CN101012761A - 用于内燃机的气门操作装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于内燃机的气门操作装置，包括驱动凸轮、第一和第二摆动凸轮、第一和第二运动传递机构、第一和第二气门致动部件。第一和第二摆动凸轮通过第一和第二运动传递机构相对于驱动凸轮的转动角度具有相同的摆动运动特性。第一摆动凸轮和第一气门致动部件彼此合作，以相对于第一摆动凸轮的摆动角度提供用于第一组汽缸的发动机气门的气门升程量，该气门升程量与相对于第二摆动凸轮的摆动角度用于第二组汽缸的发动机气门的气门升程量相同。

Description

用于内燃机的气门操作装置

技术领域

本发明涉及一种用于具有多个汽缸组的内燃机的气门操作装置，该气门操作装置依据发动机操作条件可变地控制发动机气门的气门升程和打开持续时间；并且具体地说，本发明涉及可减小相应汽缸组的发动机气门的气门升程特性之间的差别的气门操作装置。

背景技术

日本专利申请最初公报No.2003-176707公开了一种用于具有两组汽缸的V型内燃机的气门操作装置。这种传统技术的气门操作装置包括：进气门，它们可滑动地布置在右和左排的汽缸盖的汽缸内；两个驱动轴，它们支撑在相应汽缸盖上，并且具有在外圆周周缘上与驱动轴整体形成的驱动凸轮；摆动凸轮，可摆动地支撑在相应驱动轴上；气门挺杆，它们与摆动凸轮相接触，并且致动相应进气门；及可变操作机构，用来可变地控制相应进气门的气门升程和打开持续时间。在右和左排上的驱动轴被操作，以由来自发动机曲轴的转矩在同一方向上转动。

以上传统技术的气门操作装置的可变操作机构包括：多连杆运动传递机构，用来把驱动凸轮的转矩转换成摆动凸轮的摆动运动；和控制机构，它依据发动机操作条件控制运动传递机构，从而改变与对应气门挺杆相接触的摆动凸轮的凸轮表面的接触部分，由此调节相应进气门的气门升程量和打开持续时间。可变相位控制机构设置成用来控制在右排侧与左排侧之间的气门升程相位的偏移。

发明内容

在以上传统技术的气门操作装置中，在右和左排上的进气门、气门挺杆及凸轮轴布置成相对于在右和左排之间的排中心线是镜像对称的，以便避免传统汽缸盖的构造的较大修改。类似地，可变操作机构布置成相对于排中心线是镜像对称的。

在以上传统技术的气门操作装置中，在右排侧与左排侧之间的气门升程相位的偏移由相位可变控制机构补偿，从而在右排侧上的气门升程的开始点和结束点与在左排侧上的那些对准。然而，如图16中所示，在右和左排上的进气门的气门升程曲线“a”和“b”具有彼此颠倒的关系，其中，虽然峰值升程彼此相等，但在气门升程曲线“a”中的峰值升程位于提前侧上，而在气门升程曲线“b”中的峰值升程位于滞后侧上。

具体地说，在包括装有多连杆运动传递机构的可变操作机构的以上传统技术的气门操作装置中，气门升程曲线“a”包括在图16中所示的上升升程部分a′和下降升程部分a″。从紧在驱动凸轮被转动时在进气门的上升升程运动已经通过由运动传递机构操作摆动凸轮已经启动之后的时刻、至进气门已经达到峰值升程的时刻，上升升程部分a′位于上升斜坡时段内。上升升程部分a′陡峭地向上倾斜。相反，从进气门已经达到峰值升程的时刻至紧在进气门的下降升程运动已经结束之前的时刻，下降升程部分a″位于下降斜坡时段内。下降升程部分a″缓慢地向下倾斜。结果，气门升程曲线“a”相对于气门升程曲线“a”的法线成为非对称的，该法线延伸过峰值升程点。这是因为运动传递机构在引起进气门的上升升程运动和下降升程运动时具有不同的姿态。因此，这样一种非对称气门升程曲线将不可避免地出现在包括多连杆运动传递机构的可变操作机构中。

因而，在其中在V型内燃机的右和左排的相应侧上的进气门和可变操作机构相对于排中心线对称布置的以上传统技术的气门操作装置中，将出现如在图16中所示的右和左排上进气门的气门升程曲线“a”和“b”的非对准。这引起在峰值气门升程上在右排侧和左排侧之间的驱动轴角度差别，即在峰值升程的时刻在右排内的一个汽缸组与在左排内的另一个汽缸组之间的活塞位置和速度的差别，从而出现吸入空气量的差别，该吸入空气引入在右排内的一个汽缸组与在左排内的另一个汽缸组之间的燃烧室。因此，在一个汽缸组和另一个汽缸组的相应燃烧室中的燃烧特性彼此不同，从而将出现发动机转矩的波动。

本发明的目的是，解决在传统技术中遇到的上述问题和提供一种用于内燃机的气门操作装置，该气门操作装置能够提供在两组汽缸之间的发动机气门的相同气门升程曲线，由此提供在两组汽缸之间的相同燃烧特性，并且保证发动机运转的稳定性。

在本发明的一个方面，提供有一种用于内燃机的气门操作装置，该内燃机包括第一组汽缸和第二组汽缸以及用于在第一和第二组中的汽缸的每一个的至少一个发动机气门，该气门操作装置包括：

驱动凸轮，固定到与发动机的曲轴同步转动的轴上；

摆动凸轮，布置成可绕轴线摆动；

运动传递机构，可操作以把驱动凸轮的转矩转换成摆动凸轮的摆动运动；及

气门致动部件，它操作发动机气门以与摆动凸轮的摆动运动相关地打开和关闭；

对于在第一和第二组中的汽缸的每一个都布置有驱动凸轮、摆动凸轮、运动传递机构及气门致动部件，

其中，摆动凸轮包括用于第一组汽缸的第一摆动凸轮和用于第二组汽缸的第二摆动凸轮，运动传递机构包括用于第一组汽缸的第一运动传递机构和用于第二组汽缸的第二运动传递机构，并且气门致动部件包括用于第一组汽缸的第一气门致动部件和用于第二组汽缸的第二气门致动部件，

其中，第一和第二摆动凸轮通过第一和第二运动传递机构相对于驱动凸轮的转动角度具有相同的摆动运动特性，并且

其中，第一摆动凸轮和第一气门致动部件彼此合作，以相对于第一摆动凸轮的摆动角度提供用于第一组汽缸的发动机气门的气门升程量，该气门升程量与相对于第二摆动凸轮的摆动角度用于第二组汽缸的发动机气门的气门升程量相同。

在本发明的进一步方面，提供有一种用于V型内燃机的气门操作装置，该内燃机包括以基本上V形布置的第一组汽缸和第二组汽缸、及用于在第一和第二组中的汽缸的每一个的至少一个发动机气门，该气门操作装置包括：

驱动凸轮，固定到与发动机的曲轴同步转动的轴上；

摆动凸轮，布置成可绕轴线摆动；

运动传递机构，可操作以把驱动凸轮的转矩转换成摆动凸轮的摆动运动；及

气门致动部件，它操作发动机气门以与摆动凸轮的摆动运动相关地打开和关闭，气门致动部件包括跟随摆动凸轮的凸轮从动件；

对于在第一和第二组中的汽缸的每一个都布置有驱动凸轮、摆动凸轮、运动传递机构及气门致动部件，

其中，摆动凸轮包括用于第一组汽缸的第一摆动凸轮和用于第二组汽缸的第二摆动凸轮，并且运动传递机构包括用于第一组汽缸的第一运动传递机构和用于第二组汽缸的第二运动传递机构，

其中，第一和第二摆动凸轮通过第一和第二运动传递机构具有相同的摆动运动特性，并且

其中，第一摆动凸轮具有配置成提供用于第一组汽缸的发动机气门的气门升程曲线的凸轮轮廓，该气门升程曲线与用于第二组汽缸的发动机气门的气门升程曲线相同，

第一摆动凸轮的凸轮轮廓设置为包络线，当用于第一组汽缸的发动机气门被操作以打开和关闭时，该包络线由跟随第一摆动凸轮的凸轮从动件的弧形轨迹画出，

基于在凸轮从动件的轨迹的每一个的曲率中心与第一摆动凸轮的轴线之间的距离以及在延伸穿过凸轮从动件的轨迹的每一个的曲率中心和第一摆动凸轮的轴线的直线与延伸穿过第一摆动凸轮的轴线和在第一摆动凸轮与第一运动传递机构之间的连接点的直线之间形成的角度，确定包络线。

在本发明的另外方面，提供有一种用于内燃机的气门操作装置，该内燃机包括第一组汽缸和第二组汽缸及用于在第一和第二组中的汽缸的每一个的至少一个发动机气门，该气门操作装置包括：

