与操作部分之间。

根据该结构，因为作用部分相对于支架摆动中心线比主支承部分和副支承部分更远，所以可减小驱动机构的驱动力，并且因为布置在支架摆动中心线与作用部分之间的主支承部分和副支承部分分别设在伸出部分和底部上，所以可减小在支架摆动中心线与作用部分之间的空间。另外，因为设在伸出部分上的主支承部分布置成比底部更靠近气门操作凸轮，所以在主摆动件中，与主支承部分设在底部上的情况相比，在主摆动中心线与凸轮抵靠部分之间的距离变短。

根据本发明第四方面，如在本发明第一方面中所阐述的那样，更优选的是气门操作凸轮是由设在凸轮轴上的进气凸轮和排气凸轮中的一个凸轮构成的主气门操作凸轮，并且

发动机气门是适于通过主气门操作凸轮来操作打开和关闭操作的主发动机气门，并由进气门和排气门中的一个构成，

气门机构还包括：

第三摆动件，其适于通过由进气凸轮和排气凸轮中的另一个构成的副气门操作凸轮而摆动，从而致动由进气门和排气门中的另一个构成的副发动机气门以操作打开和关闭状态；和

支承轴，其以摆动方式支承第三摆动件，并且

其中在支架中形成容纳支承轴的容纳空间。

根据该结构，因为支承轴容纳在限定于支架中的容纳空间中，所以在避免支架与支承轴干涉的同时，可以将两个部件彼此靠近地布置，而且可以在限定空间内增加支架的摆动范围。

根据本发明第五方面，如在本发明第四方面中所阐述的那样，更优选的是容纳空间形成在主摆动件(其中驱动抵靠部分具有凸轮轮廓)中，并位于沿着以主摆动中心线为中心辐射的径向方向限定在主摆动中心线与空转轮廓之间的位置处。

根据该结构，因为气门驱动力或来自主发动机气门的反作用力至少作用在空转轮廓上，所以抵靠部分的仅形成空转轮廓的部分所需的刚度必须较小，从而该部分可制成为厚度较薄，因此可利用该薄部形成容纳空间。于是，因为这使得支承轴能够容纳在容纳空间中，所以主摆动件和支承轴可布置成彼此接近，同时避免这两个部件彼此干涉，由此可以在限定空间内增加支承主摆动件的支架的摆动范围。

根据本发明第六方面，如在本发明第一方面中所阐述的那样，适当的是气门操作凸轮是由设在凸轮轴上的进气凸轮和排气凸轮中的一个构成的主气门操作凸轮，并且

发动机气门是适于通过主气门操作凸轮来操作打开和关闭操作、并由进气门和排气门中的一个构成的主发动机气门，

气门机构还包括：

第三摆动件，其适于通过由进气凸轮和排气凸轮中的另一个构成的副气门操作凸轮而摆动，从而致动由进气门和排气门中的另一个构成的副发动机气门以操作打开和关闭状态；和

支承轴，其以摆动方式支承第三摆动件，并且

其中容纳支承轴的容纳空间形成在主摆动件(其中驱动抵靠部分具有凸轮轮廓)中，并位于沿着以主摆动中心线为中心辐射的径向方向限定在主摆动中心线与空转轮廓之间的位置处。

根据该结构，提供了类似于在第五方面中所述的本发明所提供的功能。

根据本发明第七方面，提供了一种用于内燃机的气门机构，该气门机构包括：

气门操作凸轮，其围绕转动中心线与发动机的转动同步转动；

发动机气门，其包括进气门和排气门中的至少一个；

传动机构，其用于将气门操作凸轮的气门驱动力传递到发动机气门，从而操作发动机气门以使其处于打开和关闭状态，该传动机构包括：

抵靠气门操作凸轮的主部件；

摇臂，其通过与主部件抵靠而围绕一摆动中心线摆动，并在其上具有包括抵靠发动机气门的气门抵靠表面的气门抵靠部分；和

以摆动方式支承摇臂的支架，该支架响应于驱动机构的操作而围绕与气门操作凸轮的转动中心线不同的支架摆动中心线摆动；

其中摆动中心线与支架一起摆动，和

摇臂，其相对于支架的摆动位置通过主部件调整，

驱动机构，其用于驱动支架从而根据由驱动机构驱动的支架的位置来控制发动机气门的包括打开和关闭正时以及最大升程量的气门特性，

其中在与气门操作凸轮抵靠的主部件抵靠摇臂，并且摇臂不相对于支架摆动的情况下所限定的静止状态中，气门抵靠表面在与支架摆动中心线垂直相交的平面上的截面形状是围绕支架摆动中心线形成的弧形形状。

根据该结构，在摇臂处于静止的状态下，气门抵靠表面的截面形状是在从气门操作凸轮经由主部件到达摇臂的气门驱动力传递路径中没有提供间隙，并且围绕支架摆动中心线形成的弧形，即使支架围绕支架摆动中心线摆动以改变气门操作特性，具有与支架一起摆动的摆动中心线的摇臂与支架一起摆动，由此使气门抵靠表面与发动机气门之间的间隙保持不变。

根据本发明第八方面，如在本发明第七方面中所阐述的那样，适当的是主部件具有抵靠气门操作凸轮的凸轮抵靠部分，并构成围绕主摆动中心线摆动的主摇臂，并且

所述摇臂构成副摇臂。

根据该结构，在主部件由摇臂构成的气门机构中，提供了与本发明第一方面相同的功能。

根据本发明第九方面，如在本发明第八方面中所阐述的那样，更适当的是支架摆动中心线与处于静止状态的副摇臂的气门抵靠部分垂直相交。

根据该结构，因为气门抵靠表面靠近支架摆动中心线，所以即使副摆动中心线通过支架的摆动而摆动，由此使气门抵靠部分与发动机气门之间的抵靠位置移动，其移动量也变小，从而可以使气门抵靠部分的尺寸较小。

根据本发明第十方面，如在本发明第八方面中所阐述的那样，更适当的是其上作用驱动机构的驱动力的操作部分设在支架上在与支架摆动中心线垂直相交的平面上距支架摆动中心线最远的位置处。

根据该结构，因为使支架摆动的驱动力作用在支架的距支架摆动中心线最远的作用部分上，所以可以使得支架上从支架摆动中心线到允许驱动力作用的作用部分的距离基本上最大，因此可减小驱动机构的驱动力。

根据本发明第十一方面，如在本发明第八方面中所阐述的那样，优选的是主摇臂以摆动方式支承在支架上，并且

当支架摆动位置接近获得其中最大升程量变为最大的气门操作特性的预定位置时，凸轮抵靠部分与气门操作凸轮的凸轮突出部分彼此抵靠的凸轮抵靠位置接近在与支架摆动中心线垂直相交的平面上穿过支架摆动中心线和转动中心线的特定直线。

根据该结构，因为当凸轮抵靠位置位于特定直线上时，气门驱动力的作用线位于该特定直线上，所以基于通过主摇臂作用的驱动力而作用在支架上的力矩变为零。因此，因为当摆动位置接近获得其中最大升程量变为最大的气门操作特性时最大升程量增加，所以气门驱动力也增加。然而，因为凸轮突出部分上的凸轮抵靠位置接近所述特定直线，所以可减小作用在支架上的力矩，从而能够减小驱动机构使支架抵抗所述力矩而摆动的驱动力。

根据本发明第十二方面，如在本发明第八方面所阐述的那样，更优选的是主摇臂以摆动方式支承在支架上，从而使得主摆动中心线与支架一起摆动，

其中彼此抵靠的主摇臂的驱动抵靠部分和副摇臂的从动抵靠部分中的一个具有凸轮轮廓，该凸轮轮廓又具有通过抵靠驱动抵靠部分和从动抵靠部分中的另一抵靠部分而将发动机气门保持在关闭状态下的空转轮廓，以及使发动机气门进入打开状态的驱动轮廓，并且

当支架沿其中支架远离转动中心线运动的摆动方向摆动时，气门操作凸轮抵靠凸轮抵靠部分的凸轮抵靠位置移动，同时凸轮轮廓抵靠另一抵靠部分的臂抵靠部分沿着减小最大升程量的方向、以及臂抵靠位置远离转动中心线运动的方向移动。

根据该结构，因为支架沿远离进气凸轮的转动中心线运动的方向摆动，所以可获得打开和关闭正时被改变的气门操作特性，同时减小最大升程量。这时，在支承在支架上的副摇臂与支架沿着远离转动中心线运动的方向一起摆动的同时，由副摇臂致动而打开和关闭的发动机气门的最大升程量同时减小，因此副摇臂的摆动量减小。

根据本发明第十三方面，如在本发明第二方面中所阐述的那样，更优选的是气门抵靠部分设有调节限定在发动机气门与气门抵靠部分之间的气门间隙的调节单元。

根据本发明第十四方面，如在本发明第一方面中所阐述的那样，更优选的是将驱动机构设在至少一个气缸上。

根据本发明第十五方面，如在本发明第一方面中所阐述的那样，更优选的是驱动机构分别设在多个气缸上。

根据本发明第十六方面，如在本发明第一方面中所阐述的那样，更优选的是设在各气缸中的支架形成为整体。

根据在本发明第一方面中阐述的本发明，提供了以下优点。即，因为有利于保持形成在主摆动件和副摆动件的抵靠部分之间的间隙或者它们之间的抵靠状态，所以即使在气门操作特性改变时也有利于保持适当的气门间隙。这防止了噪音水平的增加，否则将由于例如气门间隙的增加引起的气门撞击噪音和两个摆动件的彼此碰撞而使得噪音增加。另外，即使支架以大摆动量摆动，因为有利于保持在两个抵靠部分之间的间隙或者它们之间的抵靠状态，所以气门操作特性的控制范围可设为较大。

根据在本发明第二方面中阐述的本发明，除了由其中所涉及的第一方面阐述的本发明提供的优点之外，还提供了以下优点。即，气门驱动力仅通过主摆动件和副摆动件传递到发动机气门，从而使得传动机构的尺寸紧凑，并因此使得气门机构的尺寸也紧凑。另外，因为当支架摆动时，可以增加气门操作凸轮抵靠凸轮抵靠部分的抵靠位置的移动量，所以可以将发动机气门的打开和关闭正时的控制范围设为较大，另外因为可以减小气门抵靠部分抵靠发动机气门的抵靠位置的移动量，所以能够抑制气门抵靠部分的磨损，从而可以延长保持适当间隙的时间。

根据在本发明第三方面中阐述的本发明，除了由其中所涉及的第二方面中阐述的本发明提供的优点之外，还提供了以下优点。即，因为能够减小驱动机构的驱动力，所以使得驱动机构的尺寸紧凑，并且因为可将布置主支承部分和副支承部分的支架摆动中心线与作用部分之间的空间设成较窄，所以使得支架摆动中心线与作用部分之间的支架紧凑。另外，因为使得主摆动中心线与凸轮抵靠部分之间的距离较短，所以确保了抵抗气门驱动力所需的刚度，同时使得主摆动件的重量较轻。

根据在本发明第四方面中阐述的本发明，除了由其中所涉及的第三方面中阐述的本发明提供的优点之外，还提供了以下优点。即，因为支架和支承轴可彼此靠近地布置，所以使得气门机构的尺寸紧凑，另外因为能够增加支架的摆动范围，所以能够增加气门操作特性的控制范围。

根据在本发明第五方面中阐述的本发明，除了由其中所涉及的第四方面中阐述的本发明提供的优点之外，还提供了以下优点。即，因为主摆动件的驱动抵靠部分的形成空转轮廓的部分可制成得较薄，所以使得主摆动件的重量较轻。另外，因为支架、主摆动件和支承轴可通过容纳空间而彼此靠近地布置，所以能够使得气门机构的尺寸更加紧凑，另外，因为支承主摆动件的支架的摆动范围可进一步增加，所以可将气门操作特性的控制范围设为较大。

根据在本发明第六方面中阐述的本发明，除了由其中所涉及的第五方面中阐述的本发明提供的优点之外，还提供了以下优点。即，与在第一方面所述的本发明相同，使得主摆动件重量较轻。另外，因为主摆动件和支承轴可彼此靠近地布置，所以使得气门机构的尺寸紧凑，而且因为能够增加支承主摆动件的支架的摆动范围，所以可将气门操作特性的控制范围设为较大。

根据在本发明第七方面中阐述的本发明，还提供了以下优点。即，因为当支架摆动以改变气门操作特性时，气门抵靠表面与发动机气门之间的间隙在该状态下保持不变，所以从气门操作凸轮到发动机气门存在的气门间隙保持不变。

根据在本发明第八方面中阐述的本发明，在其中主部件由摇臂构成的气门机构中，能够提供类似于第八方面所提供的优点。

根据在本发明第九方面中阐述的本发明，除了所述优点之外，还提供了以下优点。即，抑制气门抵靠部分的磨损，从而可以延长保持适当气门间隙时的时间。

根据在本发明第十方面中阐述的本发明，还提供了以下优点。即，因为能够减小驱动机构使支架摆动的驱动力，所以使得驱动机构紧凑。另外，因为能够使得气门抵靠部分的尺寸紧凑，所以使副摇臂小型化。

根据在本发明第十一方面中阐述的本发明，除了所述优点之外，还提供了以下优点。即，因为当支架接近气门驱动力增加的摆动位置时，可减小基于气门驱动力而作用在支架上的力矩，所以能够减小驱动机构使支架抵抗该力矩摆动的驱动力，从而使得驱动机构的尺寸紧凑。

根据在本发明第十二方面中阐述的本发明，除了所述优点之外，还提供了以下优点。即，因为当可获得其中打开和关闭正时改变并且同时最大升程量减小的气门操作特性时，沿远离转动中心线运动的方向与支架一起移动的副摇臂的摆动量减小，所以使得由副摇臂占据的操作空间紧凑，从而可以将气门机构布置在相对紧凑的空间中。

附图说明

图1是具有表示本发明第一实施例的本发明气门机构的内燃机主要部分的剖视图。

图2是图1中主要部分的放大图，该放大图是沿着箭头IIa-IIa所示的线剖取的、并且当沿着由图3中相同箭头所示的方向看去时关于气缸盖的剖视图，而且该放大图是沿着箭头IIb-IIb所示的线剖取的、并且当沿着由图3中相同箭头所示的方向看去时关于传动机构的剖视图。

图3是从由图1中箭头III表示的方向看去的、去除内燃机气缸盖罩的气门机构的视图。

图4是从由图3中的箭头IV-IV表示的方向看去的、沿着同一箭头所示的线剖取的剖视图。

图5是表示图1中所示的气门机构的气门操作特性的曲线图。

图6是说明当获得图1中所示的气门机构的最大气门操作特性时，进气操作机构的操作的图。

图7是说明当获得图1中所示的气门机构的最小气门操作特性时，进气操作机构的操作的图。

图8是说明当获得图1中所示的气门机构的中间气门操作特性时，进气操作机构的操作的图。

图9是表示与图6相对应的本发明第二实施例的图。

具体实施方式

下面将参照图1至9描述本发明实施例。

图1至8是描述本发明第一实施例的图。参照图1，设有本发明气门机构的内燃机E是顶置凸轮轴、水冷、直列四缸、四冲程内燃机，并且以使其曲轴沿车辆横向方向延伸的方式横向安装在车辆中。内燃机E包括在其中一体形成有四个气缸1的气缸体2、连接到气缸体2的上端部的气缸盖3和连接到气缸盖3上端部的气缸盖罩4，气缸体2、气缸盖3和气缸盖罩4构成内燃机E的发动机主体。

注意，在本说明书中应理解，垂直方向表示与气缸1的气缸轴线方向A1一致的方向，向上表示气缸盖3沿气缸轴线方向A1相对于气缸1布置的方向。另外，剖面形状表示在与稍后将描述的支架摆动中心线L3、主摆动中心线L4、副摆动中心线L5或转动中心线L2垂直相交的平面(下文简称为正交平面)中的剖面形状。因而，该正交平面还构成摆动平面，所述摆动平面是与稍后将描述的支架30、主摇臂50或副摇臂60的摆动方向平行的平面。

在各个气缸1中形成有气缸孔，通过连杆6连接到曲轴上的活塞5以能够在其中自由往复运动的方式装配在各个气缸1中。在气缸盖3中，燃烧室7以分别对应于各个气缸1的方式形成在沿气缸轴线方向A1面向气缸孔的表面中，并且具有一对进气口的进气端口8和具有一对排气口的排气端口9也以向各个燃烧室7开口的方式形成在气缸盖3中。火花塞10与连接到火花塞10上的点火线圈11一起以插入形成在气缸盖3中排气侧上的插入孔的方式安装在气缸盖3中。

这里，内燃机E的进气侧表示相对于基准平面H1布置进气门14或通向进气端口8的入口8a的一侧，所述基准平面H1包括气缸轴线L1并且与也构成凸轮轴20的转动中心线L2的进气凸轮21和排气凸轮22的转动中心线L2平行，内燃机E的排气侧表示布置排气门15或源于排气端口9的出口9a的一侧。于是，进气侧是相对于基准平面H1的一侧和另一侧中的一个，而排气侧是所述一侧和另一侧中的另一个。

在气缸盖3中，为每个气缸1设有一对用作主发动机气门的进气门14和一对用作副发动机气门的排气门15，进气门14和排气门15均由提升阀组成，所述提升阀以在其中往复运动的方式支承在气门导管12中，并且被沿正常关闭的方向偏压。属于各个气缸1的该对进气门14和该对排气门15通过气门机构V操作而打开和关闭，从而分别打开和关闭该对进气口和该对排气口。气门机构V除了稍后将描述的用于驱动驱动轴29的电机28之外，布置在由气缸盖3和气缸盖罩4限定的气门室16内。

内燃机E还包括进气系统17和排气系统18。进气系统17包括空气滤清器、节气门和用于将燃烧所用的空气引入进气端口8的进气歧管17a，并且安装在气缸盖3的进气侧上各端口8的开口8a所通向的一侧上，而排气系统18包括用于将从燃烧室7流入其中的排气经由排气端口9导向外部的排气歧管18a，并且安装在气缸盖3的排气侧上各排气端口9的开口9a所通向的一侧。另外，作为用于为进入空气供应燃料的燃料供应系统的燃料喷射阀19以插入设在气缸盖3的进气侧上的插入孔中从而面向各气缸1的进气端口8的方式安装在气缸盖3中。