驱动凸轮，固定到与发动机的曲轴同步转动的轴上；

摆动凸轮，布置成可绕轴线摆动；

运动传递机构，可操作以把驱动凸轮的转矩转换成摆动凸轮的摆动运动；及

气门致动部件，它操作发动机气门以与摆动凸轮的摆动运动相关地打开和关闭，气门致动部件包括跟随摆动凸轮的凸轮从动件；

对于在第一和第二组中的汽缸的每一个都布置有驱动凸轮、摆动凸轮、运动传递机构及气门致动部件，

其中，摆动凸轮包括用于第一组汽缸的第一摆动凸轮和用于第二组汽缸的第二摆动凸轮，并且运动传递机构包括用于第一组汽缸的第一运动传递机构和用于第二组汽缸的第二运动传递机构，

其中，第一和第二运动传递机构构造成给第一和第二摆动凸轮提供相同的摆动运动特性，并且

其中，第一摆动凸轮具有与第二摆动凸轮的凸轮轮廓不同的凸轮轮廓，第一摆动凸轮的凸轮轮廓设置为包络线，当第一摆动凸轮被操作以便提供用于第一组汽缸的发动机气门的气门升程曲线-该气门升程曲线与用于第二组汽缸的发动机气门的气门升程曲线相同-时，该包络线由跟随第一摆动凸轮的气门致动部件的凸轮从动件的弧形轨迹画出。

由参照附图的如下描述，将理解本发明的其它目的和特征。

附图说明

图1是根据本发明的一种用于内燃机的气门操作装置的第一实施例的、从其前侧所看到的立体图；

图2是气门操作装置的第一实施例的、从另一个方向所看到的立体图；

图3是气门操作装置的第一实施例的、沿与发动机的纵向垂直的平面得到的横截面；

图4是一种V型内燃机的基本部分的横截面，对于该V型内燃机，应用气门操作装置的第一实施例；

图5A是示意图，表示在气门操作装置的第一实施例中布置在右排侧上的摆动凸轮和滚子以及在摆动凸轮的凸轮表面上滚动的滚子的轨迹，并且图5B是示意图，表示在气门操作装置的第一实施例中布置在左排侧上的摆动凸轮和滚予以及在摆动凸轮的凸轮表面上滚动的滚子的轨迹；

图6A-6D是解释图，表示在最小升程控制下在右排侧上的气门操作装置的第一实施例的操作；

图7A-7D是解释图，表示在最大升程控制下在右排侧上的气门操作装置的第一实施例的操作；

图8A-8D是解释图，表示在最小升程控制下在左排侧上的气门操作装置的第一实施例的操作；

图9A-9D是解释图，表示在最大升程控制下在左排侧上的气门操作装置的第一实施例的操作；

图10是特性图，表示在右和左排的相应侧上的发动机气门的气门升程曲线，该气门升程曲线设置在气门操作装置的第一实施例中；

图11是用来解释相对于峰值升程的非对称气门升程曲线的解释图，示出气门操作装置的第一实施例的基本部分的横截面和在圆圈中的其局部放大视图；

图12A-12D是解释图，表示气门操作装置的最小升程控制操作，作为其中在左排侧上的摆动凸轮与在右排侧上的摆动凸轮具有相同凸轮轮廓的参考情形；

图13A-13D是与图12A-12D类似的解释图，但表示气门操作装置的最大升程控制操作；

图14是根据本发明的气门操作装置的第二实施例的基本部分的横截面；

图15是根据本发明的气门操作装置的第三实施例的横截面，该气门操作装置应用于直列6缸内燃机；

图16是特性图，表示在传统V型内燃机中的右和左排上的进气门的气门升程曲线。

具体实施方式

在下面，参照附图将详细解释本发明的实施例。为了理解容易，各种方向术语，如右、左、上、下、向右等等用在如下描述中。然而，这样的术语要仅相对于其上表示对应零件或部分的附图而理解。

参照图1和4，表示有本发明第一实施例的一种气门操作装置。第一实施例的气门操作装置构造成可应用于包括两组的V6(V型六缸)内燃机，每一组具有分别布置在右排B1和左排B2内的三个汽缸。右排B1和左排B2相对于在右和左排B1和B2之间的排中心线以预定倾斜角度镜像对称地布置。两组汽缸的每一组由三个汽缸构成，每个汽缸具有两个进气门2、2，即发动机气门。进气门2、2是可操作的，以打开和关闭在右和左排B1和B2的汽缸盖1、1的汽缸的每一个中形成的两个进气口1a、1a。进气系统布置在右和左排B1和B2之间的V6发动机的中间部分上。

如图4中所示，第一实施例的气门操作装置包括分别布置在右排B1和左排B2上的两个空心驱动轴3、3。驱动轴3、3的每一个在发动机的纵向方向上延伸，并且与发动机的曲轴同步转动。在该实施例中，驱动轴3是带有两个驱动凸轮4、4的凸轮轴。驱动凸轮4、4的每一个都固定到驱动轴3上并位于与汽缸的每一个相对应的位置中。一对摆臂6、6分别布置在右排B1和左排B2上，并且用作通过枢轴11、11致动进气门2、2的气门致动部件。一对摆动凸轮5、5布置在右排B1侧上的驱动轴3上以便可绕轴线转动。一对摆动凸轮18、18布置在左排B2侧上的驱动轴3上以便可绕轴线转动。运动传递机构7、7分别设置在右和左排B1和B2上。运动传递机构7、7的每一个布置在驱动凸轮4与摆动凸轮5、5或18、18之间，并且使驱动凸轮4和摆动凸轮5、5或18、18彼此连接。运动传递机构7作用，以把驱动凸轮4的转矩转换成相应摆动凸轮5和18的摆动运动。控制机构8、8分别设置在右和左排B1和B2上，并且作用以操作相应运动传递机构7、7，以控制进气门2、2的气门升程量和操作角度。摆臂6、6和枢轴11、11构成气门致动机构。摆动凸轮5、18、运动传递机构7及控制机构8构成可变操作机构。

如图4中所示，在右排B1和左排B2侧上的气门致动机构布置成关于右和左排B1和B2的排中心线是镜像对称的。就是说，在右排B1侧上的气门致动机构和在左排B2侧上的气门致动机构布置在进气系统的两侧，从而关于进气系统是镜像对称的。相反，在右和左排B1和B2的相应侧上的可变操作机构关于排中心线相对于彼此平行地布置，即定向在同一方向上。

为了理解容易，参照图1-3，下文将解释在右排B1侧上的第一实施例的气门操作装置。然而，将分别解释具有彼此不同的凸轮轮廓的在右排B1侧上的摆动凸轮5和在左排B2侧上的摆动凸轮18。

如图1-3中所示，进气门2、2的每一个包括具有上端部的气门杆2a，盘形弹簧承座9通过销固定到该上端部上。螺旋气门弹簧10在弹簧承座9与未示出的圆形钻孔的底部之间被压缩，该圆形钻孔形成在汽缸盖1中。进气门2由气门弹簧10在向关闭位置的方向上偏压。换句话说，当气门杆2a克服气门弹簧10的偏压力被压下时，强迫对应进气门2取其打开位置。

驱动轴3布置在进气门2、2上方，并且在发动机的纵向方向上延伸。驱动轴3可转动地由多个轴承(未示出)支撑，所述轴承安装在汽缸盖1的上部部分上。驱动轴3通过连接到驱动轴3的一个端部上的从动链轮和绕从动链轮缠绕的正时链条与发动机的曲轴连接。在发动机的操作下，来自曲轴的转矩通过从动链轮和正时链条传递到在右和左排B1和B2侧上的驱动轴3、3，由此在同一方向上绕中心轴线X，X转动驱动轴3、3。

驱动凸轮4与驱动轴3整体地形成，并绕驱动轴3的中心轴线X与驱动轴3一起转动。在这个实施例中，每缸设置有一个驱动凸轮4。如图3中所示，驱动凸轮4形成总体上盘形，并且具有与驱动轴3的中心轴线X偏移布置的中心轴线Y。驱动凸轮4的外圆周表面4a因此具有偏心凸轮轮廓。

摆动凸轮5、5可摆动地支撑在右排B1侧上的驱动轴3上，并且相对于驱动凸轮4对称地位于驱动凸轮4的两侧上。摆动凸轮5、5是可操作的，以通过摆臂6、6打开和关闭进气门2、2。如图3中所示，摆动凸轮5、5在形状上彼此相同，并且每个具有基本上雨滴形横截面。摆动凸轮5、5的每一个包括较大基础部分5a，该较大基础部分5a支撑在驱动轴3上，从而是可绕作为摆动轴线的轴线摆动的。在该实施例中，摆动凸轮5的轴线与驱动轴3的中心轴线X对准。摆动凸轮5还包括在其下侧上的凸轮表面5b，该凸轮表面5b具有半圆形段，并且从较大基础部分5a向凸轮尖5c延伸。当较大基础部分5a与由摆臂6支撑的滚子12相接触时，与摆臂6的一端相接触的对应进气门2具有最小升程量。另一方面，当凸轮尖5c与滚子12相接触时，对应进气门2具有最大升程量。

摆动凸轮5的基础部分5a由上下分裂部分形成，该上下分裂部分由两个螺栓17、17以这样一种方式彼此联接，从而安装到驱动轴3上。基础部分5a的上下分裂部分每个具有半圆形内表面，该内表面与驱动轴3的外圆周表面滑动接触。