于是，通过进气系统17吸入的空气在活塞5下降的吸入冲程中被进一步从进气端口8经由打开的进气门14吸入燃烧室7，并且在活塞5上升的压缩冲程中在空气与燃料混合的状态下被压缩。空气/燃料混合物在压缩冲程的最终阶段由火花塞10点燃以燃烧，并且在活塞下降的做功冲程中由于燃烧气体的压力而被驱动的活塞5通过连杆6驱动曲轴并使其转动。在活塞5上升的排气冲程中，燃烧气体作为排气从燃烧室7经由打开的排气门15排入排气端口9。

参照图2，设在气缸盖3上的气门机构V包括单个凸轮轴20，该凸轮轴20以具有与曲轴转动中心线平行的转动中心线L2的方式可转动地支承在气缸盖3上，该气缸盖3还包括：进气凸轮21和排气凸轮22(参照图3)，进气凸轮21是设在凸轮轴20上从而与凸轮轴20一起转动的主气门操作凸轮，排气凸轮22构成一对副气门操作凸轮；进气操作机构，用于响应于进气凸轮21的转动而致动进气门14以使其打开和关闭；和排气操作机构，用于响应于排气凸轮的转动而致动排气门15以使其打开和关闭。于是，在本实施例中，进气操作机构由能够根据内燃机E的操作状态控制进气门14的包括打开和关闭正时以及最大升程的气门操作特性的可变特性机构构成。

参照图2至4，在相对于基准平面H1的正交方向A2上位于进气门14和排气门15之间的凸轮轴20与基准平面H1垂直相交，并且更靠近气门室16的下壁，该凸轮轴20可转动地支承在一体地设在气缸盖3上的凸轮轴支架上。该凸轮轴支架具有多个(这里是五个)沿转动中心线方向A3以一定间隔设在气缸盖3上的轴承部23。每个轴承部23由一体形成在气缸盖3上的轴承壁23a和连接到轴承壁23a上的轴承盖23b组成。凸轮轴20被驱动而以一半的曲轴转速转动，同时由于通过气门操作传动机构传递的曲轴动力而与其互锁，气门操作传动机构包括作为在曲轴轴端部与凸轮轴20轴端部之间延伸的环形传动带的链。因此，凸轮轴20、进气凸轮21和排气凸轮22与作为发动机转动的曲轴转动同步转动。另外，单个进气凸轮21沿转动中心线方向A3布置在该对排气凸轮22之间。

排气操作机构包括传动机构Me，该传动机构Me将排气凸轮22的气门驱动力传递给各个排气门15，从而致动排气门15以使其打开和关闭。传动机构Me包括：作为单个支承轴的摇臂轴24，其布置在凸轮轴20正上方，从而与凸轮轴20平行并且与基准平面H1垂直相交，并且固定支承在各个轴承盖23b上；和排气摇臂25，其是作为一对第三摆动件的第三摇臂。各个摇臂25以摆动方式支承在用作枢转支承部分的摇臂轴24上的支点部分25c处，通过由排气摇臂25一个端部构成的凸轮抵靠部分25a保持的辊26抵靠排气凸轮22，并且通过由排气摇臂25的另一端部构成的气门抵靠部分25b保持的调节螺钉27抵靠作为排气门15的气门轴的气门杆15a。这里，在排气摇臂25中，气门抵靠部分25b是更加靠近排气门15定位的位置，并且还是在气门弹簧13拉伸和收缩的方向(平行于轴线L8的方向，稍后将描述)上位于气门弹簧13的延伸部上的位置。于是，在排气摇臂25中，支点部分25c设在中间部分处，该中间部分是在凸轮抵靠部分25a与凸轮抵靠部分25b之间的位置。稍后将描述的调节螺钉27和调节螺钉65是用于将气门间隙调节为适当值的螺钉。

进气操作机构包括传动机构Mi和驱动机构Md，传动机构Mi用于将进气凸轮21的气门驱动力F1(参照图6)传递给各个进气门14从而致动进气门14以使其打开和关闭，驱动机构Md具有作为致动器的电机28，用于驱动设在传动机构Mi上的活动支架30，从而根据由驱动机构Md驱动而移动的支架30的移动位置来控制进气门14的气门操作特性。

传动机构Mi包括：支架30，其被支承成这样，即围绕与转动中心线L2平行的支架摆动中心线L3相对于气缸盖3摆动，从而响应于电机28的操作而摆动；作为主摆动件的主摇臂50被这样支承，即围绕主摆动中心线L4摆动，从而响应于进气凸轮21的转动而摆动；和作为副摆动件的副摇臂60，其这样支承在所述支架上，即围绕副摆动中心线L5摆动，从而响应于主摇臂50的摆动而摆动。副摇臂60将传递给它的气门驱动力F1通过主摇臂50传递给进气门14。因此，在本实施例中，用于致动进气门14以使其打开和关闭的进气摇臂由多个摇臂组成，这里，由一组包括主摇臂50和副摇臂60的摇臂组成。

驱动机构Md包括在气门室16外侧安装在气缸盖罩4上的电机28，和驱动轴29，该驱动轴29被支承成这样，即其相对于气缸盖3摆动，从而被可逆电机28驱动而转动以由此使支架30摆动。

这里，主摆动中心线L4和副摆动中心线L5以及驱动轴29的转动中心线L6平行于与进气凸轮21和排气凸轮22的转动中心线L2不同的支架摆动中心线L3。另外，支架摆动中心线L3和转动中心线L2位于进气侧上，而转动中心线L6位于排气侧上。

参照图2、3，布置在该对轴承部23(它们在各气缸1的凸轮轴20上方沿转动中心线方向A3彼此相邻)之间的支架30包括：支点部分31，其位于气缸盖3的进气侧上并枢转支承在轴承盖23b上；作为作用部分的齿轮部分32，其位于气缸盖3的排气侧上，电机28的驱动力通过驱动轴29作用在该齿轮部分32上；以及主支承部分33和副支承部分34，它们沿正交方向A2布置在支架摆动中心线L3与齿轮部分32之间，并且分别支承主摇臂50和副摇臂60。另外，当从转动中心线方向A3看去时(下文称为当侧向看去时)，几乎整个传动机构Mi都布置在以转动中心线L2、支架摆动中心线L3和转动中心线L6作为三个顶点的三角形内(参照图2)。

当侧向看去时，支架30呈现朝着进气凸轮21向下弯曲的类似L形，并具有从支架摆动中心线L3朝着齿轮部分32线性延伸的臂状底部41和从底部41沿接近进气凸轮21的方向伸出的伸出部分42。底部41由一对沿转动中心线L3彼此面对的侧壁43和连接壁44的一部分44a组成，部分44a将两个侧壁43连接在一起，并构成支架30在以支架摆动中心线L3为中心辐射的径向方向上的最外端部分。另外，伸出部分42由一对从各侧壁43向下延伸的伸出壁45和连接壁44的其余部分44b组成，该其余部分44b在其更靠近底部41的部分处连接该对伸出壁45。

底部41以大致沿正交方向A2从进气侧延伸至排气侧的方式布置在凸轮轴20、进气凸轮21和摇臂轴24上方，支点部分31大致布置在沿正交方向A2与稍后将描述的气门抵靠部分相同的位置，支架摆动中心线L3布置在作为进气门14的气门轴的气门杆14a的延伸部(在图2中，该延伸部由双点划线表示)上，该延伸部沿着气门杆14a的轴线L7延伸。通过采用该结构，使得支架摆动中心线L3与来自进气门14的反作用力F2(参照图6)的作用线之间的距离在作为最大极限的气门杆14a的范围内保持较小。另一方面，布置成大致沿气缸轴线方向A1延伸的伸出部分42总是位于支架30的摆动范围内的排气侧上。

支点部分31和副支承部分34设在各个侧壁43上，齿轮部分32以从基部41向伸出部分42延伸的方式设在连接壁44上，主支承部分33设在各个伸出壁45上。如图4所示，支点部分31枢转地支承在形成于轴承盖23b上的支承部分23c上。支承部分23c连同用螺钉连接到轴承盖23b的上端部分上的保持盖70一起限定具有圆形截面的孔71，从而形成在支点部分31上的支承轴31a以在其中滑动的方式插入孔71。接着，属于相邻气缸1的支架30的支承轴31a支承在公共轴承盖23b上。

参照图2，在构成底部41的下侧部的各个侧壁43的下侧部分中，在凸轮轴20侧上的伸出壁45从侧壁43向下伸出的部分形成容纳部分39，容纳部分39连同伸出壁45更靠近侧壁43的部分一起限定了容纳空间39a，用于在其中容纳支架30和摇臂轴24，摇臂轴24是布置在主摇臂50外周上的部件。容纳空间39a朝着摇臂轴24向下开口。于是，当摇臂轴24占据作为预定位置的主极限位置时摇臂轴24在容纳空间39中的容纳比率变成最大，该预定位置为在使支架30最大程度地向下摆动时(图2或图6所示的状态)而得到的摆动位置。