摆动凸轮18、18由在左排B2侧上的驱动轴3可摆动地支撑，并且相对于驱动凸轮4对称地布置在驱动凸轮4的两侧上。摆动凸轮18、18是可操作的，以通过摆臂6、6打开和关闭进气门2和2。类似于在右排B1侧上的摆动凸轮5、5，摆动凸轮18、18的每一个包括较大基础部分18a，该较大基础部分18a支撑在驱动轴3上，从而是可绕作为摆动轴线的轴线摆动的。在该实施例中，摆动凸轮18的轴线与驱动轴3的中心轴线X对准。摆动凸轮18还包括在其下侧上的凸轮表面18b，该凸轮表面18b具有半圆形段。摆动凸轮18的凸轮表面18b具有如图5B中所示的凸轮轮廓，该凸轮轮廓与在图5A中所示的摆动凸轮5的凸轮表面5b的凸轮轮廓不同。

具体地说，如图5B中所示，摆动凸轮18的凸轮表面18b从较大基础部分18a向凸轮尖18c穿过升程部分18d延伸。升程部分18d在驱动轴3的径向方向上比凸轮尖18c突出得远。凸轮表面18b比摆动凸轮5的凸轮表面5b向外隆起得大，从而离摆动凸轮5的轴线的距离增大，并且升程部分18d比凸轮尖18c与摆动凸轮5的轴线间隔得远。与凸轮表面5b的凸轮轮廓不同的凸轮表面18b的凸轮轮廓配置成，在气门操作装置的操作期间在右和左排B1和B2的相应侧上提供进气门2、2的相同气门升程曲线。这是因为由于在右和左排B1和B2的相应侧上的气门致动机构和可变操作机构的布局，在左排B2侧上的进气门2、2的气门升程曲线与在右排B1侧上的进气门2、2的气门升程曲线之间出现差别。以后将具体地解释用来确定凸轮表面18b的凸轮轮廓的方法。

用作气门致动部件的摆臂6、6的每一个具有与进气门2相接触的一端和与由汽缸盖1支撑的枢轴11接触的另一端。如图3中最清楚表示的那样，摆臂6、6的每一个形成基本上双臂曲拐形，并且包括较短臂和较长臂，该较短臂在其末端部分处具有接触部分6a，较长臂在其末端部分的下侧表面上具有凹下部分6b。对应进气门2的气门杆2a的顶部与接触部分6a相接触。用作摆臂6摆动运动的支点的枢轴11与凹下部分6b相接触。摆臂6还包括通孔6c，该通孔6c竖直地延伸过在较短臂与较长臂之间的基本上中间的部分。滚子12可转动地布置在通孔6c中。滚子12与摆动凸轮5的凸轮表面5b相接触，并且相对于摆动凸轮5起凸轮从动件的作用。

枢轴11是所谓的液压挺柱，如图4中所示。枢轴11包括固定地配合到安装孔1a上的封闭端圆筒形本体13，该安装孔1a形成在汽缸盖1的上端部中。枢轴11还包括布置在本体13的内侧下部中的圆筒形保持器14和柱塞15，该柱塞15轴向可滑动地布置在保持器14的上部部分中，并且具有与摆臂6的凹下部分相接触的球形头部。气门致动机构包括：进气门2、2；摆臂6、6；及枢轴11、11。同时，在右排B1侧上的气门致动部件和在左排B2侧上的气门致动部件可以具有彼此不同的构造。

如图1-3中所示，在右排B1侧上的运动传递机构7布置在驱动凸轮4与摆动凸轮5、5的每一个之间，以把驱动凸轮4的转矩传递到摆动凸轮5、5。具体地说，运动传递机构7是可操作的，以把驱动凸轮4的转动运动转换成摆动凸轮5、5的摆动运动。运动传递机构7包括：摇臂20，它布置在驱动轴3上方；连杆臂21，枢转地把摇臂20的第一臂部分20a连接到驱动凸轮4上；及一对连杆22、22，它们枢转地把摇臂20的两个第二臂部分20b、20b连接到两个摆动凸轮5、5上。因而，摇臂20、连杆臂21及连杆22、22构成所谓的多重铰接连杆布置。

具体地说，摇臂20具有延伸过摇臂20的中间基础部分的圆柱形支撑孔20c。支撑孔20c如以后解释的那样在其中接收控制凸轮27，从而摇臂20由控制凸轮27可摆动地支撑。摇臂20的第一臂部分20a形成有销插入孔，在该销插入孔中可滑动地接收连接销23。如在图1中最清楚表示的那样，摇臂20的第二臂部分20b、20b形成与两个摆动凸轮5、5相对应的分叉形状。

摇臂20的分叉第二臂部分20b、20b相对于摇臂20的中间基础部分对称地布置。第二臂部分20b、20b的每一个在其前端部分中具有销插入孔，连接销24延伸过该销插入孔。第二臂部分20b的前端部分通过连接销24与连杆22、22的每一个的上端部分22a枢转地连接。未示出的卡环安装到相应连接销23和24的两端上，由此防止连接销23和24从对应销插入孔脱开。摇臂20的这两个第二臂部分20b和20b布置成，通过连杆22、22把摆动力从在重力方向上的向上位置传递到两个摆动凸轮5、5。

连杆臂21包括较大环形部分21a和从环形部分21a的预定部分径向向外突出的臂部分21b。较大环形部分21a在其中心部分处具有圆形接合开口21c，驱动凸轮4可转动地配合到该圆形接合开口21c中。臂部分21b通过连接销23与摇臂20的第一臂部分20a枢转地连接，该连接销23被接收于在臂部分21b中形成的销插入孔中。

连杆22、22的每一个像摇篮成形，它通过冲压成型金属板而构造。连杆22包括：相对端部22a和22b，每个包括间隔开的两个侧壁和中间桥接部分，通过该中间桥接部分，端部22a和22b彼此整体地连接。一个端部22a通过连接销24与摇臂20的第二臂部分20b枢转地连接。另一个端部22b通过连接销25与摆动凸轮5的凸轮尖5c枢转地连接，该连接销25被接收于在另一个端部22b中形成的销插入孔中。未示出的卡环安装到连接销25的两端上，由此防止连接销25从对应销插入孔脱开。

控制机构8构造成，改变运动传递机构7的操作位置和由此控制进气门2、2的气门升程量和操作角度。控制机构8包括：控制轴26，它布置在驱动轴3上方；和控制凸轮27，它整体地形成在控制轴26的外圆周周缘上。控制轴26由轴承部件的上端部可转动地支撑，该轴承部件固定到汽缸盖1上，并且支撑驱动轴3。控制凸轮27接收在摇臂20的支撑孔20c中，并且用作摇臂20的摆动运动的支点。

控制轴26与驱动轴3相平行地且在发动机的纵向方向上延伸。控制轴26在较长跨距上由轴承支撑。控制轴26具有通过齿轮机构连接到电动致动器，即直流电动机上的一端。控制轴26由电动致动器控制，从而绕其轴线在给定角度范围内在两个方向上转动。控制凸轮27具有圆筒形状，并且用作偏心凸轮。就是说，如图3中所示，控制凸轮27具有从控制轴26的轴线P2移动以“e”所指示的预定距离的轴线P1。

电动致动器由控制器控制，该控制器通过处理关于发动机操作条件的各种信息信号而输出各种指令信号。实际上，控制器具有包括CPU、RAM、ROM及适当接口的微型计算机。为了收集信息信号，使用各种传感器，如曲轴角度传感器、空气流量计、发动机冷却水温度传感器、探测控制轴26的角位置的电位器、等等。就是说，通过处理这样的信息信号，控制器把适当指令信号输出到电动致动器以控制该电动致动器。

在下面，参照图6A-10将简单地描述第一实施例的气门操作装置的操作。图6A-6D表示在发动机运行处于低速范围中时在右排B1侧上的气门致动机构和可变操作机构的操作，并且图8A-8D表示在发动机运行处于低速范围中时在左排B2侧上的气门致动机构和可变操作机构的操作。控制器控制电动致动器，以在一个方向上，即在逆时针方向上，转动相应控制轴26、26。如图6A和8A中所示，与相应控制轴26、26成整体的相应控制凸轮27、27在一个方向上被转动，从而其最厚部分占据以K1所指示的转动角度位置，并且保持在K1位置中。

随着相应控制凸轮27、27的转动，相应摇臂20、20的第二臂部分20b、20b向上升起，并且相应摆动凸轮5和18的凸轮尖5c和18c通过相应连杆22、22被向上拉起。因而，摆动凸轮5和18被迫在顺时针方向上转动，并且保持在如图6B和8B中所示的角位置中。

当相应驱动凸轮4、4的转动使相应连杆臂21、21上推相应摇臂20的第一臂部分20a时，施加到摇臂20上的提升力通过连杆22、22、摆动凸轮5和18及滚子12、12传递到摆臂6、6。如图6C和8C中所示，摆臂6、6因而被迫绕相应枢轴11、11的柱塞15、15的球形头部向下摆动，并且在其接触部分6a、6a处按压相应气门杆2a、2a。随着气门杆2a、2a的向下运动，对应进气门2、2被迫打开，从而提供最小气门升程量。因而实现进气门2、2的最小升程控制。