又参照图3，在底部41中，除了支点部分31的部分沿转动中心线方向A3布置在该对排气摇臂25之间，主摇臂50和副摇臂60沿转动中心线方向A3布置在该对侧壁43之间。主支承部分33和主摆动中心线L4位于排气侧上，而副支承部分34和副摆动中心线L5位于进气侧上。于是，距支架摆动中心线L3的距离按照副摆动中心线L5、转动中心线L2、主摆动中心线L4和转动中心线L6的顺序变大。因此，如图2所示，对于在正交平面与主摆动中心线L4之间的主交点C1，以及在正交平面与副摆动中心线L5之间的副交点C2，在支架摆动中心线L3与主交点C1之间的距离大于在支架摆动中心线L3与副交点C2之间的距离。

另外，在支架30的摆动范围内，主摆动中心线L4包括支架摆动中心线L3，并位于设有凸轮轴20的凸轮轴侧上，或者位于相对于特定平面H2的下侧上，该特定平面H2与基准平面H1垂直相交，而副摆动中心线L5位于与凸轮轴侧相反的一侧或者上侧上。在本实施例中，当支架30占据作为预定位置的副极限位置时，该预定位置为支架30最大程度地向上摆动时(图1的双点划线所示的状态，或图7所示的状态)而获得的摆动位置，主摆动中心线L4大致位于特定平面H2上，而当支架30占据除副极限位置之外的任何其它位置时位于特定平面H2下方。

调整主摆动中心线L4的主支承部分设在伸出部分42的构成更靠近进气凸轮21的位置的下端部分上，并具有被压配入形成在各个侧壁43中的孔中的柱形支承轴35。由支承轴35通过多个滚针36以摆动方式支承在支点部分51处的主摇臂50在由主摇臂50一个端部构成的凸轮抵靠部分52保持的辊53处抵靠进气凸轮21，并且在由其另一端部构成的驱动抵靠部分54处抵靠副摇臂60。在主摇臂50中，支点部分51设在位于凸轮抵靠部分52与驱动抵靠部分54之间的中间部分上。于是，主摇臂50由于诸如由支架30保持的弹簧的偏压装置(未示出)的偏压力而被偏压，从而使辊53一直压靠在进气凸轮21上。另外，用于在其中容纳辊53的容纳空间57以从支点部分51向凸轮抵靠部分52延伸的方式设在主摇臂50中，并且容纳空间57构成允许转动的进气凸轮21的凸轮突出部分21b通过的逸出空间。于是，可以使主摇臂50和进气凸轮24彼此靠近地布置，同时通过容纳空间57避免了主摇臂50与进气凸轮24之间的干涉。

调整副摆动中心线L5的副支承部分34设在底部41上，从而在正交方向A2上位于主支承部分33与支架摆动中心线L3之间，并具有被压配到形成在各个侧壁43中的孔中的支承轴37。由支承轴37通过多个滚针38以摆动方式支承在支点部分61上的副摇臂60在由副摇臂60的一个端部构成的从动抵靠部分62保持的辊63处抵靠主摇臂50的驱动抵靠部分54，并且在由副摇臂60另一端部构成的一对气门抵靠部分64保持的调节螺钉65处抵靠分别作为该对进气门14的抵靠部分的气门杆14a。这里，在副摇臂60中，气门抵靠部分64是更靠近进气门14的位置，也是沿气门弹簧13拉伸和收缩的方向(平行于轴线L7的方向)位于气门弹簧13的延伸部上的位置。于是，在副摇臂60中，支点部分61设在位于从动抵靠部分62与气门抵靠部分64之间的中间部分上。另外，因为辊63的截面形状为圆形，所以与稍后将描述的凸轮轮廓55抵靠的从动抵靠部分62的抵靠表面的截面形状同样为弧形。

在用作彼此抵靠的驱动抵靠部分54和从动抵靠部分62之一的驱动抵靠部分54上形成有凸轮轮廓55，该凸轮轮廓55具有使进气门14保持在关闭状态下的空转轮廓55a，以及通过抵靠用作另一抵靠部分的从动抵靠部分62的辊63而使进气门14进入打开状态的驱动轮廓55b。于是，作为凸轮轮廓55与辊63彼此抵靠的抵靠位置的臂抵靠位置P2位于凸轮轴20和摇臂轴24上方，并且位于当从气缸轴线方向A1看去时(下文称为当从顶部看去时)叠加在凸轮轴20和摇臂轴上方的位置处。

空转轮廓55a形成为具有围绕主摆动中心线L4形成的弧形截面形状，并且设计成在空转轮廓55a与辊63之间形成间隙的状态下，以及在辊63抵靠空转轮廓55a的状态下，通过主摇臂50传递的进气凸轮21的气门驱动力F1不传递到副摇臂60。这时，主摇臂50处于其中副摇臂60未被进气凸轮21通过主摇臂50摆动的静止状态。接着，当主摇臂50和副摇臂60在其中主摇臂50的辊53抵靠进气凸轮21的基圆部分21a的状态下彼此抵靠时，辊63一直抵靠空转轮廓55a。因此，当臂抵靠位置P2位于空转轮廓55a上的任意位置时，进气门14由于气门弹簧13的弹簧力而保持在关闭状态，并且在用作气门抵靠部分64的气门抵靠表面的调节螺钉65的气门抵靠表面65a与用作进气门14的抵靠表面的气门杆14a的末端表面14b之间形成气门间隙。

驱动轮廓55b将通过主摇臂50传递给它的进气凸轮21的气门驱动力F1传递给副摇臂60，从而使副摇臂60摆动，当调节螺钉65抵靠气门杆14a时，摆动的副摇臂60将气门驱动力F1传递给进气门14，从而使进气门14进入提供预定升程量的打开状态。

因此，副摇臂60相对于支架30的摆动位置由主摇臂50调整。

另外，驱动抵靠部分54具有单坡屋顶状薄部54a，该薄部54a斜向下朝着进气凸轮24或进气门14伸出，并且空转轮廓55a形成在薄部54a上。于是，通过利用薄部54a在主摆动中心线L4与空转轮廓55a之间的主摇臂50中在以主摆动中心线L4为中心辐射的径向方向上形成在其中根据摇臂轴24的摆动位置容纳摇臂轴24的容纳部分56。于是，当支架30接近主极限位置并且主摇臂50沿着增加进气门14的升程量的方向摆动时，摇臂轴24在容纳部分56中的容纳比率增加。

当处于其中主摇臂50的凸轮轮廓55和副摇臂60的辊63彼此抵靠的状态下，以及其中副摇臂60处于静止的状态下，即，在辊63抵靠空转轮廓55a的状态下，抵靠进气门14的末端表面14b的调节螺钉65的气门抵靠表面65a的截面形状是围绕支架摆动中心线L3形成的弧形。因此，在处于静止状态下的副摇臂60抵靠空转轮廓55a的状态下，气门抵靠表面65a由作为围绕支架摆动中心线L3形成的柱形表面的一部分的部分柱形表面，或者作为围绕支架摆动中心线3上的点形成的球形表面的一部分的部分球形表面构成。于是，在其中副摇臂60的辊63不抵靠主摇臂50的空转轮廓55a的状态下，处于静止状态下的副摇臂60不相对于支架30摆动，而与支架30的摆动位置无关。

底部上的该对支点部分31构成容纳空间，沿转动中心线方向A3连续设置的该对气门抵靠部分64，以及该对调节螺钉65容纳在该容纳空间中。

另外，当主摇臂60处于静止状态以将进气门14保持在关闭状态中时，支点部分31位于其中在侧向看去时支点部分31叠加在气门抵靠部分64和调节螺钉65上的位置处，并且支架摆动中心线L3位于其中支架摆动中心线L3与气门抵靠部分64垂直相交的位置处，另外，调节螺钉65，更精确地说，是支架摆动中心线L3位于其与调节螺钉65的中心轴线垂直相交的位置处。

另外，主摇臂50以沿着气缸轴线方向A1延伸长度的方式布置，并且除了在支架摆动范围内的驱动抵靠部分54之外都位于排气侧上，作为辊53与进气凸轮21抵靠的抵靠位置的凸轮抵靠位置P1位于排气侧上，臂抵靠位置P2位于进气侧上。于是，辊53在沿正交方向A2更靠近排气门15的部分处抵靠进气凸轮21，并且当支架30摆动时，凸轮抵靠位置P1主要沿气缸轴线方向A1移动。另一方面，副摇臂60以沿着正交方向A2和沿着底部41延伸长度的方式布置，并位于支架30摆动范围内的进气侧上。

同样参照图4，驱动轴29是在正交方向A2上对所有气缸1共用的单个转动轴，并在其轴颈部分29a处通过用螺钉连接到轴承盖23a上的保持盖72而可转动地支承在轴承盖23b上，从而可转动地支承在气缸盖3上。驱动齿轮29b沿转动中心线方向A3以一定间距设在驱动轴29上，以用于各气缸1，并且驱动齿轮29b与形成在连接壁44中的齿轮部分32啮合，从而使支架30通过电机28的转矩而围绕支架摆动中心线L3摆动。

齿轮部分32是在构成部分底部41和伸出部分42的连接壁44上的表面，该表面面向驱动轴29并且形成为在以支架摆动中心线L3为中心辐射的径向方向上在外周表面44c上的伸出部分42和底部41之间延伸。该外周表面44c构成支架30距支架摆动中心线L3最远的位置。齿轮部分32形成为使其在正交平面上的形状变为围绕支架摆动中心线L3形成的弧形形状，并且具有以弧形方式布置在正交平面上的多个齿。于是，从驱动轴29施加从而作用在齿轮部分32上的驱动力的作用线沿切向指向围绕支架摆动中心线L3形成在正交平面上的弧。

另外，驱动轴29位于沿着气门杆15a的轴线L8延伸的排气门15的气门杆15a的延伸部上，并且整个驱动轴29的大部分都比气门杆15a的延伸部更加靠近基准平面H1。另外，在正交方向A2上，驱动轴29大致位于与排气摇臂的气门抵靠部分25b和气门杆15a的末端面15b相同的位置。因此，如图4所示，当从顶部看时，驱动轴29位于叠加在气门抵靠部分25b和末端面15b上方的位置处。这里，在排气门15中，气门杆15a是与气门抵靠部分25抵靠的抵靠部分，末端面15b是抵靠部分的抵靠表面。

电机28由电子控制单元(下文称为ECU)控制，来自用于检测内燃机E操作状态的操作状态检测单元的检测信号输入该电子控制单元中。操作状态检测单元包括用于检测内燃机E的发动机转速的转速检测单元，用于检测内燃机E负载的负载检测单元等。于是，通过根据操作状态由ECU控制电机28的转动方向和转速，来控制驱动轴29的转动方向和转动量，从而驱动支架30在由电机28调整的在主极限位置和副极限位置之间的摆动范围内摆动，而与进气凸轮21或凸轮轴20的转动位置无关。于是，具有与支架30一起摆动的主中心线L4的主摇臂50和具有副摆动中心线L5的副摇臂60分别按照根据操作状态控制的支架摆动位置而移动，从而连续改变打开和关闭正时，最大升程量和最大升程正时。

另外，如图3所示，支架30、主摇臂50和副摇臂60以及驱动齿轮29b形成为关于相对于包含一中心点并与支架摆动中心线L3垂直相交的平面H3的平面大致对称，所述中心点沿转动中心线方向A3将主摇臂50的宽度一分为二。因此，因为在传动机构Mi中，没有基于气门驱动力F1、来自进气门14的反作用力F2和驱动轴29的驱动力而产生的围绕与基准平面H1垂直相交的直线作用的力矩，所以防止了由于该力矩而在滑动部分处局部产生抵靠压力的增加，从而增加了传动机构Mi的耐久性。

下面，将参照图5至8描述能够通过进气操作机构获得的气门操作特性。

参照图5，气门操作特性在最大气门操作特性Ka和最小气门操作特性Kb之间连续变化，最大气门操作特性Ka和最小气门操作特性Kb用作极限特性，从而能够在两个气门操作特性Ka、Kb之间获得无数中间气门操作特性Kc。例如，以下将描述的进气门14的打开和关闭正时以及最大气门升程量从最大气门操作特性Ka经由中间气门操作特性Kc改变到最小气门操作特性Kb，最大气门操作特性Ka是当内燃机E在高转速区域或高负载区域中运转时得到的气门操作特性，中间气门操作特性Kc是当内燃机E在低转速区域或低负载区域中运转时得到的气门操作特性。气门打开正时被不断延迟，而气门关闭正时与打开正时相比不断以较大变化量提前，从而气门打开周期不断变短，而且获得最大升程量的最大升程正时不断提前，并且最大升程量不断变小。注意，将最大升程正时引入为将气门正时周期一分为二的正时。

另外，在本实施例中，最小气门操作特性是能够获得气门静止状态的气门操作特性，其中最大升程量变为零，并且进气门14的打开和关闭操作停止。

在能够由进气操作机构获得的气门操作特性中，在最大气门操作特性Ka中，气门打开周期和最大升程量变为最大，将气门关闭正时引入为最延迟的正时。当支架30占据图2、6所示的主极限位置时，能够获得最大气门操作特性Ka。注意，在图6至8中，以在进气门14处于关闭状态时产生的传动机构Mi用实线表示，而以在进气门14以最大升程量打开时产生的传动机构Mi用双点划线表示。

参照图6，支架30在位于主极限位置时占据在摆动范围内最靠近转动中心线L2或进气凸轮21的摆动位置，并且主支承部分33定位成沿气缸轴线方向A1叠加在进气凸轮21的凸轮突出部分21b上方。在主摇臂50的辊53抵靠进气凸轮21的基圆部分21a的状态下，副摇臂60的辊63处于其中辊63抵靠凸轮轮廓55的空转轮廓55a的状态。这时，摇臂轴24以相对较小的比率容纳在容纳空间56a中。当主摇臂50抵靠凸轮突出部分21b从而由于气门驱动力F1而沿反转方向R2(与进气凸轮21的转动方向R1相反的方向)摆动时，驱动轮廓55b抵靠辊63，从而使副摇臂60沿反转方向R2摆动，由此副摇臂60抵抗气门弹簧13的弹簧力打开进气门14。于是，摇臂轴24以最大比率容纳在容纳空间56a中。

另一方面，当支架30占据图7中所示的副极限位置时能够获得最小气门操作特性Kb。在最小气门操作特性Kb中，与主摇臂50由于进气凸轮21的气门驱动力F1而摆动的事实无关，辊63处于其中辊63抵靠空转轮廓55a的状态，并且副摇臂60处于静止阶段。位于副极限位置的支架30占据在摆动范围内距转动中心线L2或进气凸轮21最远的摆动位置。

另外，当支架30占据大致为摆动范围中央的中央位置(如图8所示，作为主极限位置和副极限位置之间的摆动位置)时，能够获得作为在最大气门操作特性Ka与最小气门操作特性Kb之间的无数中间气门操作特性Kc中的一个的中间气门操作特性Kc1，如图5所示。在中间气门操作特性Kc中，当与最大气门操作特性Ka相比时，气门打开周期和最大升程量变小，将打开正时引入为延迟的正时，而将关闭正时和最大升程正时引入为提前的正时。

因此，在气门机构V中，由于最大升程量变小，同时打开正时以相对较小的变化量延迟，因此关闭正时和最大升程正时与打开正时相比以相对较大的变化量提前，从而使进气门14关闭得较早。因此，当内燃机E在低转速区域或低负载区域中运转时，操作进气门14以使其在最大升程量较小的小升程量区域中打开和关闭，并且将气门操作特性控制成使得进气门14的关闭正时提前，由此通过实现进气门14的较早关闭而降低泵送损失，从而增加燃耗性能。

下面将参照图5、6、7描述当支架30从主极限位置摆动到副极限位置时产生的传动机构Mi的操作。

当由电机28驱动的驱动轴29的驱动力作用在齿轮部分32上，从而支架30从主极限位置沿支架30远离转动中心线L2运动的摆动方向(沿反转方向R2)向上摆动时，凸轮抵靠位置P1沿反转方向R2移动，同时主摆动中心线L4和副摆动中心线L5与支架30一起摆动，从而臂抵靠位置P2沿减少进气门14的最大升程量的方向，以及远离转动中心线L2运动的方向移动，从而主摇臂50和副摇臂60分别围绕主摆动中心线L4和副摆动中心线L5摆动。在图7中，L4a、L5a、P1a、P2a分别表示当支架占据主极限位置时主摆动中心线和副摆动中心线、凸轮抵靠位置和臂抵靠位置。

当主摆动中心线L4摆动时，凸轮抵靠位置P1沿反转方向R2移动，并且当辊53抵靠凸轮突出部分21b时的正时提前，同时在辊53抵靠基圆部分21a的状态下，驱动抵靠部分54沿着增加在空转轮廓55a上的臂抵靠位置P2的移动范围(凸轮轴20的转角范围或曲轴的曲柄角范围)的方向移动。因而，即使空转轮廓55a上的臂抵靠位置P2的移动范围扩大，从而使得臂抵靠位置R2抵靠凸轮突出部分21b，由此使主摇臂50开始摆动，也会因为辊63停留在空转轮廓55a上而使副摇臂60处于静止状态，当进气凸轮21进一步转动从而使得主摇臂50更大地摆动，由此使辊63抵靠驱动轮廓55b时，副摇臂60较大地摆动，由此使进气门14打开。因此，即使在辊63抵靠凸轮突出部分21的顶点21b1的情况下，通过驱动轮廓55b使副摇臂60摆动的摆动量与在主极限位置时相比也减小，由此使进气门14的最大升程量减小。于是，在本实施例中，进气凸轮21的形状、凸轮轮廓55的形状，以及主摆动中心线L4和副摆动中心线L5的位置设定成这样，即当支架从主极限位置朝副极限位置摆动时，如图5所示，尽管进气门14的打开正时以相对较小的变化量延迟，但进气门14的关闭正时和最大升程量以大于打开正时变化量的变化量提前。

另外，控制气门操作特性使得当支架30从副极限位置朝主极限位置以接近转动中心线L2的方式摆动时，进气门14的打开正时从最小气门操作特性Kb向最大气门操作特性Ka不断提前，而关闭正时不断延迟，从而气门打开周期不断延长，而且最大升程量正时不断延迟并且最大升程量不断增加。