图10表明在最小升程控制下提供的气门升程曲线L1。如从图10中的气门升程曲线L1看到的那样，气门升程量是最小，并且气门打开正时滞后，由此减小气门重叠，在该气门重叠中，进气门2、2和排气门的打开持续时间重叠。因此，最小升程控制可提供例如稳定的发动机转动，并且提高在低负荷范围中的燃料经济性。

在另一个方面，当发动机运转切换到高速范围时，在右排B1侧上的第一实施例的气门操作装置如图7A-7D中表示的那样操作，并且其在左排B2侧上的气门操作装置如图9A-9D中表示的那样操作。如图7A和9A中所示，电动致动器由控制器控制，从而在与上述一个方向相反的方向上，即在顺时针方向上，把相应控制轴26、26转动过角度η。与相应控制轴26、26成整体的相应控制凸轮27、27因而在顺时针方向上转动，并且置于预定转动角度位置K2中，在该角度位置K2中，其最厚部分占据下部位置。随着控制凸轮27、27的这种转动，相应摇臂20、20的第二臂部分20b和20b向下转动，从而相应摆动凸轮5和18的凸轮尖5c和18c通过相应连杆22、22被下推。摆动凸轮5和18被迫在逆时针方向上转动，并且保持由图7B和9B所示的角位置。因而，其中相应摆动凸轮5和18的凸轮表面5b和18b与对应摆臂6、6的相应滚子12和12相接触的接触位置移动到相应摆动凸轮5和18的凸轮尖5c和18c侧。

当相应驱动凸轮4、4的转动使相应连杆臂21上推相应摇臂20、20的第一臂部分20a，从而相应摇臂20、20的第二臂部分20b下推连杆22和22时，相应摆动凸轮5和18在凸轮尖5c和18c的末端部分处按压相应滚子12和12，如图7C和9C中所示。因而，摆臂6、6的摆动量增大，由此引起进气门2、2的最大气门升程量。

图10表示在最大升程控制下得到的气门升程曲线L2。如从气门升程曲线L2看到的那样，气门升程量是最大，并且气门打开正时提前和气门关闭正时滞后。因此，最大升程控制可提供例如在高负荷范围中的增大充气效率和足够功率。

应该注意，通过控制机构8的大升程控制和小升程控制，按照发动机的操作条件可从最小升程(L1)至最大升程(L2)连续地进行。

接下来，参照图6A-6D和图7A-7D，下文基于在最小升程控制和最大升程控制下第一实施例的气门操作装置的操作，将解释相对于峰值升程点在右排B1侧上的进气门2、2的气门升程曲线的非对称特性。

图6A-6D表示在右排B1侧上的气门致动机构和可变操作机构的最小升程控制操作。图6A表示进气门2的非升起位置，在该位置中，摆动凸轮5位于最上摆动位置中，在该处，凸轮尖5c放置在最上位置中。在摆动凸轮5的最上摆动位置中，摆动凸轮5放置在由直线Z指示的摆动角位置中，该直线穿过作为摆动凸轮5的摆动运动的支点的驱动轴3的中心轴线X和在摆动凸轮5与连杆22之间的连接点J画出。在这个摆动角位置中，摆动凸轮5具有基准摆动角θ1。驱动凸轮4位于具有转动角X1的角位置中，该转动角X1绕驱动轴3的中心轴线X形成。应该注意，驱动凸轮4的转动角度是指驱动轴3的转动角度。如图6B中所示，当驱动凸轮4在顺时针方向上转动并且具有转动角X2且摆动凸轮5具有摆动角θ2时，进气门2的气门升程量变为在上升-升程运动中的中间升程L1i。

如图6C中所示，当驱动凸轮4然后转动并且具有转动角X3且摆动凸轮5具有摆动角θ3时，进气门2的气门升程量变为峰值升程L1p。如图6D中所示，当驱动凸轮4然后转动并且具有转动角X4且摆动凸轮5具有等于摆动角θ2的摆动角θ4时，进气门2的气门升程量再次变为在上升-升程运动中的中间升程L1i。而且，当驱动凸轮4进一步转动并且返回到如图6A中所示与转动角X1对应的初始位置且摆动凸轮5返回到与基准摆动角θ1相对应的摆动角位置时，进气门2返回到非升起位置。因而，在最小升程控制下，驱动凸轮4的转动运动和摆动凸轮5的摆动运动的一个循环结束。

图7A-7D表示在右排B1侧上的气门致动机构和可变操作机构的最大升程控制操作。图7A表示进气门2的非升起位置，在该位置中，驱动凸轮4具有转动角X5并且摆动凸轮5具有摆动角θ5。如图7B中所示，当驱动凸轮4在顺时针方向上转动并且具有转动角X6且摆动凸轮5具有摆动角θ6时，进气门2的气门升程量变为在上升-升程运动中的中间升程L2i。如图7C中所示，当驱动凸轮4然后转动并且具有转动角X7且摆动凸轮5具有摆动角θ7时，进气门2的气门升程量变为峰值升程L2p。如图7D中所示，当驱动凸轮4然后转动并且具有转动角X8且摆动凸轮5具有等于摆动角θ6的摆动角θ8时，进气门2的气门升程量再次变为在上升-升程运动中的中间升程L2i。而且，如图7A中所示，当驱动凸轮4然后转动并且返回到具有转动角X5的角位置且摆动凸轮5返回到具有摆动角θ5的摆动角位置时，进气门2返回到非升起位置。因而，在最大升程控制下，驱动凸轮4的转动运动和摆动凸轮5的摆动运动的一个循环结束。

接下来，基于第一实施例的气门操作装置的上述操作，将考虑如图10中所示关于波峰升程的气门升程曲线的非对称特性的出现的原因。

如图10中所示，如图6A-6D中所示在最小升程控制下提供的气门升程曲线L1包括在两个点X2和X3之间的升程-向上部分和在两个点X3和X4之间的升程-向下部分。在点X3-X2之间的升程-向上部分和在点X4-X3之间的升程-向下部分关于气门升程曲线L1的法线是非对称的，该法线延伸过提供峰值升程的点X3。就是说，在点X3-X2之间的升程-向上部分和在点X4-X3之间的升程-向下部分彼此不相同。类似地，如图7A-7D中所示在最大升程控制下提供的气门升程曲线L2包括在两个点X6和X7之间的升程-向上部分和在两个点X7和X8之间的升程-向下部分。在点X7-X6之间的升程-向上部分和在点X8-X7之间的升程-向下部分关于气门升程曲线L2的法线是非对称的，该法线延伸过提供峰值升程的点X7。就是说，在点X7-X6之间的升程-向上部分和在点X8-X7之间的升程-向下部分彼此不相同。

具体地说，例如，如从表示最大升程控制的图7B和7D看到的那样，当提供相同中间升程L2i时，摆动凸轮5具有彼此相等的摆动角θ6和θ8。然而，当摆动凸轮5具有提供相同中间升程L2i的相等摆动角θ6和θ8时，驱动凸轮4具有彼此不同的转动角X6和X8。驱动凸轮4的转动角X6与通过驱动凸轮4的中心轴线Y6和驱动轴3的中心轴线X的线段X-Y6的方向相对应，并且驱动凸轮4的转动角X8与通过驱动凸轮4的中心轴线Y8和驱动轴3的中心轴线X的线段X-Y8的方向相对应。

驱动凸轮4的转动角X6、X7及X8通过参照图11解释。在图11中，表示有当气门升程如图7B、7C及7D中所示在最大升程控制下在中间升程L2i与峰值升程L2p之间变化时，线段X-Y6、X-Y7及X-Y8的方向。点F6指示当中间升程L2i如图7B中所示设置时连接销23的中心轴线的位置，该中心轴线用作在摇臂20与连杆臂21之间的连接点，并且点F8指示当中间升程L2i如图7D中所示设置时连接销23的中心轴线的位置。点F6和F8相互对准。点F7指示当峰值升程L2p如图7C中所示设置时连接销23的中心轴线的位置。点F6、F8和F7位于具有位于控制凸轮27的轴线P1上的中心的圆的圆周上。点Y6指示当中间升程L2i如图7B中所示提供时驱动凸轮4的中心轴线Y的位置，并且点Y8指示当中间升程L2i如图7D中所示提供时驱动凸轮4的中心轴线Y的位置。如图11中所示，点Y6和Y8关于等于线段X-F8的线段X-F6是对称的。因而，在线段Y6-X与线段Y8-X之间的角∠Y6-X-Y8由线段X-F6和线段X-F8划分成相等的半部，所述半部是在线段Y6-X与线段X-F6之间的角∠Y6-X-F6和在线段Y8-X与线段X-F8之间的角∠Y8-X-F8。角∠Y6-X-Y8如图11中所示由α指示。角α与如图10中所示在驱动凸轮4的转动角X8和X6之间的差X8-X6相对应。因此，角∠Y6-X-F6和角∠Y8-X-F8是与驱动凸轮4的转动角X8和X6之间的差X8-X6的1/2相对应的角α的1/2。

其次，如果当如图7C中所示提供峰值升程L2p时，在摇臂20与连杆臂21之间的连接点F如图11中所示位于位置F7中，则线段X-F7从线段X-F6或线段X-F8在逆时针方向上偏移角Δ。引起线段X-F7从线段X-F6或线段X-F8的偏移，因为当提供峰值升程L2p时，连接点F被移动。因此，由于多连杆运动传递机构7的操作特性，偏移的出现是不可避免的。这里，在线段Y6-X与线段F7-X之间的角∠Y6-X-F7是通过从角α的1/2减去角Δ得到的角(α/2-Δ)。角(α/2-Δ)与在驱动凸轮4的转动角X7和X6之间的差X7-X6相对应，如图10中所示。在线段Y8-X与线段F7-X之间的角∠Y8-X-F7是通过把角Δ添加到角α的1/2上得到的角(α/2+Δ)。角(α/2+Δ)与在驱动凸轮4的转动角X8和X7之间的差X8-X7相对应，如图10中所示。

因而，在驱动凸轮4的转动角X7和X6之间的差X7-X6小于在驱动凸轮4的转动角X8和X7之间的差X8-X7。因而，差X7-X6不等于差X8-X7。因此，要理解，与差X7-X6相对应的在图10中的气门升程曲线L2的升程-向上部分和其与差X8-X7相对应的升程-向下部分在形状上不同，即关于气门升程曲线L2的法线是非对称的，该法线延伸过在最大升程控制下提供峰值升程L2p所处的转动角X7。类似地，在驱动凸轮4的转动角X3和X2之间的差X3-X2小于在驱动凸轮4的转动角X4和X3之间的差X4-X3，并因而，差X3-X2不等于差X4-X3。要理解，与差X3-X2相对应的在图10中的气门升程曲线L1的升程-向上部分和其与差X4-X3相对应的升程-向下部分在形状上彼此不同，即关于气门升程曲线L1的法线是非对称的，该法线延伸过在最小升程控制下提供峰值升程L2p所处的转动角X3。

如以上讨论那样，由于由运动传递机构7的操作特性引起气门升程曲线的非对称特性，所以可能困难的是，可消除气门升程曲线的非对称特性。因此，如果在右和左排上的气门致动机构和可变操作机构相对于彼此关于排中心线以镜像对称关系布置，并且在相应排上的驱动轴3在相同方向上转动，则在右和左排上的进气门的气门升程曲线相对于彼此具有颠倒关系，由此类似于在图16中所示的上述传统技术的气门升程曲线“a”和“b”不彼此对准。结果，在这样一种情况下，将提供有在右排与左排之间彼此不同的气门升程曲线。

参照图12A-12D和13A-13D，表示有参考情形，其中在第一实施例的气门操作装置中，使用在左排B2侧上的摆动凸轮118，该摆动凸轮118具有凸轮表面118b，该凸轮表面118b具有与在右排B1侧上的摆动凸轮5的凸轮表面5b相同的凸轮轮廓。在这种参考情形下，类似于第一实施例，在右和左排B1和B2的相应侧上的气门致动机构相对于彼此关于排中心线以镜像对称关系布置，并且在右和左排B1和B2的相应侧上的可变操作机构相对于彼此关于排中心线以平行关系布置。图12A-12D和13A-13D分别表示最小升程控制操作和最大升程控制操作。

在最小升程控制下，如图12A-12D中所示在左排B2侧上的运动传递机构7与如图6A-6D中所示在右排B1侧上的运动传递机构7具有相同的姿态。具体地说，在左排B2侧上的驱动凸轮4的转动角X1-X4、运动传递机构7的连杆20、21、22的姿态及控制机构8的控制凸轮27的转动位置与在右排B1侧上的那些相同。因此，摆动凸轮118的摆动角θ1-θ4与摆动凸轮5的那些相同。在这种参考情形中，如图12B-12D中所示，当提供中间升程L1i和峰值升程L1p时，在摆动凸轮118的凸轮表面118b与摆臂6的滚子12的外圆周表面之间产生有间隙C。间隙C的出现意味着，在操作在左排B2侧上的运动传递机构7时在左排B2侧上提供的气门升程变为小于在操作在右排B1侧上的运动传递机构7时在右排B1侧上提供的气门升程。

在最大升程控制下，如图13A-13D中所示在左排B2侧上的运动传递机构7与如图7A-7D中所示在右排B1侧上的运动传递机构7具有相同的姿态。具体地说，在左排B2侧上的驱动凸轮4的转动角X5-X8、运动传递机构7的连杆20、21、22的姿态及控制机构8的控制凸轮27的转动位置与在右排B1侧上的那些相同。因此，摆动凸轮118的摆动角θ5-θ8与摆动凸轮5的那些相同。如图13B-13D中所示，当分别提供中间升程L2i和峰值升程L2p时，在摆动凸轮118的凸轮表面118b与摆臂6的滚子12的外圆周表面之间产生有间隙C。因而，即使在参考情形中的最大升程控制下，在操作在左排B2侧上的运动传递机构7时在左排B2侧上提供的气门升程变为小于在操作在右排B1侧上的运动传递机构7时在右排B1侧上提供的气门升程。

由以上参考情形可理解，即使与在右排B1侧上的摆动凸轮5具有相同的凸轮轮廓的摆动凸轮118用在左排B2侧上，在右和左排侧上提供的气门升程曲线也彼此不同。

因此，必须在左排B2侧上形成摆动凸轮的凸轮轮廓，该凸轮轮廓可提供与由在右排B1侧上的摆动凸轮5的凸轮轮廓提供的气门升程曲线相同的气门升程曲线。这里，应该注意，如果具有凸轮轮廓的摆动凸轮的摆动角确定，则可具体地确定通过气门致动机构提供的气门升程曲线。相反，基于通过在左排B2侧上的气门致动机构提供的气门升程曲线，可确定在左排B2侧上的摆动凸轮的凸轮轮廓。

参照图5B，下文将解释确定在左排B2侧上的摆动凸轮18的凸轮轮廓的方法。摆动凸轮18的凸轮轮廓设置为包络线，该包络线由摆臂6的滚子12的弧形轨迹画出，当在左排B2侧上的进气门2被操作以打开和关闭时，该滚子12相对于摆动凸轮18起凸轮从动件的作用。基于在凸轮从动件的轨迹的每一个的曲率中心，即滚子12的中心线，与摆动凸轮18的轴线之间的距离以及在延伸过凸轮从动件的轨迹的每一个的曲率中心和摆动凸轮18的轴线的直线与延伸过摆动凸轮18的轴线和在摆动凸轮18与运动传递机构7之间的连接点的直线之间形成的角度，确定包络线。

具体地说，图5B表示在左排B2侧上的摆动凸轮18与摆臂6的滚子12之间的接触位置，假定如图8C中所示的摆动凸轮18固定在坐标系中。在图5B中，表示有当如图8A-8D中所示在最小升程控制下和如图9A-9D中所示在最大升程控制下改变摆动凸轮18的摆动角时，跟随摆动凸轮18的摆臂6的滚子12的弧形轨迹R1-R4和R5-R8。如图5B中所示，在最小升程控制下形成的轨迹R1-R4中，轨迹R2和R4相对于摆动凸轮18的接触位置相同，因为摆动角θ2和θ4彼此相等。在最大升程控制下形成的轨迹R5-R8中，轨迹R6和R8相对于摆动凸轮18的接触位置相同，因为摆动角θ6和θ8彼此相等。

基于在凸轮从动件的曲率中心，即滚子12的中心轴线P3，与摆动凸轮18的轴线，即驱动轴3的中心轴线X，之间的距离以及在延伸过滚子12的中心线P3和摆动凸轮18的轴线的直线与延伸过摆动凸轮18的轴线和在摆动凸轮18与连杆22之间的连接点B的直线之间的角度，画出如图5B中所示的弧形轨迹R1-R4和R5-R8的每一个。如图8C中所示，基于距离S3和角β3画出轨迹R3。在图8C中，距离S3在滚子12的中心轴线P3和摆动凸轮18的轴线之间延伸，并且角β3形成在通过滚子12的中心轴线P3和摆动凸轮18的轴线的线段S3与通过摆动凸轮18的轴线和在摆动凸轮18与连杆22之间的连接点B的直线之间。以如上所述的相同方式画出轨迹R1、R2(R4)、R5-R8及在它们之间的其它轨迹。滚子12的如此画出的轨迹给出包络线，作为与在左排B2侧上的摆动凸轮18的凸轮表面18b的凸轮轮廓对准的曲线。因而，在左排B2侧上的摆动凸轮18的凸轮表面18b的凸轮轮廓可设置为给定包络线。