另外，如图6、7清楚所示，因为当支架30的摆动位置位于能够获得其中最大升程量变得最大的最大气门操作特性Ka的主极限位置时，凸轮抵靠部分52的辊53抵靠进气凸轮21的凸轮突出部分21b的凸轮抵靠位置P1与当支架30占据能够获得其中最大升程量变得最小的最小气门操作特性Kb的副极限位置时相比位于靠近特定直线L10的位置处，该直线L10在与支架摆动中心线L3垂直相交的正交平面上穿过支架摆动中心线L3和转动中心线L2，所以当支架30接近增加气门驱动力的主极限位置时，辊53抵靠凸轮突出部分21b的凸轮抵靠位置P1接近正交平面上的特定直线L10。

下面将参照图7描述当支架30在摆动范围内摆动时产生的主摇臂50和副摇臂60的操作。

因为主摇臂50和副摇臂60根据与支架一起摆动的主摆动中心线L4和副摆动中心线L5的摆动位置而移动，所以支架30上的主摆动中心线L4和副摆动中心线L5的相对位置保持不变，并且因为空转轮廓55a的截面形状是围绕主摆动中心线L4形成的弧形，所以当空转轮廓55a和辊63处于这两个部件彼此抵靠的抵靠状态中时，在诸如主摆动中心线L4和副摆动中心线L5以及臂抵靠位置P2的三个部件之间的位置关系保持不变，而与支架30的摆动位置无关。

另外，因为主摆动中心线L4和副摆动中心线L5与支架30一起摆动，所以可通过增加凸轮抵靠位置P1的移动量而将气门操作特性的控制范围设为较大。例如，为了获得与臂抵靠位置相对于空转轮廓55a相同的抵靠位置，如同图7中的三点划线所示的主摇臂n1、副摇臂n2的情况一样，主摆动中心线N3移动，并且当与其中在主摆动中心线n3移动的同时副摆动中心线n4不移动的情况相比，在该传动机构Mi中，能够增加凸轮抵靠位置P1的移动量。因此，当与传统示例相比时，能够以大摆动量改变进气门14的打开和关闭正时。因而，即使支架以大摆动量摆动从而将气门操作特性的控制范围设为较大，也能够将臂抵靠位置P2相对于凸轮轮廓55a上的辊的移动量抑制在较小的水平。

下面将描述如上所述构造的实施例的功能和优点。

传动机构Mi包括：主摇臂50和副摇臂60，它们分别具有彼此抵靠的驱动抵靠部分54和从动抵靠部分62；和支架30，通过电机28使该支架30围绕支架摆动中心线L3摆动，并且支架30以摆动方式支承主摇臂50和副摇臂60，从而主摆动中心线L4和副摆动中心线L5一起摆动。具有空转轮廓55a和驱动轮廓55b的凸轮轮廓55形成在驱动抵靠部分54上，因为空转轮廓55a在与主摆动中心线L4垂直相交的正交平面上的截面形状是围绕主摆动中心线L4形成的弧形，所以当通过主摇臂50和副摇臂60根据与支架30一起转动的主摆动中心线L4和副摆动中心线L5的摆动位置而移动从而改变气门操作特性时，主摆动中心线L4和副摆动中心线L5在支架30中的相对位置保持不变。而且，因为空转轮廓55a的截面形状是围绕主摆动中心线L4形成的弧形，所以容易保持形成在空转轮廓55a与辊63之间的间隙或者在空转轮廓55a与辊63之间的抵靠状态，从而即使在改变气门操作特性时也能保持适当的气门间隙。因此，能够防止噪音的增加，否则将例如由于气门间隙的增加和两个摇臂50、60的彼此碰撞而产生气门撞击噪音使得噪音增加。另外，即使支承主摇臂50和副摇臂60的支架30以大摆动量摆动从而增加气门操作特性的控制范围，因为主摆动中心线L4和副摆动中心线L5与支架30一起摆动，所以当与其中在主摆动中心线和副摆动中心线之一移动而另一个不移动的情况相比，可以将臂抵靠位置P2的相对移动量抑制在较小的水平，因此同样在这种情况下，容易保持在空转轮廓55a与辊63之间的间隙或者在它们之间的抵靠状态，从而可以将气门操作特性的控制范围设为较大。

副摇臂60具有气门抵靠部分64，该气门抵靠部分64又具有抵靠进气门14的气门抵靠表面65a，主摆动中心线L4与支架摆动中心线L3之间的距离大于副摆动中心线L5与支架摆动中心线L3之间的距离，由此因为进气凸轮21的气门驱动力F1仅通过主摇臂50和副摇臂60传递至进气门14，所以使传动机构Mi的尺寸紧凑，因此使气门机构V本身的尺寸紧凑。因此，其上设有气门机构V的气缸盖3的尺寸变得紧凑。另外，当支架3摆动时，因为主摆动中心线L4的移动量变得大于副摆动中心线L5的移动量，所以能够增加凸轮抵靠位置P1的移动量，因此能够将进气门14的打开关闭正时的控制范围设为较大。而且，因为能减小作为副摇臂60的气门抵靠部分64与进气门14抵靠的抵靠位置的气门抵靠位置的移动量，所以能够抑制气门抵靠部分64的磨损，从而可以延长保持适当气门间隙时的时间。

在具有底部41和伸出部分42的支架30中(所述底部41从支架摆动中心线L3朝着齿轮部分32大致沿正交方向A2延伸，所述伸出部分42从底部41沿着大致在气缸轴线方向A1上接近进气凸轮21的方向伸出)，主支承部分33设置在伸出部分42上用于以摆动方式支承主摇臂50，副支承部分34设置在底部41上用于以摆动方式支承副摇臂60。因为主支承部分33和副支承部分34布置在支架摆动中心线L3和齿轮部分32之间，所以齿轮部分32定位成相对于支架摆动中心线L3比主支承部分33和副支承部分34更远，因此，能够减小电机28的驱动力，从而使得电机28的尺寸紧凑。而且，因为主支承部分33和副支承部分34分开设在伸出部分和底部上，所以可减小在支架摆动中心线L3与齿轮部分32之间的空间，由此使支架30在支架摆动中心线L3与齿轮部分32之间的尺寸紧凑。因此，能够使其上设有气门机构V的气缸盖3在正交方向A2上的尺寸紧凑。另外，因为设置在伸出部分41上的主支承部分33定位成比底部41更靠近进气凸轮21，所以在主摇臂50中，当与其中主支承部分设在底部41上的情况相比时，在主摆动中心线L4与凸轮抵靠部分52之间的距离变短，从而确保抵抗气门驱动力F1所需的刚度，同时使得主摇臂50的重量较轻。

用于容纳支承排气摇臂25的摇臂轴24的容纳空间39a形成在支架30中，由此可将支架30和摇臂轴24布置成彼此靠近，同时避免支架30与摇臂轴24之间的干涉，因此使气门机构V的尺寸紧凑，另外，能够在限定空间内增加支架30的摆动范围，因此能够增加气门操作特性的控制范围。

在主摇臂50中，用于容纳以摆动方式支承排气摇臂25的摇臂轴24的容纳空间56a在以主摆动中心线L4为中心辐射的径向方向上形成在主摆动中心线L4与空转轮廓55a之间，从而几乎没有气门驱动力F1或来自进气门14的反作用力F2被传递至空转轮廓55a，因此驱动抵靠部分54的仅形成空转轮廓55a的部分所需的刚度必须较小，该部分可制成为较薄，因此使主摇臂50的重量较轻。另外，通过利用该薄部54a而形成容纳空间56a。因而，因为通过允许摇臂轴24容纳在容纳空间56a中，而能够将主摇臂50和摇臂轴24布置成彼此靠近，同时避免主摇臂50与摇臂轴24之间的干涉，所以使得气门机构V的尺寸紧凑。另外，通过允许摇臂轴也容纳在容纳空间39a中，而能够将主摇臂50和摇臂轴24布置成彼此靠近，同时避免主摇臂50与摇臂轴24之间的干涉，所以使气门机构V的尺寸紧凑。另外，因为能够增加支承主摇臂50的支架30在有限气门室16中的空间内的摆动范围，所以能够将气门操作特性的控制范围设为较大。

由于抵靠进气凸轮24的主摇臂50和副摇臂60处于其中主摇臂50与副摇臂60分别在抵靠位置54、63彼此抵靠的状态，所以在其中在从进气凸轮21经由主摇臂50延伸至副摇臂60的气门驱动力传递路径中没有间隙、并且副摇臂60处于其中进气凸轮21未通过主摇臂50使副摇臂60摆动的静止状态的情况下，设在副摇臂60上的气门抵靠部分64的气门抵靠表面65a的截面形状是围绕支架摆动中心线L3形成的弧形形状，副摇臂60具有在与支架摆动中心线L3垂直相交的正交平面上与支架30一起摆动的副摆动中心线L5，因此，即使支架30围绕支架摆动中心线L3摆动以改变气门操作特性，具有与支架30一起摆动的副摆动中心线L5的副摇臂60也与支架30一起摆动，并且气门抵靠表面65a与进气门14的末端面14b之间的间隙保持不变，由此从进气凸轮21到进气门14的气门间隙保持不变。