在第一实施例的气门操作装置中，在右排B1侧上的气门致动机构的操作特性和在左排B2侧上的气门致动机构的操作特性由于镜像对称布置而在最小升程和最大升程的相应控制下彼此不同。相反，在右和左排B1和B2的相应侧上的可变操作机构，即控制机构8、8和运动传递机构7、7，的操作特性在最小升程和最大升程的相应控制下是相同的。因此，在右和左排B1和B2的相应侧上的摆动凸轮5和18的摆动运动特性相同，并且摆动凸轮5和18的摆动角相同。在这种条件下，摆动凸轮18和对应的作为气门致动部件的摆臂6彼此合作，以提供相对于摆动凸轮18的摆动角用于在左排B2内的两组汽缸的一组的进气门2的气门升程量，该气门升程量与相对于摆动凸轮5的摆动角用于在右排B1内的两组汽缸的另一组的进气门2的气门升程量相同。在第一实施例中，在左排B2侧上的摆动凸轮18具有与在右排B1侧上的摆动凸轮5的凸轮轮廓不同的凸轮轮廓，从而提供在左排B2侧上的进气门2的气门升程量，该气门升程量与在右排B1侧上的进气门2的气门升程量相同。就是说，通过把摆动凸轮18的凸轮轮廓设置为以上述方式确定的包络线，在左排B2侧上的气门升程量可与在右排B1侧上的气门升程量相同。因而，可在左排B2内的两组汽缸的一组与在右排B1内的两组汽缸的另一组之间提供进气门2的相同气门升程曲线。

如果如图5B中所示，基于滚子12的轨迹，即如图12A-12D中所示的距离S1-S4和角β1-β4和如图13A-13D中所示的距离S5-S8和角β5-β8，画出包络线，则如此画出的包络线将与在图5B中所示的包络线一致，即与摆动凸轮18的凸轮表面18b的凸轮轮廓一致。

图5A表示在右排B1侧上的摆动凸轮5与起凸轮从动件作用的摆臂6的滚子12之间的接触位置，假定如图6C中所示的摆动凸轮5固定在坐标系中。在图5A中，表示有当如图6A-6D中所示在最小升程控制下和如图7A-7D中所示在最大升程控制下改变右排B1侧上的摆动凸轮5的摆动角时，跟随摆动凸轮5的摆臂6的滚子12的弧形轨迹R1-R4和R5-R8。摆动凸轮5的凸轮表面5b的凸轮轮廓由摆臂6的滚子12的轨迹R1-R4和R5-R8确定。与线性弯曲的摆动凸轮5的凸轮表面5b的凸轮轮廓相比，摆动凸轮18的凸轮表面18b的凸轮轮廓圆形地弯曲。具体地说，摆动凸轮18的凸轮表面18b比摆动凸轮5的凸轮表面5b向外隆起得大，从而在凸轮表面18b与在摆动凸轮18与连杆22之间的连接点B之间的距离被增大，并且升程部分18d与摆动凸轮18的轴线间隔得进一步超越凸轮尖18c。在摆动凸轮5的凸轮表面5b与摆动凸轮18的凸轮表面18b之间形成凸轮轮廓的差别，以便如以上解释的那样提供在右和左排B1和B2上的进气门2、2的相同气门升程量。

接下来，参照图6A-6D和图8A-8D，将解释在最小升程控制下通过在相应排B1和B2上的气门致动机构和可变操作机构改变的在右和左排B1和B2的相应侧上的驱动凸轮4、4的转动角、摆动凸轮5、18的摆动角及气门升程。在右和左排B1和B2的相应侧上的可变操作机构的控制机构8、8，即控制轴26和控制凸轮27，的操作特性在最小升程控制下相同。在右和左排B1和B2的相应侧上的可变操作机构的运动传递机构7、7，即连杆部件20、21及22，由控制机构8、8操作，并因此，运动传递机构7、7在最小升程控制下具有相同的操作特性。因而，在右排B1侧上的摆动凸轮5和在左排B2侧上的摆动凸轮18在最小升程控制下具有相同的摆动运动特性。

如图6A中所示，在右排B1侧上的驱动凸轮4位于角位置中，在该角位置中，驱动凸轮4的中心轴线、驱动轴3的中心轴线X及在摇臂20与连杆臂21之间的连接点在同一直线上。在这个角位置中，驱动凸轮4具有转动角X1。同时，驱动凸轮4的转动角这里由延伸过驱动凸轮4的中心轴线和驱动轴3的中心轴线X的直线的位置表示。当驱动凸轮4位于具有转动角X1的角位置中时，摆动凸轮5位于最上摆动位置中，其中摆动角是基准摆动角θ1。另一方面，如图8A中所示，在左排B2侧上的驱动凸轮4位于与图6A中表示的相同的角位置中，在该角位置中，驱动凸轮4具有转动角X1。当在左排B2侧上的驱动凸轮4位于该角位置中时，摆动凸轮18位于与如图6A中所示的相同的最上摆动位置中，在该最上摆动位置中，摆动角是基准摆动角θ1。

如图6B中所示，当在右排B1侧上的驱动凸轮4在顺时针方向上从在图6A中表示的角位置转动，并且运动到具有转动角X2的角位置时，在右排B1侧上的摆动凸轮5位于具有摆动角θ2的摆动角位置中。另一方面，如图8B中所示，当在左排B2侧上的驱动凸轮4在顺时针方向上从在图8A中表示的角位置转动，并且运动到具有转动角X2的角位置时，在左排B2侧上的驱动凸轮18位于具有摆动角θ2的摆动角位置中。相应驱动凸轮4的转动运动通过相对于排中心线以彼此平行关系布置的运动传递机构7、7传递到相应摆动凸轮5、18，借此摆动凸轮5的摆动角θ2和摆动凸轮18的摆动角θ2变得彼此相等。

在右和左排B1和B2的相应侧上的摆动凸轮5、18具有彼此不同并且配置成相对于在右和左排B1和B2侧上的相同摆动角提供相同气门升程的凸轮轮廓，以补偿归因于在右和左排B1和B2的相应侧上的镜像对称布置的气门致动机构的操作特性的气门升程差。结果，在右和左排B1和B2侧上实现如图6B和8B中所示的相同气门升程L1i。

当在右和左排B1和B2的相应侧上的驱动凸轮4、4然后转动，并且运动到其中驱动凸轮4、4如图6C和8C中所示具有相同转动角X3的角位置时，在右和左排B1和B2的相应侧上的摆动凸轮5、18位于其中摆动凸轮5、18具有相同摆动角θ3的摆动角位置中。因而，如图6C和8C中所示，在右和左排B1和B2的相应侧上提供相同峰值升程L1p。

当在右和左排B1和B2的相应侧上的驱动凸轮4、4然后转动，并且运动到其中驱动凸轮4、4如图6D和8D中所示具有相同转动角X4的角位置时，在右和左排B1和B2的相应侧上的摆动凸轮5、18位于其中摆动凸轮5、18具有相同摆动角θ4的摆动角位置中。在该摆动角位置中，如图6D和8D中所示，在右和左排B1和B2的相应侧上提供相同气门升程L1i。

当在右和左排B1和B2的相应侧上的驱动凸轮4、4然后转动，并且返回到具有转动角X1的角位置时，在右和左排B1和B2的相应侧上的摆动凸轮5、18返回到具有基准摆动角θ1的摆动角位置。因而，在最小升程控制下，驱动凸轮4、4的转动运动和摆动凸轮5、18的摆动运动的一轮结束。

参照图7A-7D和图9A-9D，将解释在最大升程控制下通过在相应排B1和B2上的气门致动机构和可变操作机构改变的在右和左排B1和B2的相应侧上的驱动凸轮4、4的转动角、摆动凸轮5、18的摆动角及气门升程。最大升程控制操作通过把在右和左排B1和B2的相应侧上的可变操作机构的控制机构8、8的控制轴26转动过相同角而进行。就是说，在右和左排B1和B2的相应侧上的控制机构8、8的操作特性在最大升程控制下相同。因此，在右和左排B1和B2的相应侧上的运动传递机构7、7的操作特性在最大升程控制下相同，虽然在最大升程控制下运动传递机构7、7的相应连杆部件20、21及22的姿态与在最小升程控制下的姿态不同。因而，在右和左排B1和B2的相应侧上的摆动凸轮5、18在最大升程控制下具有相同的摆动运动特性，尽管它与在最小升程控制下的摆动运动特性不同。

如图7A和9A中所示，在右和左排B1和B2的相应侧上的驱动凸轮4、4位于其中驱动凸轮4、4具有相同转动角X5的角位置中。同时，驱动凸轮4、4的每一个的转动角这里由延伸过驱动凸轮4的中心轴线和驱动轴3的中心轴线X的直线的位置表示。在相应角位置中，驱动凸轮4的中心轴线、驱动轴3的中心轴线X及在摇臂20与连杆臂21之间的连接点在同一直线上。当在右和左排B1和B2的相应侧上的驱动凸轮4、4位于具有相同转动角X5的角位置中时，在右和左排B1和B2的相应侧上的摆动凸轮5、18位于最上摆动位置中，在该最上摆动位置中，摆动凸轮5、18具有大于基准摆动角θ1的相同摆动角θ5。