具有与进气门14的末端面14b抵靠的气门抵靠表面65a的气门抵靠部分64在与支架摆动中心线L3垂直相交的位置处设在副摇臂60上，从而允许气门抵靠表面65a靠近支架摆动中心线L3，因此即使副摆动中心线L5由于支架30的摆动而摆动，从而使得气门抵靠表面65a抵靠末端面14b的气门抵靠位置移动，移动量也较小，在这方面，同样抑制了由于支架30的摆动而引起的气门抵靠表面35a的磨损过程，因而延长了保持适当气门间隙时的时间。另外，气门抵靠表面65a靠近支架摆动中心线L3定位，从而能够减小气门抵靠部分64，因此使得副摇臂60的尺寸较小。

其上作用有驱动轴29的驱动力的齿轮部分32在外周44c上设在支架30上，该外周44c是支架30在正交平面上距支架摆动中心线L3最远的位置，从而在支架30上，能够使从支架摆动中心线L3到驱动力作用位置的距离基本最大化，因此能够减小电机28的驱动力，由此使电机28的尺寸紧凑。另外，齿轮部分32设置成从底部41延伸至伸出部分42，从而能够增加齿轮部分32的形成范围，因此能够增加支架30的摆动范围。

当支架30沿摆动方向摆动而远离转动中心线L2运动时，凸轮抵靠位置P1沿反转方向R2移动，同时臂抵靠位置P2沿着进气门14的最大升程量减小的方向，以及沿着远离转动中心线L2的方向移动，由此使关闭正时和最大升程正时提前，同时能够获得最大升程量减小的气门操作特性。这时，尽管副摇臂60与支架一起沿远离转动中心线L2的方向移动，但因为同时由副摇臂60致动而打开和关闭的进气门14的最大升程量减小，所以副摇臂60的摆动量也减小，因此使得由副摇臂60占据的工作空间紧凑到相应的程度，从而可以将气门机构V布置在相对紧凑的空间中。

如果由于分别抵靠进气凸轮21和进气门14的主摇臂50和副摇臂60而能够通过单独的摇臂设定进气凸轮21抵靠进气门14的抵靠状态，并且因为主摆动中心线L4和副摆动中心线L5与支架30一起摆动，所以即使在由于支架30的摆动而使主摇臂50的移动量增加从而将气门操作特性的控制范围设为较大的情况下，当与其中在主摆动中心线和副摆动中心线中的一个移动而另一个不移动的情况相比时，也可以将主摇臂50和副摇臂60的相对移动量抑制为较小的量。因此，增加了传动机构Mi的布置自由度，并且扩大了其应用范围，而且，因为可以将主摇臂50和副摇臂60的相对移动量抑制为较小的量，所以可将气门操作特性的控制范围设为较大。

当支架30的摆动位置接近能够获得最大气门操作特性Ka的主极限位置时，在凸轮抵靠部分52与凸轮突出部分21b之间的凸轮抵靠位置P1接近与支架摆动中心线L3垂直相交的正交平面上的特定直线L10，由此当凸轮抵靠位置P1位于特定直线L10上时，因为气门驱动力的作用线位于特定直线L10上，所以基于通过主摇臂50作用的气门驱动力而围绕支架摆动中心线L3产生的作用在支架30上的力矩变为零。同时，因为在支架30接近能够获得其中进气门14的最大升程量变为最大的气门操作特性的主极限位置时最大升程量增加，所以气门驱动力也增加，可通过允许凸轮突出部分21b上的凸轮抵靠位置P1接近特定直线L10而减小作用在支架30上的力矩，并且减小抵抗该力矩使支架30摆动的电机28的驱动力，由此使得电机28紧凑。

气门抵靠部分64抵靠进气门14的气门杆14a，支架摆动中心线L3布置在沿着气门杆14a的轴线L7延伸的气门杆14a的延伸部上，由此使支架摆动中心线L3与来自进气门14的反作用力F2的作用线之间的距离在气门杆14a的范围内保持得较小，因此可减小基于反作用力F2而作用在支架30上的力矩，在这方面，该实施例也有助于减小电机28的驱动力。

下面将参照图9描述本发明的第二实施例。第二实施例与第一实施例的不同之处主要在于主摇臂50和支架摆动中心线，其它特征基本相同，因此，在省略或简要描述相同特征的同时，将描述第二实施例的不同特征。注意，在需要时相同的附图标记赋予与第一实施例中所述相同或相对应的部件。

在第二实施例中，辊53布置成使得主摇臂50的凸轮抵靠部分52可位于特定直线10上，其中凸轮抵靠位置P1在正交平面上穿过支架摆动中心线L3和转动中心线L2。

具体地，如图9所示，当支架30占据主极限位置时，位于凸轮突出部分21b的顶点21b1上的凸轮抵靠位置P1位于特定直线L10上。因此，辊53布置成当支架30的摆动位置接近能够获得其中进气门14的最大升程量变为最大的最大气门操作特性的预定位置时，使位于顶点21b1处的凸轮抵靠位置P1接近特定直线L10。

于是，因为当位于顶点21b1处的凸轮抵靠位置P1位于特定直线L10上时，气门驱动力F1的作用线位于特定直线L10上，所以基于气门驱动力F1围绕支架摆动中心线L3产生的作用在支架30上的力矩变为零。

根据第二实施例，除了气门操作特性不同之外，提供了与第一实施例同样的功能和优点，并且除了同样的功能和优点之外，还提供以下功能和优点。

通过采用其中在主摇臂中凸轮抵靠位置52布置成当支架占据主极限位置时，使得凸轮抵靠位置P1可位于特定直线L10上的结构，因为当凸轮抵靠位置P1位于特定直线L10上时，气门驱动力F1的作用线位于特定直线L10上，所以基于通过主摇臂50作用的气门驱动力F1而围绕支架摆动中心线L3产生的作用在支架30上的力矩变为零。因此，在凸轮突出部分21b上的凸轮抵靠位置P1位于特定直线L10上和在其附近的状态下，因为能够减小电机28使支架30抵抗该力矩摆动的驱动力，所以使得电机28紧凑。

因而，通过采用其中当凸轮抵靠位置P1位于凸轮突出部分21b的顶点21b1上时，凸轮抵靠位置P1位于特定直线L10上的结构，因为在支架30的特定摆动位置处基于最大气门驱动力F1而作用在支架30上的力矩变为零，所以可进一步减小电机28的驱动力。

对于其中改变了上述实施例的部分结构的实施例，下面将描述改变的结构。

排气操作机构(而不是进气操作机构)可由可变特性机构组成，并且进气操作机构和排气操作机构都可由可变特性机构组成。另外，气门机构可以包括一对凸轮轴，该对凸轮轴又包括其上设有进气凸轮的进气凸轮轴和其上设有排气凸轮的排气凸轮轴。在所述实施例中，虽然调整副摇臂60相对于支架30的摆动位置的主部件是作为摆动件的主摆动件(主摇臂50)，但主部件可以是进行除摆动之外的其它运动的部件。

凸轮轮廓可形成在副摇臂60的从动抵靠部分62上，而不是形成在主摇臂50的驱动抵靠部分54上，这时，例如主摇臂50的驱动抵靠部分的辊这样的部分抵靠凸轮轮廓。诸如凸轮抵靠部分或从动抵靠部分62的抵靠表面可由除辊之外其截面大致为弧形的滑动面构成。主摇臂和副摇臂可以是诸如摇摆类型。另外，在副摇臂60中，具有气门抵靠表面的气门抵靠部分可以没有调节螺钉。

驱动机构Md可以例如包括通过驱动轴29摆动的部件或连杆机构来代替驱动齿轮29b。另外，驱动机构Md可以例如不具有对所有气缸公用的驱动轴，而是可以例如具有由用于特定气缸的单独致动器驱动的驱动轴。通过采用该结构，可以根据操作状态使部分气缸的操作停止。

支架摆动中心线L3可以设定在中心线L3与气门杆14a的轴线L7垂直相交的位置处。另外，支架摆动中心线L3的位置可以设定为使得来自进气门14的反作用力F2产生沿着由此抵消基于气门驱动力F1的力矩的方向作用的力矩。

虽然最小气门操作特性Kb是最大升程量变为零的气门操作特性，但是最小气门操作特性Kb可以是最大升程量的值不是零的气门操作特性。

相对于曲轴或能够改变凸轮轴20相位的可变相位机构的进气凸轮14可设在凸轮轴20上或气门传动机构上。

支架30不必由用于各个气缸而彼此分开的单独部件组成，而是可以通过连接装置将单独部件连接在一起，或者支架30可以对于所有气缸一体形成。

当凸轮抵靠位置P1位于基圆部分21a处时，通过采用其中凸轮抵靠部分布置成使得凸轮抵靠位置P1位于特定直线L10上的结构，可以获得比通过第一实施例所获得的气门操作特性的气门打开周期更长并且最大气门特性更大的气门操作特性。

另外，虽然在第二实施例中，在支架30位于主极限位置的状态下，当凸轮抵靠位置位于凸轮突出部分的顶点处时，凸轮抵靠部分被布置成使得凸轮抵靠位置位于特定直线上，但是在支架位于任何除主极限位置之外的其它摆动位置的状态下，凸轮抵靠部分可以被布置成使得位于凸轮突出部分顶点的凸轮抵靠位置定位在特定直线上，或者位于凸轮突出部分的除顶点之外的任何其它位置上的凸轮抵靠位置定位在特定直线上。