当在右和左排B1和B2的相应侧上的驱动凸轮4、4从在图7A和9A中表示的角位置转动，并且运动到其中驱动凸轮4、4如图7B和9B中所示具有相同转动角X6的角位置时，在右和左排B1和B2的相应侧上的摆动凸轮5、18位于其中摆动凸轮5、18具有相同摆动角θ6的摆动角位置中。由于如以上解释的那样在右和左排B1和B2的相应侧上的摆动凸轮5、18具有彼此不同并且配置成相对于在右和左排B1和B2侧上的相同摆动角提供相同气门升程的凸轮轮廓，所以在右和左排B1和B2侧上提供如图7B和9B中所示的相同气门升程L2i。

当在右和左排B1和B2的相应侧上的驱动凸轮4、4然后转动，并且运动到其中驱动凸轮4、4如图7C和9C中所示具有相同转动角X7的角位置时，在右和左排B1和B2的相应侧上的摆动凸轮5、18位于其中摆动凸轮5、18具有相同摆动角θ7的摆动角位置中。因而，如图7C和9C中所示，在右和左排B1和B2的相应侧上提供相同峰值升程L2p。

当在右和左排B1和B2的相应侧上的驱动凸轮4、4然后转动，并且运动到其中驱动凸轮4、4如图7D和9D中所示具有相同转动角X8的角位置时，在右和左排B1和B2的相应侧上的摆动凸轮5、18位于其中摆动凸轮5、18具有相同摆动角θ8的摆动角位置中。在该摆动角位置中，如图7D和9D中所示，在右和左排B1和B2的相应侧上提供相同气门升程L2i。

当在右和左排B1和B2的相应侧上的驱动凸轮4、4然后转动，并且返回到具有转动角X5的角位置时，在右和左排B1和B2的相应侧上的摆动凸轮5、18返回到具有摆动角θ5的摆动角位置。因而，在最大升程控制下，驱动凸轮4、4的转动运动和摆动凸轮5、18的摆动运动的一轮结束。

因而，在最小升程控制操作和最大升程控制操作中，在右排B1侧上的进气门2、2的气门升程曲线和在左排B2侧上的气门升程曲线变得彼此相同。这是因为在右和左排B1和B2的相应侧上的可变操作机构8、8的操作特性，即控制轴26、26的操作角η和控制凸轮27、27的偏心量“e”相同，并且在右和左排B1和B2的相应侧上的运动传递机构7、7的操作特性相同。

如由以上解释理解的那样，在这个实施例的气门操作装置中，在左排B2内的两组汽缸的一组的进气门2、2的气门升程曲线可与在右排B1内的两组汽缸的另一组的进气门2、2的气门升程曲线相同。结果，为相应组汽缸可提供相同的燃烧特性，由此保证发动机运行的稳定性。

而且，即使当在右排B1侧上的气门致动部件和在左排B2侧上的气门致动部件具有彼此不同的构造时，用于在左排B2内的两组汽缸的一组的进气门2、2的气门升程曲线也可与用于在右排B1内的两组汽缸的另一组的进气门2、2的气门升程曲线相同。

而且，由于类似于传统气门操作装置，进气门2、2、摆臂6、6及驱动轴3、3镜像对称地布置在右和左排B1和B2的相应侧上，所以这些部分可被使用而不用修改结构。

而且，在其中这个实施例的气门操作装置应用于V型内燃机的这个实施例中，右和左排B1和B2的汽缸盖1、1可以关于排中心线以彼此镜像对称的关系构造。在这样一种情况下，进气门2、2、摆臂6、6及驱动轴3、3也可以关于排中心线镜像对称地布置，从而可提高气门操作装置的不稳定性。

参照图14，下文将解释根据本发明的气门操作装置的第二实施例。第二实施例与第一实施例的不同之处在于，在左排B2侧上的气门致动机构和摆动凸轮与在右排B1侧上的那些相同。第二实施例与第一实施例的另外不同之处在于，在左排B2侧上的运动传递机构7相对于对应摆动凸轮的安装角位置与在右排B1侧上的运动传递机构7相对于对应摆动凸轮的安装角位置角偏移。可替换地，在左排B2侧上的摆动凸轮相对于对应运动传递机构7的安装角位置可以与在右排B1侧上的摆动凸轮相对于对应运动传递机构7的安装角位置角(在角度上)偏移。

如图14中所示，在左排B2侧上包括摆臂6和枢轴11的气门致动机构与在右排B1侧上的气门致动机构相同。在左排B2侧上以5指示的摆动凸轮与在右排B1侧上的摆动凸轮5具有相同凸轮轮廓。在左排B2侧上的运动传递机构7以预定安装角位置安装到在左排B2侧上的摆动凸轮5上。如图14中所示，在左排B2侧上的运动传递机构7的安装角位置与在右排B1侧上的运动传递机构7相对于对应摆动凸轮5的安装角位置在逆时针方向上绕摆动凸轮5的轴线，即驱动轴3的中心轴线X，角偏移预定角γ。即，在安装角位置中，在左排B2侧上的运动传递机构7在这样一个方向上角偏移，从而远离在左排B2侧上的排中心线。借助于在左排B2侧上的运动传递机构7的角偏移安装，在左排B2侧上的控制机构8相对于在右排B1侧上的控制机构8以角偏移关系布置。

在第二实施例中，由于在气门升程曲线中驱动轴3的角相位偏移预定角γ，必须的是，通过适当方式补偿驱动轴3的角相位偏移。比如，通过改变把从动链轮安装到驱动轴3上的相位或把驱动凸轮4安装到驱动轴3上的位置，或否则通过修改凸轮相位器的控制图，可补偿偏移。在这样一种情况下，除相同的气门升程曲线之外，在右和左排B1和B2的相应侧上可提供包括升程相位的相同气门升程特性。

第二实施例可实现与第一实施例的那些效果相同的效果。即，在左排B2侧上的摆动凸轮5、5具有与在右排B1侧上的摆动凸轮5、5相同的摆动运动特性，从而在左排B2内的两组汽缸的一组的进气门2、2的气门升程曲线可与在右排B1内的两组汽缸的另一组的进气门2、2的气门升程曲线相同。

而且，在第二实施例中，在凸轮表面5b与用于连接销25的销插入孔之间延伸的在左排B2侧上的摆动凸轮5的厚度“t”，可减小到与在右排B1侧上的摆动凸轮5的厚度基本相同的厚度而不像第一实施例的摆动凸轮18。在这样一种情况下，在左排B2侧上的摆动凸轮5的重量基本等于在右排B1侧上的摆动凸轮5的重量。这用来减小气门操作装置的重量。而且，在减小在左排B2侧上的摆动凸轮5的厚度“t”的情况下，在左排B2侧上的摆动凸轮5绕摆动凸轮5的轴线的转动惯量可基本等于在右排B1侧上的摆动凸轮5的转动惯量。这用来防止在左排B2内的两组汽缸的一组与在右排B1内的两组汽缸的另一组之间进气门2、2的气门升程曲线的差别，该差别将由于在发动机的高速范围中的惯性负荷的差别而引起。可替换地，在右和左排B1和B2侧上的气门弹簧10、10的弹簧力可依据在右和左排B1和B2侧上的摆动凸轮5、5的转动惯量设置成彼此不同。在这样一种情况下，可减小在左排B2内的两组汽缸的一组与在右排B1内的两组汽缸的另一组之间进气门2、2的气门升程曲线的差别。

而且，在第二实施例中，在左排B2侧上的运动传递机构7和控制机构8在这样一个方向上角偏移，从而与进气系统间隔开。因而，鉴于进气系统在汽缸盖1上的布局，运动传递机构7和控制机构8的这种布置是有利的。

参照图15A和15B，表示有根据本发明的气门操作装置的第三实施例。在这个实施例中，气门操作装置应用于直列6缸内燃机。如图15A中所示的摆臂6用作用于每组具有三个汽缸的两组汽缸的一组的气门致动部件。如图15B中所示具有一个封闭端圆筒形状的直接操作的气门挺杆30用作用于两组汽缸的另一组的气门致动部件。气门挺杆30包括顶部表面30a，作为跟随摆动凸轮205的凸轮从动件。摆动凸轮205包括与气门挺杆30的顶部表面30a相接触的凸轮表面205b。摆动凸轮205的凸轮表面205b的凸轮轮廓，与如图15A中所示与摆臂6的滚子12相接触的摆动凸轮5的凸轮表面5b的凸轮轮廓相比，具有与气门挺杆30的顶部表面30a相对应的增大曲率半径。摆动凸轮205的凸轮表面205b的凸轮轮廓配置成，提供与在摆动凸轮5侧上提供的气门升程曲线相同的气门升程曲线。摆动凸轮205的凸轮表面205b的凸轮轮廓设置为包络线，该包络线以与以上通过参照图5B描述相同的方法由气门挺杆30的顶部表面30a的轨迹画出。

如在第三实施例中描述的那样，即使当用于两组汽缸的一组的气门致动部件和用于两组汽缸的另一组的气门致动部件具有彼此不同的构造时，用于两组汽缸的一组的进气门的气门升程曲线也可与用于两组汽缸的另一组的进气门的气门升程曲线相同。

而且，第三实施例可实现每组汽缸改变进气门2、2的位置的效果。因此，可增加用于每组汽缸的进气门2、2的布局的自由度。否则，可改变流入汽缸的进气气体的气体运动性质，同时保持对于每组汽缸的相同进气量。这用来提高发动机性能。

而且，即使当由于在发动机上侧上的布局的限制，要求修改用于两组汽缸的一组的气门致动机构的构造和布置时，用于两组汽缸的一组的发动机气门的气门升程曲线也可与用于两组汽缸的另一组的发动机气门的气门升程曲线相同。

驱动凸轮4的构造不限于以上解释的实施例，并且可以例如用在美国专利No.5,996,540中所描述的椭圆形凸轮的构造替换。

本申请基于提交于2006年2月2日的现有日本专利申请No.2006-025252。日本专利申请No.2006-025252的全部内容由此通过参考包括。

尽管以上通过参考本发明的某些实施例已经描述了本发明，但本发明不限于以上描述的实施例。本领域的技术人员在以上讲授的启示下会想到以上描述的实施例的修改和变更。本发明的范围参照如下权利要求书限定。

Claims (14)

1.一种用于内燃机的气门操作装置，该内燃机包括第一组汽缸和第二组汽缸以及用于在所述第一和第二组中的汽缸的每一个的至少一个发动机气门，所述气门操作装置包括：

驱动凸轮，固定到与所述发动机的曲轴同步转动的轴上；

摆动凸轮，布置成可绕轴线摆动；

运动传递机构，可操作以把所述驱动凸轮的转矩转换成所述摆动凸轮的摆动运动；以及

气门致动部件，它操作所述发动机气门以与所述摆动凸轮的摆动运动相关地打开和关闭；

对于在所述第一和第二组中的汽缸的每一个都布置有所述驱动凸轮、摆动凸轮、运动传递机构及气门致动部件，

其中，所述摆动凸轮包括用于所述第一组汽缸的第一摆动凸轮和用于所述第二组汽缸的第二摆动凸轮，所述运动传递机构包括用于所述第一组汽缸的第一运动传递机构和用于所述第二组汽缸的第二运动传递机构，所述气门致动部件包括用于所述第一组汽缸的第一气门致动部件和用于所述第二组汽缸的第二气门致动部件，

其中，所述第一和第二摆动凸轮通过所述第一和第二运动传递机构相对于所述驱动凸轮的转动角度具有相同的摆动运动特性，并且

其中，所述第一摆动凸轮和所述第一气门致动部件彼此合作，以相对于所述第一摆动凸轮的摆动角度提供用于所述第一组汽缸的发动机气门的气门升程量，该气门升程量与相对于所述第二摆动凸轮的摆动角度用于所述第二组汽缸的发动机气门的气门升程量相同。

2.根据权利要求1所述的气门操作装置，其中，所述第一摆动凸轮和所述第二摆动凸轮具有彼此不同的凸轮轮廓。

3.根据权利要求1所述的气门操作装置，还包括控制机构，该控制机构分别控制所述第一和第二运动传递机构的姿态，从而提供所述第一和第二运动传递机构的相同操作特性。

4.根据权利要求1所述的气门操作装置，其中，所述气门操作装置可应用于V型内燃机，该V型内燃机包括相对于排中心线镜像对称地布置的两排。

5.根据权利要求4所述的气门操作装置，其中所述气门致动部件相对于所述排中心线彼此以镜像对称关系布置在所述两排上。

6.根据权利要求4所述的气门操作装置，其中，所述气门致动部件设置在所述两排的每一排上，并且设置在所述两排上的所述气门致动部件在构造上不同。

7.根据权利要求1所述的气门操作装置，其中，所述气门操作装置可应用于直列内燃机。

8.根据权利要求1所述的气门操作装置，其中，所述第一运动传递机构以安装角位置安装到所述第一摆动凸轮上，该安装角位置从所述第二运动传递机构相对于所述第二摆动凸轮的安装角位置绕所述第一摆动凸轮的轴线角偏移。

9.根据权利要求1所述的气门操作装置，其中，所述第一摆动凸轮以安装角位置安装到所述第一运动传递机构上，该安装角位置从所述第二摆动凸轮相对于所述第二运动传递机构的安装角位置绕所述第一摆动凸轮的轴线角偏移。

10.根据权利要求1所述的气门操作装置，其中，所述第一摆动凸轮绕所述第一摆动凸轮的轴线的转动惯量与所述第二摆动凸轮绕所述第二摆动凸轮的轴线的转动惯量基本相同。

11.根据权利要求1所述的气门操作装置，其中，所述第一和第二气门致动部件每个都包括向关闭位置偏压所述发动机气门的气门弹簧，所述气门弹簧包括用于所述第一组汽缸的气门弹簧和用于所述第二组汽缸的气门弹簧，用于所述第一组汽缸的所述气门弹簧具有的弹簧力，依据所述第一摆动凸轮的转动惯量和所述第二摆动凸轮的转动惯量，设置成与用于所述第二组汽缸的所述气门弹簧的弹簧力不同。

12.根据权利要求1所述的气门操作装置，其中，所述气门致动部件包括用于所述第一组汽缸的圆筒形气门挺杆和用于所述第二组汽缸的摆臂。

13.一种用于V型内燃机的气门操作装置，该内燃机包括以基本V形布置的第一组汽缸和第二组汽缸、以及用于在所述第一和第二组中的汽缸的每一个的至少一个发动机气门，所述气门操作装置包括：

驱动凸轮，固定到与所述发动机的曲轴同步转动的轴上；

摆动凸轮，布置成可绕轴线摆动；

运动传递机构，可操作以把所述驱动凸轮的转矩转换成所述摆动凸轮的摆动运动；以及

气门致动部件，它操作所述发动机气门以与所述摆动凸轮的摆动运动相关地打开和关闭，所述气门致动部件包括跟随所述摆动凸轮的凸轮从动件；

对于在所述第一和第二组中的汽缸的每一个都布置有所述驱动凸轮、摆动凸轮、运动传递机构及气门致动部件，

其中，所述摆动凸轮包括用于所述第一组汽缸的第一摆动凸轮和用于所述第二组汽缸的第二摆动凸轮，并且所述运动传递机构包括用于所述第一组汽缸的第一运动传递机构和用于所述第二组汽缸的第二运动传递机构，

其中，所述第一和第二摆动凸轮通过所述第一和第二运动传递机构具有相同的摆动运动特性，并且

其中，所述第一摆动凸轮具有配置成提供用于所述第一组汽缸的发动机气门的气门升程曲线的凸轮轮廓，该气门升程曲线与用于所述第二组汽缸的发动机气门的气门升程曲线相同，

所述第一摆动凸轮的凸轮轮廓设置为包络线，当用于所述第一组汽缸的发动机气门被操作以打开和关闭时，该包络线由跟随所述第一摆动凸轮的凸轮从动件的弧形轨迹画出，

基于在所述凸轮从动件的轨迹的每一个的曲率中心与所述第一摆动凸轮的轴线之间的距离以及在延伸穿过所述凸轮从动件的轨迹的每一个的曲率中心和所述第一摆动凸轮的轴线的直线与延伸穿过所述第一摆动凸轮的轴线和在所述第一摆动凸轮与所述第一运动传递机构之间的连接点的直线之间形成的角度，确定所述包络线。

14.一种用于内燃机的气门操作装置，该内燃机包括第一组汽缸和第二组汽缸、以及用于在所述第一和第二组中的汽缸的每一个的至少一个发动机气门，所述气门操作装置包括：

驱动凸轮，固定到与所述发动机的曲轴同步转动的轴上；

摆动凸轮，布置成可绕轴线摆动；

运动传递机构，可操作以把所述驱动凸轮的转矩转换成所述摆动凸轮的摆动运动；以及

气门致动部件，它操作所述发动机气门以与所述摆动凸轮的摆动运动相关地打开和关闭，所述气门致动部件包括跟随所述摆动凸轮的凸轮从动件；

对于在所述第一和第二组中的汽缸的每一个都布置有所述驱动凸轮、摆动凸轮、运动传递机构及气门致动部件，

其中，所述摆动凸轮包括用于所述第一组汽缸的第一摆动凸轮和用于所述第二组汽缸的第二摆动凸轮，并且所述运动传递机构包括用于所述第一组汽缸的第一运动传递机构和用于所述第二组汽缸的第二运动传递机构，

其中，所述第一和第二运动传递机构构造成使所述第一和第二摆动凸轮具有相同的摆动运动特性，并且

其中，所述第一摆动凸轮具有与所述第二摆动凸轮的凸轮轮廓不同的凸轮轮廓，所述第一摆动凸轮的凸轮轮廓设置为包络线，当所述第一摆动凸轮被操作以便提供用于所述第一组汽缸的发动机气门的气门升程曲线-该气门升程曲线与用于所述第二组汽缸的发动机气门的气门升程曲线相同-时，所述包络线由跟随所述第一摆动凸轮的气门致动部件的凸轮从动件的弧形轨迹画出。

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