内燃机可以是单气缸内燃机或者可以应用于除车辆之外的设备，例如应用于诸如具有沿垂直方向指向的曲轴的舷外发动机的船用推进装置。

虽然结合本发明优选实施例进行了描述，但对于本领域技术人员很明显的是，在不脱离本发明的情况下可以在此进行各种改变和修改，因此本发明旨在在所附权利要求中涵盖落在本发明的真正精神和范围内的所有改变和修改。

Claims (16)

1.一种用于内燃机的气门机构，该气门机构包括：

气门操作凸轮，其围绕转动中心线与发动机的转动同步转动；

发动机气门，其包括进气门和排气门中的至少一个；

传动机构，其用于将所述气门操作凸轮的气门驱动力传递到所述发动机气门，从而操作所述发动机气门处于打开和关闭状态，该传动机构包括：

主摆动件，其围绕主摆动中心线摆动；和

副摆动件，其通过抵靠所述主摆动件围绕副摆动中心线摆动，从而通过所述主摆动件将气门驱动力传递到所述发动机气门，

其特征在于，所述传动机构还包括支架，其以摆动方式支承其上的所述主摆动件和副摆动件；

其中所述主摆动件中心线和副摆动中心线与所述支架一起摆动，并且

所述主摆动件的驱动抵靠部分抵靠所述副摆动部分的从动抵靠部分；

所述气门机构还包括驱动机构，其用于驱动所述支架，从而根据由

所述驱动机构驱动的支架的位置控制所述发动机气门的包括打开和关闭正时以及最大升程量的气门特性；

其中所述支架响应于所述驱动机构的操作而围绕与所述气门操作凸轮的转动中心线不同的支架摆动中心线摆动，

在所述驱动抵靠部分和从动抵靠部分中的至少一个上形成有凸轮轮廓，该凸轮轮廓具有用于通过使所述驱动抵靠部分抵靠所述从动抵靠部分而使所述发动机气门保持在关闭状态下的空转轮廓，以及用于驱动所述发动机气门处于打开状态下的驱动轮廓，并且

所述空转轮廓在与所述主摆动中心线垂直相交的平面中的截面形状为以所述主摆动中心线为中心的弧形形状。

2.如权利要求1所述的用于内燃机的气门机构，其特征在于，所述主摆动件具有抵靠所述气门操作凸轮的凸轮抵靠部分，

所述副摆动件具有抵靠所述发动机气门的气门抵靠部分，

主交点定义为与所述支架摆动中心线垂直相交的平面和所述主摆动中心线的交点，

副交点定义为与所述支架摆动中心线垂直相交的平面和所述副摆动中心线的交点，并且

在所述支架摆动中心线与所述主交点之间的距离大于在所述支架摆动中心线与所述副交点之间的距离。

3.如权利要求1所述的用于内燃机的气门机构，其特征在于，所述支架包括：

操作部分，在其上施加所述驱动机构的驱动力；

底部，其从所述支架摆动中心线朝所述操作部分延伸，并具有以摆动方式支承其上的所述副摆动件的副支承部分；和

伸出部分，其从所述底部伸向所述气门操作凸轮，并具有以摆动方式支承其上的主摆动件的主支承部分，

其中所述主支承部分和副支承部分沿着与包括内燃机气缸轴线并且平行于所述转动中心线的平面垂直相交的方向布置在所述支架摆动中心线与所述操作部分之间。

4.如权利要求1所述的用于内燃机的气门机构，其特征在于，所述气门操作凸轮为由设在凸轮轴上的进气凸轮和排气凸轮的一个构成的主气门操作凸轮，并且

所述发动机气门是适于通过所述主气门操作凸轮来操作打开和关闭操作的主发动机气门，并由所述进气门和排气门中的一个构成，

所述气门机构还包括：

第三摆动件，其适于通过由所述进气凸轮和排气凸轮中的另一个构成的副气门操作凸轮而摆动，从而致动由所述进气门和排气门中的另一个构成的副发动机气门以操作打开和关闭状态；和

支承轴，其以摆动方式支承所述第三摆动件，并且

其中在所述支架中形成容纳所述支承轴的容纳空间。

5.如权利要求4所述的用于内燃机的气门机构，其特征在于，所述容纳空间形成在其中所述驱动抵靠部分具有凸轮轮廓的主摆动件中，并位于沿着以所述主摆动中心线为中心辐射的径向方向限定在所述主摆动中心线与所述空转轮廓之间的位置处。

6.如权利要求1所述的用于内燃机的气门机构，其特征在于，所述气门操作凸轮为由设在凸轮轴上的进气凸轮和排气凸轮中的一个构成的主气门操作凸轮，并且

所述发动机气门是适于通过主气门操作凸轮来操作打开和关闭操作的主发动机气门，并由所述进气门和排气门中的一个构成，

所述气门机构还包括：

第三摆动件，其适于通过由进气凸轮和排气凸轮中的另一个构成的副气门操作凸轮而摆动，从而致动由所述进气门和排气门中的另一个构成的副发动机气门以操作打开和关闭状态；和

支承轴，其以摆动方式支承所述第三摆动件，并且

其中容纳所述支承轴的容纳空间形成在其中驱动抵靠部分具有凸轮轮廓的主摆动件中，并位于沿着以所述主摆动中心线为中心辐射的径向方向限定在所述主摆动中心线与所述空转轮廓之间的位置处。

7.如权利要求2所述的用于内燃机的气门机构，其特征在于，所述气门抵靠部分设有调节限定在所述发动机气门与所述气门抵靠部分之间的气门间隙的调节单元。

8.如权利要求1所述的用于内燃机的气门机构，其特征在于，所述驱动机构设在至少一个气缸上。

9.如权利要求1所述的用于内燃机的气门机构，其特征在于，所述驱动机构分别设在多个气缸上。

10.如权利要求1所述的用于内燃机的气门机构，其特征在于，设在各气缸中的所述支架形成为整体。

11.一种用于内燃机的气门机构，包括：

气门操作凸轮，其围绕转动中心线与发动机的转动同步转动；

发动机气门，其包括进气门和排气门中的至少一个；

传动机构，其用于将所述气门操作凸轮的气门驱动力传递到所述发动机气门，从而操作所述发动机气门处于打开和关闭状态，该传动机构包括：

抵靠所述气门操作凸轮的主部件；和

摇臂，其通过抵靠所述主部件而围绕一摆动中心线摆动，并在其上具有包括抵靠所述发动机气门的气门抵靠表面的气门抵靠部分；

其特征在于，所述传动机构还包括以摆动方式支承所述摇臂的支架，其响应于所述驱动机构的操作而围绕与所述气门操作凸轮的转动中心线不同的支架摆动中心线摆动；

其中所述摆动中心线与所述支架一起摆动，并且

所述摇臂相对于所述支架的摆动位置通过所述主部件调整，

所述气门机构还包括驱动机构，其用于驱动所述支架从而根据由所述驱动机构驱动的支架的位置来控制所述发动机气门的包括打开和关闭正时以及最大升程量的气门特性，

其中在与所述气门操作凸轮抵靠的主部件抵靠所述摇臂，并且所述摇臂不相对于所述支架摆动的情况下所限定的静止状态中，所述气门抵靠表面在与所述支架摆动中心线垂直相交的平面上的截面形状是围绕所述支架摆动中心线形成的弧形形状。

12.如权利要求11所述的用于内燃机的气门机构，其特征在于，所述主部件具有抵靠所述气门操作凸轮的凸轮抵靠部分，并构成围绕主摆动中心线摆动的主摇臂，并且

所述摇臂构成副摇臂。

13.如权利要求12所述的用于内燃机的气门机构，其特征在于，所述支架摆动中心线与处于静止状态的副摇臂的气门抵靠部分垂直相交。

14.如权利要求12所述的用于内燃机的气门机构，其特征在于，在所述支架上的在与所述支架摆动中心线垂直相交的平面上距所述支架摆动中心线最远的位置设有操作部分，所述驱动机构的驱动力作用在该操作部分上。

15.如权利要求12所述的用于内燃机的气门机构，其特征在于，所述主摇臂以摆动方式支承在所述支架上，并且

当所述支架的摆动位置接近获得其中最大升程量变为最大的气门操作特性的预定位置时，所述凸轮抵靠部分与所述气门操作凸轮的凸轮突出部分彼此抵靠的凸轮抵靠位置接近在与所述支架摆动中心线垂直相交的所述平面上穿过所述支架摆动中心线和转动中心线的特定直线。

16.如权利要求12所述的用于内燃机的气门机构，其特征在于，所述主摇臂以摆动方式支承在所述支架上，从而使得所述主摆动中心线与所述支架一起摆动，

其中彼此抵靠的主摇臂的驱动抵靠部分和副摇臂的从动抵靠部分中的一个具有凸轮轮廓，该凸轮轮廓又具有通过抵靠所述驱动抵靠部分和从动抵靠部分中的另一抵靠部分而使所述发动机气门保持在关闭状态下的空转轮廓，以及使所述发动机气门进入打开状态的驱动轮廓，并且

当所述支架沿支架远离所述转动中心线运动的摆动方向摆动时，所述气门操作凸轮抵靠所述凸轮抵靠部分的凸轮抵靠位置移动，同时所述凸轮轮廓抵靠另一抵靠部分的臂抵靠部分沿着减小最大升程量的方向，以及沿着臂抵靠位置远离所述转动中心线运动的方向移动。

Images